Использование плазмид в генно-инженерных исследованиях

Сегодня накапливаются клонированные фрагменты  ДНК человека, ряда сельскохозяйственных животных и растений. Коллекцию разных клонов называют клонотекой, геномной библиотекой или банком генов. Для полной библиотеки генома человека требуется получить около 800 тыс. разных клонов. Процесс выделения и клонирования генов в значительной степени автоматизирован. 

Для биотехнологии особенно интересны те гены плазмид, в которых закодирована способность к фиксации азота и деградации органических соединений, а также факторы вирулентности патогенных бактерий. 
По-видимому, одним из крупных достижений -генной инженерии может оказаться использование бактерий или их генов для передачи растениям способности фиксировать азот. На корнях бобовых растений при участии бактерии Rhizobium образуются клубеньки, в которых и происходит фиксация азота — перевод его в форму, доступную растениям. Недавно было установлено, что по крайней мере некоторые гены бактерий, детерминирующие образование клубеньков и фиксацию азота, локализованы в плазмидах. Впервые указания на это были получены в опытах по передаче плазмид при конъюгации от одного штамма Rhizobium другому. Каждый конкретный вид из рода Rhizobium обычно вступает в симбиотические отношения только с одним определенным бобовым растением. Так, R. phaseoli участвует в образовании клубеньков у фасоли, a R. legumino-sarum — y гороха. Было найдено, что варианты R. leguminosa-rum, утратившие способность индуцировать образование клубеньков у гороха, вновь ее обретали, если путем конъюгации им передавалась плазмида от штамма, обладающего такой способностью. Более того, если подобная конъюгативная плазмида 
передавалась от R. leguminosarutn к R. phaseoli, то эти бактерии с большей эффективностью индуцировали образование клубеньда у гороха, чем у фасоли. Крупные плазмиды с мол. массой более 90*10⁶, которые имеются у Rhizobium trifolii и R. teliloti, также несут по меньшей мере часть генов, нужных для образования клубеньков и фиксации азота. 
Плазмиды могут обусловливать увеличение вирулентности; патогенных бактерий. В некоторых случаях идентификация связанных с плазмидами факторов вирулентности помогает в борьбе с патогенными микроорганизмами. К числу наиболее изученных в этом отношении плазмид принадлежат плазмиды вирулентности патогенных .штаммов Е., coll., Энтеротоксигенные-штаммы Е. coli часто вызывают острую диарею у молодняка животных, а у людей — «диарею путешественников». Плазмиды этих штаммов нередко несут ген температурочувствительного токсина, близкого к токсину холеры, и ген температуроус-стойчивого токсина. -Энтеротоксигенные штаммы обычно содержат и плазмиды с генами фимбрий- (pili), которые называют также «факторами колонизации». Эти факторы находятся: на поверхности бактериальных, клеток, которые с их помощью» прикрепляются к стенке тонкого кишечника. Штаммы, инфицирующие определенный вид животных, обладают обычно одинаковым фактором колонизации. Так, у штаммов Е. coli, вызывающих, диарею у свиней, в состав этих липких выростов обычно входит антиген К88 или 987Р, в то время как у штаммов выделенных от телят, образуется антиген К89. Потеря энтеро-токсигенными штаммами плазмид, кодирующих антигены — факторы колонизации, сильно снижает их вирулентность, хотя штаммы и продолжают образовывать токсины. 
Одним из способов борьбы с заболеванием свиней, вызываемым энтеротокеигенными штаммами, была вакцинация животных препаратом, содержащим .антиген К88. Предпринимаются попытки повысить выход применяемого в вакцинах антигена К88, используя технологию рекомбинантных ДНК. Эти методы-нашли применение также и в производстве некоего токсоида,, который можно не опасаясь вводить животным для образования у них антител к токсинам, продуцируемым энтеротокеигенными бактериями. Другой подход в борьбе с диареей в животноводстве состоит в выведении пород, устойчивых к кодируемым плазмидами антигенам — факторам колонизации.