Մարդու կաթի օլիգոսախարիդների կենսասինթետիկ արտադրություն
Ֆերմենտացման կամ ֆերմենտային ռեակցիաների միջոցով մարդու կաթի օլիգոսախարիդների (HMOs) կենսասինթեզը բարդ, ռեսուրսներ պահանջող և հաճախ ցածր ելքով գործընթաց է։ Ուլտրաձայնային մշակումը մեծացնում է զանգվածափոխանակությունը սուբստրատի և բջջային գործարանների միջև և խթանում բջիջների աճն ու նյութափոխանակությունը։ Այդպիսով, ուլտրաձայնային մշակումն ուժեղացնում է ֆերմենտացման և կենսաքիմիական գործընթացները՝ ապահովելով մարդու կաթի օլիգոսախարիդների ավելի արագ և արդյունավետ արտադրություն։
Մարդու կաթի օլիգոսախարիդներ
Մարդու կաթի օլիգոսախարիդները (HMOs), որոնք հայտնի են նաև որպես մարդու կաթի գլիկաններ, շաքարների մոլեկուլներ են, որոնք պատկանում են օլիգոսախարիդների խմբին։ Դրանց առավել հայտնի օրինակներից են 2’-ֆուկոզիլլակտոզը (2′-FL), լակտո-N-նեոտետրաոզը (LNnT), 3’-գալակտոզիլլակտոզը (3′-GL) և դիֆուկոզիլլակտոզը (DFL)։
Թեև մարդու կրծքի կաթը պարունակում է մարդու կաթի օլիգոսախարիդների ավելի քան 150 տարբեր կառուցվածքներ, ներկայումս միայն 2′-ֆուկոզիլլակտոզը (2′-FL) և լակտո-N-նեոտետրաոզը (LNnT) են արտադրվում առևտրային մակարդակով և օգտագործվում որպես սննդային հավելումներ մանկական կաթնախառնուրդներում։
Մարդու կաթի օլիգոսախարիդները (HMOs) հայտնի են մանկական սնուցման մեջ իրենց կարևորությամբ։ Մարդու կաթի օլիգոսախարիդները սննդանյութերի եզակի տեսակ են, որոնք նորածնի աղիքներում գործում են որպես պրեբիոտիկներ, կպչումը կանխող հակամանրէային նյութեր և իմունամոդուլյատորներ ու էապես նպաստում են ուղեղի զարգացմանը։ Մարդու կաթի օլիգոսախարիդները հանդիպում են բացառապես մարդու կրծքի կաթում. այլ կաթնասունների կաթը (օրինակ՝ կովի, այծի, ոչխարի, ուղտի և այլն) չի պարունակում օլիգոսախարիդների այս առանձնահատուկ ձևերը։
Մարդու կաթի օլիգոսախարիդները մարդու կաթի՝ քանակությամբ երրորդ պինդ բաղադրիչն են, որը ջրում կարող է լինել լուծված, էմուլգացված կամ կախութային ձևով։ Լակտոզը և ճարպաթթուները մարդու կաթում ամենաառատ պինդ նյութերն են։ Մարդու կաթի օլիգոսախարիդները առկա են 0,35–0,88 ունցիա (9,9–24,9 g)/ L կոնցենտրացիայով։ Հայտնի է մարդու կաթի մոտավորապես 200 կառուցվածքապես տարբեր օլիգոսախարիդ։ Բոլոր կանանց 80%-ի մոտ գերակշռող օլիգոսախարիդը 2′-ֆուկոզիլլակտոզն է, որը մարդու կրծքի կաթում առկա է մոտավորապես 2,5 g/ L կոնցենտրացիայով։
Քանի որ մարդու կաթի օլիգոսախարիդները չեն մարսվում, դրանք սնուցման մեջ կալորիական ներդրում չունեն։ Լինելով չմարսվող ածխաջրեր՝ դրանք գործում են որպես պրեբիոտիկներ և ընտրողաբար ֆերմենտացվում են աղիքային ցանկալի միկրոֆլորայի, հատկապես բիֆիդոբակտերիաների կողմից։
- նպաստում են նորածինների զարգացմանը
- կարևոր են ուղեղի զարգացման համար
- ունեն հակաբորբոքային և
- կպչումը կանխող ազդեցություններ ստամոքսաղիքային ուղում
- աջակցում են մեծահասակների իմունային համակարգին
UIP2000hdT ուլտրաձայնային պրոցեսորը մեծացնում է զանգվածափոխանակությունը և ակտիվացնում բջջային գործարանները՝ կենսասինթեզված կենսաբանական մոլեկուլների, օրինակ՝ մարդու կաթի օլիգոսախարիդների, ավելի բարձր ելք ապահովելու համար
Մարդու կաթի օլիգոսախարիդների կենսասինթեզ
Բջջային գործարանները և ֆերմենտային / քիմիոֆերմենտային համակարգերը մարդու կաթի օլիգոսախարիդների սինթեզի համար կիրառվող ժամանակակից տեխնոլոգիաներ են։ Մարդու կաթի օլիգոսախարիդների արդյունաբերական մասշտաբով արտադրության համար միկրոբային բջջային գործարանների ֆերմենտացումը, կենսաքիմիական սինթեզը և տարբեր ֆերմենտային ռեակցիաները կենսաարտադրության իրագործելի եղանակներ են։ Տնտեսական պատճառներով միկրոբային բջջային գործարանների միջոցով կենսասինթեզը ներկայումս մարդու կաթի օլիգոսախարիդների արդյունաբերական արտադրության մակարդակով կիրառվող միակ մեթոդն է։
Մարդու կաթի օլիգոսախարիդների ֆերմենտացում՝ միկրոբային բջջային գործարանների կիրառմամբ
E.coli, Saccharomyces cerevisiae և Lactococcus lactis միկրոօրգանիզմները հաճախ օգտագործվում են որպես բջջային գործարաններ՝ այնպիսի կենսաբանական մոլեկուլների կենսաարտադրության համար, ինչպիսիք են մարդու կաթի օլիգոսախարիդները (HMOs)։ Խմորումը կենսաքիմիական գործընթաց է, որի ընթացքում միկրոօրգանիզմներն օգտագործվում են սուբստրատը նպատակային կենսաբանական մոլեկուլների վերածելու համար։ Մանրէային բջջային գործարանները որպես սուբստրատ օգտագործում են պարզ շաքարներ, որոնք վերածում են մարդու կաթի օլիգոսախարիդների։ Քանի որ պարզ շաքարները (օրինակ՝ լակտոզը) առատ և էժան սուբստրատ են, կենսասինթեզի գործընթացը մնում է տնտեսապես արդյունավետ։
Աճի և կենսափոխակերպման արագությունների վրա հիմնականում ազդում է սննդանյութերի (սուբստրատի) զանգվածափոխանակությունը դեպի միկրոօրգանիզմներ։ Զանգվածափոխանակության արագությունը խմորման ընթացքում արտադրանքի սինթեզի վրա ազդող հիմնական գործոններից է։ Հայտնի է, որ ուլտրաձայնային մշակումը նպաստում է զանգվածափոխանակությանը։
Խմորման ընթացքում կենսառեակտորի պայմանները պետք է մշտապես վերահսկվեն և կարգավորվեն, որպեսզի բջիջները կարողանան հնարավորինս արագ աճել՝ այնուհետև նպատակային կենսամոլեկուլներ արտադրելու համար (օրինակ՝ օլիգոսախարիդներ, ինչպիսիք են մարդու կաթի օլիգոսախարիդները, ինսուլին, ռեկոմբինանտ սպիտակուցներ)։ Տեսականորեն արտադրանքի առաջացումը սկսվում է հենց բջջային կուլտուրայի աճի սկզբից։ Սակայն հատկապես գենետիկորեն ձևափոխված բջիջների, օրինակ՝ ինժեներական եղանակով ձևափոխված միկրոօրգանիզմների դեպքում այն սովորաբար հարուցվում է ավելի ուշ՝ սուբստրատին ավելացնելով քիմիական նյութ, որն ուժեղացնում է նպատակային կենսամոլեկուլի էքսպրեսիան։ Ուլտրաձայնային կենսառեակտորները (սոնոկենսառեակտորներ) կարող են ճշգրիտ կառավարվել և թույլ են տալիս մանրէների ընտրողական խթանում։ Սա հանգեցնում է կենսասինթեզի արագացման և ավելի բարձր ելքերի։
Ուլտրաձայնային լիզիս և էքստրակցիա. բարդ կառուցվածքով մարդու կաթի օլիգոսախարիդների խմորումը կարող է սահմանափակվել խմորման ցածր տիտրերով և արտադրանքների՝ բջջի ներսում մնալով։ Ուլտրաձայնային լիզիսը և էքստրակցիան օգտագործվում են ներբջջային նյութն ազատելու համար՝ նախքան մաքրումը և հետագա մշակման գործընթացները։
Ուլտրաձայնով խթանվող խմորում
Այնպիսի մանրէների աճի արագությունը, ինչպիսիք են Escherichia coli, ինժեներական եղանակով ձևափոխված E.coli, Saccharomyces cerevisiae և Lactococcus lactis միկրոօրգանիզմները, կարելի է բարձրացնել՝ վերահսկվող ցածրհաճախական ուլտրաձայնային մշակմամբ մեծացնելով զանգվածափոխանակության արագությունը և բջջապատի թափանցելիությունը։ Որպես մեղմ, ոչ ջերմային մշակման մեթոդ՝ ուլտրաձայնային մշակումը խմորման արգանակի վրա գործադրում է զուտ մեխանիկական ուժեր։
Ակուստիկ կավիտացիա. ուլտրաձայնային մշակման աշխատանքի սկզբունքը հիմնված է ակուստիկ կավիտացիայի վրա։ Ուլտրաձայնային զոնդը (սոնոտրոդը) միջավայրին է հաղորդում ցածրհաճախական ուլտրաձայնային ալիքներ։ Ուլտրաձայնային ալիքները տարածվում են հեղուկի միջով՝ ստեղծելով բարձր ճնշման (սեղմման) / ցածր ճնշման (նոսրացման) հերթագայվող ցիկլեր։ Հերթագայվող ցիկլերի ընթացքում հեղուկի սեղմումից և ձգումից առաջանում են վակուումային մանրագույն պղպջակներ։ Այս փոքր վակուումային պղպջակներն աճում են մի քանի ցիկլի ընթացքում, մինչև հասնում են այնպիսի չափի, երբ այլևս չեն կարող էներգիա կլանել։ Առավելագույն աճի այս պահին վակուումային պղպջակը բուռն կերպով փլուզվում է դեպի ներս և տեղային մակարդակում ստեղծում ծայրահեղ պայմաններ, որոնք հայտնի են որպես կավիտացիայի երևույթ։ Կավիտացիոն «թեժ կետում» կարելի է դիտարկել ճնշման և ջերմաստիճանի մեծ տարբերություններ ու ինտենսիվ սահքի ուժեր՝ մինչև 280m/sec արագությամբ հեղուկի շիթերով։ Կավիտացիոն այս ազդեցությունների շնորհիվ ապահովվում են համակողմանի զանգվածափոխանակություն և սոնոպորացիա (բջջապատերում և բջջաթաղանթներում անցքերի առաջացում)։ Սուբստրատի սննդանյութերը տեղափոխվում են դեպի կենդանի ամբողջական բջիջները և դրանց ներսը, ինչի շնորհիվ բջջային գործարաններն օպտիմալ կերպով սնուցվում են, իսկ աճի և փոխակերպման արագությունները բարձրանում են։ Ուլտրաձայնային կենսառեակտորները պարզ, սակայն խիստ արդյունավետ միջոց են՝ կենսազանգվածը մեկ անոթում ընթացող կենսասինթեզի գործընթացով մշակելու համար։
Հայտնի է, որ ճշգրիտ վերահսկվող, մեղմ ուլտրաձայնային մշակումը ինտենսիվացնում է խմորման գործընթացները։
Ուլտրաձայնային մշակումը բարելավում է «կենդանի բջիջների մասնակցությամբ բազմաթիվ կենսագործընթացների արտադրողականությունը՝ սուբստրատի կլանման ուժեղացման, բջիջների ծակոտկենության մեծացմամբ արտադրության կամ աճի ուժեղացման և բջջային բաղադրիչների արտազատման հնարավոր ուժեղացման միջոցով»։ (Naveena et al. 2015)
Կարդացեք ավելին ուլտրաձայնի օժանդակությամբ խմորման մասին։
- Բարձրացված ելք
- Արագացված խմորում
- Բջջին հատուկ խթանում
- Սուբստրատի ուժեղացված յուրացում
- Բջիջների ծակոտկենության բարձրացում
- Հեշտ շահագործում
- Անվտանգ
- Գործող համակարգերում պարզ ներդրում
- Մասշտաբի գծային մեծացում
- Պարբերական կամ ներհոսքային մշակում
- Ներդրումների արագ վերադարձ
Naveena և համահեղինակները (2015) պարզել են, որ ուլտրաձայնային ինտենսիվացումը կենսամշակման ընթացքում մի շարք առավելություններ է ապահովում, այդ թվում՝ շահագործման ցածր ծախսեր՝ համեմատած արդյունավետությունը բարձրացնող մշակման այլ տարբերակների հետ, շահագործման պարզություն և հզորության համեստ պահանջներ։
MultiSonoReactor MSR-4 արդյունաբերական ներհոսքային հոմոգենիզատոր է, որը հարմար է մարդու կաթի օլիգոսախարիդների (HMO) ուժեղացված կենսասինթեզի համար։
Խմորման բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային ռեակտորներ
Խմորման գործընթացներին մասնակցում են կենդանի միկրոօրգանիզմներ, օրինակ՝ բակտերիաներ կամ խմորասնկեր, որոնք գործում են որպես բջջային գործարաններ։ Քանի որ ուլտրաձայնային մշակումն օգտագործվում է զանգվածափոխանակությունը խթանելու և միկրոօրգանիզմների աճի ու փոխակերպման արագությունը բարձրացնելու համար, կենսականորեն կարևոր է ճշգրիտ վերահսկել ուլտրաձայնի ինտենսիվությունը՝ բջջային գործարանների քայքայումից խուսափելու նպատակով։
Hielscher Ultrasonics ընկերությունը մասնագիտացած է բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային սարքերի նախագծման, արտադրության և բաշխման մեջ. այդ սարքերը կարելի է ճշգրիտ կառավարել և վերահսկել՝ խմորման գերազանց ելքեր ապահովելու համար։
Գործընթացի վերահսկումը ոչ միայն անհրաժեշտ է բարձր ելքեր և գերազանց որակ ապահովելու համար, այլև հնարավորություն է տալիս կրկնել ու վերարտադրել արդյունքները։ Հատկապես բջջային գործարանների խթանման դեպքում ուլտրաձայնային մշակման պարամետրերի հարմարեցումը բջիջների առանձնահատկություններին անհրաժեշտ է բարձր ելքեր ստանալու և բջիջների քայքայումը կանխելու համար։ Այդ պատճառով Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի բոլոր թվային մոդելները հագեցած են խելացի ծրագրային ապահովմամբ, որը թույլ է տալիս կարգավորել, վերահսկել և վերանայել ուլտրաձայնային մշակման պարամետրերը։ Ուլտրաձայնային գործընթացի այնպիսի պարամետրեր, ինչպիսիք են ամպլիտուդը, ջերմաստիճանը, ճնշումը, ուլտրաձայնային մշակման տևողությունը, աշխատանքային ցիկլերը և ներմուծվող էներգիան, անհրաժեշտ են խմորման միջոցով HMO արտադրությունը խթանելու համար։
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի խելացի ծրագրային ապահովումն ավտոմատ կերպով գրանցում է գործընթացի բոլոր կարևոր պարամետրերը ներկառուցված SD քարտի վրա։ Ուլտրաձայնային մշակման գործընթացի տվյալների ավտոմատ գրանցումը հիմք է ծառայում գործընթացի ստանդարտացման և վերարտադրելիության / կրկնելիության համար, որոնք պահանջվում են պատշաճ արտադրական գործելակերպի (GMP) շրջանակում։
Ուլտրաձայնային ռեակտորներ՝ խմորման համար
Hielscher ընկերությունն առաջարկում է տարբեր չափերի, երկարությունների և երկրաչափական ձևերի ուլտրաձայնային զոնդեր, որոնք կարող են օգտագործվել ինչպես պարբերական, այնպես էլ անընդհատ հոսքային մշակման համար։ Ուլտրաձայնային ռեակտորները, որոնք հայտնի են նաև որպես սոնոկենսառեակտորներ, հասանելի են ցանկացած ծավալի համար՝ ընդգրկելով ուլտրաձայնային կենսամշակումը փոքր լաբորատոր նմուշներից մինչև փորձնական և լիարժեք առևտրային արտադրության մակարդակ։
Հայտնի է, որ ռեակցիոն անոթում ուլտրաձայնային սոնոտրոդի դիրքն ազդում է միջավայրում կավիտացիայի և միկրոհոսքերի բաշխման վրա։ Սոնոտրոդը և ուլտրաձայնային ռեակտորը պետք է ընտրվեն բջջային արգանակի մշակվող ծավալին համապատասխան։ Թեև ուլտրաձայնային մշակումը կարող է իրականացվել ինչպես պարբերական, այնպես էլ անընդհատ ռեժիմով, արտադրության մեծ ծավալների դեպքում խորհուրդ է տրվում օգտագործել անընդհատ հոսքային կայանք։ Ուլտրաձայնային հոսքային խցով անցնելիս ամբողջ բջջային միջավայրը ենթարկվում է ուլտրաձայնային ճիշտ նույն ազդեցությանը՝ ապահովելով ամենաարդյունավետ մշակումը։ Hielscher Ultrasonics ընկերության ուլտրաձայնային զոնդերի և հոսքային խցով ռեակտորների լայն տեսականին թույլ է տալիս հավաքել ուլտրաձայնային կենսամշակման իդեալական համակարգ։
Hielscher Ultrasonics – լաբորատորիայից դեպի փորձնական, ապա արտադրական մասշտաբ
Hielscher Ultrasonics ընկերությունն առաջարկում է ուլտրաձայնային սարքավորումների ամբողջ տեսականին՝ նմուշների պատրաստման համար նախատեսված կոմպակտ ձեռքի ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներից մինչև սեղանի և փորձնական համակարգեր, ինչպես նաև հզոր արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքեր, որոնք ժամում հեշտությամբ մշակում են բեռնատարներով չափվող ծավալներ։ Տեղադրման և ամրացման բազմազան ու ճկուն տարբերակների շնորհիվ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը կարելի է հեշտությամբ ինտեգրել բոլոր տեսակի պարբերական ռեակտորներում, սնուցմամբ պարբերական կամ անընդհատ հոսքային համակարգերում։
Տարբեր օժանդակ պարագաներն ու պատվերով պատրաստված մասերը թույլ են տալիս ձեր ուլտրաձայնային համակարգն իդեալականորեն հարմարեցնել ձեր գործընթացի պահանջներին։
Նախագծված լինելով պահանջկոտ պայմաններում լրիվ բեռնվածությամբ և ծանր աշխատանքային ռեժիմով 24/7 գործելու համար՝ Hielscher ուլտրաձայնային պրոցեսորները հուսալի են և պահանջում են միայն նվազագույն տեխնիկական սպասարկում։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման արտադրողականության մասին․
| Խմբաքանակի ծավալ | Հոսքի ծավալային արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | ավելի մեծ | սարքերի համախումբ՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր մասշտաբից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներ։
Գրականություն / Հղումներ
- Muschiol, Jan; Meyer, Anne S. (2019): A chemo-enzymatic approach for the synthesis of human milk oligosaccharide backbone structures. Zeitschrift für Naturforschung C, Volume 74: Issue 3-4, 2019. 85-89.
- Birgitte Zeuner, David Teze, Jan Muschiol, Anne S. Meyer (2019): Synthesis of Human Milk Oligosaccharides: Protein Engineering Strategies for Improved Enzymatic Transglycosylation. Molecules 24, 2019.
- Yun Hee Choi, Bum Seok Park, Joo‐Hyun Seo, Byung‐Gee Ki (2019): Biosynthesis of the human milk oligosaccharide 3‐fucosyllactose in metabolically engineered Escherichia coli via the salvage pathway through increasing GTP synthesis and β‐galactosidase modification. Biotechnology and Bioengineering Volume 116, Issue 12. December 2019.
- Balakrishnan Naveena, Patricia Armshaw, J. Tony Pembroke (2015): Ultrasonic intensification as a tool for enhanced microbial biofuel yields. Biotechnology of Biofuels 8:140, 2015.
- Shweta Pawar, Virendra K. Rathod (2020): Role of ultrasound in assisted fermentation technologies for process enhancements. Preparative Biochemistry & Biotechnology 50(6), 2020. 1-8.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Կենսասինթեզ՝ բջջային գործարանների կիրառմամբ
Մանրէային բջջային գործարանը կենսաճարտարագիտության մեթոդ է, որն օգտագործում է մանրէային բջիջները որպես արտադրական հարթակ։ Մանրէների գենային ճարտարագիտության միջոցով փոփոխվում է այնպիսի միկրոօրգանիզմների ԴՆԹ-ն, ինչպիսիք են բակտերիաները, խմորասնկերը, սնկերը, կաթնասունների բջիջները կամ ջրիմուռները՝ մանրէները վերածելով բջջային գործարանների։ Բջջային գործարաններն օգտագործվում են սուբստրատները արժեքավոր կենսաբանական մոլեկուլների փոխակերպելու համար, որոնք կիրառվում են, օրինակ, սննդի, դեղագործության, քիմիայի և վառելիքի արտադրության մեջ։ Բջջային գործարանների վրա հիմնված կենսասինթեզի տարբեր ռազմավարություններ ուղղված են բնական մետաբոլիտների արտադրությանը, հետերոլոգ կենսասինթետիկ ուղիների էքսպրեսիային կամ սպիտակուցների էքսպրեսիային։
Բջջային գործարանները կարող են օգտագործվել բնական մետաբոլիտներ սինթեզելու, հետերոլոգ կենսասինթետիկ ուղիներ էքսպրեսիայի ենթարկելու կամ սպիտակուցներ էքսպրեսիայի ենթարկելու համար։
Բնական մետաբոլիտների կենսասինթեզ
Բնական մետաբոլիտները սահմանվում են որպես կենսաբանական մոլեկուլներ, որոնք որպես բջջային գործարան օգտագործվող բջիջներն արտադրում են բնական ճանապարհով։ Բջջային գործարաններն այս կենսաբանական մոլեկուլներն արտադրում են կա՛մ ներբջջային կերպով, կա՛մ արտազատվող նյութի ձևով։ Վերջին տարբերակը նախընտրելի է, քանի որ այն հեշտացնում է թիրախային միացությունների առանձնացումն ու մաքրումը։ Բնական մետաբոլիտների օրինակներ են ամինաթթուներն ու նուկլեինաթթուները, հակաբիոտիկները, վիտամինները, ֆերմենտները, կենսաակտիվ միացությունները և բջջի անաբոլիկ ուղիներով արտադրվող սպիտակուցները։
Հետերոլոգ կենսասինթետիկ ուղիներ
Հետաքրքրություն ներկայացնող միացություն արտադրելիս ամենակարևոր որոշումներից մեկը բնական տիրոջ մեջ արտադրության և այդ տիրոջ օպտիմալացման կամ ուղին մեկ այլ՝ լավ ուսումնասիրված տիրոջ փոխանցելու ընտրությունն է։ Եթե սկզբնական տիրոջը հնարավոր է հարմարեցնել արդյունաբերական խմորման գործընթացին, և դա չի առաջացնում առողջության հետ կապված ռիսկեր (օրինակ՝ թունավոր կողմնակի արգասիքների արտադրություն), ապա սա կարող է լինել նախընտրելի ռազմավարություն (ինչպես եղել է, օրինակ, պենիցիլինի դեպքում)։ Սակայն ժամանակակից շատ դեպքերում արդյունաբերության համար նախընտրելի բջջային գործարանի և հարակից հարթակային գործընթացների օգտագործման ներուժը գերակշռում է ուղու փոխանցման դժվարությանը։
Սպիտակուցների էքսպրեսիա
Սպիտակուցների էքսպրեսիան կարող է իրականացվել հոմոլոգ և հետերոլոգ եղանակներով։ Հոմոլոգ էքսպրեսիայի դեպքում օրգանիզմում բնականորեն առկա գենը գերարտահայտվում է։ Այս գերարտահայտման միջոցով կարելի է ստանալ որոշակի կենսաբանական մոլեկուլի ավելի բարձր ելք։ Հետերոլոգ էքսպրեսիայի համար որոշակի գեն տեղափոխվում է այնպիսի տեր բջիջ, որտեղ այդ գենը բնականորեն առկա չէ։ Բջջային ինժեներիայի և ռեկոմբինանտ ԴՆԹ-ի տեխնոլոգիայի կիրառմամբ գենը ներդրվում է տիրոջ ԴՆԹ-ի մեջ, որպեսզի տեր բջիջը արտադրի այնպիսի սպիտակուցի (մեծ) քանակություններ, որը բնականորեն չէր արտադրի։ Սպիտակուցների էքսպրեսիան իրականացվում է տարբեր տեր օրգանիզմներում՝ բակտերիաներում, օրինակ՝ E. coli և Bacillis subtilis, խմորասնկերում, օրինակ՝ Klyuveromyces lactis, Pichia pastoris, S. cerevisiae, թելավոր սնկերում, օրինակ՝ A. niger, և բազմաբջիջ օրգանիզմներից, օրինակ՝ կաթնասուններից ու միջատներից ստացված բջիջներում։ Անհամար սպիտակուցներ մեծ առևտրային հետաքրքրություն են ներկայացնում, այդ թվում՝ զանգվածային արտադրության ֆերմենտները, բարդ կենսադեղագործական պատրաստուկները, ախտորոշիչ միջոցները և հետազոտական ռեագենտները։ (հմմտ. A.M. Davy et al. 2017)