Plant Cells

گیاهان بیش از 30000 نوع ماده شیمیایی از جمله داروها، رنگدانه ها و سایر مواد شیمیایی خوب تولید می کنند که چهار برابر بیشتر از موادی است که از میکروب ها به دست می آیند. کشت سلول های گیاهی به عنوان جایگزینی برای تولید متابولیت های ثانویه با ارزش مشتق شده از گیاه مورد توجه زیادی قرار گرفته است، زیرا مزایای زیادی نسبت به کشت کامل دارد. با این حال، تحقیقات بسیار بیشتری برای افزایش بهره‌وری کشت و کاهش هزینه‌های فرآوری مورد نیاز است، که کلید تجاری‌سازی فرآیندهای کشت سلولی گیاهی است. دستاوردهای اخیر در مطالعات مهندسی بیوشیمی مرتبط در فصل 1 بررسی می شود. تأثیر ترکیبات گازی بر رفتار سلول های گیاهی مورد مطالعه کمی قرار گرفته است، و فصل 2 بر روی این اثرات غلظت گاز (از جمله اکسیژن، دی اکسید کربن، اتیلن و موارد دیگر، مانند هورمون های فرار مانند متیل جاسمونات) بر تولید متابولیت های ثانویه توسط کشت های سلولی گیاهی. دو متابولیت مورد علاقه فعلی، i. ه. آرتمیزینین ضد مالاریا (معروف به "qing hao su" در چین) که توسط Artemisia annua (افسنتین شیرین) تولید می شود و تاکسان های مورد استفاده برای درمان ضد سرطان که توسط گونه های Taxus تولید می شوند، به عنوان مثال در نظر گرفته شده اند. یکپارچه سازی فرآیندهای زیستی یکی دیگر از موضوعات داغ در فناوری کشت سلول گیاهی است. از آنجایی که اکثر متابولیت های ثانویه گیاهی در غلظت های بالا در طول کشت برای سلول ها سمی هستند، حذف محصول در محل در طی کشت می تواند منجر به افزایش بهره وری شود. تکنیک‌های مختلف پردازش زیستی یکپارچه در فصل 3 مورد بحث قرار گرفته‌اند.

Plants produce more than 30,000 types of chemicals, including pharmaceuticals, pigments and other fine chemicals, which is four times more than those obtain ed from microbes. Plant cell culture has been receiving great attention as an alternative for the production of valuable plant derived secondary metabolites, since it has many advantages over whole plant cultivation. However, much more research is required to enhance the culture productivity and reduce the pro cessing costs, which is the key to the commercialization of plant cell culture pro cesses. The recent achievements in related biochemical engineering studies are reviewed in Chapter 1. The effect of gaseous compounds on plant cell behavior has been little studied, and Chapter 2 focuses on these gas concentration effects (including oxygen, carbon dioxide, ethylene and others, such as volatile hor mones like methyl jasmonate) on secondary metabolite production by plant cell cultures. Two metabolites of current interest, i. e. , the antimalarial artemisinin (known as "qing hao su" in China) that is produced by Artemisia annua (sweet wormwood) and taxanes used for anticancer therapy that are produced by species of Taxus, are taken as examples. Bioprocess integration is another hot topic in plant cell culture technology. Because most of the plant secondary meta bolites are toxic to the cells at high concentrations during the culture, removal of the product in situ during the culture can lead to the enhanced productivity. Various integrated bioprocessing techniques are discussed in Chapter 3.