view in publisher's site

Simplified bioreactor processes for recombinant butyrylcholinesterase production in transgenic rice cell suspension cultures

Highlights•No substantial effect of dissolved oxygen on butyrylcholinesterase production.•Single-stage operation can replace the conventional two-stage operation.•Strategic simplification of bioreactor-process improves butyrylcholinesterase productivity.AbstractMetabolically regulated transgenic rice cell suspension culture has been developed aiming to be an efficient and cost-effective platform for production of rice-recombinant butyrylcholinesterase (rrBChE) that could be used as a bioscavenger enzyme against organophosphate nerve agents. In two-stage batch cultures, switching between growth and induction phases by exchanging media, the maximum active rrBChE levels were comparable among the bioreactor runs with controlled dissolved oxygen (DO) concentrations from 10–40% DO and without controlled DO at constant aeration rate. For a single-stage batch operation with no media exchange at 40% DO, production of rrBChE is triggered simply through sugar depletion due to the uptake of sugar by the cells, showing similar maximum active cell-associated rrBChE level compared to two-stage batch operations. However, the bioreactor process using uncontrolled DO, no media exchange, and half-concentration of sucrose resulted in a 1.4-fold increase in the maximum total active rrBChE (77 μg/g fresh weight) and 1.6-fold increase of total active rrBChE specific productivity (86 μg (g dry weight)−1 day−1) compared to the two-stage batch cultures. We found that monitoring the culture pH is a simple non-invasive technique that can help identify the start and progress of the induction phase in a single-stage culture. Altogether, we demonstrate a simplified, efficient, economical, and scalable bioreactor process for rrBChE production in metabolically regulated transgenic rice cell cultures.

فرآیند بیوراکتور ساده شده برای تولید بیوتیل کولین استراز نوترکیب در کشت‌های سوسپانسیون سلولی برنج تراریخته

نکات برجسته: هیچ اثر قابل‌توجهی از اکسیژن حل‌شده در تولید بوتیریل کولین استراز وجود ندارد. * عملیات تک مرحله‌ای می‌تواند جایگزین عملیات دو مرحله‌ای مرسوم شود. * ساده‌سازی استراتژیک فرآیند بیورآکتور، بهره‌وری بیتریل کولین استراز را بهبود می‌بخشد. کشت سوسپانسیون سلولی برنج که از نظر متابولیک تنظیم شده‌است، با هدف یک بس‌تر کارآمد و مقرون‌به‌صرفه برای تولید بیتریل کولین استراز نوترکیب برنج (rBChE)که می‌تواند به عنوان یک آنزیم بیورآکتور در برابر عوامل عصبی ارگانوفسفره مورد استفاده قرار گیرد، توسعه داده شده‌است. در کشت‌های دسته‌ای دو مرحله‌ای، تعویض بین فازه‌ای رشد و القا با تبادل رسانه، حداکثر سطوح rBChE فعال در میان عملکردهای بیوراکتور با غلظت‌های اکسیژن محلول کنترل‌شده (DO)از ۱۰ تا ۴۰ درصد DG و بدون DG کنترل‌شده در نرخ هوادهی ثابت قابل‌مقایسه بود. برای یک عملیات دسته‌ای تک مرحله‌ای بدون تبادل رسانه‌ای در ۴۰ % DG، تولید rBChE به سادگی از طریق کاهش قند ناشی از جذب قند توسط سلول‌ها آغاز می‌شود، که حداکثر سطح rBChE فعال مشابه با سلول را در مقایسه با عملیات دسته‌ای دو مرحله‌ای نشان می‌دهد. با این حال، فرآیند بیورآکتور با استفاده از DG کنترل‌نشده، بدون تبادل محیط و غلظت نیمه ساکارز منجر به افزایش ۱.۴ برابری در حداکثر RBChE فعال کل (۷۷ μg / g وزن تر)و افزایش ۱.۶ برابری در بهره‌وری ویژه RBChE فعال کل (۸۶ μg (g وزن خشک)-۱ - روز - ۱)در مقایسه با کشت‌های دو مرحله‌ای دسته‌ای شد. ما دریافتیم که نظارت بر pH کشت یک تکنیک غیر تهاجمی ساده است که می‌تواند به شناسایی شروع و پیشرفت فاز القا در یک کشت تک مرحله‌ای کمک کند. روی هم رفته، ما یک فرآیند بیوراکتور ساده، کارآمد، اقتصادی و مقیاس پذیر را برای تولید rBChE در کشت سلولی برنج تراریخته با تنظیم متابولیکی نشان می‌دهیم.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Biomedical Engineering
  • ترجمه مقاله Biomedical Engineering
  • مقاله مهندسی پزشکی
  • ترجمه مقاله مهندسی پزشکی
  • مقاله Environmental Engineering
  • ترجمه مقاله Environmental Engineering
  • مقاله مهندسی محیط‌ زیست
  • ترجمه مقاله مهندسی محیط‌ زیست
  • مقاله Bioengineering
  • ترجمه مقاله Bioengineering
  • مقاله مهندسی زیستی
  • ترجمه مقاله مهندسی زیستی
  • مقاله Biotechnology
  • ترجمه مقاله Biotechnology
  • مقاله بیوتکنولوژی
  • ترجمه مقاله بیوتکنولوژی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.