Repositorio UFRO · Omeka S

Study of recombinant micro-organism populations characterized by their plasmid content per cell using a segregated model

Primer Autor	Asenjo, JA
Co-autores	Shene, C Andrews, BA
Título	Study of recombinant micro-organism populations characterized by their plasmid content per cell using a segregated model
Editorial	SPRINGER
Revista	BIOPROCESS AND BIOSYSTEMS ENGINEERING
Lenguaje	en
Resumen	Numerous observations from recombinant systems have shown that properties such as the specific cell growth rate and the plasmid-free cell formation rate are related, not only to the average plasmid content per cell, but also to the plasmid distribution within a population. The plasmid distribution in recombinant cultures can have an effect on the culture productivity that cannot be modelled using average values of the overall culture. The prediction of the behaviour of a plasmid content distribution and its causes and effects can only be studied using segregated models. A segregated model that describes populations of recombinant cells characterized by their plasmid content distribution has been developed. This model includes critical causes of recombinant culture instability such as the plasmid partition mechanism at cell division, plasmid replication kinetics and the effect of the plasmid content on the specific growth rate. The segregated model allows investigation of the effect of each of these causes and that of the plasmid content distribution on the observable behaviour of a recombinant culture. The effect of two partitioning mechanisms (Gaussian distribution and binomial distribution) on culture stability was investigated. The Gaussian distribution is slightly more stable. A small plasmid replication rate constant results in a very unstable culture even after short periods of time. This instability is dramatically improved for a larger value of this constant, hence improving protein synthesis. For a very narrow initial plasmid distribution, a given plasmid replication rate and partitioning mechanism can become broad even after a relatively short period of time. In contrast, a very "broad" initial distribution gave rise to a "Gamma-like" distribution profile. If we compare the results obtained in the simulations of the segregated model with those of the non-segregated one (average model), the latter model predicts much more stable behaviour, thus these average models cannot predict culture instability with the same precision. When compared with the experimental results, the segregated model was able to predict the practical behaviour with accuracy even in a system with a high plasmid content per cell and a high rate of plasmid-free cell formation which could not be achieved with a nonm-segregated model. Numerosas observaciones de sistemas recombinantes han demostrado que propiedades como la tasa de crecimiento celular específica y la tasa de formación de células libres de plásmidos están relacionadas no solo con el contenido promedio de plásmidos por célula, sino también con la distribución de plásmidos dentro de una población. La distribución de plásmidos en cultivos recombinantes puede afectar la productividad del cultivo de una manera que no puede modelarse utilizando valores promedio del cultivo general. La predicción del comportamiento de la distribución del contenido de plásmidos, así como sus causas y efectos, solo puede estudiarse mediante modelos segregados. Se ha desarrollado un modelo segregado que describe poblaciones de células recombinantes caracterizadas por la distribución de su contenido de plásmidos. Este modelo incluye causas críticas de inestabilidad en cultivos recombinantes, como el mecanismo de partición de plásmidos durante la división celular, la cinética de replicación de plásmidos y el efecto del contenido de plásmidos en la tasa de crecimiento específica. El modelo segregado permite investigar el efecto de cada una de estas causas y el de la distribución del contenido de plásmidos en el comportamiento observable de un cultivo recombinante. Se investigó el efecto de dos mecanismos de partición (distribución gaussiana y distribución binomial) en la estabilidad del cultivo. La distribución gaussiana es ligeramente más estable. Una constante de tasa de replicación de plásmidos pequeña resulta en un cultivo muy inestable incluso después de períodos cortos de tiempo. Esta inestabilidad mejora drásticamente para un valor mayor de esta constante, mejorando así la síntesis de proteínas. Para una distribución inicial de plásmidos muy estrecha, una tasa de replicación de plásmidos y un mecanismo de partición dados pueden volverse amplios incluso después de un período de tiempo relativamente corto. Por el contrario, una distribución inicial muy "amplia" dio lugar a un perfil de distribución "similar a Gamma". Si comparamos los resultados obtenidos en las simulaciones del modelo segregado con los del no segregado (modelo promedio), este último predice un comportamiento mucho más estable, por lo que estos modelos promedio no pueden predecir la inestabilidad del cultivo con la misma precisión. En comparación con los resultados experimentales, el modelo segregado fue capaz de predecir el comportamiento práctico con precisión incluso en un sistema con un alto contenido de plásmidos por célula y una alta tasa de formación de células libres de plásmidos que no se podría lograr con un modelo no segregado.
Tipo de Recurso	artículo original
doi	10.1007/s00449-002-0313-x
Formato Recurso	PDF
Palabras Claves	ESCHERICHIA-COLI BACILLUS-SUBTILIS NÚMERO DE COPIA CULTIVO CONTINUO ESTABILIDAD PARÁMETROS FERMENTACIÓN INESTABILIDAD LOTE ESCHERICHIA-COLI BACILLUS-SUBTILIS COPY-NUMBER CONTINUOUS CULTURE STABILITY PARAMETERS FERMENTATION INSTABILITY BATCH
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.1007/s00449-002-0313-x
Categoría OCDE	Biotechnology & Applied Microbiology Engineering
Materias	ESCHERICHIA-COLI BACILLUS-SUBTILIS NÚMERO DE COPIA CULTIVO CONTINUO ESTABILIDAD PARÁMETROS FERMENTACIÓN INESTABILIDAD LOTE ESCHERICHIA-COLI BACILLUS-SUBTILIS COPY-NUMBER CONTINUOUS CULTURE STABILITY PARAMETERS FERMENTATION INSTABILITY BATCH
Disciplinas de la OCDE	Biología Molecular Biología Celular Genética y Herencia
Versión del recurso (Recomendado-único)	version publicada
Tipo de ruta	hibrida
Access Rights	restringido
Derechos de acceso	restringido
Id de Web of Science	WOS:000184771900001
Título de la cita (Recomendado-único)	Study of recombinant micro-organism populations characterized by their plasmid content per cell using a segregated model
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo original
Editorial	SPRINGER
Categoría WOS	Biotechnology & Applied Microbiology Engineering, Chemical Biotecnología y Microbiología Aplicada Ingeniería Química
Idioma	en
ISSN	1615-7591
Revista/Libro	BIOPROCESS AND BIOSYSTEMS ENGINEERING
Identificador alternativo	PMID:13680338
Página de inicio (Recomendado-único)	333
Página final (Recomendado-único)	340
Formato	PDF