@article { author = {Soleimanizadeh, Mojgan and Jalali Javaran, Mokhtar and Bagheri, Abdolreza}, title = {Molecular Farming and Strategies to Increase the Production of Recombinant Proteins in Plants}, journal = {Agricultural Biotechnology Journal}, volume = {11}, number = {2}, pages = {101-126}, year = {2019}, publisher = {Shahid Bahonar University of Kerman and Iranian Biotechnology Society}, issn = {2228-6705}, eissn = {2228-6500}, doi = {10.22103/jab.2019.13483.1110}, abstract = {Objective The demand for recombinant proteins with therapeutic use is dramatically increasing; so that the traditional pharmaceutical industry will not be alone to answer the demand for now and upcoming generations. During the past two decades, plant bioreactors has gained more popularity over other conventional methods for several reasons. Among these reasons are scalability, high production rates, low production costs, ability to perform post‐translational modifications, and biosafety of the bioreactor. So far, many important pharmaceutical proteins have been produced using molecular farming technology. In this paper, it has been tried besides a brief description of molecular farming history, types of plant-based systems and molecular farming challenges, appropriate strategies and methods to solve the challenges in this field were being discussed and reviewed.   Results Despite the very promising advances in the field of molecular farming, we still face two serious challenges which needs to be taken seriously; insufficient accumulation levels of recombinant proteins and lack of efficient purification methods. To achieve the high levels of production, several factors should be taken into consideration, such as choice of a suitable promoter or enhancer elements, codon optimization, appropriate subcellular localization, the use of fusion tags and etc. Chromatography methods are routinely used in the pharmaceutical industry for protein purification. Application of these methods has a lot of restrictionsduo to scalability, cost and column pollution problems for purification of plant-derived pharmaceutical proteins.   Conclusions Various fusion protein strategies have been developed not only to increase the yield of plant-derived recombinant proteins, but also to facilitate purification steps.}, keywords = {Molecular Farming,Plant bioreactors,Protein fusion tags,Recombinant protein purification}, title_fa = {زراعت مولکولی و راهکارهای افزایش تولید پروتئین‌های نوترکیب در گیاهان}, abstract_fa = {هدف: تقاضا برای پروتئین‌های نوترکیب دارای مصارف دارویی به‌طور چشمگیری در حال افزایش می‌باشد؛ تا حدی که صنعت داروسازی سنتی به‌تنهایی جوابگوی این تقاضا برای نسل‌های حال و آینده نخواهد بود. طی دو دهه‌ گذشته بیوراکتورهای گیاهی به ‌دلایل متعدد محبوبیت بیشتری نسبت به سایر روش‌های سنتی به‌دست آورده‌اند، از جمله این دلایل می‌توان به مقیاس‌پذیری، سرعت بالای تولید، قیمت پایین تولید، توانایی انجام تغییرات پس از ترجمه و ایمنی زیستی آن‌ها اشاره کرد. تاکنون تعداد زیادی از پروتئین‌های دارویی مهم با استفاده از فناوری زراعت مولکولی تولید شده‌اند. در این مقاله سعی شده است که ضمن معرفی مختصری از تاریخچه‌ زراعت مولکولی، انواع سیستم‎های بیانی مبتنی بر گیاهان و چالش‌های زراعت مولکولی، راهکارها و راهبردهای مناسب برای حل چالش‌های این حوزه مورد بحث و بررسی دقیق کارشناسی قرار گیرد. نتایج: علی‌رغم پیشرفت‌های بسیار امیدوار کننده در حوزه زراعت مولکولی هنوز با دو چالش جدی مواجه هستیم؛ سطوح تجمع ناکافی پروتئین‌های نوترکیب و فقدان روش‌های تخلیص کارآمد، که لازم است مورد توجه جدی قرار گیرند. برای دستیابی به سطوح بالای تولید، فاکتورهای متعددی از قبیل: انتخاب پیشبرنده یا عناصر افزایش دهنده مناسب، بهینه‌سازی کدونی، هدف‌گیری مناسب درون سلولی، استفاده از رویکرد پروتئین الحاق شونده و غیره بایستی در نظر گرفته شوند. در صنعت داروسازی به‌طور معمول، از روش‌های کروماتوگرافی برای تخلیص پروتئین‌های نوترکیب استفاده می‌شود. کاربرد این روش‌ها به‌دلیل مقیاس پذیری، هزینه و مشکلات آلودگی ستون برای تخلیص پروتئین‌های نوترکیب مشتق شده از گیاه، دارای محدودیت‌های زیادی می‌باشند. نتیجه گیری: رویکردهای پروتئین الحاق شونده نه تنها برای افزایش عملکرد پروتئین‌های نوترکیب مشتق از گیاه بلکه برای تسهیل مراحل خالص‌سازی توسعه یافته‌اند.}, keywords_fa = {بیوراکتورهای گیاهی,خالص‌سازی پروتئین نوترکیب,دنباله‌های الحاق شونده به پروتئین,زراعت مولکولی}, url = {https://jab.uk.ac.ir/article_2390.html}, eprint = {https://jab.uk.ac.ir/article_2390_d722b96ce8cbeb84e45dd6b1ccd9da24.pdf} }