重组大肠杆菌生产基因治疗质粒DNA发酵工艺研究的开题报告.docx

重组大肠杆菌生产基因治疗质粒DNA发酵工艺研究的开题报告 一、选题背景及意义 基因治疗是一种新兴的治疗技术，通过将特定基因导入到患者体内来治疗疾病。然而，基因治疗的成功与否很大程度上取决于基因治疗质粒DNA的质量。当前，常用的基因治疗质粒DNA制备方法包括质粒DNA纯化、化学合成、电化学脱盐、超滤浓缩等方法。然而，这些方法操作复杂，成本较高，且生产效率不高。因此，采用大肠杆菌发酵生产基因治疗质粒DNA成为一种可行的解决方案。 二、研究内容 本研究的主要内容为：建立基因治疗质粒DNA的大肠杆菌生产系统。具体地，研究重组大肠杆菌（E.coli）生产基因治疗质粒DNA的发酵工艺。通过对发酵培养条件如培养基成分、发酵温度、发酵时间等进行优化，提高基因治疗质粒DNA的产量和纯度。研究将采用常用的pUC19质粒作为模型质粒，利用基因重组技术将质粒中的目标基因插入到质粒中，然后将质粒导入大肠杆菌中。 三、研究意义 1、通过建立基因治疗质粒DNA的大肠杆菌生产系统，可以大大降低基因治疗质粒DNA的生产成本，提高生产效率，从而为基因治疗的发展提供有力的支持。 2、优化基因治疗质粒DNA的发酵工艺可以提高基因治疗质粒DNA的产量和纯度，为其临床应用提供更可靠的质量保证。 四、研究方法 1、构建基因治疗质粒DNA重组质粒 2、利用化学方法将质粒DNA导入大肠杆菌中 3、优化发酵培养条件，提高基因治疗质粒DNA产量和纯度 4、采用PCR扩增、酶切分析、DNA测序等方法对基因治疗质粒DNA进行分析 五、预期结果 1、建立基因治疗质粒DNA的大肠杆菌生产系统 2、优化基因治疗质粒DNA的发酵工艺，提高基因治疗质粒DNA的产量和纯度 3、保证基因治疗质粒DNA的质量，为其临床应用提供可靠的质量保证 六、研究进展 目前，已完成质粒DNA重组质粒的构建和基因重组，正在进行大肠杆菌的质粒转化和发酵条件的优化。 七、研究难点 1、构建稳定的重组质粒 2、实现基因治疗质粒DNA对大肠杆菌的高效转化 3、优化发酵培养条件来提高基因治疗质粒DNA的产量和纯度 八、研究计划 时间 活动 第一年 1、质粒DNA重组质粒的构建 2、质粒DNA导入大肠杆菌并初步发酵 3、发酵条件的优化 第二年 1、生产基因治疗质粒DNA的发酵工艺的进一步优化 2、质量分析和效能测试 第三年 1、基因治疗质粒DNA生产工艺的稳定性研究 2、结果分析和文献撰写 九、参考文献 1、Rodriguez-Carmona E, Velasco D, et al. Fermentation strategies for recombinant protein production in Escherichia coli. Journal of Biotechnology, 2013, 163(2): 10-18. 2、Gang L. Optimization for the production of high quality plasmid DNA during Escherichia coli fermentation. Biochemical Engineering Journal, 2015, 99: 22-29. 3、Nelson KE, Fouts DE, et al. Whole genome sequencing of Escherichia coli ATCC 25922, a reference strain for antimicrobial resistance mechanisms and Whole Genome Sequencing of Escherichia coli BL21(DE3). Journal of Visualized Experiments, 2014, 90: 1-4.