ბიოინჟინერიული უჯრედების ულტრაბგერითი ლიზისი სამრეწველო წარმოებაში
ბიოინჟინერიული ბაქტერიების სახეობები, როგორიცაა E. coli, ასევე გენმოდიფიცირებული ძუძუმწოვრების და მცენარეული უჯრედების ტიპები, ფართოდ გამოიყენება ბიოტექნოლოგიაში მოლეკულების გამოხატვის მიზნით. ამ სინთეზირებული ბიომოლეკულების გასათავისუფლებლად საჭიროა უჯრედების დაშლის საიმედო ტექნიკა. მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი დადასტურებული მეთოდი ეფექტური და საიმედო უჯრედების ლიზისისთვის – ადვილად მასშტაბირებადი დიდი გამტარუნარიანობისთვის. Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი მოწყობილობას უჯრედების ეფექტური ლიზისისთვის, მაღალი ხარისხის ბიომოლეკულების დიდი მოცულობის წარმოებისთვის.
მოლეკულების მოპოვება უჯრედული ქარხნებიდან
ბიომოლეკულების ფართო სპექტრის წარმოებისთვის, სხვადასხვა ინჟინერიული მიკრობები და მცენარეული უჯრედები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მიკრობული უჯრედების ქარხნები, მათ შორის Escherichia coli, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida, Streptomyces, Corynebacterium glutamicum, Lactococcus lacti, Cyanobacteria, cerevisias, Saccharomyeces. Yarrowia lipolytica, Nicotiana benthamiana და წყალმცენარეები, მათ შორის მრავალი სხვა. ამ უჯრედულ ქარხნებს შეუძლიათ აწარმოონ ცილები, ლიპიდები, ბიოქიმიკატები, პოლიმერები, ბიოსაწვავი და ოლეოქიმიკატები, რომლებიც გამოიყენება როგორც საკვები ან ნედლეული სამრეწველო გამოყენებისთვის. უჯრედები, რომლებიც გამოიყენება როგორც უჯრედის ქარხნები, კულტივირებულია დახურულ ბიორეაქტორებში, სადაც მათ შეუძლიათ მიაღწიონ მაღალ ეფექტურობას, სპეციფიკურობას და ენერგიის დაბალ მოთხოვნებს.
სამიზნე მოლეკულების იზოლირებისთვის ბიოინჟინერიული უჯრედული კულტურებიდან, უჯრედები უნდა დაიშალოს ისე, რომ უჯრედშიდა მასალა გამოთავისუფლდეს. ულტრაბგერითი უჯრედების დამრღვევები კარგად არის დამკვიდრებული, როგორც უაღრესად საიმედო და ეფექტური ტექნიკა უჯრედების დაშლისა და ნაერთების განთავისუფლებისთვის.
ულტრაბგერითი უჯრედების დეზინტეგრატორები, როგორიცაა UIP2000hdT გამოიყენება მიკრობული უჯრედების ქარხნებიდან ნაერთების იზოლირებისთვის.
მიკრობული უჯრედების ქარხნები არის მეტაბოლურად ინჟინერირებული უჯრედები, რომლებიც გამოიყენება სხვადასხვა ღირებული ნაერთების სინთეზისთვის. ულტრაბგერითი უჯრედების დარღვევა ეფექტური და საიმედო მეთოდია უჯრედის ინტერიერიდან ღირებული ნაერთების გასათავისუფლებლად.
შესწავლა და გრაფიკა: ©Villaverde, 2010 წ.
ულტრაბგერითი უჯრედების დამრღვევების უპირატესობები
როგორც არათერმული, რბილი, მაგრამ ძალიან ეფექტური ტექნოლოგია, ულტრაბგერითი დამრღვევები გამოიყენება ლაბორატორიაში და მრეწველობაში უჯრედების ლიზისთვის და მაღალი ხარისხის ექსტრაქტების წარმოებისთვის, მაგალითად, გამოიყენება უჯრედული ქარხნებიდან მოლეკულების იზოლირებისთვის.
- მაღალი ეფექტურობა
- არათერმული, იდეალურია ტემპერატურის მგრძნობიარე ნივთიერებებისთვის
- სანდო, განმეორებადი შედეგები
- ზუსტი დამუშავების კონტროლი
- ხაზოვანი მასშტაბირებადი უფრო დიდ გამტარუნარიანობამდე
- ხელმისაწვდომია სამრეწველო წარმოების სიმძლავრეებისთვის
სიმძლავრე-ულტრაბგერა მიკრობული უჯრედების ქარხნების ეფექტური მოშლისთვის
ულტრაბგერითი უჯრედების დამრღვევების მექანიზმი და ეფექტები:
ულტრაბგერითი უჯრედების დარღვევა გამოიყენა ულტრაბგერითი ტალღების ძალა. ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორი / უჯრედის დამრღვევი აღჭურვილია ტიტანის შენადნობისგან დამზადებული ზონდით (აკა sonotrode), რომელიც რხევა მაღალი სიხშირით დაახლ. 20 kHz. ეს ნიშნავს, რომ ულტრაბგერითი ზონდი აკავშირებს 20000 ვიბრაციას წამში ხმოვან სითხეში. სითხეში შეერთებული ულტრაბგერითი ტალღები ხასიათდება მაღალი წნევის / დაბალი წნევის ციკლების მონაცვლეობით. დაბალი წნევის ციკლის დროს სითხე ფართოვდება და მცირე ვაკუუმის ბუშტები წარმოიქმნება. ეს ძალიან პატარა ბუშტები იზრდება რამდენიმე ალტერნატიული წნევის ციკლის განმავლობაში, სანამ ისინი ვერ შთანთქავენ შემდგომ ენერგიას. ამ დროს, კავიტაციის ბუშტები ძალადობრივად ფეთქდება და ადგილობრივად ქმნის არაჩვეულებრივ ენერგიით მკვრივ გარემოს. ეს ფენომენი ცნობილია როგორც აკუსტიკური კავიტაცია და ხასიათდება ადგილობრივი ძალიან მაღალი ტემპერატურით, ძალიან მაღალი წნევით და ათვლის ძალებით. ეს ათვლის ძაბვები ეფექტურად ანადგურებს უჯრედის კედლებს და ზრდის მასის გადაცემას უჯრედის შიგთავსსა და მიმდებარე გამხსნელს შორის. როგორც წმინდა მექანიკური ტექნიკა, ფართოდ გამოიყენება ულტრაბგერითი წარმოქმნილი ათვლის ძალები და რეკომენდებული პროცედურა ბაქტერიული უჯრედების დარღვევისთვის, ასევე ცილების იზოლაციისთვის. როგორც უჯრედის დაშლის მარტივი და სწრაფი მეთოდი, სონიკა იდეალურია მცირე, საშუალო და დიდი მოცულობის იზოლირებისთვის. Hielscher-ის ციფრული ულტრაბგერითი აპარატები აღჭურვილია პარამეტრების მკაფიო მენიუთი ზუსტი ხმოვანი კონტროლისთვის. ყველა სონიკაციის მონაცემები ავტომატურად ინახება ჩაშენებულ SD-ბარათზე და უბრალოდ ხელმისაწვდომია. სითბოს გაფრქვევის დახვეწილი ვარიანტები, როგორიცაა გარე გაგრილება, პულსის რეჟიმში და ა.შ. ულტრაბგერითი დაშლის პროცესის დროს, უზრუნველყოფს პროცესის იდეალური ტემპერატურის შენარჩუნებას და, შესაბამისად, მოპოვებული სითბოსადმი მგრძნობიარე ნაერთების ხელუხლობას.
კვლევა ხაზს უსვამს ულტრაბგერითი უჯრედების მოშლისა და ექსტრაქციის ძლიერ მხარეებს
პროფ. ჩემატი და სხვ. (2017) თავის კვლევაში განაახლებს, რომ „ულტრაბგერითი მოპოვება არის მწვანე და ეკონომიკურად მომგებიანი ალტერნატივა საკვებისა და ბუნებრივი პროდუქტების ჩვეულებრივი ტექნიკისთვის. ძირითადი სარგებელი არის მოპოვების და დამუშავების დროის შემცირება, გამოყენებული ენერგიისა და გამხსნელების რაოდენობა, ერთეულის ოპერაციები და CO.2 გამონაბოლქვი“.
გაბიგ-ციმინსკა და სხვ. (2014) გამოიყენეს მაღალი წნევის ჰომოგენიზატორი და ულტრაბგერითი უჯრედების დსინტეგრატორი თავიანთ კვლევაში სპორების ლიზისთვის დნმ-ის გამოთავისუფლების მიზნით. უჯრედების დარღვევის ორივე მეთოდის შედარებისას, მკვლევართა გუნდი ასკვნის, რომ სპორების დნმ-ის უჯრედების ლიზისთან დაკავშირებით, „ანალიზი გაკეთდა მაღალი წნევის ჰომოგენიზაციის უჯრედული ლიზატების გამოყენებით. ამის შემდეგ ჩვენ მივხვდით, რომ ულტრაბგერითი უჯრედების დარღვევას ამ მიზნით განსაკუთრებული უპირატესობა აქვს. ის საკმაოდ სწრაფია და შეიძლება დამუშავდეს მცირე ზომის ნიმუშისთვის. ” (გაბიგ-ციმინსკა და სხვ., 2014)
სამრეწველო ულტრაბგერითი უჯრედების დეზინტეგრატორი UIP4000hdT (4000W, 20kHz) მიკრობული უჯრედების ქარხნებიდან სინთეზირებული ნაერთების უწყვეტი შიდა იზოლაციისა და გაწმენდისთვის.
ბიომოლეკულები უჯრედული ქარხნებიდან საკვების წარმოებისთვის
მიკრობული უჯრედების ქარხნები წარმოადგენს სიცოცხლისუნარიან და ეფექტურ წარმოების მეთოდოლოგიას მიკროორგანიზმების გამოყენებით ადგილობრივი და არამშობლიური მეტაბოლიტების მაღალი მოსავლიანობის მისაღებად მიკრობული მიკროორგანიზმების მეტაბოლური ბიოინჟინერიით, როგორიცაა ბაქტერიები, საფუარები, სოკოები და ა.შ. მაგ. როგორც Aspergillus oryzae, სოკოები და ბაქტერიები. ეს ნაყარი ფერმენტები გამოიყენება საკვებისა და სასმელების წარმოებისთვის, ასევე სოფლის მეურნეობაში, ბიოენერგეტიკასა და საყოფაცხოვრებო მოვლაში.
ზოგიერთი ბაქტერია, როგორიცაა Acetobacter xylinum და Gluconacetobacter xylinus, წარმოქმნის ცელულოზას ფერმენტაციის პროცესში, სადაც ნანობოჭკოები სინთეზირდება ქვემოდან ზევით პროცესში. ბაქტერიული ცელულოზა (ასევე ცნობილია როგორც მიკრობული ცელულოზა) ქიმიურად ექვივალენტურია მცენარეული ცელულოზას, მაგრამ მას აქვს მაღალი ხარისხის კრისტალურობა და მაღალი სისუფთავე (ლიგნინის, ჰემიცელულოზის, პექტინის და სხვა ბიოგენური კომპონენტების გარეშე), ასევე ცელულოზის ნანობოჭკოვანი უნიკალური სტრუქტურა. მოქსოვილი სამგანზომილებიანი (3D) ბადისებრი ქსელი. (შდრ. Zhong, 2020) მცენარეული წარმოშობის ცელულოზასთან შედარებით, ბაქტერიული ცელულოზა უფრო მდგრადია და წარმოებული ცელულოზა სუფთაა და არ საჭიროებს კომპლექსურ გამწმენდ ეტაპებს. ულტრაბგერითი და გამხსნელი მოპოვება NaOH ან SDS (ნატრიუმის დოდეცილ სულფატი) გამოყენებით ძალიან ეფექტურია ბაქტერიული ცელულოზის იზოლაციისთვის ბაქტერიული უჯრედებიდან.
ბიომოლეკულები უჯრედული ქარხნებიდან ფარმაცევტული და ვაქცინების წარმოებისთვის
უჯრედული ქარხნებიდან მიღებული ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი ფარმაცევტული პროდუქტია ადამიანის ინსულინი. ბიოინჟინერიული ინსულინის წარმოებისთვის გამოიყენება უპირატესად E. coli და Saccharomyces cerevisiae. ვინაიდან ბიოსინთეზირებული ნანო ზომის მოლეკულები გვთავაზობენ მაღალ ბიოთავსებადობას, ბიოლოგიური ნანონაწილაკები, როგორიცაა ფერიტინი, ხელსაყრელია მრავალი ბიოწარმოების გამოყენებისთვის. გარდა ამისა, მეტაბოლურად ინჟინერირებულ მიკრობებში წარმოება ხშირად მნიშვნელოვნად უფრო ეფექტურია მიღებულ მოსავლიანობაში. მაგალითად, არტემიზინის მჟავას, რესვერატროლისა და ლიკოპენის წარმოება ათჯერ გაიზარდა რამდენიმე ასეულჯერ და უკვე დამკვიდრებულია ან ვითარდება ინდუსტრიული მასშტაბის წარმოებამდე. (შდრ. Liu et al.; Microb. Cell Fact. 2017)
მაგალითად, ცილაზე დაფუძნებული ნანო ზომის ბიომოლეკულები, რომლებსაც აქვთ თვითაწყობის თვისებები, როგორიცაა ფერიტინი და ვირუსის მსგავსი ნაწილაკები, განსაკუთრებით საინტერესოა ვაქცინის განვითარებისთვის, რადგან ისინი ბაძავენ პათოგენების ზომას და სტრუქტურას და ექვემდებარებიან ანტიგენების ზედაპირულ კონიუგაციას. ურთიერთქმედება იმუნურ უჯრედებთან. ასეთი მოლეკულები გამოხატულია ეგრეთ წოდებულ უჯრედულ ქარხნებში (მაგ., ინჟინერიული E. coli შტამები), რომლებიც წარმოქმნიან გარკვეულ სამიზნე მოლეკულას.
ულტრაბგერითი ლიზისის და E. coli BL21-ის პროტოკოლი ფერიტინის გამოთავისუფლებისთვის
ფერიტინი არის ცილა, რომლის ძირითადი ფუნქციაა რკინის შენახვა. ფერიტინი ავლენს პერსპექტიულ შესაძლებლობებს, როგორც თვით-აწყობის ნანონაწილაკები ვაქცინებში, სადაც გამოიყენება ვაქცინის მიწოდების საშუალებად (მაგ. SARS-Cov-2 მწვერვალების ცილები). Sun et. ალ. (2016) აჩვენებს, რომ რეკომბინანტული ფერიტინი შეიძლება გამოთავისუფლდეს როგორც ხსნადი ფორმა Escherichia coli-დან NaCl დაბალი კონცენტრაციით (≤50 მმოლ/ლ). E. coli BL21-ში ფერიტინის გამოხატვისა და ფერტინის გასათავისუფლებლად, წარმატებით იქნა გამოყენებული შემდეგი პროტოკოლი. რეკომბინანტული pET-28a/ფერიტინის პლაზმიდი გარდაიქმნა E coli BL21 (DE3) შტამად. ფერიტინ E coli BL21 (DE3) უჯრედები კულტივირებული იყო LB ზრდის მედიაში 0,5% კანამიცინით 37°C-ზე და ინდუცირებული იყო OD600 0,6-ზე 0,4% იზოპროპილ-β-D-თიოგალაქტოპირანოზიდით 3 საათის განმავლობაში 37°C-ზე. საბოლოო კულტურა შემდეგ იქნა აღებული ცენტრიფუგირებით 8000გრ-ზე 10 წუთის განმავლობაში 4°C-ზე და გრანულები შეგროვდა. შემდეგ, მარცვლები ხელახლა შეჩერდა LB გარემოში (1% NaCl, 1% Typone, 0.5% საფუარის ექსტრაქტი)/ლიზის ბუფერში (20 მმოლ/ლ Tris, 50 მმოლ/ლ NaCl, 1 მმოლ/ლ EDTA, pH 7.6) და სხვადასხვა NaCl ხსნარის კონცენტრაციები (0, 50, 100, 170 და 300 მმოლ/ლ), შესაბამისად. ბაქტერიული უჯრედების ლიზისისთვის, სონიკა იყო გამოყენებული პულსის რეჟიმში: მაგ., გამოყენებით ულტრაბგერითი UP400St 100% ამპლიტუდაზე სამუშაო ციკლით 5 წამი ჩართული, 10 წამი გამორთვა, 40 ციკლისთვის) და შემდეგ ცენტრიფუგირება 10 000 გ-ზე 15 წუთის განმავლობაში 4°C-ზე. სუპერნატანტი და ნალექი გაანალიზდა ნატრიუმის დოდეცილ სულფატის პოლიაკრილამიდის გელის ელექტროფორეზით (SDS-PAGE). ყველა ნატრიუმის დოდეცილის სულფატით შეღებილი გელი სკანირებული იყო მაღალი გარჩევადობის სკანერით. გელის სურათები გაანალიზდა Magic Chemi 1D პროგრამული უზრუნველყოფის გამოყენებით. ოპტიმალური სიცხადისთვის, ცილის ზოლები გამოვლინდა პარამეტრების კორექტირებით. ზოლების მონაცემები გენერირებული იყო ტექნიკური სამეულიდან. (შდრ. Sun et al., 2016)
ულტრაბგერითი უჯრედების დამრღვევები უჯრედის ქარხნების სამრეწველო ლიზისისთვის
ულტრაბგერითი ლიზისი და ექსტრაქცია არის საიმედო და კომფორტული მეთოდი უჯრედული ქარხნებიდან მეტაბოლიტების გასათავისუფლებლად, რაც ხელს უწყობს სამიზნე მოლეკულების ეფექტურ წარმოებას. ულტრაბგერითი უჯრედების დამრღვევები ხელმისაწვდომია ლაბორატორიიდან სამრეწველო ზომებამდე და პროცესების მასშტაბირება შესაძლებელია მთლიანად ხაზოვანი.
Hielscher Ultrasonics არის თქვენი კომპეტენტური პარტნიორი მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი დამრღვევებისთვის და აქვს დიდი ხნის გამოცდილება ულტრაბგერითი სისტემების იმპლანტაციის სფეროში სკამზე და სამრეწველო პირობებში.
რაც შეეხება დახვეწილ აპარატურასა და პროგრამულ უზრუნველყოფას, Hielscher Ultrasonics უჯრედების შეფერხების სისტემები აკმაყოფილებს ყველა მოთხოვნას პროცესის ოპტიმალური კონტროლისთვის, მარტივი მუშაობისთვის და მომხმარებლისთვის მოსახერხებელი. Hielscher ულტრაბგერითი აპარატების მომხმარებლები და მომხმარებლები აფასებენ იმ სარგებელს, რაც Hielscher ულტრაბგერითი უჯრედების დამრღვევები და ექსტრაქტორები იძლევა პროცესის ზუსტი მონიტორინგისა და კონტროლის საშუალებას. – ციფრული სენსორული დისპლეით და ბრაუზერის დისტანციური მართვის საშუალებით. ყველა მნიშვნელოვანი ხმოვანი მონაცემები (მაგ. წმინდა ენერგია, მთლიანი ენერგია, ამპლიტუდა, ხანგრძლივობა, ტემპერატურა, წნევა) ავტომატურად ინახება როგორც CSV ფაილი ინტეგრირებულ SD ბარათზე. ეს ხელს უწყობს გამეორებადი და განმეორებადი შედეგების მიღებას და ხელს უწყობს პროცესის სტანდარტიზაციას, ასევე კარგი წარმოების პრაქტიკის (cGMP) შესრულებას.
რა თქმა უნდა, Hielscher ულტრაბგერითი პროცესორები შექმნილია 24/7 მუშაობისთვის სრული დატვირთვით და, შესაბამისად, მათი საიმედოდ ფუნქციონირება შესაძლებელია სამრეწველო წარმოების პარამეტრებში. მაღალი გამძლეობისა და დაბალი მოვლის გამო, ულტრაბგერითი აღჭურვილობის შეფერხების დრო ნამდვილად დაბალია. CIP (სისუფთავე ადგილზე) და SIP (სტერილიზება ადგილზე) ფუნქციები ამცირებს შრომატევად წმენდას, განსაკუთრებით იმის გამო, რომ ყველა სველი ნაწილი არის გლუვი ლითონის ზედაპირი (არ აქვს ფარული ღიობები ან საქშენები).
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10-დან 200 მლ/წთ-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000 მლ-მდე | 20-დან 400 მლ/წთ-მდე | UP200Ht, UP400 ქ |
| 0.1-დან 20ლ-მდე | 0.2-დან 4ლ/წთ-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100ლ/წთ-მდე | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
Დაგვიკავშირდით! / Გვკითხე ჩვენ!
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების შერევას აპლიკაციების, დისპერსიის, ემულსიფიკაციისა და ექსტრაქციისთვის ლაბორატორიულ, საპილოტე და სამრეწველო მასშტაბებზე.
ლიტერატურა / ლიტერატურა
- Sun, W., Jiao, C., Xiao, Y., Wang, L., Yu, C., Liu, J., Yu, Y., Wang, L. (2016):Salt-Dependent Aggregation and Assembly of E Coli-Expressed Ferritin. Dose-Response, March 2016.
- Rodrigues, M.Q.; Alves, P.M.; Roldão, A. (2021): Functionalizing Ferritin Nanoparticles for Vaccine Development. Pharmaceutics 2021, 13, 1621.
- Farid Chemat, Natacha Rombaut, Anne-Gaëlle Sicaire, Alice Meullemiestre, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Maryline Abert-Vian (2017): Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 34, 2017. 540-560.
- Villaverde, Antonio (2010): Nanotechnology, bionanotechnology and microbial cell factories. Microbial Cell Factories 2010 9:53.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
სონო-ბიორეაქტორები
ულტრაბგერა გამოიყენება, ერთის მხრივ, უჯრედების დასაშლელად, უჯრედშიდა ნაერთების გასათავისუფლებლად, მაგრამ გამოიყენება უფრო რბილი ამპლიტუდებით და/ან პულსირებული ულტრაბგერითი აფეთქების დროს, სონიკას შეუძლია მნიშვნელოვნად გააძლიეროს ბიორეაქტორებში მიკრობული, მცენარეული და ცხოველური უჯრედების მეტაბოლური პროდუქტიულობა, რითაც აძლიერებს ბიოტექნოლოგიურ პროცესებს. ულტრაბგერითი ზონდები შეიძლება უბრალოდ იყოს ინტეგრირებული ბიორეაქტორებში (ე.წ. სონო-ბიორეაქტორებში) ცოცხალი ბიოკატალიზატორების ეფექტურობის გაძლიერების მიზნით. Hielscher ულტრაბგერითი საშუალებას იძლევა ზუსტად კონტროლირებადი ულტრაბგერითი პირობები, რომელიც შეიძლება ოპტიმალურად მორგებული იყოს ცოცხალი უჯრედების მაღალ კატალიზურ კონვერტაციაზე. შეიტყვეთ მეტი Hielscher ულტრაბგერითი ზონდებისთვის სონობიორეაქტორებისთვის და ულტრაბგერითი გაძლიერებული ბიოკატალიზის ეფექტების შესახებ!
უჯრედული ქარხნები და მეტაბოლიტების სინთეზი
სხვადასხვა მიკროორგანიზმებს შეუძლიათ მსგავსი მეტაბოლიტების სინთეზირება, მაგალითად, ამინომჟავების წარმოებისთვის Corynebacterium, Brevibacterium და Escherichia coli წარმატებით იქნა გამოყენებული; ვიტამინები სინთეზირებულია Propionibacterium-ისა და Pseudomonas-ის გამოყენებით; ორგანული მჟავები მიღებულია Aspergillus, Lactobacillus, Rhizopus; ხოლო ფერმენტების დამზადება შესაძლებელია ასპერგილუსისა და ბაცილის მიერ; ანტიბიოტიკების წარმოება შესაძლებელია Streptomyces-ისა და Penicillium-ის მიერ; მაშინ როდესაც ბიოსურფაქტანტების წარმოებისთვის ჩვეულებრივ წარმოქმნილი Pseudomonas, Bacillus და Lactobacillus გამოიყენება როგორც უჯრედული ქარხნები.
E. Coli როგორც მიკრობული უჯრედების ქარხნები
ბაქტერია E. coli და მისი მრავალრიცხოვანი შტამები ფართოდ გამოიყენება მოლეკულურ ბიოლოგიაში და გახდა ერთ-ერთი პირველი ეფექტური უჯრედის მოდელი, რომელიც გამოიყენება ასმიკრობული უჯრედების ქარხნებში რეკომბინანტული ცილების, ბიოსაწვავის და სხვადასხვა ქიმიკატების წარმოებისთვის. E. coli-ს აქვს რამდენიმე ნაერთის წარმოქმნის ბუნებრივი უნარი, რაც გაუმჯობესდა ბიოინჟინერიით და გენეტიკური მოდიფიკაციებით. მაგალითად, ჰეტეროლოგიური ფერმენტების გადაცემით, E.coli-ს მრავალი პროდუქტის წარმოების შესაძლებლობა შეიცვალა ახალი ბიოსინთეზური გზების განვითარების მიზნით.
(Antonio Valle, Jorge Bolívar: Chapter 8 – Escherichia coli, the workhorse cell factory for the production of chemicals. In: Editor(s): Vijai Singh, Microbial Cell Factories Engineering for Production of Biomolecules, Academic Press, 2021. 115-137.)
სტრეპტომიცები, როგორც მიკრობული უჯრედების ქარხნები
Streptomyces არის აქტინომიცეტების ყველაზე დიდი ჯგუფი; Streptomyces სახეობები ფართოდ არის გავრცელებული წყლის და ხმელეთის ეკოსისტემებში. Streptomyces-ის გვარის წევრები კომერციულ ინტერესს წარმოადგენენ იმის გამო, რომ მათ შეუძლიათ წარმოქმნან უზარმაზარი რაოდენობის ბიომოლეკულები და ბიოაქტიური მეორადი მეტაბოლიტები. ის გამოიმუშავებს კლინიკურად სასარგებლო ანტიბიოტიკებს, როგორიცაა ტეტრაციკლინები, ამინოგლიკოზიდები, მაკროლიდები, ქლორამფენიკოლი და რიფამიცინები. ანტიბიოტიკების გარდა, Streptomyces ასევე აწარმოებს სხვა უაღრესად ღირებულ ფარმაცევტულ პროდუქტებს, მათ შორის კიბოს საწინააღმდეგო, იმუნოსტიმულატორულ, იმუნოსუპრესიულ, ანტიოქსიდანტურ აგენტებს, ინსექტიციდებს და ანტიპარაზიტულ პრეპარატებს, რომლებსაც აქვთ ფართო სამედიცინო და სასოფლო-სამეურნეო გამოყენება.
Streptomyces-ის სახეობები აწარმოებენ სამედიცინო თვალსაზრისით მნიშვნელოვან ფერმენტებს, მათ შორის L-ასპარაგინაზას, ურიკაზას და ქოლესტერინის ოქსიდაზას. ბევრ აქტინომიცეტს შეუძლია წარმოქმნას ინდუსტრიულად მნიშვნელოვანი ფერმენტები, როგორიცაა ცელულაზები, ქიტინაზები, ქიტოზანაზები, α-ამილაზა, პროტეაზები და ლიპაზები. ბევრ აქტინომიცეტს შეუძლია წარმოქმნას სხვადასხვა პიგმენტები, რომლებიც სინთეზური ფერების პოტენციურად კარგი ალტერნატივაა. Streptomyces სახეობებს აქვთ დიდი უნარი წარმოქმნან აქტიური ზედაპირული ბიომოლეკულები, მათ შორის ბიოემულგატორები და ბიოსურფაქტანტები. ანტიდიაბეტური აკარბოზა გამომუშავდა Streptomyces-ის შტამებით მიკრობული ფერმენტაციის გზით. Streptomyces-ის სახეობებმა გამოავლინეს ქოლესტერინის სინთეზის ინჰიბიტორების სინთეზის უნარი, როგორიცაა პრავასტატინი. ახლახან Streptomyces-ის სახეობები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ეკოლოგიურად სუფთა „ნანოქარხნები“ ნანონაწილაკების სინთეზისთვის. Streptomyces-ის ზოგიერთი სახეობა პერსპექტიულია ვიტამინის B12 წარმოებისთვის.
(Noura El-Ahmady El-Naggar: Chapter 11 – Streptomyces-based cell factories for production of biomolecules and bioactive metabolites, In: Editor(s): Vijai Singh, Microbial Cell Factories Engineering for Production of Biomolecules, Academic Press, 2021. 183-234.)
Hielscher Ultrasonics აწარმოებს მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორებისგან ლაბორატორია რომ სამრეწველო ზომა.