Филиал института биоорганической химии, г. Пущино

В настоящее время самым эффективным способом борьбы с вирусными инфекциями является вакцинация. Однако, по ряду причин, во многих странах вакцины используются не так широко как это необходимо. В связи с этим ВОЗ выступила с инициативой о необходимости разработки принципиально новых вакцин, отвечающих следующим требованиям: во-первых, они должны обеспечивать надежную противоинфекционную защиту; во-вторых, они должны быть безопасны; в-третьих, недороги и доступны широким слоям населения; и, наконец, просты в применении, то есть, предпочтительно их оральное введение. Учитывая эти требования, была рассмотрена перспектива создания трансгенных растительных систем – продуцентов вакцин [1].
Преимущества растительных систем для получения вакцин, по сравнению с другими (бактериальными, дрожжевыми, животными клетками и трансгенными животными), очевидны: растительную биомассу можно нарабатывать в неограниченных количествах при небольших энергетических затратах, при этом исключается вероятность контаминации вакцин патогенными вирусами животных.
Уже в 1992 году американскими исследователями были опубликованы данные о создании трансгенных растений табака, экспрессирующих ген поверхностного антигена вируса гепатита В (HBsAg). Авторы показали, что рекомбинантный белок HBsAg подвергается необходимому гликозилированию в растении, собирается в вирусоподобные частицы и сохраняет иммуногенные свойства. Так же разработана стратегия получения «съедобных вакцин» [2]. Основная задача дальнейших исследований – получение трансгенных растений с достаточным для оральной иммунизации уровнем экспрессии введённого гена в органах пригодных для употребления в сыром виде (например, плоды томата, листья салата).
Цель данного исследования – создание растений табака экспрессирующих поверхностный антиген вируса гепатита В.
Задачи исследования:
1. Получить трансгенные растения табака, трансформированные плазмидами содержащими дрожжевой ген поверхностного антигена вируса гепатита В под контролем промоторов 35S и 35SS вируса мозаики цветной капусты;
2. Провести молекулярно-биологический и биохимический анализ трансгенных растений табака, экспрессирующих поверхностный антиген вируса гепатита В с целью оценки эффективности используемых промоторов.
В работе использовали стерильно выращенные растения табака Nicotiana tabacum cv. Samsun. Используя штамм Agrobacterium tumefaciens, методом агробактериальной трансформации листовых дисков, целевой ген в составе векторной плазмиды pDES20 перенесён в хромосомы растений. Экстракты регенерирующих на селективной среде растений количественно проанализированы на содержание HBsAg методом иммуноферментного анализа.
Результаты данной работы показали возможность экспрессии гена поверхностного антигена вируса гепатита В, адаптированного для дрожжевой продуцирующей системы, в растениях. Показано, что экспрессия антигена под контролем промотора 35S не превышала 0.0003-0.001 % от общего количества белка, тогда как в растениях с геном HBsAg под контролем промотора 35SS синтез продукта составил до 0,019 %. Контрольные, нетрансформированные растения не проявляли антигенной активности. Видно, что использование двойного промотора позволило увеличить экспрессию HBsAg в трансгенных растениях табака, по крайней мере, в десять раз, что соответствует ранее опубликованным данным [2].
Список литературы:
1. Ghendon, Y. Z. Wold health organization strategy for control of hepatitis B // Control of virus disease / Ed. Kurstan E. N.-Y.: Marcel Dekker Inc., 1993. P. 141-164.
2. Mason, H. S., Lam D. M.-K., Arntzen C. J. Expression of hepatitis B surface antigen in transgenic plants // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. P. 11745-11749.