دوره 33، شماره 327: هفته سوم اردیبهشت ماه 1394:346-354

بیان پروانسولین انسانی در گیاه با استفاده از ناقل pVUT (Plasmid Viral University of Tehran)

مهناز خیرالهی , علی‌اکبر شاه نجات بوشهری, مجید خیراللهی, فریبا ابوئی مهریزی, هوشنگ علیزاده

چکیده


مقدمه: انسولین هورمون پروتئینی است که توسط سلول‌های بتای پانکراس ترشح می‌شود. به علت معایب تولید پروتئین‌های نوترکیب در میکروارگانیسم‌ها، هزینه به نسبت بالا، امکان آلودگی با پروتئین‌های سمی و مراحل هزینه‌بر خالص‌سازی، تولید پروتئین‌های نوترکیب در گیاهان امری قابل بررسی است. توسعه‌ی سیستم بیان گذرا بر پایه‌ی نوع حذف شده‌ی RNA-2 ویروس موزائیک لوبیا چشم بلبلی (Cowpea Mosaic Virus-Hyper Translatable یا CPMV-HT)، امکان تولید سریع و سطوح بالای پروتئین‌ها را بدون استفاده از همانندسازی ویروسی فراهم کرده است.

روش‌ها: در این مطالعه، سازه‌های pBI121-Proinsulin-Zera (pBI-ProZ) در بر دارنده‌ی توالی ژن پروانسولین انسانی و Zera (دومین انتهای N غنی از پرولین گاما- زئین ذرت) و pCAMBIA1304-Proinsulin-Extensin (pCAMBIA-ProE) در بر دارنده‌ی سیستم بیانی CPMV-HT، به منظور بهبود ترجمه‌ی ژن پروانسولین انسانی و توالی سیگنال پپتید اکستنسین هویج ساخته شد. این دو سازه، به واسطه‌ی باکتری Agrobacterium tumefaciens pv. C58، به صورت بیان گذرا به گیاهان کاهو و یونجه انتقال داده شدند. تحلیل آماری این پژوهش بر پایه‌ی آزمایش فاکتوریل، در قالب طرح به‌کلی تصادفی بر روی غلظت پروانسولین تولیدی در هر گرم برگ تراریخت صورت گرفت. بیان ژن پروانسولین در بافت گیاهی تراریخت در سطح رونویسی، با استفاده از واکنش Reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR) و در سطح ترجمه، با استفاده از آزمون لکه‌گذاری نقطه‌ای و Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) مورد تأیید قرار گرفت.

یافته‌ها: میزان پروانسولین فعال تولیدی با سازه‌های pCAMBIA-ProE و pBI-ProZ، در برگ‌های یونجه تراریخت، به ترتیب 82/6 و 32/4 نانوگرم در هر گرم برگ تر و در برگ‌های کاهوی تراریخت، به ترتیب 6/6 و 8/3 نانوگرم در هر گرم برگ تر بود.

نتیجه‌گیری: طبق نتایج به دست آمده از این تحقیق، میزان بیان پروتئین پروانسولین در سازه‌ی pCAMBIA-ProE در بر دارنده‌ی خصوصیات سیستم بیانی CPMV-HT، بیشتر از سازه‌ی pBI-ProZ بود.


واژگان کلیدی


ژن پروانسولین انسانی؛ بیان گذرا؛ سیستم بیانی Cow Pea Mosaic Virus-Hyper Translatable (CPMV-HT)؛ بافت گیاهی تراریخت

تمام متن:

PDF

مراجع


Boyhan D, Daniell H. Low-cost production of proinsulin in tobacco and lettuce chloroplasts for injectable or oral delivery of functional insulin and C-peptide. Plant Biotechnol J 2011; 9(5): 585-98.

Fischer R, Stoger E, Schillberg S, Christou P, Twyman RM. Plant-based production of biopharmaceuticals. Curr Opin Plant Biol 2004; 7(2): 152-8.

Twyman RM, Stoger E, Schillberg S, Christou P, Fischer R. Molecular farming in plants: host systems and expression technology. Trends Biotechnol 2003; 21(12): 570-8.

Chen Q, Lai H, Hurtado J, Stahnke J, Leuzinger K, Dent M. Agroinfiltration as an Effective and Scalable Strategy of Gene Delivery for Production of Pharmaceutical Proteins. Adv Tech Biol Med 2013; 1(1).

Canizares MC, Nicholson L, Lomonossoff GP. Use of viral vectors for vaccine production in plants. Immunol Cell Biol 2005; 83(3): 263-70.

Sainsbury F, Thuenemann EC, Lomonossoff GP. pEAQ: versatile expression vectors for easy and quick transient expression of heterologous proteins in plants. Plant Biotechnol J 2009; 7(7): 682-93.

Fischer R, Emans N. Molecular farming of pharmaceutical proteins. Transgenic Res 2000; 9(4-5): 279-99.

Sainsbury F, Lomonossoff GP. Extremely high-level and rapid transient protein production in plants without the use of viral replication. Plant Physiol 2008; 148(3): 1212-8.

Khoudi H, Laberge S, Ferullo JM, Bazin R, Darveau A, Castonguay Y, et al. Production of a diagnostic monoclonal antibody in perennial alfalfa plants. Biotechnol Bioeng 1999; 64(2): 135-43.

Kapusta J, Modelska A, Figlerowicz M, Pniewski T, Letellier M, Lisowa O, et al. A plant-derived edible vaccine against hepatitis B virus. FASEB J 1999; 13(13): 1796-9.




Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License which allows users to read, copy, distribute and make derivative works for non-commercial purposes from the material, as long as the author of the original work is cited properly.