188. Каковы примеры использования генетики в селекции микроорганизмов?

Бактерии и актиномицеты давно используются в микробиологической промышленности для получения хозяйственно полезных продуктов. С помощью генетических методов удается значительно повысить эффективность микробного синтеза. В качестве примера рассмотрим синтез триптофана, используемого в животноводстве для обогащения кормов. Известно, что триптофан синтезируется в организме из хоризмовой кислоты с помощью генов, объединенных в один оперон и регулируемых конечным продуктом. Генетическими методами удалось вывести штамм кишечной палочки, вырабатывающий около 80 мг триптофана на 1 г сухой массы бактерий. Для этого в локус гена-репрессора или в оператор вначале вводились мутации, снижающие скорость ингибирования конечным продуктом. Затем в этот же штамм добавлялись мутации, блокирующие образование из хоризмовой кислоты других аминокислот - фенилаланина и тирозина, что увеличило процент использования хоризмовой кислоты на образование триптофана. На конечном этапе работы в аттенюатор были введены мутации, обеспечивающие транскрипцию всех инициированных информационных РНК, что еще более повысило продуктивность данного штамма. На этом примере хорошо видны широкие возможности использования генетических методов в селекции бактериальных штаммов. Путем постепенного отбора были получены штаммы актиномицетов - продуцентов пенициллина, стрептомицина и других антибиотиков. Однако использование классических методов селекции в микробиологии наталкивается на значительные затраты труда, так как мутагенез не носит сайт-специфичного характера.

Иногда удается получить штаммы-продуценты методом гибридизации клеток через слияние протопластов. Метод заключается в обработке клеток ферментами, разрушающими их оболочку, что обеспечивает возможность последующего слияния образовавшихся протопластов. С помощью генно-инженерных методов создаются ценные для промышленности штаммы бактерий, вырабатывающих витамины (В₂, В₁₂), гормоны, интерферон. Бактериальный синтез всех этих веществ сравнительно дешевый и позволяет получать их в достаточно больших количествах.