کاربرد متابولیت های ارزشمند
کشت های سلولی قادر به تولید تعدادی از متابولیت های ارزشمند هستند که این متابولیت ها عبارتند از:
- آلکالوئیدها
- گلیکوزیدها شامل استروئیدها و فنولیک ها
- ترپنوئیدها
- انواع مختلف طعم ها
- عطرها
- مواد شیمیایی کشاورزی
- حشره کش های تجارتی و غیره.
شیکونین
موفق ترین مثال از تولید مواد شیمیایی ارزشمند در کشت سلول های گیاهی، شیکونین است که به عنوان رنگ کننده و ماده دارویی مورد استفاده قرار می گیرد. بر اساس گزارشات سازمان جهانی بهداشت (WHO) قریب به ۸۰-۷۰٪ از جمعیت جهان، از داروهای گیاهی استفاده می نمایند. ارزش تجاری داروهای گیاهی بیش از ۲۰ میلیون دلار در سال تخمین زده شده است.
ایندول آلکالوییدها (TIAs)
Catharanthus roseus که یک گیاه چندساله گرمسیری می باشد، بدلیل دارا بودن مقادیر فراوانی از آلکالوئیدهای ایندولی ترپنوئیدی حائز اهمیت فراوانی است.
وینگریتین (Vincristine) و وینبلاستین (Vinblastine)
آلکالوئیدهای گیاهان جنس Catharanthus، بازار اقتصادی قابل ملاحظه ای را به خود اختصاص داده اند، بطوری که قیمت هر کیلوگرم وینگریتین ۳/۵۰۰/۰۰۰ دلار و قیمت هر کیلوگرم وینبلاستین ۱/۰۰۰/۰۰۰ دلار می باشد.
پریترین ها
بهترین حشره کش های گیاهی از نظر اقتصادی پریترین ها هستند. این ترکیبات به دلیل خاصیت حشره کشی، سمیت اند که برای پستانداران، و پایداری کم آنها در محیط زیست، شدیدا مورد علاقه می باشند. پریترین ها در برخی از گونه های تیره آفتابگردان، نظیر گل داوودی و جعفری یافت می شوند.
روتنوئیدها
روتنوئیدها نیز از دریس (Lonochocarpus ،(Derris و نیلکی (Tephrosia) استخراج می شوند.
مشکلات مرتبط با تولید متابولیت های ثانویه :
١- زمان دو برابر شدن سلول های گیاهی (۱۶ – ۲۴ ساعت) در مقایسه با میکروارگانیسم ها ( تقریبا ۱ ساعت) بسیار طولانی است و این بدان معنی است که سلول های گیاهی، بیوماس نسبتا کم و بنابراین مقادیر کمی متابولیت ثانویه تولید می نمایند.
۲- اگر تولید متابولیت ثانویه در گیاه طبیعی به یک بافت خاص به عنوان مثال بافت تمایز بافت های نظیر مجاری ترشحی یا غده ها محدود باشد، آنگاه تولید کمی در این ویترو صورت خواهد گرفت، زیرا سلول ها در این ویترو غالبا تمایز نیافته اند.
۳- تولید متابولیت های ثانویه در این ویترو معمولا در مقایسه با گیاه طبیعی کمتر است.
۴- سلول ها و کشت های سوسپانسیونی، عموما از ثبات ژنتیکی برخوردار نیستند و غالبا به دلیل وقوع جهش، تولید ترکیبات نسبت به زمان آغاز کشت به حد پایین تری تنزل می یابد.
۵- سلول های گیاهی در شرایط این ویترو تشکیل توده می دهند. برای ممانعت از تشکیل توده سلولی نیاز به تکان دادن شدید محیط کشت است، اما این امر باعث صدمه دیدن سلول ها می شود.
۶- مصرف زیاد مواد قندی در محیط کشت (تا ۵٪)، هزینه تولید را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد.
۷- آلودگی ها می توانند به طور قابل توجهی فرایند را مختل نمایند. از آنجا که زمان دو برابر شدن سلول باکتریایی کوتاهتر از سلول گیاهی است، اگر آلودگی های باکتریایی رخ دهد به سرعت در کشت پخش می شود.
۸- تحقیقات بسیار گسترده تری در زمینه بیوراکتورها و طراحی روش های مطلوب برای جداسازی فراورده، بایستی صورت گیرد.
۹- فقدان دانش کافی از فرایند رشد سلول های گیاهی در بیوراکتورها و فرمانتورها مانع توسعه بیشتر آنها شده است.
منبع: کتاب اصول بیوتکنولوژی گیاهی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ ششم.
دیدگاهتان را بنویسید