ریزجلبک کلامیدوموناس رینهارتی: کارخانه‌ای سبز برای تولید پروتئین‌های نو ترکیب

با توجه به کاربرد گسترده پروتئین ها در زمینه های مختلف علمی و صنعتی و عدم امکان استخراج بهینه و مقرون به صرفه آنها از منابع طبیعی، بهترین راه چاره برای دستیابی به منبعی نامحدود از این مولکول های پیچیده زیستی استفاده از تکنولوژی پروتئین نوترکیب است. طی دهه های گذشته پیشرفت های حاصل در زمینه مهندسی ژنتیک و دست ورزی موجودات مختلف منجر به توسعه شمار زیادی از سیستم های بیانی برای تولید انواع مختلف پروتئین ها به صورت محلول و فعال زیستی شده است. امروزه یکی از مطرح ترین سیستم های بیان برای تولید پروتئین های نوترکیب، ریزجلبک ها هستند. ریزجلبک ها گروه بزرگی از موجودات فتوسنتزکننده میکروسکوپی هستند که در اکوسیستم های آبی زندگی می کنند. بیشتر پیشرفت ها در این زمینه با استفاده از کلامیدوموناس رینهارتی (chlamydomonas reinhardtii)، ریزجلبک یوکاریوتی تک سلولی و فتوسنتزکننده، به عنوان موجود مدل حاصل شده است. در این مطالعه ابتدا سیستم های بیانی مختلف و مزایای سیستم کلامیدوموناس رینهارتی مورد بررسی قرار گرفته، سپس به شرح تفضیلی ساختار و چرخه زندگی این جلبک استراتژی های موجود برای مهندسی هر سه ژنوم هسته ای، کلروپلاستی و میتوکندریایی آن به منظور تولید سویه های نوترکیب و انواع سیستم ها و محیط کشت های مورد نیاز برای کشت آن پرداخته و در پایان مراکز کشت و نگهداری ریزجلبک ها، از جمله کلامیدوموناس رینهارتی در جهان را معرفی می کنیم.

Chlamydomonas reinhadtii as a novel photobioreactor to produce recombinant proteins

Microalgae are microscopic algae found in a wide range of habitats including freshwater and marine systems. Over the last decades, biotechnological processes based on microalgae have been receiving increasing interest due to their potential to produce large quantities of valuable products used as human food supplements, pharmaceuticals and animal feed. Microalgae have also been proved as an efficient and costeffective platform for recombinant protein production. Most progress in this field has been achieved using Chlamydomonas reinhardtii, a photosynthetic unicellular alga which has been mostly considered as a model organism in different studies. High growth rate, ease of cultivation, wellestablished genetics and the ability to perform posttranslational modifications are the most beneficial attributes that have made C. reinhardtii an attractive system for the expression of recombinant proteins. In this review, we focus on C. reinhardtii as a novel platform for the development of advanced recombinant products and compare them with other commonly used expression systems. We also present a comprehensive overview of its structure, life cycle, culture systems, and media in detail and then discuss the strategies for engineering its three different genomes to produce recombinant cells. Finally, algal culture collections in the world are introduced.