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植物生物反应器-植物工厂

生物反应器是利用酶或生物体（如微生物）所具有的生物功能，在体外进行生化反应的 装置系统，是一种生物功能模拟机，如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。传统的生 物反应器存在工艺控制、产品安全等问题。植物生物反应器主要以整株植物、植物组织或植 物悬浮细胞为加工场所，生产药物蛋白。

叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。它是以叶绿体为外源 DNA 受体的一种转化方式。将叶绿体特异性启动子、终止子等序列和外源基因整合作为目的 基因，然后将目的基因、标记基因及叶绿体来源的基因片段构建成表达载体，转入叶绿体后 使目的基因插入叶绿体基因组，最后筛选获得转基因植株。与植物细胞核表达体系相比，叶绿体遗传转化体系具有明显优势：叶绿体由双层膜包裹且无蛋白外流，为重组蛋白表达提供了一个相对安全的生物环境；叶绿体有自己独特的 DNA 复制、转录和翻译体系，在基因转录、 翻译等方面具有原核特性；叶绿体基因组拷贝数多，外源基因表达效率高；叶绿体基因组含有多基因可共同表达；可以防止转基因作物的目的基因通过花粉在自然界中扩散。

HIV 是获得性免疫缺陷综合征的病原体，目前仍缺乏有效疫苗。2012 年，研究人员以 HIV 病毒包膜蛋白上的 V3 环和 C4 结构域序列的基因作为外源基因，在烟草叶绿体中成功表 达 C4V3 抗原蛋白。通过实验证明，烟草叶绿体中表达的 C4V3 蛋白能够引发免疫反应。