Heterologinen isäntä

Heterologinen isäntä tai yhdistelmä-DNA-organismi on organismi, joka tekee mahdolliseksi ilmaista geeniä tai yhdistelmä alleelit se ei yleensä ole sen genomiin, joiden tarkoituksena on tuottaa proteiinia, joka on sitten luokitella rekombinantti .

Ne voidaan tuottaa geenitekniikalla käyttämällä plasmideja tai viruksia ekspressiovektoreina .

Niitä käytetään pääasiassa tutkimuksen ja lääketieteen alalla. Heterologisen isännän valinnassa on otettava huomioon useita tekijöitä, kuten proteiinien bio-ominaisuudet ja kyky tuottaa laadukasta proteiinia määrällisesti ja halvemmalla.

Eukaryoottisia tai prokaryoottisia organismeja voidaan käyttää:

Prokaryooteissa

Edut

Bakteerien käytöllä on useita etuja  :

• Bakteerit lisääntyvät hyvin nopeasti.
• Bakteeriviljely on suurimmaksi osaksi yksinkertaista.
• Ne voivat tuottaa proteiineja suurina määrinä (korkea ekspressiotaso).
• Näiden organismien geneettiset mekanismit ovat hyvin tunnettuja ja helposti manipuloitavia.

Haitat

Tiettyjä rajoituksia on kuitenkin, vaikka ne voidaan kiertää kehittämällä strategioita, kun kannat on tutkittu riittävästi:

• Joillekin proteiineille on tehtävä translaation jälkeinen modifikaatio, mutta bakteereilla ei ole oikeaa materiaalia.
• Proteiinit voidaan taittaa huonosti: peptidien huono konformaatio, mikä ei tee mahdolliseksi proteiinin saamista, jolla on samat toiminnot kuin natiivilla proteiinilla.
• Koska bakteerilla ei ole samantyyppistä Gram + / Gram- kalvoa, heterologiset proteiinit eivät kykene käyttämään erilaisia ​​kalvonsiirtovälineitä ja ne kertyvät bakteerin sisälle.
• Kontaminaation kautta läsnä olevat proteaasit voivat hajottaa proteiineja .

käyttää

Bakteereja Escherichia Coli ja Bacillus subtilis käytetään hyvin usein heterologisina isäntinä.

Eukaryooteissa

Eukaryoottisoluilla on samanlaiset ominaisuudet genetiikan ja biokemian suhteen, ja siksi niitä voidaan helposti käyttää toisena keinona tuottaa proteiineja.

Sienet (tai sienet)

Edut

Sienet, joiden hiivat yhdistävät joitain prokaryoottien ja eukaryoottien etuja:

• prokaryoottien massatuotannosta (koska niiden kasvu on nopeaa, ilmentymisaste on korkea ...).
• niiden kyvystä suorittaa eukaryoottien translaation jälkeisiä muutoksia.

Haitat

• Ne tuottavat proteiineja, joita voidaan hyperglykosyloida ja jotka voivat aiheuttaa immuunireaktioita ( immunogeeninen luonne ).
• Hiivat eivät pysty erittämään proteiineja elatusaineeseen, mikä tekee proteiinin puhdistamisesta monimutkaisemman, koska sitä ei eristetä sytoplasmaproteiineista.

käyttää

Saccharomyces cerevisiaea käytetään erityisesti hepatiitti B-rokotteiden tuottamiseen,vaikka hiivoja ja sieniä käytetään säännöllisemmin mutkattomien proteiinien tuottamiseen.

Nisäkkäät

Nisäkässolujen käyttö heterologisina isäntinä on yleisintä ihmisproteiinien valmistuksessa.

Edut

• Proteiinien tuotanto nisäkässpesifisillä translaation jälkeisillä modifikaatioilla.
• Hyvä proteiinitaitto.

Haitat

• Tuotantokustannukset ovat huomattavat.
• Viljelyyn tarvittavat tekniikat ovat monimutkaisempia.
• Eläinten virukset voivat olla saastuneita.

käyttää

Tätä tuotantojärjestelmää käytetään laajalti vasta-aineiden tuottamiseen.

Kuitenkin muun tyyppisiä proteiineja on tuotettu, kuten hämähäkkisilkki vuohenmaidossa, vaikka prosessi ei ole tehokas.

Kasvit

Edut

• Tuotetun proteiinin määrä riippuu vain viljelmän pinnasta.
• Tuotanto on halvempaa kuin nisäkässoluja käyttävä.
• Kasvit pystyvät tuottamaan proteiineja translaation jälkeisillä modifikaatioilla.
• Kasvien taudinaiheuttajat eivät voi aiheuttaa ihmisille tai eläimille viruskontaminaatioita tai infektioita.

Haitat

• Hyperglykosyloitujen proteiinien tuotanto on siten immunogeeninen.

Huomautuksia ja viitteitä

1. "  Rekombinantti: määritelmä ja selitykset  " , AquaPortailissa (käytetty 8. lokakuuta 2019 )
2. "  heterologinen proteiini  " , osoitteessa biotech-btk.wifeo.com (käytetty 8. lokakuuta 2019 )
3. Amitha Gomes , Sonnahallipura Byregowda , Belamaranahally Veeregowda ja Balamurugan Vinayagamurthy , "  A Overview of Heterologous Expression Host Systems for the Production of Rekombinant Proteins  ", Advances in Animal and Veterinary Sciences , voi.  4,1. st kesäkuu 2016, s.  346–356 ( DOI  10.14737 / journal.aavs / 2016 / 4.7.346.356 , luettu verkossa , käyty 8. lokakuuta 2019 )
4. "  Rekombinanttiproteiinien tuottamiseen käytetyt vektorit, isäntäsolut ja transfektiomenetelmät - PDF  " , osoitteessa docplayer.fr (käytetty 8. lokakuuta 2019 )
5. François-Xavier Lussier, bakteerivektorien ja -rekistereiden kehittäminen rekombinanttiproteiinien ja metagenomisen analyysin ilmentämiseksi , Quebec,2011, 178  Sivumäärä ( lue verkossa ) , s.  94
6. Joëlle Dumas ja Bénédicte Robert , "  Terapeuttisten proteiinien biotuotanto - katsaus ja perspektiivit  ", lääketiede / tieteet , voi.  25,1. st helmikuu 2009, s.  18–26 ( ISSN  0767-0974 ja 1958-5381 , DOI  10.1051 / medsci / 2009252s18 , luettu verkossa , käyty 8. lokakuuta 2019 )
7. "  Rekombinanttiproteiinien tuotanto nisäkässoluissa  " , ProteoGenixissä (käytetty 8. lokakuuta 2019 )
8. Futura , “  Vuohet, jotka on muunnettu geneettisesti tuottamaan ultrakestävää kuitua  ” , Futuralla (katsottu 8. lokakuuta 2019 )
9. Flore Biteau, Rekombinanttiproteiinien tuotanto geneettisesti muunnetuilla lihansyöjäkasveilla: levittäminen Drosera rotundifolialle ja tekniikan siirto Nepenthes alataan , Institut National Polytechnique de Lorraine,2009, 339  Sivumäärä ( lue verkossa )