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植物合成生物学:植物细胞大规模培养的新机遇
颜钊涛, 周鹏飞, 汪阳忠, 张鑫, 谢雯燕, 田晨菲, 王勇
合成生物学    2025, 6 (5): 1107-1125.   DOI:10.12211/2096-8280.2024-095
摘要   (1366 HTML82 PDF(pc) (1622KB)(2139)  

植物细胞培养(plant cell culture, PCC)作为一种极具发展潜力的生物合成平台,具有生长周期短、成本效益高、无病原危害、次生代谢产物丰富等优势,在医药、食品和保健等领域备受关注。然而,生产效率不足是限制PCC应用于商业化生产的最大阻碍,其中,遗传转化效率低、调控网络复杂、细胞结团及遗传稳定性差是主要困难。合成生物学遵循自下而上的工程化建造理念,对天然植物细胞进行精准设计与改造,为开发高效、经济可行的植物细胞工厂提供了新的解决方案。本文回顾了PCC作为合成平台在生产重组蛋白和次生代谢产物中的研究现状。重点探讨了植物合成生物学对PCC在工业化发展中的推动作用,包括优质植物细胞系的构建、遗传转化体系的优化、表达系统的优化、生产效率与产能的提升以及赋予植物细胞合成异源产物的能力。未来,PCC的发展更需强调合成生物学理念和技术在突破当前技术瓶颈中的关键作用,以促进植物细胞大规模培养的进一步发展。



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图2 植物细胞产量提升策略从“黑箱”到“白箱”89
(在“黑箱”中,诱导子提升目标产物产量作用机制尚未完全明确;在“白箱”中,通过不同基因线路可以分别实现精准的目标产物产量提升)
正文中引用本图/表的段落
合成生物学的工程化设计理念推动了植物代谢调控从“黑箱”到“白箱”精准调控的技术转型,比传统诱导子策略更加高效(图2)。
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