有哪些改造微生物產生實際作用的例子?


謝邀。 最著名的例子莫過於胰島素生產,過兩天閑了我在詳細回答。

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上世紀20世紀到80世紀,胰島素生產都是從豬或者牛的胰腺中提取,過程血腥,需要屠宰大量牲畜,費用昂貴,且病人會有過敏等不良反應。1977年,瑞典的一個研究所(沒記錯的話)首次嘗試用微生物發酵生產胰島素成功,1980年投入臨床試驗。胰島素是由A鏈和B鏈組成,由三個雙硫鍵連接在一起。剛開始的時候,研究人員是把A鏈和B鏈在兩種不同的菌種中生產,然後用化學方法把雙硫鍵連接起來。1986年,研究人員把人類胰島素的preinsulin mRNA放到了大腸桿菌中,此時A鏈和B鏈在一個菌種中生產,然後用酶切割組裝。大幅度減少了生產成本。

此時的胰島素都是在微生物體內聚集,然後要去破碎微生物釋放胰島素,純化。後來研究人員增加了一個釋放因子的基因,胰島素被釋放出微生物體外,簡化了下游純化步驟,提高了生產效率,降低生產成本。再後來研究人員進一步研究各種各樣的基因突變,生產出了不同種類的胰島素,提高了胰島素產品的效果。微生物發酵生產胰島素,大幅度提高胰島素的年生產量,大幅度降低生產成本,解決了豬/牛胰島素的過敏反應問題,造福了千萬病人。

另一個著名的例子是抗生素(青黴素類)的工業化生產。1960年代,青黴素的化學合成路線被完全解決,然而卻沒有推向工業化生產,因為生產成本遠遠高於微生物發酵生產。1960年之前,青黴素生產是用一種要在培養基表面生長的菌種,生產效率低,成本較高。1960"s,美國研究人員發現了另一種菌種,可以在stirring tank reactor中生長,用UV light誘變之後,青黴素的生產效率提高千倍以上,為工業化生產打下了堅實的基礎。之後研究人員進一步研究,通過給予不同的生產基質,生產出了各種不同的青黴素類產品(側鏈不同),還有研發出了口服類青黴素(原先只能靜脈注射),等等。

我個人比較感興趣的是胡蘿蔔素髮酵生產。天然胡蘿蔔素生產現在有三種方法,第一種是從胡蘿蔔中直接提取,第二種是大規模種植鹽藻提取,第三種是微生物發酵。前兩種生產成本過高,產量過低,微生物發酵是以後工業化生產的方向。這也是促使我學習應用微生物的因子。遺憾的是我本科兩年和導師並沒有做這個項目,做的是生物塑料PHA的相關項目以及生物修復項目。後來得知工程系導師和另一個實驗室有合作在做胡蘿蔔素髮酵生產。


太多了

尤其是改造以後的工程菌 大腸桿菌的就很多

實驗室有用的幾種比如DH5α DH10b DY330 DY380等等

還有比如用來生產各種 酶 的改造以後的大腸桿菌

說個比較常用的taq酶

現在國內很多廠商也可以生產了,比如什麼上海的申能博彩啊,北京的擎天科技啊,價格都很低比起NEB和tarkar還有啥thermo的便宜好多好多的,而且質量也不錯。但原始質粒從哪裡來的就見仁見智了。

另外的,廈大疫苗中心好像搞了個用大腸桿菌搞了個生產戊肝疫苗前體的工程菌。


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