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<p><b>Neue Seite</b></p><div>[[Datei:Bioreaktor quer2.jpg|350px|mini|Moosbioreaktor mit ''[[Physcomitrella patens]]'']]<br />
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Ein '''Moosbioreaktor''' ist eine Sonderform des [[Photobioreaktor]]s und dient der Anzucht und [[Kultivierung]] von [[Moose|Moos]]. In der Regel wird in einem Moosbioreaktor [[Transgen|transgenes]] Moos zur Produktion von [[Rekombinantes Protein|rekombinantem Protein]] kultiviert. Dieses [[Biotechnologie|biotechnologische]] Verfahren bezeichnet man auch als [[Molecular Pharming]]. In der [[Umweltwissenschaften|Umweltwissenschaft]] werden Bioreaktoren genutzt, etwa um [[Torfmoos]]e zu vermehren, wie in der [[Mossclone|Mossclone Forschergruppe]], um die [[Luftverschmutzung]] insbesondere durch [[Schwermetall]]e zu überwachen.<ref>Walter Schmidt, Michael Brendler: [http://www.badische-zeitung.de/bildung-wissen-1/zweitkarriere-spuernase--58205628.html ''Zweitkarriere Spürnase.''] In: ''Badische Zeitung.'' 14. April 2012.</ref><ref>Video [http://de.euronews.com/2013/06/03/moose-sollen-luftverschmutzung-kontrollieren/ ''Moose sollen Luftverschmutzung kontrollieren.''] In: ''[[Euronews]].'' 3. Juni 2013, abgerufen am 10. Juni 2013.</ref><br />
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Da es sich bei Moosen um relativ genügsame, [[photoautotroph]]e Organismen handelt, wurden bereits zu Anfang des 20. Jahrhunderts verschiedene Arten von Moosen ''[[in vitro]]'' kultiviert.<ref>A. Hohe, R. Reski: ''From axenic spore germination to molecular farming: one century of bryophyte in vitro culture.'' In: ''Plant Cell Rep.'' 23, 2005, S. 513–521. [[doi:10.1007/s00299-004-0894-8]]</ref> Um den Sicherheitsrichtlinien für den Umgang mit genetisch veränderten Organismen gerecht zu werden und ausreichend [[Biomasse]] für experimentelle Untersuchungen gewinnen zu können, wurden in den 1990er Jahren von [[Ralf Reski]] erste [[Bioreaktor]]en für den [[Modellorganismus]] ''[[Physcomitrella patens]]'' entwickelt.<ref>K. Reutter, R. Reski: {{Webarchiv |url=http://www.plant-biotech.net/paper/PTCaB_1996_Reutter.pdf |text=''Production of a heterologous protein in bioreactor cultures of fully differentiated moss plants'' |wayback=20111004011146 |format=PDF}} In: ''Plant Tissue Cult Biotechnol.'' 2, 1996, S. 142–147.</ref><br />
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== Funktionsweise ==<br />
Einem Moosbioreaktor liegt das Prinzip einer Suspensionskultur zugrunde: Das Moos wird in einem flüssigen, bewegten [[Nährmedium]] unter Beleuchtung und Durchlüftung bei konstanter Temperatur kultiviert. Das Kulturmedium – häufig ein Minimalmedium – beinhaltet die zum Wachstum benötigten Nährstoffe und [[Spurenelement]]e; der [[pH-Wert]] wird durch Zugabe von [[Säure]] oder [[Alkalische Lösung|Lauge]] in das Medium konstant gehalten.<ref>A. Hohe, R. Reski: ''Control of growth and differentiation of bioreactor cultures of ''Physcomitrella'' by environmental parameters.'' In: ''Plant Cell, Tissue and Organ Culture.'' 81, 2005, S. 307–311. [[doi:10.1007/s11240-004-6656-z]]</ref><br />
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Um einen möglichst starken Zuwachs an [[Biomasse]] zu erreichen, wird das Moos im [[Protonema]]-Stadium gehalten. Dies geschieht durch kontinuierliches, mechanisches Zerkleinern der wachsenden Protonema-Fäden, beispielsweise mittels rotierender Klingen.<ref>E. L. Decker, R. Reski: ''The moss bioreactor. Curr.'' In: ''Opinion Plant Biol.'' 7, 2004, S. 166–170 [[doi:10.1016/j.pbi.2004.01.002]]</ref> Wenn die Dichte der Biomasse einen kritischen Punkt erreicht, kommt es infolge des abnehmenden Nährstoffangebotes und des zunehmenden Gehaltes an pflanzlichen Signalstoffen ([[Phytohormon]]en) im Medium zunehmend zur Differenzierung des Protonemas zur eigentlichen „Moospflanze“. Soll die Kultur weitergeführt werden, wird ein Teil der Kultur mit frischem Nährmedium stark verdünnt und neu angesetzt.<br />
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Dieses Funktionsprinzip kann, je nach angestrebter Ausbeute, durch verschiedene Formen und Größen von Bioreaktoren realisiert werden. Neben Säulenreaktoren verschiedener [[Volumen|Volumina]] existieren beispielsweise auch Röhrenreaktoren sowie Reaktoren mit wechselbaren Kulturbeuteln aus [[Kunststoff]] zur Proteingewinnung in industriellen Maßstäben.<br />
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[[Datei:Sphagnum palustre in Bioreactor.jpg|mini|In diesem Moosbioreaktor wird das [[Sumpf-Torfmoos]] ''Sphagnum palustre'' kultiviert]]<br />
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== Herstellung von Biopharmazeutika ==<br />
In Moosbioreaktoren mit ''Physcomitrella patens'' wurden bereits verschiedene [[Biopharmazeutika]] hergestellt.<ref name="Decker (2008)">Eva L. Decker, [[Ralf Reski]]: ''Current achievements in the production of complex biopharmaceuticals with moss bioreactors.'' In: ''Bioprocess and Biosystems Engineering.'' 31(1), 2008, S. 3–9. PMID 17701058.</ref> Hierbei kann das rekombinante Protein im Optimalfall aus dem Kulturmedium aufgereinigt werden.<ref>A. Baur, R. Reski, G. Gorr: ''Enhanced recovery of a secreted recombinant human growth factor using stabilizing additives and by co-expression of human serum albumin in the moss Physcomitrella patens.'' In: ''Plant Biotech. J.'' 3, 2005, S. 331–340. [[doi:10.1111/j.1467-7652.2005.00127.x]]</ref> Ein Beispiel hierfür stellt Faktor H dar: Dieses [[Molekül]] ist Bestandteil des humanen [[Komplementsystem]]s, ein Defekt des entsprechenden [[Gen]]s führt zu verschiedenen Nieren- und Augenerkrankungen. Biologisch aktiver, rekombinanter Faktor H wurde Anfang des Jahres 2011 erstmals in Moosbioreaktoren hergestellt.<ref>A. Büttner-Mainik, J. Parsons, H. Jérome, A. Hartmann, S. Lamer, A. Schaaf, A. Schlosser, P. F. Zipfel, R. Reski, E. L. Decker: ''Production of biologically active recombinant human factor H in Physcomitrella.'' In: ''Plant Biotechnology Journal.'' 9, 2011, S. 373–383. [[doi:10.1111/j.1467-7652.2010.00552.x]]</ref> Das [[Enzym]] [[α-Galactosidase A]] darf nach der Genehmigung durch das [[Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte]] in Moosbioreaktoren hergestellt werden, für eine klinische Studie, die analysiert, ob die Krankheit [[Morbus Fabry]] mit dieser Enzymersatztherapie effizienter gelindert werden kann.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.europeanpharmaceuticalreview.com/34959/news/industry-news/greenovation-to-start-phase-i-clinical-trial-for-moss-agal/ |titel=Greenovation to start Phase I clinical trial for moss-aGal |werk=europeanpharmaceuticalreview.com |sprache=en |abruf=2015-10-18}}</ref><ref>Ralf Reski, Juliana Parsons, Eva L. Decker: ''Moss-made pharmaceuticals: from bench to bedside.'' In: ''Plant Biotechnology Journal.'' 2015. [[doi:10.1111/pbi.12401]]</ref> Die [[klinische Studie|Klinische Phase 1-Studie]] wurde 2017 abgeschlossen.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.goingpublic.de/life-sciences/greenovation-gelingt-der-durchbruch/ |titel=Greenovation gelingt der Durchbruch |werk=goingpublic.de |datum=2018-01-05 |sprache=de |abruf=2024-07-24}}</ref><br />
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== Siehe auch ==<br />
* [[Algenbioreaktor]]<br />
* [[Bioreaktor]]<br />
* [[Photobioreaktor]]<br />
* [[Molecular Pharming]]<br />
* [[Knockout-Moos]]<br />
* [[Physcomitrella patens]]<br />
<br />
== Weblinks ==<br />
* [https://www.organische-chemie.ch/chemie/2009mai/moos.shtm Kleines Blasenschützenmoos exprimiert menschliche Proteine]<br />
* [http://www.laborpraxis.vogel.de/forschung-und-entwicklung/grundlagenforschung/articles/125764/index.html Optimierte Biopharmazeutika aus Mooszellen]<br />
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== Einzelnachweise ==<br />
<references /><br />
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[[Kategorie:Bioreaktor]]</div>imported>Mondra Diamond