بررسی بیان موقت ژن VP2 ویروس بسیار حاد بیماری بورس عفونی در برگ توتون، یونجه و کاهو به روش آگرواینفیلتراسیون

نوع مقاله: مقاله کامل

نویسندگان

1 دانشجوی دوره دکتری دانشگاه تهران و عضو هیئت علمی دانشگاه شهید باهنر کرمان

2 مرکز تحقیقات ژنتیک و فناوری زیستی

3 استاد دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران

4 دانشیار دانشکده کشاورزی دانشگاه تهران

5 کارشناس ارشد پژوهشگاه ملی ژنتیک و فناوری زیستی

چکیده

پروتئین VP2 ایمونوژن اصلی محافظت‌کننده جوجه‌ها در برابر ویروس بیماری بورس عفونی است و با توجه به اهمیت و مقبولیت فناوری جدید تولید پروتئین‌های نوترکیب شامل واکسن‌ها، پادتن‌ها و داروها درگیاهان، تولید پروتئین نوترکیب VP2 بسیار مورد توجه قرار دارد. در این تحقیق از بیان موقت ژن VP2 به روش آگرواینفیلتراسیون یا انتقال ژن تحت خلاء توسط آگروباکتریوم، برای تولید این پروتئین نوترکیب درگیاهان توتون، یونجه وکاهو استفاده شده است. بدین منظورآگروباکتریوم حاوی پلاسمید pBI121 حاوی ژن VP2 به طول 1356 جفت باز تحت پروموتر CaMV35S به بافت برگ‌های تازه این گیاهان منتقل گردید. بیان موقت پروتئین در برگ‌های تراریخت، با استفاده از پلیت الایزا و لکه‌گذاری پروتئین اندازه‌گیری شد. با استفاده از روش آگرواینفیلتراسیون و انتقال سازه بیانی VP2، بیشترین بیان این پروتئین به ترتیب در برگ‌های ترآریخت یونجه و توتون و کمترین بیان در برگ‌های ترآریخت کاهو بدست آمد.

عنوان مقاله [English]

Transient expression of VP2 gene of very virulent IBDV in tobacco, Alfalfa and lettuce leaves by agroinfiltration

نویسندگان [English]

  • SH Pourseyedi 1
  • H Hashemi Sohi 2
  • M Omidi 3
  • S.A Ghoreshi 2
  • A.A Shah Nejat Boushehri 4
  • E Jourabshi 5
1 Scientific Member of Shahid Bahonar Kerman Unibersity
2 Genetic Research Center
5 Genetic Research Center
چکیده [English]

VP2 protein is the major host protective immunogen of infectious bursal disease virus (IBDV) of chickens. Plants are now gaining widespread acceptance as a general platform for the large scale production of recombinant proteins including vaccine, antibodies and pharmaceuticals. In present study VP2 gene of an Iranian isolate of IBDV was cloned under strong plant expression promoter CaMV35S and introduced to Agrobacterium tumefaciens. Using agro-infiltration method, VP2 protein was expressed in Tobacco (Nicotiana tobacum), Alfalfa (Medicago sativa) and Lettuce (Lactuca sativa) leaves. The expression of VP2 was detected in leaves extracts by western blot and ELISA methods. The highest expression was detected in alfalfa and tobacco leaves and lowest expression was found in lettuce.

1-       شمس آرا م.، سید علی قرشی  (1385)، بیان پروتئین VP2 ویروس بیماری بورس عفونی و بررسی ایمنی زائی آن در مخمر. پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری. تهران.

 

2- Arakawa T, Yu D.K, Chong J, Hough PC, Engen WH Landrige, (1998). A plant based cholera toxin B subunit-insulin

fusion protein protects against the development of autommune diabete. Nat. biotechnol., 16:934-938.

3- Azad A. A., Barrett, S. A. and Fahey, K. J. (1985). The characterization and molecular cloning of the double-stranded

dsRNA genome of an Australian strain of infectious bursal Disease Virus. Virology, 143: 35-44.

4- Becht, H., Müller, H. and Müller, H. K. (1988). Comparative studies on structural and antigenic properties of two serotypes of infectious bursal disease virus. J. Gen. Virol., 69: 631-640.

5- Bevan, M. , 1984. Binary vectors for plant transformation. Nucl. Acids. Res. 12: 8711-8721.

6- Dybing, J. K. and Jackwood, D. J. (1997). Expression of MD infectious bursal disease viral proteins in baculovirus. Avian

Dis., 41: 617-626.

7- Fahey, K. J., Erny, K. and Crooks, J. (1989). A conformational immunogen on VP2 of infectious bursal disease virus that

induces virus-neutralizing antibodies that passively protect chickens. J. Gen. Virol., 70: 1473-1481.

8- Fieler U , Artsaenko O , Conrad U. (1997). Optimisation of Scfv antibody production in transgenic plant. Immunology, 3:

205-216.

9- Fischer R. and Schilberg S. (2004). Molecular Farming:plant-made pharmaceuticals and technical proteins. WILEYVCH Verlag GmbH & Co.KGaA.

10- Fischer R., Stoger E., Schillberg S., Christou P. and Twyman R. (2004). Plant based production of Biopharmaceuticals.

Current Opinion in plant Biology, 7:152-158.

11- Gidding G., Allison G., Brooks D, Carter A. (2000). Transgenic Plants as Factories for Biopharmaceuticals. Nat

Biotechnol., 18:1151-1155.

12- Hashemi Sohi H., Jourabchi E., Khodabandeh M. (2005). Transient expression of human growth hormone in potato

(Solanum tuberosum), tobacco (Nicotiana tabacum) and lettuce (Lactuca sativa) leaves by Agroinfiltration. Iranian Journal of Biotechnology, l2(3): 109-114.

13- Jianxiang Wu, Lian Yu, Long Li, Jinqiang Hu, Jiyong Zhou and Xueping Zhou, (2007). Oral immunization with transgenic rice seeds expressing VP2 protein of infectious bursal disease virus induces protective immune responses in chickens. Plant Biotechnology Journal, 5: 570–578

14- Julian K.-C. M., Pascal M. W. Drake and P. Christou, (2003). The production of recombinant biopharmaceuticals in

plants. Nature Review Genetic, 4: 790-796.

15- Kapila J, De Rycke R, Van Montague M, Angenon G., (1997). An Agrobacterium –mediated transient gene expression

system for intact leaves. Plant Sci, 122 :101-108.

16- Lameli UK, (1970). Cleavage of structural protein in during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature 227:680- 685.

17- Macreadie, I. G., Vaughan, P. R., Chapman, A. J., Mckern N. M., Jagadish, M. N., Heine, H. G., Ward, C. W., Fahey, K.

J. and Azad, A. A., (1990). Passive protection against infectious bursal disease virus by viral VP2 expressed in yeast.  accine, 8: 549-552.

18- Martinez-Torrecuadrada, J. L., Saubi N., Pages-Mante A., Caston J. R., Espuna, E. and Casal, J. I.,(2003). Structuredependent efficacy of infectious bursal disease virus (IBDV) recombinant vaccines. Vaccine, 21: 3342-3350.

19- Miele L., (1997). Plants as Bioreactor for biopharmaceuticals. Trends in Biotech., 15:45-50.

20- Pitcovski. J., Gutter, B., Gallila, G., Goldway, M., Perelman, B., Gross, G., Krispel, S., Barbakov, M. and Michael, A., (2003). Development and large-scale use of recombinant VP2 vaccinefor the prevention of infectious bursal disease of chickens. Vaccine, 21: 4736-4743.

21- Raskin I., Ribnicky D. M., Komarnytsky S., IIic N., Poulev A., Borisjuk N., Brinker A., Moreno D. A., Ripoll C., Yakoby N., O΄Neal J. M., Cornwell T., Pastor I. And Fridlender B., (2002). Plants and human health in the twenty-first century. Trends in biotechnology, 20(12):522-531.

22- Sambrook J., Fritsch F. F., Maniatis T., (1989). Molecular cloning: A laboratory manual. Second edition, Cold spring

Hrrbor laboratory press.

23- Shamsara M., Ghorashi SA, Ahmadian G., (2006). Cloning and nucleotide analysis of the VP2 gene of a very virulent

infectious bursal disease virus isolate from Iran. Acta virol, 50(4):229-234.

24- Spies U., Müller H. and Becht H., (1987). Properties of RNA polymerase activity associated with infectious bursal disease virus and characterization of its reaction products. Virus Res., 8: 127-140.

25- Streatfield S. J., Joseph M. Jilka, Elizabeth E. Hood, Debra D. Turner, Michele R. Bailey, Jocelyne M. Mayor a, Susan L. Woodard a, Katherine K. Beifuss a, Michael E. Horn a, Donna E. Delaney a, Ian R. Tizard b, Howard J. A., (2001). Plant-based vaccines: unique advantages. Vaccine 19: 2742-2748.

26- Ture, O., Tsai, H. J. and Saif, Y. M., (1993). Studies on antigenic relatedness of classic and variant strains of infectious

bursal disease viruses. Avian Dis., 37: 647-654.

27- Waugh D. S., (2005). Making the most of affinity tags. Trends in biotechnology, 23(6) 316-320.

28- Wroblewski T, Tomczak A, and Richard Michelmore, (2005). Optimization of Agrobacterium-mediated transient

assays of gene expression in lettuce, tomato and Arabidopsis. Plant Biotechnology Journal, 3(2):259-275.

29- Wu H, Singh NK, Locy RD, Scissum-Gunn K, Giambrone, (2004). Expression of immunogenic VP2 protein of infectious bursal disease virus in Arabidopsis thaliana. Biotechnology letters, 26(10):787-792.