[發明專利]一種微生物發酵生產1,3-丙二醇偶聯噬菌體制備的方法

有效

• 申請號: 202010941901.6
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112111534B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 修志龍;張志榮;王曉麗;孫亞琴
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C12P7/18
• 分類號: C12P7/18;C12N1/20;C12N7/00;C12R1/22
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李銀姬;李馨

本發明屬于生物工程技術領域，提供了一種微生物發酵生產1,3?丙二醇偶聯噬菌體制備的方法。該方法為：將肺炎克雷伯桿菌接種到發酵培養基中，以甘油為底物發酵生產1,3?丙二醇；取發酵液或發酵液的菌泥，與噬菌體懸液進行共培養，從而制備噬菌體。本發明解決了目前噬菌體制備工藝中存在的病原宿主制備費時耗財問題，同時解決了1,3?丙二醇生產菌的菌體處理和安全性問題。該方法兼顧了1,3?丙二醇發酵和噬菌體制備，可以大幅度降低噬菌體的制備成本，并解決1,3?丙二醇發酵的后顧之憂，是一種很有工業應用前景的1,3?丙二醇和噬菌體制備方法。

技術領域

本發明涉及生物工程技術領域，具體涉及一種微生物發酵生產1,3-丙二醇偶聯噬菌體制備的方法。

背景技術

21世紀以來，抗生素濫用引發的細菌耐藥性問題已成為全球性的公共衛生危機，陷入困境的新型抗生素研發導致臨床上的抗菌治療形勢日趨嚴峻。據2016年英國政府報告稱，預計至2050年，每年由“超級細菌”導致的死亡人數將增至1000萬人。多重耐藥菌和泛耐藥菌感染疾病的治療正面臨著無藥可用的嚴峻形勢，這使得開發一種強有力的、具有適應癥人群大、臨床效果顯著、不同于現有的獨特殺菌機制、成本低、易于保存和使用等特點的抗菌治療手段成為當務之急。

噬菌體因其巨大的抗菌潛力將有望成為治療耐藥細菌感染類疾病的抗生素替代品。美國食品與藥物管理局(FDA)于2016年和2019年先后批準了人體外用和靜脈給藥的噬菌體療法臨床試驗，標志著世界最大醫藥市場的監管路徑已經對噬菌體療法開放。近年來，越來越多的噬菌體臨床應用試驗報告說明，治療性噬菌體正在成為替代抗生素或與抗菌素協同治療耐藥性細菌感染的潛在方法。另外，以噬菌體為基礎的技術在醫學、食品安全、農業和水處理、甚至納米材料等領域的應用表明，噬菌體生產的規模和效率亟須提高。然而，關于噬菌體的制備研究報道較少，大多數噬菌體的制備目前仍限于實驗室規模。究其原因，主要受限于噬菌體產品的宿主感染譜較窄，高效價噬菌體的篩選較為困難。針對這個問題，近幾年應用基因改造或基因組編輯技術已取得了不錯的成果，甚至可以人工合成噬菌體基因組，為噬菌體的大規模制備創造了有利條件。噬菌體的制備過程包括宿主培養、噬菌體感染宿主和噬菌體分離純化三大步驟，其中第一步宿主培養的影響因素包括：宿主細胞的生長速率、細胞表面噬菌體受體的密度、代謝活動以及細胞所處生命周期的階段；第二步噬菌體感染的影響因素有噬菌體的吸附速率、裂解量、裂解時間，感染負荷和侵染時噬菌體與宿主細胞的比例(MOI)，以及溫度、pH、培養基組成、通氣速率、攪拌速率、離子/輔助因子的存在等工藝條件。顯然這兩步之間關系密切，而MOI是影響噬菌體制備的一個重要因素。用最少的宿主細胞獲得最高滴度噬菌體無疑是最經濟的，也有利于噬菌體的下游分離純化和濃縮。即便確定了最佳MOI，宿主細胞培養仍是大規模制備噬菌體的限制因素，畢竟宿主是致病菌，其培養也消耗營養物質，既費時耗財，又有生物安全風險。因噬菌體的廣譜性已有解決的技術方案，倘若能用條件致病工業菌(如肺炎克雷伯桿菌、大腸桿菌等)代替苛刻的致病菌，那么有望用工業發酵廢棄菌體解決這一難題。