Достижения генетической инженерии в растениеводстве: растения как биореакторы

Растения дают много биомассы, а выращивать их не составляет большого труда. Для выращивания сельскохозяйственных растений не нужно больших средств, в отличие от бактерий, которые культивируют в биореакторах (при этом необходимы дорогостоящие оборудование, квалифицированный персонал). Поэтому можно создать трансгенные растения, синтезирующие коммерчески ценные вещества. 
Антитела. Трансгенные растения стабильны, тогда как бактерии трансформируются плазмидами, которые могут утрачиваться при масштабном культивировании. Процессинг, укладка эукариотических белков в бактериях затруднены. Можно создать условия, при которых чужеродные белки будут синтезироваться в семенах и их структура будет сохраняться длительное время.
Полимеры. Крупномасштабный бактериальный синтез поли-β- гидроксибутирата – полимера, из которого получают пластик, подверженный биодеградации, обходится дорого. В бактериях он синтезируется из ацетил-СоА в три стадии, катализируемые тремя ферментами, гены которых входят в один оперон. Растения не способны процессировать транскрипт с более чем одним геном с одного оперона. Поэтому каждый ген был клонирован в отдельности и введен в хлоропластную ДНК. В цитоплазме полимер синтезировался в небольшом количестве, при этом большинство растений были чахлыми. В хлоропластах же может накапливаться другой полимер – крахмал. Все гены поставлены под 35-S промоторы и получили сигнальные последовательности малой субъединицы РБФК. Растения, содержащие все три гена получили скрещиванием.
В зрелых листьях растений экспрессировались все три гена и синтезировалось более 1 мг поли-β-гидроксибутирата на 1грамм сырой ткани листа. Эта работа – первый важный шаг в использовании трансгенных растений для получения биополимеров.