רעילות חלבון היא גורם סיכון חשוב.
רעילות חלבון רקומביננטי ב-E. coli היא בעיה ידועה, ואף הובילה לפיתוח זנים נגזרים של BL21 כמו C41(DE3) ו-C43(DE3) המתאימים יותר לביטוי חלבונים רעילים.
במודל מטבולי ספציפי של BL21(DE3), IPTG יחד עם מצע רעיל גרמו לעומס פיזיולוגי משמעותי; אין להכליל ש'IPTG הוא רעיל בהכרח', אך הדבר ממחיש שתנאי אינדוקציה עלולים להחמיר מצב תאי עמוס ממילא.
לכן, המסקנה המדויקת ביותר לשאלה המקורית היא:
אם תאי אב לאחר אינדוקציית לילה עדיין שומרים על פלסמיד ביטוי שלם ושמיש עם רכיבי ויסות תקינים, ובגידול חדש יש מספיק דורות להתאוששות, הצאצאים אמורים להיות מסוגלים לקבל אינדוקציה חוזרת בשלב מאוחר של הגידול העיקרי.
עם זאת, נוהג זה מעלה את הסבירות לכישלון ביטוי, ירידה בתפוקה ושונות בין אצוות, במיוחד במקרים של פלסמיד בעותק גבוה, פרומטר חזק, חלבון רעיל, אינדוקציה ממושכת ב-37°C או ריכוז IPTG גבוה.
Mairhofer J, et al. Evaluation of three industrial Escherichia coli strains in fed-batch cultivations during recombinant protein production. Microbial Cell Factories. 2013. — השוואת גדילה ואובדן פלסמיד לאחר אינדוקציה במספר מארחים.
Tripathi NK, et al. Impact of the Expression System on Recombinant Protein Production in Escherichia coli. 2021. — דיון בעומס המטבולי של שעתוק/תרגום של גנים זרים ושיקולי בחירת מערכות ביטוי.
Kopp J, et al. Optimizing recombinant protein expression via automated induction profiling in Escherichia coli. 2017. — מראה את חשיבות ריכוז IPTG, טמפרטורה ועומס מטבולי על גדילה וביטוי.
van Loosdrecht MCM, et al. The Impact of IPTG Induction on Plasmid Stability and Heterologous Protein Production. 2020. — בחינה ישירה של הקשר בין אינדוקציית IPTG, הישרדות/גדילת תאים ויציבות פלסמיד.
Baneyx F. Recombinant protein expression in Escherichia coli. Current Opinion in Biotechnology. 1999; וסקירות מאוחרות. — הסבר על סיכוני אובדן פלסמיד בפלסמידים בעותק גבוה, גנים רעילים/מאטי גדילה וגידול בצפיפות גבוהה.
Mairhofer J, et al. Exacerbation of substrate toxicity by IPTG in Escherichia coli BL21(DE3). Microbial Cell Factories. 2015. — דוגמה ניסיונית להחמרת עומס קיים על ידי IPTG במערכת ספציפית.
Saida F. The toxicity of recombinant proteins in Escherichia coli. Applied Microbiology and Biotechnology. 2004. — סקירה על רעילות חלבון רקומביננטי וזני מארח מתאימים.
מבחינה ניסיונית, הדרך המשכנעת ביותר לקבוע אם האצווה הספציפית שלכם אכן 'איבדה את יכולת ההשראה' היא לא היסק תיאורטי, אלא דגימת מושבות בודדות מהתרבית החדשה: אישור עמידות לאנטיביוטיקה, ביצוע restriction digest או sequencing של הפלסמיד, והשוואת ביטוי ב-OD זהה עם IPTG ובקרת seed שלא עברה אינדוקציה, באמצעות SDS-PAGE או Western blot.