基因工程菌讲义的发酵

基因工程菌的发酵控制近年来，基因工程已开始由实验室走向工业生产，一些珍稀药物如胰岛素、干扰素、人生长激素等已先后面市，但从许多研究中发现，基因重组菌的培养与发酵有其自身的特点。

从培养工程的角度应考虑诸如营养源浓度的控制（碳源、氮源等）、最适生长条件的控制等因素；从生物学上应考虑诸如质粒稳定性的控制、质粒拷贝数的控制、转录效率和翻译效率的提高及代谢产物向菌体外的分泌等主要因素。

1 、营养源浓度的控制由于大多数基因重组菌不能把所需的基因产物分泌到胞外，而只能靠破碎细胞后提取，因此要获得基因产物，首先必须得到大量菌体。

为此基因重组菌的发酵一般采用高浓度菌体培养的方法，如大肠杆菌培养时最高可达125g 干菌体/L 发酵液，酿酒酵母可达145g 干菌体/L 发酵液。

但要得到高浓度菌体，必须要提供高浓度的营养物质，而营养源浓度过高，渗透压也就高，反过来又会抑制重组菌的生长。

此外，许多基因重组菌常是维生素或氨基酸的营养缺陷型菌株，为维持菌体生长，也必须添加必需量的生长因子营养物。

常采用在调节pH 的同时补加氨基酸混合液和葡萄糖的方法。

使整个培养期间，葡萄糖和氨基酸的浓度几乎保持恒定，菌体持续以最高生长速度生长，得到高浓度菌体。

2 、质粒的不稳定性及其控制在重组菌工业化生产过程中，质粒的不稳定性是一个极为重要而独特的问题。

带有质粒的细胞生长较慢，生长速率与所带质粒的大小成反比。

此外，高水平克隆基因产物的生成也会导致生长缓慢或生长异常（表达越高，生长越慢）。

由于质粒的不稳定性，在繁殖传代过程中还会有一部分细胞部分甚至完全丢失质粒，导致所需产物的产量下降。

质粒不稳定包括分离性不稳定和结构性不稳定两种类型。

前者是细胞分裂过程中质粒没有分配到子细胞中而导致整个质粒的丢失；后者是由于重组质粒DNA 发生缺失、插入或重排而引起的质粒结构变化。

为了在工业化生产时使质粒的丢失降低到最低程度，除了构建合适的重组菌外，还应对重组菌进行一系列发酵试验，选择最佳的发酵条件。

第十三章基因工程菌的发酵近年来，重组DN双术(基因工程)已开始由实验室走向工业生产，走向实用。

它不仅为我们提供了一种极为有效的菌种改良技术和手段，也为攻克医学上的疑难杂症一一癌、遗传病及艾滋病的深入研究和最后的治愈提供了可能；为农业的第三次革命提供了基础；为深入探索生命的奥秘提供了有力的手段。

现在由工程菌产生的珍稀药物，如胰岛素、十扰素、人生长激素、乙肝表面抗原等等部已先后面市，基因工程不仅保证了这些药物的来源，而且可使成本大大下降。

但是从许多研究中发现，工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性，因而工程菌不稳定性的解决已日益受到重视并成为基因工程这一高技术成就转化为生产力的关键之第一节工程菌的来源和应用一、何谓基因工程基因工程(genetic engineering )是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，根据人们的意愿，主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合，再转入生物体内，产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传特征的生物类型，并能使之稳定地遗传给后代。

基因工程的核心技术是DNA勺重组技术。

重组即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DN"子，然后在将重组DN"子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。

除DN济组技术外，基因工程还应包括基因的表达技术，基因的突变技术，基因的导入技术等。

基因工程一般分为4个步骤：一是取得符合人们要求的DN"段，这种DN隔段被称为“目的基因”；二是将目的基因与质粒或病蠹DN础接成重组DNR三是把重组DN闻|入某种细胞；四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。

DNA分子很小，其直径只有20埃，约相当于五白万分之一厘米，在它们身上进行“手术”是非常困难的，因此基因工程实际上是一种“超级显微工程”，对DNA的切割、缝合与转运，必须有特殊的工具。

第十三章基因工程菌发酵近年来，重组DNA技术(基因工程)已开始由实验室走向工业生产，走向实用。

它不仅为我们提供了一种极为有效菌种改良技术和手段，也为攻克医学上疑难杂症——癌、遗传病及艾滋病深入研究和最后治愈提供了可能；为农业第三次革命提供了基础；为深入探索生命奥秘提供了有力手段。

现在由工程菌产生珍稀药物，如胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝表面抗原等等部已先后面市，基因工程不仅保证了这些药物来源，而且可使成本大大下降。

但是从许多研究中发现，工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性，因而工程菌不稳定性解决已日益受到重视并成为基因工程这一高技术成就转化为生产力关键之一。

第一节工程菌来源和应用一、何谓基因工程基因工程（genetic engineering）是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似方法，根据人们意愿，主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合，再转入生物体内，产生出人们所期望产物，或创造出具有新遗传特征生物类型，并能使之稳定地遗传给后代。

基因工程核心技术是DNA重组技术。

重组即利用供体生物遗传物质或人工合成基因，经过体外或离体限制酶切割后与适当载体连接起来形成重组DNA分子，然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好蓝图表现出另外一种生物某种性状。

除DNA重组技术外，基因工程还应包括基因表达技术，基因突变技术，基因导入技术等。

基因工程一般分为4个步骤：一是取得符合人们要求DNA片段，这种DNA片段被称为“目基因”；二是将目基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA；三是把重组DNA引入某种细胞；四是把目基因能表达受体细胞挑选出来。

DNA 分子很小，其直径只有20埃，约相当于五百万分之一厘米，在它们身上进行“手术”是非常困难，因此基因工程实际上是一种“超级显微工程”，对DNA切割、缝合与转运，必须有特殊工具。

要把目基因从供体DNA长链中准确地剪切下来，可不是一件容易事。

第十三章基因工程菌的发酵近年来，重组DNA技术(基因工程)已开始由实验室走向工业生产，走向实用。

它不仅为我们提供了一种极为有效的菌种改进技术和手段，也为攻克医学上的疑难杂症——癌、遗传病及艾滋病的深入研究和最后的治愈提供了可能；为农业的第三次革命提供了根底；为深入探索生命的奥秘提供了有力的手段。

现在由工程菌产生的珍稀药物，如胰岛素、干扰素、人生长激素、乙肝外表抗原等等部已先后面市，基因工程不仅保证了这些药物的来源，而且可使本钱大大下降。

但是从许多研究中发现，工程菌在保存过程中及发酵生产过程中表现出不稳定性，因而工程菌不稳定性的解决已日益受到重视并成为基因工程这一高技术成就转化为生产力的关键之一。

第一节工程菌的来源和应用一、何谓基因工程基因工程〔genetic engineering〕是指在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，根据人们的意愿，主要是在体外进行基因切割、拼接和重新组合，再转入生物体内，产生出人们所期望的产物，或创造出具有新的遗传特征的生物类型，并能使之稳定地遗传给后代。

基因工程的核心技术是DNA的重组技术。

重组即利用供体生物的遗传物质或人工合成的基因，经过体外或离体的限制酶切割后与适当的载体连接起来形成重组DNA分子，然后在将重组DNA分子导入到受体细胞或受体生物构建转基因生物，该种生物就可以按人类事先设计好的蓝图表现出另外一种生物的某种性状。

除DNA 重组技术外，基因工程还应包括基因的表达技术，基因的突变技术，基因的导入技术等。

基因工程一般分为4个步骤：一是取得符合人们要求的DNA片段，这种DNA片段被称为“目的基因〞；二是将目的基因与质粒或病毒DNA连接成重组DNA；三是把重组DNA引入某种细胞；四是把目的基因能表达的受体细胞挑选出来。

DNA 分子很小，其直径只有20埃，约相当于五百万分之一厘米，在它们身上进行“手术〞是非常困难的，因此基因工程实际上是一种“超级显微工程〞，对DNA的切割、缝合与转运，必须有特殊的工具。