预计此类生物学源性蛋白质的市场将在不久的将来达到3000亿美元。工业酶和其他蛋白质目前在大型昂贵的发酵反应器中制成，但在户外生长的植物中使它们可以减少三次生产成本。
康奈尔和伊利诺伊州大学研究人员已经设计了能够使蛋白质没有原产于植物本身的植物。该研究描述了户外在该领域的首次成功饲养，这是经济活力的必要性，因此它们可以在大尺度上生长。
“我们知道这些植物在温室里得很好，但我们从未有机会在该领域测试过他们，”生物和环境工程教授和“领域 - 成长的烟草植物的高级作者”维持强劲增长，“贝纳说虽然在叶绿体中积累大量的细菌纤维素酶，但在7月8日在自然植物中发表。Jennifer Schmidt是Ahner的实验室的研究生，是一个联合第一作者。
该机会来到伊利诺伊州大学植物生物学教授斯蒂芬长期以来从美国农业部获得了许可，以在该领域的转基因植物中生长。
传统的智慧表明，要求植物将20％的蛋白质的负担转化为植物不能使用的东西的蛋白质将极大地生长。
“当你把植物放在场上时，他们必须面对干旱或温度或光线，而且它们需要所有的蛋白质，”Ahner说。“但我们表明该植物仍然能够在现场（产生非肌蛋白的同时）完全运作。这真的是突破。“
虽然需要更多的研究，但实验室实验表明，当植物有足够的阳光，水和肥料时，它们将根据需要增加营养素的摄取，以补偿额外的蛋白质载荷。
在研究中，研究人员遗传修饰的烟草植物，以产生纤维素酶蛋白CER6A，一种酶。在科学领域中，烟草是一家研究的模型植物，使生物学家在研究中使用，因为这很多关于它。Cel6a的生产用作原理的证据，但在实际意义上，它属于在现代洗衣洗涤剂制造中使用的一大群相关酶;在纺织业，如在柔软的蓝色牛仔裤和其他面料;在加工食品和动物饲料中。此外，更便宜的纤维素速率可以大大降低乙醇和其他生物质衍生的绿色产品的最终成本。
通过用具有用于使所需蛋白质的指令递送DNA来实现基因工程，以将所需的蛋白质进入植物细胞的叶绿体。然后培养含有采用该DNA的叶绿体的植物。叶绿体是植物中的光合细胞素，并含有自己的DNA。植物细胞不能制备自己的叶绿体，但在细胞分裂期间从每个子细胞继承它们。
这种设计有助于防止植物在现场生长的设计者蛋白，通过花粉的传播污染其他烟草植物和亲属，其包含在植物的雄性部分中的雄蕊。
“我们使用的技术的一个优点是，大多数作物植物中的叶绿体通过母线继承，因此基因不在花粉中，”Ahner说。“花粉是分散给其他转基因作物的主要问题之一。”
在未来的工作中，施密特正在调查如何让植物始终生产不同类型的蛋白质。“我们正试图了解允许在遗传修饰的植物中允许任何蛋白质的基本生物机制”。
Long's Lab的研究科学家Justin McGrath是本文的一首第一作者。Maureen Hanson是分子生物学和遗传学部的自由海德Bailey教授，是一个共同作者。
该研究由美国农业部资助。
