Генетическая трансформация грибков – возможности генной инженерии

Нитчатые грибы, плесень, хорошо и быстро растут на простых и недорогих средах и, таким образом, являются идеальными «клеточными фабриками».  Эти грибы используются в производстве широкого спектра продуктов, таких как лимонная кислота, койевая кислота и другие органические кислоты, вторичные метаболиты, такие как пенициллин, цефалоспорин, а также целлюлоза, амилаза, глюканаза, липаза и ненасыщенные жирные кислоты, соевый соус, ферментированные соевые бобы.

Разработка методов генетической трансформации – это прорыв в попытке генетически модифицировать штаммы грибов. Ожидается, что сочетание технологии трансформации грибов и эффективной технологии редактирования генома позволит реализовать модификацию геномов грибов с целью повышения способности промышленных грибов к производству белка, снижения уровня микотоксинов определенных штаммов и разработки новых штаммов для экспрессии белков.

Существует несколько методов генетической трансформации, но суть их одна – перенести чужеродную генетическую информацию в виде нуклеиновых кислот в клетку грибка. 

Для этого могут использоваться ферменты, разрушающие клеточную стенку грибка и образующие протопласты (клетки без клеточной стенки) при протопласт-опосредованной трансформации. Это облегчает проникновение чужеродных нуклеиновых кислот.

Во время трансформации, опосредованной Agrobacterium, переносчиком генетической информации в клетку грибка выступает грамотрицательная бактерия Agrobacterium, которая инфицирует грибковые клетки.

При электропорации гриб подвергается воздействию электрических зарядов высокого напряжения, в результате чего экзогенная нуклеиновая кислота может мгновенно переноситься в клетки.

Баллистическая трансформация, также известна как бомбардировка частицами. Ее принцип заключается в том, что чужеродная ДНК адсорбируется на поверхности частиц вольфрама или золота, которые под действием высокого давления вводятся в клетки-хозяина.

Трансформация, опосредованная ударной волной, изменяет проницаемость клеточных мембран за счет акустической кавитации, что приводит к поглощению экзогенной нуклеиновой кислоты клетками. Этот метод успешно применялся для введения экзогенной нуклеиновой кислоты в Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa и Salmonella typhimurium.

Создание систем генетической трансформации позволило ученым перемещать чужеродную ДНК в различные грибы, чтобы получать желаемые штаммы для промышленных целей. Однако прежде, чем мы сможем в полной мере воспользоваться превосходной секреторной способностью грибов и их эффективностью в производстве ценных метаболитов, пройдет еще немало времени, поскольку все методы вмешательства в геном имеют свои недостатки, которые требуют тщательной доработки.

Просмотров: 6836