Différents systèmes d'expression ont été développés aujourd'hui et ils sont très bien implantés commercialement, notamment pour l'obtention de protéines recombinantes. Les systèmes d'expression utilisés comprennent des cultures de mammifères et d'insectes, Escherichia coli et des bactéries. L'expression chez le bacille est le système dominant qui est utilisé. Ferdinand Cohn a été le premier à décrire le genre Bacillus en 1872 et ils comprennent un grand nombre d'espèces bactériennes gram-positives comme Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus megaterium et Bacillus. Bacillus subtilis est une bactérie gram-positive communément trouvée dans le sol et ne contient qu'une seule membrane, ce qui en fait un cadre idéal pour la sécrétion de molécules organiques. Bacillus subtilis est un hôte attractif pour la production de protéines car il a la capacité de sécréter des enzymes extracellulaires directement dans le milieu de culture. Il a également une grande capacité excrétoire. Bacillus subtilis a été utilisé pour améliorer la qualité et la quantité des protéines étrangères sécrétées telles que l'interféron, l'hormone de croissance, le pepsinogène et le facteur de croissance épidermique. Cependant, B. subtilis produit et sécrète des taux élevés de protéases extracellulaires qui dégradent les protéines étrangères sécrétées. Le bacille manque également de vecteurs inductibles bien régulés qui limitent la large application du système de B. subtilis. Bacillus anthracis Bacillus anthracis est une bactérie sporulée Gram positive qui vit dans le sol. . En entrant dans un hôte humain, il peut rapidement proliférer et causer l'anthrax, une maladie impliquant la tovémie et la septicémie. Un exemple des effets négatifs de Bacillus anthracis était son utilisation potentielle dans la guerre biologique comme démontré dans le système postal américain en 2001. La capsule de spécification de gène et les facteurs toxiques responsables de l'anthrax sont localisés sur deux plasmides, pXO1 et pXO2 et la transcription de ces gènes est activé par le régulateur AtxA lors de la multiplication végétative. Les études de Bacillus anthracis ont principalement porté sur l'expression de gènes associés au facteur de virulence le plus établi, la toxine de l'anthrax composée d'antigènes protecteurs (AP). L'antigène protecteur de Bacillus anthracis est le principal immunogène protecteur dans le vaccin humain contre l'anthrax.
Bacillus mégatérium Bacillus megaterium est l'un des plus grands bacilles présents dans le sol. On le trouve dans de nombreuses niches écologiques parce qu'il pousse dans une grande variété de sources de carbone. Le système d'expression de B. megaterium fournit un outil flexible et facile à manipuler pour une production de protéines stable et à haut rendement. C'est à cause de plusieurs raisons; Premièrement, B. megaterium ne possède pas de protéases alcalines, ce qui lui permet d'être un bon clonage et une bonne expression des protéines étrangères sans dégradation. Deuxièmement, la bactérie sécrète facilement des protéines dans le milieu de croissance et troisièmement, aucune endotoxine n'est trouvée dans la paroi cellulaire. Il produit diverses enzymes, telles que l'amylase utilisée dans les industries du pain et la pénicilline amidase utilisée pour la fabrication d'antibiotiques.
Bacillus brevis
Bacillus brevis a été utilisé avec succès pour produire des protéines hétérologues (protéines de structure différente) ). Peu d'études ont été faites sur le bacille court mais il est connu de produire des protéines solubles, qui sont insolubles lorsqu'elles sont produites par le système E. coli. C'est également un hôte sûr, facile à cultiver et à stériliser. Le principal inconvénient qui limite son utilisation est le faible rendement en protéines.
