24-1.doc

drodze ekstrakcji i oczyszczania". Koncepcja technologii nazwanej uprawą molekularną (ang. molecular farming, biofarming) stworzyła nowe perspektywy wykorzystania transgenezy roślin; wykorzystania jej nie tyle do molekularnego wzbogacania
(ang. molecular breeding, koncepcja historycznie wcześniejsza) wartości użytkowej
roślin uprawnych, ile do wykorzystania genetycznie zmodyfikowanych roślin jako
naturalnych bioreaktorów do produkcji na dużą skalę białek rekombinowanych
znajdujących zastosowanie ex situ w przemyśle farmaceutycznym, przetwórczym
czy spożywczym lub w szeroko rozumianej diagnostyce. Głównymi promotorami
badań nad tą technologią był przemysł farmaceutyczny oraz licznie powstające w USA
firmy biotechnologiczne.

Można przytoczyć wiele przykładów białek rekombinowanych, które są syntezowane w liściach, owocach, korzeniach, bulwach, czy nasionach. Oprócz tego udało się
skierować takie białka rekombinowane do różnych przedziałów komórek tych organów, m.in. do cytoplazmy, siateczki śródplazmatycznej, czy przestrzeni apoplastycznej.

Idea użycia roślin jako bioreaktorów do produkcji białek rekombinowanych
pojawiła się w 1986 r., kiedy to uzyskano w roślinach ekspresję genu kodującego hormon wzrostu człowieka. Znaczącym wydarzeniem było także otrzymanie w 1989 r.
roślin GM zdolnych do produkcji przeciwciał. Niewątpliwie, impulsem dla powstania
idei wykorzystania roślin do wytwarzania białek rekombinowanych stała się technologia kultury in vitro. Obecnie kultury in vitro stanowią laboratoryjne poletko doświadczalne dla technologii upraw molekularnych przed powiększaniem ich skali na ponadlaboratoryjną, zaś rośliny GM stają się, obok mikroorganizmów, kultur komórek
ssaków i zwierząt transgenicznych, alternatywnym systemem produkcji białek
rekombinowanych.

19.1.2. Zalety i ograniczenia roślinnych systemów biosyntezy
białek rekombinowanych

Od roku 1989, który należy uznać za datę sformułowania koncepcji wykorzystania
transgenicznych roślin do produkcji białek rekombinowanych, liczne badania i analizy
potwierdziły zalety roślin jako wydajnych, bezpiecznych i relatywnie tanich bioreaktorów do produkcji białek rekombinowanych. Należy sądzić, że trudności wynikające
z różnic w biosyntezie, zwijaniu i innych posttranslacyjnych modyfikacjach białek
pomiędzy roślinami i zwierzętami zostaną wkrótce pokonane. Wskazuje się następujące zalety ekspresji białek rekombinowanych w roślinach:

•                szlaki biosyntezy białek w komórkach roślinnych mają charakter eukariotyczny (bakterie nie wykazują zdolności do większości modyfikacji posttranslacyjnych, które są niezbędne dla aktywności białek eukariotycznych, w tym
także ssaków);

•                niewielkie ryzyko lub brak ryzyka zanieczyszczenia preparatów białkowych
patogenami wirusowymi człowieka i zwierząt, drobnoustrojami chorobo-
twórczymi, endotoksynami bakteryjnymi czy sekwencjami onkogenów;

•                relatywnie niski koszt produkcji, szczególnie systemu upraw molekularnych, w porównaniu z technologią wykorzystującą fermentory i inne systemy
bioreaktorów;