JP2021153454A - Method for producing heteroprotein - Google Patents

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Kenji Fujii
健治 藤井
勇樹 若林
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勇樹 若林
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Abstract

To provide a method for producing heteroprotein in a plant, the method capable of being conducted at relatively low cost and conveniently.SOLUTION: A method for producing heteroprotein in a plant includes the step of: expressing heteroprotein under the light with a photosynthetic photon flux density less than 30 μmol m-2 s-1 in a plant transformed with a gene encoding heteroprotein.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、植物において異種タンパク質を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a heterologous protein in a plant.

異種タンパク質を生産する宿主として大腸菌、酵母、昆虫細胞、植物細胞、動物細胞等が知られている。植物細胞は比較的複雑なタンパク質の発現が可能であり、また、得られたタンパク質も分離精製が容易で、安全性も高いという利点がある。 Escherichia coli, yeast, insect cells, plant cells, animal cells and the like are known as hosts for producing heterologous proteins. Plant cells have the advantages of being able to express relatively complex proteins, and the obtained proteins are also easy to separate and purify, and are highly safe.

植物に異種遺伝子を導入する方法として、土壌細菌であるアグロバクテリウムの感染系を利用したアグロバクテリウム法がある。これまで、アグロバクテリウムに感染した植物における異種タンパク質の製造に適した栽培方法等が多数報告されている。 As a method for introducing a heterologous gene into a plant, there is an Agrobacterium method using an infectious system of Agrobacterium, which is a soil bacterium. So far, many cultivation methods suitable for producing heterologous proteins in plants infected with Agrobacterium have been reported.

例えば、特許文献1では、植物の栽培方法及びアグロバクテリウムによる感染工程における植物の処理方法が開示されている。特許文献1では更に、光照射条件について、光合成有効光量子束密度(PPFD)が30μmol・m-2・s-1以上とするのが通常であると記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method for cultivating a plant and a method for treating a plant in an infection step with Agrobacterium. Patent Document 1 further describes that the photosynthetic effective photon flux density (PPFD) is usually 30 μmol · m −2 · s -1 or more under light irradiation conditions.

また、特許文献2では、赤色光を一定割合以上含む条件で栽培した植物をタンパク質の一過性発現に用いることで、タンパク質の発現効率及び発現量を向上させる技術が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a technique for improving the expression efficiency and the expression level of a protein by using a plant cultivated under a condition containing a certain percentage or more of red light for transient expression of the protein.

特開2015−154769号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-154769 国際公開第2015/034042号International Publication No. 2015/034042

しかしながら、特許文献1及び特許文献2等に記載される従来技術において、植物において異種タンパク質をより安価でかつ高効率で発現させるための条件検討は未だ十分でない。 However, in the prior art described in Patent Document 1 and Patent Document 2, the conditions for expressing a heterologous protein in a plant at a lower cost and with higher efficiency are not yet sufficient.

したがって、本発明は、植物を用いて異種タンパク質を製造方法として、比較的安価かつ簡便な製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a relatively inexpensive and simple production method using a plant as a production method for a heterologous protein.

本発明者らは、鋭意検討を行った結果、驚くべきことに、従来光合成有効量子束密度の下限とされていた30μmol・m-2・s-1未満でも、植物において異種タンパク質を製造することが可能であることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent studies, the present inventors surprisingly produced heterologous proteins in plants even if they were less than 30 μmol · m -2 · s -1 , which was conventionally regarded as the lower limit of the effective photosynthetic flux density. We found that it was possible and completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の発明を包含する。 That is, the present invention includes the following inventions.

[1] 異種タンパク質をコードする遺伝子で形質転換された植物において、30μmol・m-2・s-1未満の光合成有効量子束密度の光の下で、異種タンパク質を発現する工程を含む、植物において異種タンパク質を製造する方法。
[2] 前記光合成有効量子束密度の光の下での明期と、暗期とが交互に繰り返される光周期の下で、発現工程が実施される、[1]に記載の方法。
[3] 光合成有効量子束密度が0.1〜20μmol・m-2・s-1である、[1]又は[2]に記載の方法。
[4] 光周期が暗室内で照射装置を用いて調節される、[1]〜[3]のいずれかに記載の方法。
[5] 明期が2〜20時間である、[1]〜[4]のいずれかに記載の方法。
[6] 植物がタバコ属である、[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7] 形質転換前の植物を30μmol・m-2・s-1以上の光合成有効量子束密度の光の下での明期と、暗期との交互の光周期の下で生育する工程を更に含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。
[8] 形質転換前の明期が形質転換後の明期よりも長い、[1]〜[7]のいずれかに記載の方法。
[9] 形質転換がアグロバクテリウム法を用いて実施される、[1]〜[8]のいずれかに記載の方法。
[10] 植物が土耕又は水耕で栽培される、[1]〜[9]のいずれかに記載の方法。
[1] In a plant transformed with a gene encoding a heterologous protein, the plant comprises a step of expressing the heterologous protein under light having a photosynthetic effective quantum bundle density of less than 30 μmol · m −2 · s -1. A method for producing a heterologous protein.
[2] The method according to [1], wherein the expression step is carried out under a photoperiod in which a light period and a dark period are alternately repeated under light having a photosynthetic effective quantum flux density.
[3] The method according to [1] or [2], wherein the photosynthetic effective quantum flux density is 0.1 to 20 μmol · m -2 · s -1.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the photoperiod is adjusted using an irradiation device in a dark room.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the light period is 2 to 20 hours.
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the plant belongs to the genus Nicotiana.
[7] A step of growing a plant before transformation under an alternating light cycle of light and dark periods with a photosynthetic effective quantum bundle density of 30 μmol · m -2 · s -1 or more. The method according to any one of [1] to [6], further comprising.
[8] The method according to any one of [1] to [7], wherein the light period before transformation is longer than the light period after transformation.
[9] The method according to any one of [1] to [8], wherein the transformation is carried out using the Agrobacterium method.
[10] The method according to any one of [1] to [9], wherein the plant is cultivated by soil or hydroponics.

本発明によれば、異種タンパク質の発現工程において、光照射時の光合成有効量子束密度を低下させるという簡便な手段により、植物において異種タンパク質を高効率で発現させることが可能になる。そのため、本発明は異種タンパク質を製造する際のコスト削減に大きく寄与するものである。 According to the present invention, in the process of expressing a heterologous protein, the heterologous protein can be expressed with high efficiency in a plant by a simple means of reducing the photosynthetic effective quantum bundle density at the time of light irradiation. Therefore, the present invention greatly contributes to cost reduction in producing a heterologous protein.

各光量条件下で栽培した植物の異種タンパク質のウェスタンブロット解析結果。各レーンは、左から、比較例1、2、3、実施例1、2、3を示す。Western blot analysis results of heterologous proteins of plants cultivated under each light intensity condition. From the left, each lane shows Comparative Examples 1, 2, and 3, and Examples 1, 2, and 3. 各光量条件下で栽培した植物の生育度変化。縦軸は一株あたりの総葉重量(g)を示し、横軸は感染後の経過日数(dpi=day post inoculation)を示す。Changes in the degree of growth of plants cultivated under each light intensity condition. The vertical axis shows the total leaf weight (g) per plant, and the horizontal axis shows the number of days elapsed after infection (dpi = day post inoculation). 各光量条件下で栽培した植物の生育度変化。縦軸は一株あたりの乾物重率(%)を示し、横軸はいずれも感染後の経過日数(dpi=day post inoculation)を示す。Changes in the degree of growth of plants cultivated under each light intensity condition. The vertical axis shows the dry matter weight (%) per strain, and the horizontal axis shows the number of days elapsed after infection (dpi = day post inoculation).

(異種タンパク質の製造方法)
<発現工程>
本実施形態に係る異種タンパク質を製造する方法は、異種タンパク質をコードする遺伝子で形質転換された植物において、30μmol・m-2・s-1未満の光合成有効量子束密度の光の下で、異種タンパク質を発現する工程(以下、、単に「発現工程」ともいう)を含む。発現工程では、明期(以下、「照射工程」ともいう)と暗期とが一定の周期でされてもよいし、明期のみで異種タンパク質を発現させてもよい。明期と暗期とが交互に繰り返される光周期が好ましく、明期と暗期が所定の時間で設定されて繰り返される光周期がより好ましい。
(Manufacturing method of heterologous protein)
<Expression process>
The method for producing a heterologous protein according to the present embodiment is a method for producing a heterologous protein in a plant transformed with a gene encoding the heterologous protein under light having a photosynthetic effective quantum bundle density of less than 30 μmol · m −2 · s -1. It includes a step of expressing a protein (hereinafter, also simply referred to as an “expression step”). In the expression step, the light period (hereinafter, also referred to as “irradiation step”) and the dark period may be performed in a fixed cycle, or the heterologous protein may be expressed only in the light period. A photoperiod in which the light period and the dark period are alternately repeated is preferable, and a photoperiod in which the light period and the dark period are set at a predetermined time and repeated is more preferable.

植物は異種タンパク質を製造可能なものであれば特に限定されないが、アグロバクテリウムに感染する植物が好ましい。このような植物として、例えば、双子葉植物と単子葉植物が挙げられる。具体的には、双子葉植物ではナス科植物として、タバコ属、ジャガイモやトマト等のナス属などが、アブラナ科植物として、ルッコラ等のキバナスズシロ属、コマツナ、ミズナやカラシナ等のアブラナ属、シロイヌナズナ属などが、キク科植物として、チコリやエンダイブ等のキクニガナ属、アーティチョーク等のチョウセンアザミ属等が、マメ科植物として、アルファルファ等のウマゴヤシ属、リョクトウ等のササゲ属、ダイズ属等が、アカザ科植物としてホウレンソウ属、テンサイ等のフダンソウ属等が、シソ科植物としてシソ属、バジル等のメボウキ属等が、セリ科植物としてミツバ属等が例示される。単子葉植物としてはイネ科植物として、イネ属、コムギ属、オオムギ属、トウモロコシ属等が、アオイ科植物としてはワタ属等が例示される。ナス科植物が好ましく、また、その中でもタバコ属がより好ましい。 The plant is not particularly limited as long as it can produce a heterologous protein, but a plant infected with Agrobacterium is preferable. Examples of such plants include dicotyledonous plants and monocotyledonous plants. Specifically, among dicotyledonous plants, the genus Tobacco, the genus Cynara such as potatoes and tomatoes are used as dicotyledonous plants, and the genus Cynara such as Luccola, the genus Cynara such as Mizuna and Karasina, and the genus Cynara are used as plants of the Abrana family. The genus is Chicory, Endive, etc., Cynara, Artichoke, etc., and Cynara, Alfalfa, etc., Dicotyledon, Ryokuto, etc., and Soybean, etc. Examples of plants include Cynara, Fudansou such as Tensai, Dicotyledons such as Chicotyledon and Basil, and Dicotyledons such as Chicotyledon. Examples of monocotyledonous plants include the genus Oryza, the genus Wheat, the genus Hordeum, and the genus Corn as plants of the family Gramineae, and the genus Wata and the like as plants of the Malvaceae family. Solanaceae plants are preferred, with the genus Nicotiana being more preferred.

タバコ属としては、タバコ(Nicotiana tabacum)、ベンサミアナアタバコ(Nicotiana benthamiana)、ハナタバコ(Nicotiana alata)、キダチタバコ(Nicotiana glauca)、ナガバナタバコ(Nicotiana longiflora)、ニコチアナ・ペルシア(Nicotiana persica)、ニコチアナ・ルスチカ(Nicotiana rustica)、ニコチアナ・シルベストシス(Nicotiana sylvestris)などが挙げられる。好ましくは、ベンサミアナアタバコである。 The genus of tobacco includes tobacco (Nicotiana tabacum), Bensamiana tobacco (Nicotiana benthamiana), Hana tobacco (Nicotiana alata), Kidachi tobacco (Nicotiana glauca), Nagabana tobacco (Nicotiana lanico) anacia lanico ana nicaria Nicotiana rustica), Nicotiana silvestris (Nicotiana silvestris) and the like. Preferably, it is Bensamianaa tobacco.

照射工程で使用される光源としては、人工光、例えば、蛍光灯、LED、冷陰極蛍光ランプ(CCFL、HEFL)、無機・有機EL等からの光を例示することができる。屋内、特に暗室内で異種タンパク質の発現を行う場合の光源は、蛍光灯、LED、冷陰極蛍光ランプ等の照射装置に由来する人工光が好ましい。本明細書で使用する場合、「暗室」とは屋外の太陽光が遮断できる空間のことを指す。LEDは、白熱電球、HIDランプと比較して、光変換効率が高く省電力であるので好ましい。また、LEDは、植物に葉焼け障害を引き起こす熱線の放出量が小さい点でも好ましい。 Examples of the light source used in the irradiation step include artificial light, for example, light from a fluorescent lamp, LED, cold cathode fluorescent lamp (CCFL, HEFL), inorganic / organic EL, or the like. When expressing heterologous proteins indoors, especially in a dark room, the light source is preferably artificial light derived from an irradiation device such as a fluorescent lamp, an LED, or a cold cathode fluorescent lamp. As used herein, "darkroom" refers to a space that can block outdoor sunlight. LEDs are preferable because they have high light conversion efficiency and power saving as compared with incandescent lamps and HID lamps. LEDs are also preferable because they emit a small amount of heat rays that cause leaf burning damage to plants.

発現工程において、植物に照射される光の光合成有効量子束密度は、30μmol・m-2・s-1未満の範囲で適宜調節される。本明細書で使用する場合、「光合成有効量子束密度」(photosynthetic photon flux density)(以下、単に「PPFD」ともいう)とは、光合成に必要とされる400〜700nmの波長に含まれる単位時間、単位面積あたりの光子数を意味する。なお、太陽光を光合成光量子束密度に換算した場合、50〜200μmol・m-2・s-1であるといわれている。 In the expression step, the photosynthetic effective quantum bundle density of the light irradiated to the plant is appropriately adjusted in the range of less than 30 μmol · m −2 · s -1. As used herein, "photosynthetic photon flux density" (hereinafter simply referred to as "PPFD") is a unit time included in the wavelength of 400 to 700 nm required for photosynthesis. , Means the number of photons per unit area. When sunlight is converted into a photosynthetic photon flux density, it is said to be 50 to 200 μmol · m −2 · s -1.

発現工程における光合成有効量子束密度は30μmol・m-2・s-1未満の範囲で0.1μmol・m-2・s-1以上であることが好ましく、0.1〜20μmol・m-2・s-1の範囲がより好ましく、0.1〜10μmol・m-2・s-1の範囲がさらに好ましい。光合成有効量子束密度の調節は光量子束密度計を用いて当業者が適宜行うことができる。例えば、発現工程を屋内、特に暗室内で実施する場合、照射装置の光量を調節することで光合成有効量子束密度を所望の範囲に調節することができる。なお、本明細書において、光合成有効量子束密度について、例えば0.1〜20と記載する場合、0.1以上、20以下であることを意味する。 Preferably photosynthetically active quantum flux density in the developing process is 0.1μmol · m -2 · s -1 or more in a range of less than 30μmol · m -2 · s -1, 0.1~20μmol · m -2 · The range of s -1 is more preferable, and the range of 0.1 to 10 μmol · m- 2 · s -1 is even more preferable. A person skilled in the art can appropriately adjust the effective quantum flux density for photosynthesis using a photon flux density meter. For example, when the expression step is carried out indoors, particularly in a dark room, the photosynthetic effective quantum flux density can be adjusted within a desired range by adjusting the amount of light of the irradiation device. In this specification, when the photosynthetic effective quantum flux density is described as, for example, 0.1 to 20, it means that it is 0.1 or more and 20 or less.

光合成有効量子束密度の調節は、任意の段階で植物の成長量を確認しながら、植物の成長量を増やしたい場合には光合成有効量子束密度を高くし、成長量が減らしたい場合には低くするというように、適宜行うことができる。成長量の例として総葉重量が挙げられる。 To adjust the photosynthetic effective quantum bundle density, increase the photosynthetic effective quantum bundle density when you want to increase the plant growth amount, and lower it when you want to decrease the growth amount, while checking the plant growth amount at any stage. It can be done as appropriate. An example of the amount of growth is the total leaf weight.

発現工程における照射は植物の栽培に必要とされる明期と同程度か、それ未満の時間、毎日行なうことが好ましい。例えば、所望とする異種タンパク質の発現量に応じて、一日の照射期間は2〜20時間、好ましくは4〜16時間の範囲で適宜調節され、断続的な照射時間を積算した時間ではなく、連続した照射時間の明期であることが好ましい。 Irradiation in the expression step is preferably carried out daily for a time equal to or less than the light period required for plant cultivation. For example, the irradiation period per day is appropriately adjusted in the range of 2 to 20 hours, preferably 4 to 16 hours according to the desired expression level of the heterologous protein, and is not the time obtained by integrating the intermittent irradiation times. It is preferably in the light period of continuous irradiation time.

異種タンパク質の製造に必要な日数は、異種タンパク質の種類や所望とするその発現量、そして宿主である植物の種類や生育状態、栽培方法などによって変動するため特に限定されない。ベンサミアナタバコを土耕栽培ではなく、養液中で人工的な環境下で栽培した場合を例にすると、異種タンパク質の製造に必要な日数は、1日以上、例えば10日以上、好ましくは15日以上、より好ましくは20日以上、例えば35日程度である。 The number of days required for producing a heterologous protein is not particularly limited because it varies depending on the type of heterologous protein, the desired expression level thereof, the type and growth state of the host plant, the cultivation method, and the like. Taking the case where Nicotiana benthamiana tobacco is cultivated in an artificial environment in a nutrient solution instead of soil cultivation, the number of days required for producing a heterologous protein is 1 day or more, for example 10 days or more, preferably 10 days or more. It is 15 days or more, more preferably 20 days or more, for example, about 35 days.

本明細書で使用する場合、「異種タンパク質」とは、宿主として使用する植物以外の異種生物に由来するタンパク質を意味し、その例として医療用やその他の産業用に用いられるタンパク質が挙げられる。本明細書において、「異種タンパク質」はペプチドも含む概念として理解される。異種タンパク質をコードする遺伝子を異種遺伝子という。異種タンパク質としては医療用タンパク質が好ましい。 As used herein, "heterologous protein" means a protein derived from a heterologous organism other than a plant used as a host, and examples thereof include proteins used for medical purposes and other industries. As used herein, "heterologous protein" is understood as a concept that also includes peptides. A gene encoding a heterologous protein is called a heterologous gene. As the heterologous protein, a medical protein is preferable.

医療用タンパク質としては、抗体、酵素、ホルモンなどが例示され、より具体的には、ワクチンとして使用されるタンパク質、サイトカイン、モノクローナル抗体又はその断片などが例示される。 Examples of medical proteins include antibodies, enzymes, hormones, and more specifically, proteins, cytokines, monoclonal antibodies, fragments thereof, and the like used as vaccines.

ワクチンとして使用されるタンパク質として好ましくは、ウイルス様粒子(VLP)の構成タンパク質が挙げられる。VLPの構成タンパク質は単一のタンパク質でもよいし、2つ以上のタンパク質を含んでもよい。 Proteins used as vaccines preferably include constituent proteins of virus-like particles (VLPs). The constituent proteins of the VLP may be a single protein or may contain two or more proteins.

その他の産業用タンパク質とは、食品、飼料、化粧品、繊維、洗剤、化学品などに用いられるタンパク質又はそのペプチドであり、酵素、機能性タンパク質等が例示される。具体的には、そのようなタンパク質として、プロテアーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、アミラーゼ、ペプチダーゼ、ルシフェラーゼ、ラクタマーゼ、コラーゲン、ゼラチン、ラクトフェリン、クラゲ緑色蛍光タンパク質(GFP)などが例示される。 Other industrial proteins are proteins or peptides thereof used in foods, feeds, cosmetics, fibers, detergents, chemicals and the like, and examples thereof include enzymes and functional proteins. Specifically, such proteins include proteases, lipases, cellulases, amylases, peptidases, luciferases, lactamases, collagens, gelatins, lactoferrins, jellyfish green fluorescent proteins (GFPs) and the like.

異種遺伝子を植物に導入する方法は特に限定されない。宿主植物の種類等に応じて、アグロバクテリウム法、パーティクル・ガン法、ウィスカー法等の公知の方法の中から当業者が適宜選択することができる。 The method for introducing a heterologous gene into a plant is not particularly limited. Those skilled in the art can appropriately select from known methods such as the Agrobacterium method, the particle gun method, and the whisker method, depending on the type of host plant and the like.

アグロバクテリウム法は、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)に含まれるTiプラスミドを利用する方法である。アグロバクテリウム法には中間ベクター法とバイナリーベクター法がある。 The Agrobacterium method is a method that utilizes a Ti plasmid contained in Agrobacterium tumefaciens. The Agrobacterium method includes an intermediate vector method and a binary vector method.

異種タンパク質を製造する方法は、発現工程以外にも任意の工程、例えば形質転換前の植物を生育する工程(生育工程)、植物を形質転換する工程(形質転換工程)等を含む。 The method for producing a heterologous protein includes an arbitrary step other than the expression step, for example, a step of growing a plant before transformation (growth step), a step of transforming a plant (transformation step), and the like.

形質転換工程は、アグロバクテリウム法の場合、感染工程ともいう。感染工程では、前記生育工程で得られた植物に、異種タンパク質をコードするポリヌクレオチドを有するアグロバクテリウムを圧力サイクル処理により感染させる。圧力サイクル処理には、加圧又は減圧処理を含む。大気圧(通常は、1気圧=101.325kPa=約0.1MPa)よりも高い圧力で処理する加圧処理を行なう場合、少なくとも1.1気圧(112kPa)、1.5気圧(152kPa)、2気圧(203kPa)、2.5気圧(253kPa)、3気圧(304kPa)、4気圧(405kPa)若しくは5気圧(507kPa)又は任意の中間値又はこれを超える任意の値で処理する。好ましくは1.7気圧(172kPa)〜10気圧(1013kPa)の範囲であり、より好ましくは4気圧(405kPa)〜8気圧の範囲である。大気圧よりも低い圧力で処理する減圧処理を行なう場合、0.005気圧(0.5kPa)〜0.3気圧(30kPa)の範囲が好ましく、0.01気圧(1.0kPa)〜0.1気圧(10.1kPa)の範囲がより好ましく、0.02気圧(2.0kPa)〜0.06気圧(6.1kPa)の範囲がさらに好ましい。減圧の圧力が高すぎる場合は、感染液の浸潤が不十分になるため好ましくない。逆に圧力が低すぎる場合は、液体が沸点に達し著しく蒸発して液体が減少し浸潤が不十分になることや、製造プロセスや設備が大がかりになるためやはり好ましくない。したがって、これらの加圧処理又は減圧処理する時間は、植物の種類や処理する組織に応じて適宜設定することができるが、10秒〜10分であり、好ましくは20秒〜5分であり、さらに好ましくは30秒〜3分程度である。 In the case of the Agrobacterium method, the transformation step is also called an infection step. In the infection step, the plant obtained in the growth step is infected with Agrobacterium having a polynucleotide encoding a heterologous protein by pressure cycle treatment. The pressure cycle treatment includes pressurization or depressurization treatment. When the pressure treatment is performed at a pressure higher than the atmospheric pressure (usually 1 atm = 101.325 kPa = about 0.1 MPa), at least 1.1 atm (112 kPa), 1.5 atm (152 kPa), 2 Atmospheric pressure (203 kPa), 2.5 atm (253 kPa), 3 atm (304 kPa), 4 atm (405 kPa) or 5 atm (507 kPa), or any intermediate value or any value exceeding this is processed. It is preferably in the range of 1.7 atm (172 kPa) to 10 atm (1013 kPa), and more preferably in the range of 4 atm (405 kPa) to 8 atm. When performing decompression treatment at a pressure lower than atmospheric pressure, the range is preferably 0.005 atm (0.5 kPa) to 0.3 atm (30 kPa), and 0.01 atm (1.0 kPa) to 0.1. The range of atmospheric pressure (10.1 kPa) is more preferable, and the range of 0.02 atmospheric pressure (2.0 kPa) to 0.06 atmospheric pressure (6.1 kPa) is even more preferable. If the depressurizing pressure is too high, the infiltration of the infectious solution will be insufficient, which is not preferable. On the other hand, if the pressure is too low, the liquid reaches the boiling point and evaporates significantly, the liquid decreases and infiltration becomes insufficient, and the manufacturing process and equipment become large-scale, which is also not preferable. Therefore, the time for these pressurization treatments or decompression treatments can be appropriately set according to the type of plant and the tissue to be treated, but is 10 seconds to 10 minutes, preferably 20 seconds to 5 minutes. More preferably, it is about 30 seconds to 3 minutes.

異種タンパク質をコードする遺伝子を植物内で過剰発現させるには、その遺伝子を適当なプロモーターの下流に機能的に連結し、得られたコンストラクトをアグロバクテリウム法によって植物細胞に導入すればよい。プロモーターとしては、例えば、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)の35Sプロモーター、イネのアクチンプロモーターやElongation factor 1βプロモーター、トウモロコシのユビキチンプロモーターなどを挙げることができるが、これらに限定されない。 To overexpress a gene encoding a heterologous protein in a plant, the gene may be functionally linked downstream of an appropriate promoter and the resulting construct may be introduced into plant cells by the Agrobacterium method. Examples of the promoter include, but are not limited to, the 35S promoter of cauliflower mosaic virus (CaMV), the actin promoter of rice, the Elongation factor 1β promoter, and the ubiquitin promoter of maize.

アグロバクテリウム法を行う際は、アグロバクテリウムのTiプラスミドやRiプラスミド由来のT−DNA(transfer DNA)を含むバイナリーベクター又は中間ベクターを用いることができる(Nucl. Acids Res. 12(22):8711−8721 (1984), Plasmid, 7, 15−29(1982))。バイナリーベクターの具体例として、pBI系ベクター(例えば、pRiceFOX)、pPZP系ベクター(Plant Molecular Biology 25(6): 989−94. (1994))、pCAMBIA系ベクター(ベクター骨格:pPZPベクター)、pSMA系ベクター(Plant Cell Reports 19: 448−453. (2000))を挙げることができるが、これらに限定されない。 When performing the Agrobacterium method, a binary vector or an intermediate vector containing T-DNA (transfer DNA) derived from Agrobacterium Ti plasmid or Ri plasmid can be used (Nucl. Acids Res. 12 (22): 8711-8721 (1984), plasmid, 7, 15-29 (1982)). Specific examples of the binary vector include a pBI-based vector (for example, pRiceFOX), a pPZP-based vector (Plant Molecular Biology 25 (6): 989-94. (1994)), a pCAMBIA-based vector (vector skeleton: pPZP vector), and a pSMA-based vector. Vectors (Plant Cell Reports 19: 448-453. (2000)) can be mentioned, but are not limited thereto.

コンストラクトを発現させるためには、上記のようなベクターを用いた一過性発現方法を使用することができる(Journal of Virological Methods, 105:343−348 (2002))。また、アグロバクテリウムによる感染は減圧条件下で行うことが好ましく、Plant Science, 122, 1: 101−108 (1997))によって記載された真空に基づく一過性発現方法を使用することがより好ましい。アグロ接種又はアグロインフィルトレーションにより、コンストラクトを含むアグロバクテリウムは、組織、例えば、葉、植物の地上構造の一部(茎、葉及び花を含む)、植物の他の一部(茎、根、花)、又は全草の細胞間の空間に入り込む。表皮の通過後に、アグロバクテリウムは感染し、細胞へとポリヌクレオチドを移行させる。 In order to express the construct, a transient expression method using a vector as described above can be used (Journal of Virtual Methods, 105: 343-348 (2002)). Infection with Agrobacterium is preferably carried out under reduced pressure conditions, and more preferably the vacuum-based transient expression method described by Plant Science, 122, 1: 101-108 (1997)). .. By aggro inoculation or agroinfiltration, the construct-containing agrobacterium can be found in tissues such as leaves, parts of the above-ground structure of the plant (including stems, leaves and flowers), and other parts of the plant (stems, roots). , Flowers), or into the space between cells of the whole plant. After passing through the epidermis, Agrobacterium infects and transfers polynucleotides into cells.

<生育工程>
本明細書において、形質転換工程前までの工程、すなわち、形質転換を行うまで植物を十分に生育させる工程を特に生育工程と呼ぶ。生育工程における光照射条件やその他の条件は発現工程と同じであっても異なっていてもよい。しかしながら、生育期間を短縮する観点から、形質転換前の植物は、30μmol・m-2・s-1以上、例えば100〜500μmol・m-2・s-1、好ましくは150〜450μmol・m-2・s-1の光合成有効量子束密度の光で照射されることが好ましい。光照射の周期は明期のみから構成されてもよいし、明期の後に暗期を設けて、これを一定の周期で繰り返してもよい。明期と暗期とを交互に繰り返すのが好ましい。生育工程の明期は、発現工程における明期よりも長いことが好ましい。
<Growth process>
In the present specification, the step before the transformation step, that is, the step of sufficiently growing the plant until the transformation is carried out is particularly referred to as a growth step. The light irradiation conditions and other conditions in the growth step may be the same as or different from those in the expression step. However, from the viewpoint of shortening the growth period, the pre-transformed plants, 30μmol · m -2 · s -1 or more, for example 100~500μmol · m -2 · s -1, preferably 150~450μmol · m -2 -It is preferable to irradiate with light having a photosynthetic effective quantum flux density of s -1. The cycle of light irradiation may be composed of only the light period, or a dark period may be provided after the light period, and this may be repeated at a constant cycle. It is preferable to alternate between the light period and the dark period. The light period of the growth step is preferably longer than the light period of the expression step.

<異種タンパク質回収工程>
発現して植物内に蓄積した異種タンパク質は公知の方法により植物から回収され、適宜精製される。植物から異種タンパク質を含む画分を取得し、異種タンパク質を適当な方法により精製される。
<Heterogeneous protein recovery process>
The heterologous protein expressed and accumulated in the plant is recovered from the plant by a known method and appropriately purified. Fractions containing the heterologous protein are obtained from the plant and the heterologous protein is purified by an appropriate method.

<その他の工程>
異種タンパク質の製造は、播種、育苗・仮植、移植、心止め、収穫、乾燥の工程を更に含んでもよい。生育工程中に育苗工程を行うことが好ましい。播種から異種タンパク質の発現完了までの期間を「栽培工程」と総称してもよい。
<Other processes>
The production of the heterologous protein may further include the steps of sowing, raising / temporary planting, transplanting, heart-stopping, harvesting, and drying. It is preferable to carry out the seedling raising step during the growing step. The period from sowing to the completion of expression of the heterologous protein may be collectively referred to as “cultivation step”.

栽培手法は、温暖地や高冷地の自然条件を利用して行われる促成栽培、抑制栽培なども含む、温室や温床などの特別の設備を使わず露天の耕地で作物を栽培する露地栽培、植物を地面の上に作ったビニールハウスで栽培するハウス栽培、工場栽培、土耕栽培や、土を使用しない養液栽培等の水耕栽培などが挙げられる。 Cultivation methods include forcing cultivation that utilizes the natural conditions of warm and cold regions, and open-field cultivation that cultivates crops in open-air cultivated land without using special equipment such as greenhouses and hotbeds, including controlled cultivation. Examples include greenhouse cultivation, factory cultivation, soil cultivation in which plants are cultivated in a plastic greenhouse made on the ground, and hydroponics such as hydroponic cultivation that does not use soil.

「土耕栽培」とは、一般には太陽、土、雨水などの自然の恵みを使用した栽培のことを意味するが、本明細書で使用する場合、単に土を使った栽培を意味する。土耕栽培には養液土耕も含まれる。 "Soil cultivation" generally means cultivation using the blessings of nature such as the sun, soil, and rainwater, but as used herein, it simply means cultivation using soil. Soil cultivation also includes hydroponic soil cultivation.

本明細書で使用する場合、「水耕栽培」とは、土を使用しない水や養液だけ植物を栽培する養液栽培のことを意味する。水耕栽培は、養液(液肥)の流動により十分な酸素を根部に供給して養分吸収を促進し、さらに液肥の温度及び濃度を含む根圏環境も安定化し、栽培環境を一定に整えるという利点がある。 As used herein, "hydroponics" means hydroponics in which plants are cultivated using only water or nutrient solution that does not use soil. Hydroponics is said to supply sufficient oxygen to the roots by the flow of nutrient solution (liquid fertilizer) to promote nutrient absorption, stabilize the rhizosphere environment including the temperature and concentration of liquid fertilizer, and keep the cultivation environment constant. There are advantages.

栽培工程においては、必要に応じて、何度でも移植を行なってもよい。移植の時期としては、播種後(又は前回の移植後)の3〜18日の間に行なうことが好ましい。 In the cultivation process, transplantation may be carried out as many times as necessary. The time of transplantation is preferably 3 to 18 days after sowing (or after the previous transplantation).

栽培工程における温度、湿度、二酸化炭素濃度を制御することによって異種タンパク質の産生効率を増大することもできる。 It is also possible to increase the production efficiency of heterologous proteins by controlling the temperature, humidity, and carbon dioxide concentration in the cultivation process.

栽培工程での温度は植物の生育や異種タンパク質の製造が可能な限り特に限定されず、全期間を通じて常に一定でもいいし、植物の成長に応じて、あるいは昼夜(明期・暗期)、形質転換前後等で温度を変更してもよい。例えば、昼時間の温度は、夜時間の温度よりも2℃以上高いことが好ましく、より好ましくは3℃以上、それより好ましくは4℃以上、さらに好ましくは5℃以上、特に好ましくは8℃以上であれば、異種タンパク質の発現効率向上が見られるため好ましい。また、昼時間と夜時間の温度差の上限値としては、好ましくは30℃以下であり、より好ましくは25℃以下であり、さらに好ましくは20℃以下、場合によって好ましくは15℃以下である。従って、昼時間の温度を25℃に設定した場合、夜時間の温度は、5〜24℃が好ましく、10〜23℃がより好ましい。昼時間又は夜時間のそれぞれの温度は、常に一定である必要はなく、平均値として上記範囲にあればよいが、好ましくは、昼時間及び夜時間のそれぞれの期間内において±5℃以内、好ましくは±2℃以内、さらに好ましくは±1℃以内に調整されることが望ましい。 The temperature in the cultivation process is not particularly limited as much as possible for plant growth and production of heterologous proteins, and may be constant throughout the entire period, depending on the growth of the plant, day and night (light / dark period), and traits. The temperature may be changed before and after conversion. For example, the daytime temperature is preferably 2 ° C. or higher, more preferably 3 ° C. or higher, more preferably 4 ° C. or higher, still more preferably 5 ° C. or higher, and particularly preferably 8 ° C. or higher than the nighttime temperature. If this is the case, it is preferable because the expression efficiency of the heterologous protein is improved. The upper limit of the temperature difference between daytime and nighttime is preferably 30 ° C. or lower, more preferably 25 ° C. or lower, still more preferably 20 ° C. or lower, and in some cases preferably 15 ° C. or lower. Therefore, when the daytime temperature is set to 25 ° C., the nighttime temperature is preferably 5 to 24 ° C., more preferably 10 to 23 ° C. The temperature of daytime or nighttime does not have to be constant at all times and may be within the above range as an average value, but preferably within ± 5 ° C. within each period of daytime and nighttime. Is preferably adjusted within ± 2 ° C, more preferably within ± 1 ° C.

栽培工程での二酸化炭素濃度は植物の生育や異種タンパク質の製造が可能な限り特に限定されず、全期間を通じて常に一定でもいいし、植物の成長に応じて、あるいは昼夜(明期・暗期)、形質転換前後等で二酸化炭素濃度を変更してもよい。例えば、栽培工程における二酸化炭素濃度は、通常300ppm以上、好ましくは400ppm以上であり、また、通常1000ppm以下、好ましくは700ppm以下である。例えば、昼時間の二酸化炭素濃度が、夜時間の二酸化炭素濃度よりも少なくとも100ppm高く、好ましくは500ppm以上高く設定することで、本発明の効果が顕著になる場合がある。 The carbon dioxide concentration in the cultivation process is not particularly limited as much as possible for plant growth and production of heterologous proteins, and may be constant throughout the entire period, depending on the growth of the plant, or day and night (light / dark period). , The carbon dioxide concentration may be changed before and after transformation. For example, the carbon dioxide concentration in the cultivation step is usually 300 ppm or more, preferably 400 ppm or more, and usually 1000 ppm or less, preferably 700 ppm or less. For example, the effect of the present invention may become remarkable by setting the carbon dioxide concentration in the daytime to be at least 100 ppm higher than the carbon dioxide concentration in the night time, preferably 500 ppm or more.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

1.植物バイオマスの調製
(1)播種
育苗ポット(TS−10.5、株式会社 東海化成)にすり切りいっぱいになるよう培土を充填させ、ベンサミアナタバコ(Nicotiana benthamiana)種子を2〜3粒播種した。その後、中苗用育苗箱(AZ−032、安全興業株式会社)に前記育苗ポットを複数個並べ、30分底面潅水し、農業用べたがけ資材(パオパオ90、三菱ケミカルアグリドリーム株式会社)を被覆した。前記農業用べたがけ資材は5〜7日目に取り外した。
1. 1. Preparation of plant biomass (1) Seeding The seedling raising pot (TS-10.5, Tokai Kasei Co., Ltd.) was filled with soil so that it could be fully ground, and 2-3 Bensamiana benthamiana seeds were sown. After that, a plurality of the seedling raising pots were arranged in a seedling raising box for medium seedlings (AZ-032, Safety Kogyo Co., Ltd.), bottom irrigated for 30 minutes, and covered with agricultural solid material (Paopao 90, Mitsubishi Chemical Agridream Co., Ltd.). bottom. The agricultural solid material was removed on days 5-7.

(2)生育
播種後の植物を冷房下室温22℃、16時間昼/8時間夜の光サイクルにて14日間生育させた。生育させた植物が発芽した後、1ポットあたり1株になるよう間引きした。間引き後、2週齢時に、前記中苗用育苗箱を栽培箱に設置した。この際、栽培棚1段あたり32ポットとなるよう配置した。環境条件及び溶媒条件は以下の通り調整した。
<環境条件>
−温度:22℃
−相対湿度:30〜80%
−CO2濃度:400〜700ppm
−光源:高出力4950lm、HF蛍光ランプ、FHF32EX−N−H(東芝ライテック株式会社)
<養液条件>
栽培棚に供給される養液は、肥料A液(OATハウス1号(OATアグリオ株式会社)150g/L)、肥料B液(OATハウス2号(OATアグリオ株式会社)100g/L)を混合比1:1、電気伝導度(electrical conductivity;EC):1.8mS/cm、pH(6.0)となるように混合したものを使用した。
(2) Growth The plant after sowing was grown under cooling at room temperature of 22 ° C. for 14 days in a 16-hour daytime / 8-hour nighttime light cycle. After the grown plants germinated, they were thinned out to one plant per pot. After thinning, at the age of 2 weeks, the seedling raising box for middle seedlings was installed in the cultivation box. At this time, 32 pots were arranged per cultivation shelf. The environmental conditions and solvent conditions were adjusted as follows.
<Environmental conditions>
-Temperature: 22 ° C
-Relative humidity: 30-80%
-CO 2 concentration: 400-700 ppm
-Light source: High output 4950 lm, HF fluorescent lamp, FHF32EX-N-H (Toshiba Lighting & Technology Corporation)
<Nutrition conditions>
The nutrient solution supplied to the cultivation shelf is a mixture ratio of fertilizer A solution (OAT House No. 1 (OAT Agrio Co., Ltd.) 150 g / L) and fertilizer B solution (OAT House No. 2 (OAT Agrio Co., Ltd.) 100 g / L). A mixture was used so as to have a ratio of 1: 1, electrical conductivity (EC): 1.8 mS / cm, and pH (6.0).

2.ウイルスの浸潤(インフィルトレーション)
(1)アグロバクテリウムの培養
インフィルトレーションを行う前日にLB液体培地を5mLずつ試験管に入れ、20mg/mLリファンピシン溶液を終濃度50μg/mL、50mg/mLカナマイシン溶液を終濃度25μg/mLになるように添加した。アグロバクテリウム形質転換体のグリセロールストックを100μL添加し、28℃で約24時間振とう培養(230rpm)して培養液を得た。
2. Virus infiltration (infiltration)
(1) Culture of Agrobacterium The day before infiltration, 5 mL of LB liquid medium was placed in a test tube, and the final concentration of 20 mg / mL rifampicin solution was 50 μg / mL and that of 50 mg / mL kanamycin solution was 25 μg / mL. It was added so as to become. 100 μL of glycerol stock of Agrobacterium transformant was added, and the mixture was shake-cultured (230 rpm) at 28 ° C. for about 24 hours to obtain a culture solution.

(2)インフィルトレーションバッファー調整
上記(1)の培養液を採取しリン酸緩衝生理食塩水(Phosphate buffered salts;PBS)(10×PBS Liquide Concentre, OmniPur (登録商標)を精製水で10倍希釈し冷蔵保存したもの)で10倍希釈した。簡易光学密度、光学濃度(Optical Density;OD)モニター(mini photo 518R、タイテック株式会社)で、希釈液に対して、660mmの吸光度下で測定した光密度の値であるOD値を測定し、OD値が2.0以上であること確認した。広口バケツに精製水5.3L、0.5M 2−モルホリノエタンスルホン酸(2−(N−morpholino)ethanesulfonic acid;MES)(pH5.4)130mL、1M MgSO4 65mLを加え、真空デシケーター(300G、アズワン株式会社)に広口バケツを設置し、攪拌した。終濃度が10mM MES、10mM MgSO4、pH5.4、OD660が0.002となるように調整したものをインフィルトレーションバッファーとして使用した。
(2) Preparation of infiltration buffer The culture solution of (1) above is collected, and Phosphate buffered saline (PBS) (10 × PBS Liquid Concentre, OmniPur®) is diluted 10-fold with purified water. It was diluted 10-fold with (stored in a refrigerator). With a simple optical density and optical density (OD) monitor (mini photo 518R, Titec Co., Ltd.), the OD value, which is the value of the light density measured under an absorbance of 660 mm, was measured with respect to the diluted solution, and the OD value was measured. It was confirmed that the value was 2.0 or more. To a wide-mouthed bucket, add 5.3 L of purified water, 0.5 M 2-morpholinoethanesulfonic acid (MES) (pH 5.4) 130 mL, 1 M sulfonyl 4 65 mL, and vacuum desiccator (300 G, 300 G, A wide-mouthed bucket was installed at AS ONE Co., Ltd.) and stirred. The final concentration was adjusted to 10 mM MES, 10 mM sulfonyl 4 , pH 5.4, and OD660 to 0.002, which was used as an infiltration buffer.

(3)ウイルスの浸潤(インフィルトレーション)
5週齢となった植物に対して、以下に示す操作でインフィルトレーションを行った。植物の根部を上方向にし、植物の地上部を上記(2)のインフィルトレーションバッファーに浸けた。培土部分がインフィルトレーションバッファーに浸からないように棒をバケツの口に渡してストッパーとした。真空ポンプと真空デシケーターをホースで接続し、排気コックを全開にした状態で真空ポンプを稼動させ、―0.092MPaGまで吸引した。排気コックを閉じ、真空デシケーターから真空ポンプを外し、排気コックを一気に開放した。復圧した後、植物をインフィルトレーションバッファーから出し、葉の表面の水気をやさしくふき取った。22℃に設定した冷房室を暗室とすることで、室内の光合成有効量子束密度を5μmol・m-2・s-1に調節した。この冷房室に植物を配置し、明期12時間、暗期12時間を交互に繰り返す光周期の下で栽培した。コントロールの光合成有効量子束密度は冷房室の棚に蛍光灯を6本設置し、それらを照射することで450μmol・m-2・s-1とした。各植物を所定の感染後日数栽培した後、適宜下記測定を行った。
(3) Virus infiltration (infiltration)
Infiltration was performed on the plants aged 5 weeks by the following operations. The root of the plant was turned upward, and the above-ground part of the plant was immersed in the infiltration buffer of (2) above. A stick was passed to the mouth of the bucket to serve as a stopper so that the soil part would not be immersed in the infiltration buffer. The vacuum pump and the vacuum desiccator were connected by a hose, the vacuum pump was operated with the exhaust cock fully open, and suction was performed up to −0.092 MPaG. The exhaust cock was closed, the vacuum pump was removed from the vacuum desiccator, and the exhaust cock was opened at once. After recompression, the plant was removed from the infiltration buffer and the surface of the leaves was gently wiped dry. By setting the cooling chamber at 22 ° C. as a dark room, the effective photosynthetic quantum flux density in the room was adjusted to 5 μmol · m −2 · s -1. Plants were placed in this air-conditioning chamber and cultivated under a photoperiod in which a light period of 12 hours and a dark period of 12 hours were alternately repeated. The effective photosynthetic quantum flux density of the control was set to 450 μmol · m -2 · s -1 by installing 6 fluorescent lamps on the shelves in the cooling room and irradiating them. After cultivating each plant for a predetermined number of days after infection, the following measurements were carried out as appropriate.

3.異種タンパク質の発現量の測定
(1)生育状態の計測
(i)総葉重量の測定
感染後の植物に対して、収穫した葉を−80℃で保管したものを感染葉とした。全ての植物の茎を培土面、又は定植板際でカットし、株数をカウント後、植物の重量をデジタルはかりで測定した(総地上部重量(g))。全ての植物の本葉及び脇芽をカットし、全ての葉の重量をデジタルはかりで測定した(総葉重量(g))。
3. 3. Measurement of expression level of heterologous protein (1) Measurement of growth state (i) Measurement of total leaf weight For infected leaves, harvested leaves stored at -80 ° C were designated as infected leaves. The stems of all plants were cut on the soil surface or near the planting board, the number of plants was counted, and then the weight of the plants was measured with a digital scale (total above-ground weight (g)). The true leaves and side buds of all plants were cut, and the weights of all leaves were measured with a digital scale (total leaf weight (g)).

(ii)乾物重率の測定
カットした滅菌ロールの重量を電子天秤で測定した(重量1)。乾燥重量測定用の感染葉を、重量測定した滅菌ロールに詰め、シーリングした。電子天秤で重量(重量2)を測定後、121℃,20分でオートクレーブにかけた。オートクレーブ後、100℃に設定した乾熱滅菌器(SI601、ヤマト科学株式会社)に入れた。次日に、95℃に設定した乾熱滅菌器(EYELA)に入れた。次日に、乾熱機より取出し、10分ほど室温で静置した後、電子天秤で重量(重量3)を測定した。以下の式から乾物重率を算出した。
乾物重率(%)=(重量3−重量1)/(重量2−重量1)×100
(Ii) Measurement of dry matter weight ratio The weight of the cut sterilization roll was measured with an electronic balance (weight 1). Infected leaves for dry weight measurement were packed in a weighed sterile roll and sealed. After measuring the weight (weight 2) with an electronic balance, it was autoclaved at 121 ° C. for 20 minutes. After autoclaving, it was placed in a dry heat sterilizer (SI601, Yamato Scientific Co., Ltd.) set at 100 ° C. The next day, it was placed in a dry heat sterilizer (EYELA) set at 95 ° C. The next day, it was taken out from a dryer and allowed to stand at room temperature for about 10 minutes, and then the weight (weight 3) was measured with an electronic balance. The dry matter weight was calculated from the following formula.
Dry matter weight (%) = (weight 3-weight 1) / (weight 2-weight 1) x 100

(2)異種タンパク質の発現量の定量分析
(i)粗抽出液の調製
乳鉢及び乳棒をあらかじめ液体窒素で冷却し、−80℃で保管している感染葉を入れ、紛体状になるまで感染葉を磨砕した。1.5mLチューブの重量(重量4)を計りで測定した。薬さじを液体窒素で冷却し、磨砕物を1.5mLチューブに適量入れ、重量(重量5)を測定した。磨砕物重量(重量5―重量4)の3倍重量の抽出バッファー(20mM Tris−HCIにTriton X−100を終濃度1v/v%となるよう添加し室温保存したもの)を添加し、冷蔵(約4℃)で30分静置した後、卓上遠心機(株式会社トミー精工、Multi Spin)で5分間遠心した。1.5mLチューブに上清液100μLを入れて、−30℃で保存した。1.5mLチューブに上清液75μLを入れて、サンプルバッファー(1M DTT20μLに、4×Laemmli Sample buffer 180uLを混和したもの)25μLを添加し、95℃設定のヒートブロックで5分間加熱した。
(2) Quantitative analysis of the expression level of heterologous proteins (i) Preparation of crude extract The mortar and pestle are cooled in advance with liquid nitrogen, and the infected leaves stored at -80 ° C are added to the infected leaves until they become powdery. Grinded. The weight of the 1.5 mL tube (weight 4) was measured by measurement. The spatula was cooled with liquid nitrogen, an appropriate amount of the ground product was placed in a 1.5 mL tube, and the weight (weight 5) was measured. Add an extraction buffer (20 mM Tris-HCI to which Triton X-100 is added to a final concentration of 1 v / v% and store at room temperature), which is 3 times the weight of the ground product (weight 5-weight 4), and refrigerate (20 mM Tris-HCI). After allowing to stand at about 4 ° C. for 30 minutes, the mixture was centrifuged in a desktop centrifuge (Tomy Seiko Co., Ltd., Multi Spin) for 5 minutes. 100 μL of the supernatant was placed in a 1.5 mL tube and stored at −30 ° C. 75 μL of the supernatant was placed in a 1.5 mL tube, 25 μL of a sample buffer (20 μL of 1 M DTT mixed with 180 uL of 4 × Laemmli Sample buffer) was added, and the mixture was heated in a heat block set at 95 ° C. for 5 minutes.

(ii)ポリアクリルアミドゲル電気泳動及びウエスタンブロッティングアッセイ
ポリアクリルアミドゲル電気泳動及びウエスタンブロッティングアッセイは常法にしたがって行った。
(Ii) Polyacrylamide gel electrophoresis and Western blotting assay Polyacrylamide gel electrophoresis and Western blotting assay were performed according to a conventional method.

[実施例、比較例]
下記表1の条件で照射工程を行った。
[Examples, comparative examples]
The irradiation step was performed under the conditions shown in Table 1 below.

Figure 2021153454
Figure 2021153454

結果を図1〜2に示す。
図1の結果から、アグロバクテリウム感染後11日目以降になると、比較例3のバンド(レーン3)に比べて、実施例3のバンド(レーン6)の方が明らかに濃くなっていることが分かる。また、図2に示した総葉重量及び乾物重率の関係からも分かる通り、比較例に比べ、5μmol・m-2・s-1のPPFDの光を照射して栽培した植物においては(実施例1〜3)、日数を経るごとに総葉重量は減っているが、乾物重率は増えていることが分かる。この結果より、所定の低光量の範囲で異種タンパク質の産生が活発になったことが示唆される。
The results are shown in FIGS.
From the results of FIG. 1, after the 11th day after Agrobacterium infection, the band of Example 3 (lane 6) was clearly darker than the band of Comparative Example 3 (lane 3). I understand. In addition, as can be seen from the relationship between the total leaf weight and the dry matter weight as shown in FIG. 2, the plants cultivated by irradiating with PPFD light of 5 μmol · m −2 · s -1 as compared with the comparative example (implementation). Examples 1 to 3), it can be seen that the total leaf weight decreases with each passing day, but the dry matter weight increases. This result suggests that the production of heterologous proteins became active within a predetermined low light intensity range.

Claims (10)

異種タンパク質をコードする遺伝子で形質転換された植物において、30μmol・m-2・s-1未満の光合成有効量子束密度の光の下で、異種タンパク質を発現する工程を含む、植物において異種タンパク質を製造する方法。 In plants transformed with a gene encoding a heterologous protein, the heterologous protein in the plant comprises the step of expressing the heterologous protein under light with a photosynthetic effective quantum bundle density of less than 30 μmol · m -2 · s- 1. How to make. 前記光合成有効量子束密度の光の下での明期と、暗期とが交互に繰り返される光周期の下で、発現工程が実施される、請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the expression step is carried out under a photoperiod in which a light period and a dark period are alternately repeated under light having a photosynthetic effective quantum flux density. 光合成有効量子束密度が0.1〜20μmol・m-2・s-1である、請求項1又は2に記載の方法。 The method according to claim 1 or 2, wherein the photosynthetic effective quantum flux density is 0.1 to 20 μmol · m −2 · s -1. 光周期が暗室内で照射装置を用いて調節される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the photoperiod is adjusted using an irradiation device in a dark room. 明期が2〜20時間である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the light period is 2 to 20 hours. 植物がタバコ属である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the plant belongs to the genus Nicotiana. 形質転換前の植物を30μmol・m-2・s-1以上の光合成有効量子束密度の光の下での明期と、暗期との交互の光周期の下で生育する工程を更に含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。 It further includes a step of growing the untransformed plant under alternating light cycles of light and dark periods with a photosynthetic effective quantum bundle density of 30 μmol · m -2 · s -1 or more. The method according to any one of claims 1 to 6. 形質転換前の明期が形質転換後の明期よりも長い、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the light period before transformation is longer than the light period after transformation. 形質転換がアグロバクテリウム法を用いて実施される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 8, wherein the transformation is carried out using the Agrobacterium method. 植物が土耕又は水耕で栽培される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。 The method according to any one of claims 1 to 9, wherein the plant is cultivated by soil cultivation or hydroponics.
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