水稻胚乳细胞生物反应器

水稻是种植面积较为广泛的粮食作物，也是被广泛研究的模式作物，其基因组已经被完全测定，为水稻作物生物反应器奠定了分子基础；而且水稻的栽培历史悠久，也是一种重要的模式植物。稳定成熟的栽培技术和遗传转化技术也为其应用奠定了良好的技术基础。另外，水稻是严格的自花授粉的作物，具有良好的生物安全性；因此，作物生物反应器，水稻比玉米更具有优势。美国Ventria Bioscience公司用水稻生产的人溶菌酶，人乳铁蛋白已经开始在市场上销售。

水稻胚乳细胞生物反应器的优点及其发展

水稻是植物生物反应器主要的宿主之一，各种重组蛋白都通过水稻得到表达和生产，多种产品已进入试剂市场。与其他物种相比，水稻作为生物反应器的宿主还具有其他一些独特的优势。

1) 突破了植物生物反应器表达量低的技术难题

通过对水稻储藏蛋白基因启动子结构的比较分析，克隆了比国际上通用启动子Gt1的转录活性高44.84%的水稻胚乳特异性启动子Gt13a。通过多种重组蛋白质的表达实验证明：Gt13a可介导重组蛋白质高效、特异性地在胚乳中表达，使植物生物反应器的表达量由纳克级提升到微克级，比现有表达体系提高了10-1000倍，从而建立了具有自主知识产权的胚乳细胞高效表达技术。

2) 解决了植物生物反应器不能表达小分子多肽的瓶颈

小分子多肽表达量低一直是各种生物反应器的瓶颈，利用水稻储藏蛋白加工和转运原理，通过分子伴侣蛋白的部分区域与小分子多肽的融合，增强小分子多肽的自身稳定性，实现小分子多肽的高效表达，并保持完整的生物学活性。

3) 攻克了植物生物反应器存在生产工艺复杂的关键技术

建立从水稻种子中提取和纯化重组蛋白质的生产工艺和一整套工艺流程，从单批次110克，逐级放大到单批次1kg至8kg，分离纯化技术与工艺从手工到手动最后到全自动的突破，实现重组人血清白蛋白医药级工艺的规模化生产。

相关论文：

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Quantitation of the residual DNA from rice-derived recombinant human serum albumin. Anal. Biochem. 450 (2014) 4–10

Immunotoxicity Assessment of Rice-Derived Recombinant Human Serum Albumin Using Human Peripheral Blood Mononuclear Cells.PLoS ONE 9(8): e104426.

Transgenic rice endosperm as a bioreactor for molecular pharming. Plant Cell Rep (2014) 33:585-594

A Short Peptide in Rice Glutelin Directs Trafficking of Protein into the Protein Storage Vacuoles of the Endosperm Cells. Plant Mol Biol Rep (2013) 31:1492–1505

编辑： hejianxin    来源：丁香园