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隨著科技的飛速進步，特別是基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）、高通量測序技術(shù)、合成生物學、生物信息學以及計算生物學的快速發(fā)展，生物學研究正在進入一個全新的時代。

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常用宿主

在生物學研究中，常用宿主的選擇取決于研究的具體目的、所需的生物過程以及實驗條件。以下是一些常見的生物學研究宿主：

一、微生物宿主

1. 細菌

大腸桿菌（Escherichia coli, E.coli）：作為基因工程中最常用的宿主菌之一，大腸桿菌因其遺傳背景清晰、易于培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化和發(fā)酵，被廣泛用于蛋白質(zhì)表達、代謝工程、合成生物學等領域。

枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）：枯草芽孢桿菌是一種革蘭氏陽性菌，具有強大的分泌能力和較高的發(fā)酵產(chǎn)率，適用于生產(chǎn)多種酶類和蛋白質(zhì)藥物，也常用于研究細菌的生長、分化和環(huán)境適應性。

2. 酵母

釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）：釀酒酵母不僅用于釀造業(yè)，還因其能夠高效表達外源基因而被廣泛應用于生物工藝和生物學研究中，特別是在蛋白質(zhì)表達、細胞周期調(diào)控、代謝途徑解析等方面。

畢赤酵母（Pichia pastoris）：畢赤酵母是一種甲基營養(yǎng)型酵母，能夠利用甲醇作為唯一碳源進行高密度發(fā)酵，同時具有高效的外源基因表達系統(tǒng)，適用于生產(chǎn)復雜蛋白質(zhì)、酶和疫苗等生物制品。

二、動物細胞宿主

1. 哺乳動物細胞

中國倉鼠卵巢細胞（CHO細胞）：CHO細胞是生物制藥領域最常用的哺乳動物細胞之一，因其能夠高效表達人源化蛋白質(zhì)且產(chǎn)品易于純化，被廣泛應用于生產(chǎn)單克隆抗體、重組蛋白等生物制品。同時，CHO細胞也常用于研究細胞信號傳導、蛋白質(zhì)翻譯后修飾等生物學過程。

人胚胎腎細胞（HEK293細胞）：HEK293細胞是一種常用的哺乳動物細胞系，廣泛用于病毒載體生產(chǎn)、基因治療和蛋白質(zhì)表達等領域。此外，HEK293細胞還常用于研究細胞生物學、神經(jīng)生物學和藥物篩選等方面。

2. 昆蟲細胞

如Sf9細胞等昆蟲細胞系也常用于生物學研究中，特別是在病毒學、基因治療和蛋白質(zhì)表達等方面。昆蟲細胞具有生長迅速、易于培養(yǎng)等優(yōu)點，適用于大規(guī)模生產(chǎn)生物制品。

三、其他宿主

植物細胞：植物細胞作為宿主在生物學研究中也有一定應用，特別是在植物基因工程、植物生物反應器和生物農(nóng)藥生產(chǎn)等方面。植物細胞具有生長周期長、生物量大等優(yōu)點，但同時也存在轉(zhuǎn)化效率低、表達產(chǎn)物純化困難等挑戰(zhàn)。

藻類細胞：藻類細胞因其能進行光合作用、生長迅速且富含多種生物活性物質(zhì)而備受關注。在生物學研究中，藻類細胞常用于研究光合作用機制、生物能源開發(fā)以及生產(chǎn)高價值生物活性物質(zhì)等方面。

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高效釋放產(chǎn)物

研究產(chǎn)物滯留在細胞內(nèi)的生物，需要合適的細胞裂解步驟，以將產(chǎn)物釋放到圍繞細胞的液相中。由于有各種不同細胞用于研究不同的課題，裂解技術(shù)的選擇和參數(shù)的優(yōu)化必需根據(jù)其外層特性進行，以便從細胞中提取目標分子。例如，動物細胞被一層由脂質(zhì)雙分子層組成的膜包裹著，但沒有細胞壁。原核細胞，如細菌，以及其它真核細胞，如真菌，包括酵母，如釀酒酵母，以及植物細胞有細胞膜和較厚的細胞壁，所以相比動物細胞更難裂解。方法的選擇取決于多種因素，但簡單來講，主要在于細胞可被裂解和產(chǎn)物釋放的程度，以及維持產(chǎn)物完整性、避免變性的能力。此外，也要考慮在后續(xù)步驟中去除產(chǎn)生的細胞碎片和可溶性雜質(zhì)的難易程度，包括工藝時間和成本。

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