WO2008063093A1 - Method for hyperproducing target protein in a plant - Google Patents

Method for hyperproducing target protein in a plant Download PDF

Info

Publication number
WO2008063093A1
WO2008063093A1 PCT/RU2006/000627 RU2006000627W WO2008063093A1 WO 2008063093 A1 WO2008063093 A1 WO 2008063093A1 RU 2006000627 W RU2006000627 W RU 2006000627W WO 2008063093 A1 WO2008063093 A1 WO 2008063093A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plant
protein
target protein
plant cell
coding rna
Prior art date
Application number
PCT/RU2006/000627
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Jury Leonidovich Dorokhov
Tatyana Valerievna Komarova
Iosif Grigorievich Atabekov
Original Assignee
Institut Fiziko-Khimicheskoi Biologii Im. A.N.Belozerskogo Mgu
Frolova, Olga Yurievna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institut Fiziko-Khimicheskoi Biologii Im. A.N.Belozerskogo Mgu, Frolova, Olga Yurievna filed Critical Institut Fiziko-Khimicheskoi Biologii Im. A.N.Belozerskogo Mgu
Priority to PCT/RU2006/000627 priority Critical patent/WO2008063093A1/en
Publication of WO2008063093A1 publication Critical patent/WO2008063093A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8257Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits for the production of primary gene products, e.g. pharmaceutical products, interferon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8257Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits for the production of primary gene products, e.g. pharmaceutical products, interferon
    • C12N15/8258Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits for the production of primary gene products, e.g. pharmaceutical products, interferon for the production of oral vaccines (antigens) or immunoglobulins

Definitions

  • the invention relates to biotechnology, genetic engineering and medicine and can be used to create plants - superproducers of target proteins, in particular drug proteins, which can be used for therapeutic or prophylactic purposes.
  • Plants have several advantages compared with bacteria, yeast and mammalian cells for the production of foreign proteins. Plants as “factories” (a) do not contain viruses and prions pathogenic for humans, and (b) do not require the use of expensive equipment (fermenters), culture media, and sterility systems; the cost of growing the original experimental plants is incomparably lower than the cost of cultivating bacterial, yeast, or animal cells.
  • the technology of “temporary” production of protein in a plant allows you to produce a foreign protein in an amount reaching 10% - 30% of the total soluble protein of the plant in a short time (5 -10 days), when the target gene is included in the binary vector with its subsequent delivery to the cells of the infected plant by agroinoculation or agroinfiltration (Karila et al, 1997 ⁇ lapt Sreteie ⁇ admir 122, 101-108).
  • the level of accumulation of the target protein is determined by the efficiency of: (a) transcription of the binary vector (Rombouts et al., 2003 ⁇ lapt ⁇ resumehusiol 132, 1162-1176), (b) replication ( ⁇ surmepti et al, 2004 Rgos Natl Acad Sretei USA 101, 141515 -1420, Marillopet et al, 2005 Nature ⁇ otheshp 23, 718-723), (c) protect the exogenous transcriptome from degradation (Voshitet al, 2003 ⁇ lapt J 33, 949-956), as well as the stability of the target protein
  • target (hepe of iptest) can mean both “foreign” (foreig), that is, a gene that is not part of the genome of a given plant, and also “endogenous” (ephepous), that is, a gene representing portion of the plant genome term "vipyc-vektop” may denote the structure at the level of
  • the action of viral suppressors is expressed in the suppression of the destruction of viral RNAs and the accumulation of specific short (21-25 nt) interfering double-stranded RNAs or short / smarter ip RNA, siRNA and miRNA. Most of the known suppressors exhibit their properties when they bind to siRNA and miRNA. This applies, first of all, to the well-studied Tombusvirus protein P 19 (Voipet et al, 1999. Rros. Natl. Acad. Ssi. USA 96, 14147-14152), closterovirus P21 (Reed et al, 2003. Virolog 306, 203- 209), cucumovirus 2b (Vesliet et al, 1998.
  • the present invention provides a new method for superproduction of a target protein.
  • the use of vectors expressing non-coding RNAs allows one to sharply increase the accumulation of drug proteins in the plant, in particular, such as the ESAT6 tuberculosis vaccine proteins: Ag85B and Ag85B and human granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF).
  • the inventors of the present invention unexpectedly found that the introduction of nucleic acid into the nucleus of a plant cell, which ensures the appearance of non-coding RNA in the cytoplasm, leads to superproduction of the target protein directed by another expression vector.
  • the authors created the present invention by developing a simple previously undescribed method of superproduction in a plant cell target proteins.
  • the present invention provides a new method and technology for overexpression and accumulation in a plant cell of a target protein of various origins.
  • the proposed method differs from the known technologies associated with the use of silencing suppressors (silepsipg) of genes (US6395962, WO02057301, WO0138512, WO2006032713) in that the effect is achieved by using non-protein molecules, namely short non-coding RECs.
  • silepsipg silencing suppressors
  • the present invention relates to a method for producing a target protein in a plant cell, which comprises:
  • the plant cell is in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part thereof.
  • the method of the invention is characterized in that the non-coding RNA is of natural origin.
  • the non-coding RNA is U6 nuclear RNA.
  • the method of the invention is characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin.
  • the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
  • the method is characterized in that the introduction of these vectors into the plant cell is carried out by agroinjection.
  • the method of the present invention is characterized in that the administration of expression vectors leads to a stable transformation of the plant.
  • the method of the present invention is characterized in that the administration of expression vectors results in transient transformation of the plant.
  • the method of the present invention is characterized in that vectors based on non-amplifying and viral vectors are used.
  • the method of the present invention is characterized in that the target protein is a drug protein.
  • the target protein is a human granulocyte colony stimulating factor.
  • the target protein is an Ag85B tuberculosis vaccine protein.
  • the method of the present invention is characterized in that the target protein is a fusion protein.
  • the fusion protein is an ESAT6 tuberculosis vaccine protein: Ag85B.
  • the present invention relates to the use of non-coding RNA as a means for increasing the production of a target protein in a plant cell.
  • the use is characterized in that the non-coding RNA is of natural origin.
  • the non-coding RNA is U6 nuclear RNA.
  • the use is characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin.
  • the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
  • the present invention relates to a genetically modified plant cell producing a target protein and comprising an expression vector directing non-coding RNA synthesis in the plant cell and an expression vector directing the synthesis of the target protein in the plant cell.
  • the genetically modified cell is in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part thereof.
  • the genetically modified cell is characterized in that the non-coding RNA is of natural origin.
  • the non-coding RNA is U6 nuclear RNA.
  • the genetically modified cell is characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin.
  • AT One of the most preferred embodiments of non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
  • the genetically modified cell is characterized in that said vectors are intended to be introduced into the plant cell by agroinjection.
  • the genetically modified cell is characterized in that it is stably transformed by expression vectors.
  • a genetically modified cell is characterized in that it is transiently transformed with expression vectors.
  • the genetically modified cell is characterized in that the vectors used are vectors based on non-amplifying and viral vectors.
  • the genetically modified cell is characterized in that the target protein is a drug protein.
  • the target protein is a human granulocyte colony stimulating factor.
  • the target protein is an Ag85B tuberculosis vaccine protein.
  • the genetically modified cell is characterized in that the target protein is a fusion protein.
  • the fusion protein is an ESAT6 tuberculosis vaccine protein: Ag85B.
  • the present invention relates to a method for producing a genetically modified plant cell producing a target protein.
  • the method includes introducing into the cell an expression vector directing the synthesis of non-coding RNA in the plant cell and an expression vector directing the synthesis of the target protein in the plant cell.
  • the method is characterized in that the plant cell is in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part thereof.
  • the method is characterized in that the non-coding RNA is of natural origin. In one of the most preferred embodiments, the non-coding RNA is U6 nuclear RNA In yet another embodiment, the method is characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin. In one of the most preferred embodiments, the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
  • the method is characterized in that said vectors are introduced into the plant cell by agroinjection.
  • the method is characterized in that expression vectors are introduced into the cell of the plant to ensure stable transformation.
  • the method is characterized in that expression vectors that provide transient transformation are introduced into the plant cell.
  • the method is characterized in that vectors based on non-amplifying and viral vectors are used.
  • the method is characterized in that the target protein is a drug protein.
  • the target protein is a human granulocyte colony stimulating factor.
  • the target protein is an Ag85B tuberculosis vaccine protein.
  • the method is characterized in that the target protein is a fusion protein.
  • the fusion protein is an ESAT6 tuberculosis vaccine protein: Ag85B.
  • FIG. 1 Scheme of oligonucleotide primers for cloning cDNA expressing U6.
  • FIG. 2 The structure diagram of binary vectors expressing non-coding RNAs, where RB and LB are the right and left parts of the site of embedding the binary vector into the plant genome, respectively; 35S — transcriptional promoter of cauliflower mosaic virus (VMCC); PoIyA is the polyadenylation signal of the MCC. In parentheses, the length (in nucleotides, pt) of the cDNA expressing non-coding RNA is shown.
  • FIG. 3 Vectors expressing short non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with a “weak” vector created on the basis of krBTM.
  • A Schematic diagram of the structure of the crTMV: GFP vector, a binary vector based on the infectious cruciferous tobamovirus cDNA, krVTM, where (from left to right) LB is the left part of the site of insertion of the binary vector into the plant genome, Nos-t is the nopaline synthase terminator, and NTPTP is the neomycin phosphotransferase, Nos-p - nopaline synthase transcriptional promoter, Arab.
  • Act2 is the actin transcriptional promoter 2 from Arabidopsis
  • RePcase is the crBTM replicase gene
  • MP tgps
  • LoxP is the c-recombinase site
  • is the omega-translational enhancer BTM, GFP - green fluorescent protein from Aqiorea, NTR - 3 'untranslated region of the genome of krVTM RNA, RB - the right side of the site of integration of the binary vector into the plant genome
  • FIG. 4 Vectors expressing short non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with the “strong” vector c ⁇ V GFP (Intg)
  • FIG. 5 Vectors expressing short non-coding RNAs contribute to the early accumulation of GFP in leaves agroinjected with the “strong” vector c ⁇ V GFP (Intr)
  • FIG. 6 Vectors expressing short non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with a vector created on the basis of PVX (PVX GFP)
  • PVX GFP a binary vector based on the infectious potato X virus cDNA (X-BK), where PVX PoI is replicase X-BK, 25K, 12K, 8K are transport genes X-BK, sgp is a subgenomic promoter X-BK envelope protein, Pvx ptr - non-translated region of X-BK
  • FIG. 7 Vectors expressing short non-coding RNAs contribute to increased accumulation of tuberculosis vaccine protein ESAT6 Ag85B in leaves agroinjected with the vector PVX-ESAT6 Ag85B
  • FIG. 8 Photograph of Coomassie stained gel after electrophoresis of proteins of the cell walls of leaves of N. bepthciash 5 days after joint agroinjection
  • TM- massive multi-tenant viral vector and vectors expressing short non-coding U6 RNA, (GAAA) ib (64 pt long)
  • Vectors encoding P 19 suppressor proteins were used as a control.
  • Track designated as ESAT6 Ag85B (0.5 mcg) is a positive control, i.e. a protein synthesized in E. colg
  • the arrow shows the position of Ag85B
  • FIG. 9 Western analysis of leaf proteins of N. bepatiapa 5 days after the joint agroinjection of the viral vector c ⁇ G-CSF expressing G-CSF and vectors expressing short non-coding RNA U6 (lane 1) and (GAAA) ⁇ 6 (lane 3)
  • Leaf samples agro-injected with r ⁇ V G-CSF in the presence of a vector encoding P19 (lane 2) or a vector without an insert (empty vector, lane 4) were used as a positive and negative control, respectively.
  • the arrow shows the position of G-CSF detected by specific antibodies to G - CSF isolated and purification nnogo from recombinant bacteria E. sol ⁇ , producing T- CSF
  • the present invention is based on the fact that the authors unexpectedly discovered that superproduction of the target protein in a plant cell encoded by an expression vector can be achieved by introducing a nucleic acid into the nucleus of a plant cell that provides short non-coding RNAs in the cytoplasm
  • non-coding RNAs can be natural, for example, nuclear RNAs.
  • nuclear RNA U6 (Example 2) can stimulate protein production directed by the viral vector (see Examples 3-6) of U6 RNA, which is normally transcribed by RNA polymerase III and does not leave the nucleus of a plant cell (Norrer, 2006 Critical Revues Vuschemistr apd Molesulur Vulogu, 41, 3-19), provides increased synthesis of the target protein when RNA transport from the nucleus into the cytoplasm is included in the signal vector
  • Non-coding RNA can be of artificial origin.
  • an artificial sequence such as (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128 (Example 1), can be used to effectively increase the production of a protein directed by a viral vector (see Examples 3-7)
  • the proposed method involves (a) the formation in plant cells of non-coding RNAs and (b) the synthesis of mRNAs that direct superproduction of target proteins in the mRNA cell can be formed both from replicating vectors created on the basis of viral genomes (see Examples 3-7), and from non-amplifying mono- or polycistronic RNAs
  • a plant cell producing the target protein can be in the form of an isolated cell devoid of a cell wall (protoplast), or as part of a cultured explant (tissue, organ), or a whole plant Cell cultivation under artificial conditions occurs in a sterile medium of known composition and under controlled conditions at a constant temperature (26-28 0 C) and illumination
  • the present invention suggests the possibility of using non-coding RNA to stimulate the production of the target protein in cultured cells as in in suspension culture, and in plant explants cultivated on a solid medium, or in a whole plant grown in a suitable medium, such as a natural substrate (e.g.
  • the target protein can accumulate inside a plant cell or by introducing a signal sequence into its composition, it can be exported to the culture medium.
  • the selection of the target protein can occur during the destruction of culture cells or directly from the culture medium
  • Foreign DNA can be introduced into the plant cell using electroporation, micro-bombardment bombardment, microinjection and the virus.
  • all these DNA objects can be delivered using Agrobaster titefaseps.
  • the Agroinfiltration method and , 1997 ⁇ lapt Sreteie ⁇ admir 122, 101-108 The transformation of plant cells can be stable, accompanied by the integration of the introduced DNA into the plant genome. The desired effect can also be achieved. bend when introduced into the nucleus of DNA and transient (temporary) synthesis of RNA without stable integration of DNA into the host genome (see Examples 3-7)
  • Non-coding RNAs are able to stimulate the production of the target protein to a greater extent than the most effective gene silencing suppressor, P19 Tomato Dwarf Virus Protein P19 (BKKT) (see Examples 3-7). )
  • Non-coding RNAs can stimulate the production of any target Proteins: both the model GFP protein, which, due to its structure, is characterized by extremely high stability in plant cells, as well as drug proteins.
  • Target proteins useful for medical (therapeutic or prophylactic) use that can be obtained by the method of the present invention include, without limitation: growth factors, for example, vascular endothelial growth factor (VEGF), platelet growth factor (PDGF), hepatic growth factor (HGP ), placental growth factor (PLGF), tumor growth factor (TGF), in particular tumor growth factor beta (TGF-beta), insulin-like growth factor (IGF), thrombopoietin (TPO), erythropoietin (EPO), stem cell factor (SCF) ), fibroblast growth factor (FGF), l ycotic inhibitory factor (LIF), interleukins 1 to 8 (EL-I - GL-8) and 12 (BL-12), antigens of pathogens of various bacterial, viral, protozoal infections, such as dysentery, meningitis, typhoid and rash, plague, cholera, smallpox, measles, brucellosis, malaria,
  • vaccine proteins are examples of drug proteins that can be obtained by the method of the present invention.
  • vaccine proteins the production of which can be carried out by the method of the present invention, of particular interest are vaccine proteins that protect humans from tuberculosis.
  • Human tuberculosis (PM) caused by the intracellular bacterium Musobasterite tuberculosis, occupies a leading position in human mortality (3 million people per year) among infectious diseases.
  • Gut Calmette-Gu ⁇ ripe (BCG vaccine) a live attenuated vaccine based on Musobasterite bovis, obtained by French bacteriologists AIb ert Calmette and Camille Guéripe in the 1920s, is now widely used in healthcare. This vaccine has been used for decades, although its effectiveness is not entirely satisfactory.
  • BCG vaccine is effective against miliary PM and tuberculous meningitis in children, but it does not protect well from adult pulmonary tuberculosis.
  • BCG infection which was called BCG infection.
  • the situation does not improve with BCG revaccination, but rather increases the risk of pulmonary PM in adults.
  • the general opinion is that we need a new effective vaccine and an immunization strategy. Difficulties in developing a new vaccine are explained to a large extent by the peculiarities of biology and genetics of M. tubercylosis. It was shown that 129 genes of M. tuberculosis are absent in the genome of the BCG vaccine strain. Among them, a number of genes encoding secreted proteins were identified, which can be considered as candidate vaccine proteins.
  • the invention provides a method for superproduction of vaccine proteins M. tuberculosis, ESAT6 ( ⁇ réellerlêt ⁇ pointedumble field Kunststofftechnik department ⁇ Fort ⁇ Mercedes Target-6, with a molar mass of 6 kDa), Ag85B, (mycolyltransferase with a molar mass of 35 kDa) in a plant cell and chimeric artificial fusion protein ESAT6: Ag85B, which can be used for vaccination with the aim of creating specific immunity against the human tuberculosis pathogen caused by M. tuberculosis.
  • non-coding RNAs can stimulate the accumulation of ESAT6: Ag85B and Ag85B in a plant cell, at least not less efficiently than the known protein silencing suppressors, P19 and Hcrro.
  • G-CSF human granulocyte colony stimulating factor
  • Example 7 Another non-limiting example of a drug protein that can be superproduced in a plant cell by the method of the present invention is a human granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) (Example 7).
  • G-CSF is a glycoprotein with a molecular weight of about 19 kDa, produced by macrophages, fibroblasts and endothelial cells. It is an important factor in hematopoiesis and is characterized by a wide spectrum of biological activity, including a rapid increase in the number of neutrophilic granulocytes, stimulation of terminal stages of differentiation, and an increase in the activity of mature neutrophils.
  • T-CSF T-CSF
  • Plants producing G-CSF should be widely used as a source of cheap, functionally active protein for use in medicine.
  • Genes encoding target proteins for production in a plant cell by the method of the present invention may, in addition to the coding sequence, further comprise coding and / or non-coding sequences.
  • Such coding sequences are well known to those skilled in the art and include, for example, leader peptides that can be used to synthesis of the target protein in the form of a space with the aim of its subsequent secretion into the intercellular space. Production of target proteins in the form of fusion proteins is also possible.
  • Fusion partners are well known in the art and include, for example, sequences that facilitate subsequent highly efficient purification of the target protein, or provide better solubility thereof, etc.
  • Non-coding sequences are also well known to those skilled in the art and may include sequences that increase transcript output (strong promoters, enhancers, aptamers), or provide a choice between constitutive gene expression or inducible expression that is regulated by an external factor (for example, physical or chemical effects) , or specific micro-RNAs (Gooddrive ap Kugel, 2006. NATURE Revises, MoI. CeIl Biol. 7, 612-615). Examples of such sequences include more than 75 enhancers of transcription of the human genome (Repassio et al., 2006. Natury Nov 5; Epub achad of frag).
  • Example 1 Cloning of vectors expressing non-coding RNA based on the GAAA module.
  • cDNA expressing the module (GAAA) ib was obtained using the polymerase chain reaction (TTTIP) using oligonucleotide primers (see Table 1).
  • the U6 sequence with a length of 102 nt was obtained using primers (see Table 2 and Figure 1)
  • Agrobaster test tithaspeps with binary vectors expressing non-coding RNA (Fig. 1) and binary vector c- ⁇ V GFP (Fig. 3 A) were seeded into 2-YT liquid medium and grown overnight at 28 ° C. Night culture was precipitated by centrifugation at 5 thousand rpm 3 min. Then, the precipitate was resuspended in agroinfiltration buffer containing 10 mM MgCl 2 and HUMM MES pH 5.0, and introduced into the sheet at the appropriate dilution.
  • Fig 3 (B and C) shows the accumulation of GFP in N.
  • Non-coding RNAs stimulate faster GFP accumulation (Figure 5) by directly comparing with r ⁇ V GFP (Intr) in the presence (right) and in the absence (left) of a vector expressing short non-coding RNA
  • Non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with vectors created on the basis of XBK.
  • Non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP using a different vector than the previously described vectors (Example 3) created on the basis of the krVTM genome.
  • Example 3 created on the basis of the krVTM genome.
  • PVX GFP vector created on the basis of the XBK genome Fig. 6A. It can be seen (Fig. 6B). that vectors created on the basis of the (GAAA) module of ib and U6, as well as the precursor of the chimeric miRNA (XmiR, miR171 / 159) sharply stimulate the accumulation of GFP, comparable to its accumulation in the presence of protein suppressors of silencing P19 and ⁇ perfume ⁇ r в Example 5.
  • Non-coding RNAs stimulate the accumulation of tuberculosis vaccine proteins in leaves agroinjected with an XBK-based vector.
  • Non-coding RNAs stimulate the accumulation of tuberculosis vaccine proteins in leaves agroinjected with a vector created on the basis of krVTM.
  • Non-coding RNAs stimulate the accumulation of G-CSF in leaves agroinjected with a vector created on the basis of krVTM.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

The invention relates to biotechnology, gene engineering and to medicine, in particular to a method for producing (hyperproducing) foreign or endogenous target proteins in a plant cell. The hyperproduction of the target proteins is obtained by the expression, in the plant cell, of vectors leading synthesis of ribonucleic acids of a specific type designated as noncoding RNA, i.e the RNA incapable to code protein. The applicants disclose that noncoding RNA substantially promote the production of target proteins, wherein the stimulating activity is exhibited by natural and synthetic noncoding RNA. The inventive method is embodied in the form of a multi-purpose method and promotes the accumulation of any type of target proteins, including vaccinal and therapeutic target proteins, in cells of plants.

Description

СПОСОБ СУПЕРПРОДУКЦИИ В РАСТЕНИИ ЦЕЛЕВОГО БЕЛКА METHOD OF SUPERPRODUCTION IN TARGET PROTEIN PLANT
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к биотехнологии, генной инженерии и медицине и может быть использовано для создания растений - суперпродуцентов целевых белков, в частности медикаментозных белков, которые могут применяться в терапевтических или профилактических целях.The invention relates to biotechnology, genetic engineering and medicine and can be used to create plants - superproducers of target proteins, in particular drug proteins, which can be used for therapeutic or prophylactic purposes.
Уровень техникиState of the art
Растения имеют ряд преимуществ по сравнению с клетками бактерий, дрожжей и млекопитающих для продукции чужеродных белков Растения как «фaбpики» (а) не содержат патогенных для человека вирусов и прионов, и (б) не требуют применения дорогостоящей аппаратуры (ферментеры), культуральных сред и системы стерильности; стоимость выращивания исходных опытных растений несравнимо ниже стоимости культивирования клеток бактерий, дрожжей или животных Технология «вpeмeннoй» продукции (trапsiепt ехрrеssiоп) белков в растении позволяет наработать чужеродный белок в количестве, достигающем 10% - 30% от общего растворимого белка растения в короткое время (5-10 дней), когда целевой ген включается в бинарный вектор с последующей доставкой его в клетки инфицируемого растения методом агроинокуляции или агроинфильтрации (Карilа еt аl, 1997 Рlапt Sсiепсе 122, 101-108). В этих условиях уровень накопления целевого белка определяется эффективностью: (а) транскрипции бинарного вектора (Rоmbаuts еt аl., 2003 Рlапt Рhуsiоl 132, 1162-1176), (б) репликации (Аsurmепdi еt аl, 2004 Ргос Nаtl Асаd Sсi USA 101, 1415-1420, Маrrillопеt еt аl, 2005 Nаturе Вiоtесhп 23, 718-723), (в) защиты экзогенного транскриптома от деградации (Vоiшiеt еt аl, 2003 Рlапt J 33, 949-956), а также стабильностью целевого белка Термин «цeлeвoй гeн» (gепе оf iпtеrеst) может означать как «чyжepoдный» (fоrеigп), то есть ген, не являющийся частью генома данного растения, так и «эндoгeнный» (епdоgепоus), то есть ген, представляющий часть генома растения Термин «виpyc-вeктop» может обозначать конструкцию на уровне ДНК, включающую полную копию модифицированного вирусного генома или РНК- транскрипт с этой ДНК, способный самостоятельно реплицироваться в клетке растения, экспрессируя целевой белок (ЦБ)Plants have several advantages compared with bacteria, yeast and mammalian cells for the production of foreign proteins. Plants as “factories” (a) do not contain viruses and prions pathogenic for humans, and (b) do not require the use of expensive equipment (fermenters), culture media, and sterility systems; the cost of growing the original experimental plants is incomparably lower than the cost of cultivating bacterial, yeast, or animal cells. The technology of “temporary” production of protein in a plant allows you to produce a foreign protein in an amount reaching 10% - 30% of the total soluble protein of the plant in a short time (5 -10 days), when the target gene is included in the binary vector with its subsequent delivery to the cells of the infected plant by agroinoculation or agroinfiltration (Karila et al, 1997 Рlapt Sсieпсе 122, 101-108). Under these conditions, the level of accumulation of the target protein is determined by the efficiency of: (a) transcription of the binary vector (Rombouts et al., 2003 Рlapt Рсhusiol 132, 1162-1176), (b) replication (Аsurmepti et al, 2004 Rgos Natl Acad Sсi USA 101, 141515 -1420, Marillopet et al, 2005 Nature Віotheshp 23, 718-723), (c) protect the exogenous transcriptome from degradation (Voshitet al, 2003 Рlapt J 33, 949-956), as well as the stability of the target protein The term “target” (hepe of iptest) can mean both “foreign” (foreig), that is, a gene that is not part of the genome of a given plant, and also “endogenous” (ephepous), that is, a gene representing portion of the plant genome term "vipyc-vektop" may denote the structure at the level of DNA containing a complete copy of the modified viral genome or RNA transcript of the DNA capable of self-replicating in a plant cell expressing the target protein (CB)
В последнее время разрабатываемые системы транзиентной экспрессии вирусных векторов направлены, прежде всего, к увеличению стабильности вирусных РНК-транскриптов за счет подавления клеточного механизма «yмoлкaния», или сайленсинга, генов с помощью белков-супрессоров (Vоiппеt, 2005. Nаturе 6, 206-220; Qu апd Моrris, 2005. FEBS Lеtt. 579, 5958-5964; Rоth еt а!., 2004 Viruь Rеs J 02, «7-108: Моissiаrd апd Vоiппеt, 2004. MoI. Рiаш Раth. 5, 71-82). Действие вирусных супрессоров выражается в подавлении разрушения вирусных РНК и накопления специфических коротких (21-25 нт) интерферирующих двухнитевых РНК или shоrt/smаll iпtеrfеriпg RNA, siRNА и miRNА. Большая часть известных супрессоров проявляют свои свойства при их связывании с siRNА и miRNА. Это относится, прежде всего, к хорошо изученному томбусвирусному белку P 19 (Vоiппеt еt аl, 1999. Рrос.Nаtl.Асаd.Sсi. USA 96, 14147-14152), клостеровирусному P21 (Rееd еt аl, 2003. Virоlоgу 306, 203-209), кукумовирусному 2b (Весliп еt аl, 1998. Virоlоgу 252, 313-317) и потивирусному НсРrо (Апапdlаkshmi еt аl, 1998. Рrос.Nаtl.Асаd.Sсi.USА 95, 13079-13084). Связывание супрессоров с siRNА и miRNА приводит к подавлению (а) связывания коротких РНК с Дайсерами и белками-аргонавтами; (б) прекращению их локального и системного распространения; (в) блокаде метилирования siRNА и miRNА и, следовательно, стимулированию процесса их деградации (Yu еt аl, 2006 FEBS Lеtt. 580, 3117-3120). Другой способ увеличить накопление белка - это повысить его внутриклеточную стабильность за счет оптимизации кодонового состава гена или удаления, например, трансмембранного домена.Recently developed systems of transient expression of viral vectors are aimed, first of all, to increase the stability of viral RNA transcripts by suppressing the cellular mechanism of silencing, or silencing, genes using suppressor proteins (Voipet, 2005. Nat 6, 206-220; Qu apd Morris, 2005. FEBS Let. 579, 5958-5964; Roth et a!., 2004 Viru Res J 02, “7-108: Missiard apt Voipet, 2004. MoI. Riath Pat. 5, 71-82). The action of viral suppressors is expressed in the suppression of the destruction of viral RNAs and the accumulation of specific short (21-25 nt) interfering double-stranded RNAs or short / smarter ip RNA, siRNA and miRNA. Most of the known suppressors exhibit their properties when they bind to siRNA and miRNA. This applies, first of all, to the well-studied Tombusvirus protein P 19 (Voipet et al, 1999. Rros. Natl. Acad. Ssi. USA 96, 14147-14152), closterovirus P21 (Reed et al, 2003. Virolog 306, 203- 209), cucumovirus 2b (Vesliet et al, 1998. Virology 252, 313-317) and potiviral HcPro (Aplaxmi et al, 1998. Proc. Natl. Acad.Sci.USA 95, 13079-13084). The binding of suppressors to siRNA and miRNA leads to the suppression of (a) the binding of short RNAs to Dicers and Argonaut proteins; (b) stopping their local and systemic distribution; (c) the blockade of siRNA and miRNA methylation and, consequently, the stimulation of their degradation (Yu et al, 2006 FEBS Let. 580, 3117-3120). Another way to increase protein accumulation is to increase its intracellular stability by optimizing the codon composition of the gene or by removing, for example, the transmembrane domain.
Однако использование белков-супрессоров умолкания генов и известные способы повышения стабильности целевого белка могут не достигать ожидаемого эффекта, особенно когда необходимо экспрессировать целевые белки, в частности медикаментозные белки. Данное изобретение предлагает новый способ суперпродукции целевого белка. Использование векторов, экспрессирующих некодирующие РНК, позволяет резко увеличить накопление в растении медикаментозных белков, в частности таких, как туберкулезные вакцинные белки ESAT6:Ag85B и Ag85B и гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор человека (Г-КСФ).However, the use of gene silencing suppressor proteins and known methods for increasing the stability of the target protein may not achieve the expected effect, especially when it is necessary to express the target proteins, in particular drug proteins. The present invention provides a new method for superproduction of a target protein. The use of vectors expressing non-coding RNAs allows one to sharply increase the accumulation of drug proteins in the plant, in particular, such as the ESAT6 tuberculosis vaccine proteins: Ag85B and Ag85B and human granulocyte colony-stimulating factor (G-CSF).
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Авторы данного изобретения неожиданно обнаружили, что введение в ядро растительной клетки нуклеиновой кислоты, обеспечивающей появление в цитоплазме некодирующих РНК, приводит к суперпродукции целевого белка, направляемой другим экспрессионным вектором. Таким образом, авторы создали настоящее изобретение, разработав простой ранее не описанный способ суперпродукции в клетке растения целевых белков.The inventors of the present invention unexpectedly found that the introduction of nucleic acid into the nucleus of a plant cell, which ensures the appearance of non-coding RNA in the cytoplasm, leads to superproduction of the target protein directed by another expression vector. Thus, the authors created the present invention by developing a simple previously undescribed method of superproduction in a plant cell target proteins.
Настоящее изобретение обеспечивает новый способ и технологию для суперэкспрессии и накопления в клетке растения целевого белка различного происхождения. Предложенный способ отличается от известных технологий, связанных с применением супрессоров умолкания (silепсiпg) генов (US6395962, WO02057301, WO0138512, WO2006032713), тем, что эффект достигается путем использования молекул небелковой природы, а именно коротких некодирующих РЕК. Таким образом, в своем первом аспекте настоящее изобретение относится к способу продукции в клетке растения целевого белка, который включает в себя:The present invention provides a new method and technology for overexpression and accumulation in a plant cell of a target protein of various origins. The proposed method differs from the known technologies associated with the use of silencing suppressors (silepsipg) of genes (US6395962, WO02057301, WO0138512, WO2006032713) in that the effect is achieved by using non-protein molecules, namely short non-coding RECs. Thus, in a first aspect, the present invention relates to a method for producing a target protein in a plant cell, which comprises:
(а) обеспечение экспрессионного вектора, направляющего в клетке синтез некодирующей РНК,(a) providing an expression vector directing in the cell the synthesis of non-coding RNA,
(б) обеспечение экспрессионного вектора, направляющего в клетке синтез целевого белка;(b) providing an expression vector directing the synthesis of the target protein in the cell;
(в) введение указанных векторов в клетку растения;(c) introducing said vectors into a plant cell;
(г) совместную экспрессию в клетке указанных векторов.(g) co-expression in the cell of these vectors.
В одном из воплощений клетка растения находится в культуре клеток растения, культуре ткани растения, культуре органа растения, в целом растении или его части.In one embodiment, the plant cell is in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part thereof.
В одном из воплощений способ изобретения характеризуется тем, что некодирующая РНК имеет природное происхождение. В одном из предпочтительных воплощений некодирующая РНК представляет собой ядерную РНК U6.In one embodiment, the method of the invention is characterized in that the non-coding RNA is of natural origin. In one preferred embodiment, the non-coding RNA is U6 nuclear RNA.
В следующем воплощении способ изобретения характеризуется тем, что некодирующая РНК имеет искусственное происхождение. В одном из предпочтительных воплощений некодирующая РНК представляет собой модуль (GAAA)n, где п есть целое число от 16 до 128.In a further embodiment, the method of the invention is characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin. In one preferred embodiment, the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
В еще одном воплощении способ характеризуется тем, что введение указанных векторов в клетку растения осуществляют путем агроинъекции.In yet another embodiment, the method is characterized in that the introduction of these vectors into the plant cell is carried out by agroinjection.
В одном из воплощений способ настоящего изобретения характеризуется тем, что введение экспрессионных векторов приводит к стабильной трансформации растения.In one embodiment, the method of the present invention is characterized in that the administration of expression vectors leads to a stable transformation of the plant.
В следующем воплощении способ настоящего изобретения характеризуется тем, что введение экспрессионных векторов приводит к транзиентной трансформации растения.In a further embodiment, the method of the present invention is characterized in that the administration of expression vectors results in transient transformation of the plant.
В одном из воплощений способ настоящего изобретения характеризуется тем, что используют векторы на основе неамплифицирующихся и вирусных векторов. В одном из воплощений способ настоящего изобретения характеризуется тем, что целевой белок представляет собой медикаментозный белок. В одном из предпочтительных воплощений целевой белок представляет собой гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор человека. В следующем предпочтительном воплощении целевой белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок Ag85B.In one embodiment, the method of the present invention is characterized in that vectors based on non-amplifying and viral vectors are used. In one embodiment, the method of the present invention is characterized in that the target protein is a drug protein. In one preferred embodiment, the target protein is a human granulocyte colony stimulating factor. In a further preferred embodiment, the target protein is an Ag85B tuberculosis vaccine protein.
В следующем воплощении способ настоящего изобретения характеризуется тем, что целевой белок представляет собой слитый белок. В одном из предпочтительных воплощений слитый белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок ESAT6:Ag85B.In a further embodiment, the method of the present invention is characterized in that the target protein is a fusion protein. In one preferred embodiment, the fusion protein is an ESAT6 tuberculosis vaccine protein: Ag85B.
В своем следующем аспекте настоящее изобретение относится к применению некодирующей РНК в качестве средства для увеличения продукции целевого белка в клетке растения.In a further aspect, the present invention relates to the use of non-coding RNA as a means for increasing the production of a target protein in a plant cell.
В одном из воплощений применение характеризуется тем, что некодирующая РНК имеет природное происхождение. В одном из предпочтительных воплощений некодирующая РНК представляет собой ядерную РНК U6.In one embodiment, the use is characterized in that the non-coding RNA is of natural origin. In one preferred embodiment, the non-coding RNA is U6 nuclear RNA.
В еще одном воплощении применение характеризуется тем, что некодирующая РНК имеет искусственное происхождение. В одном из предпочтительных воплощений некодирующая РНК представляет собой модуль (GAAA)n, где п есть целое число от 16 до 128.In another embodiment, the use is characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin. In one preferred embodiment, the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
В своем следующем аспекте настоящее изобретение относится к генетически модифицированной клетке растения, являющейся продуцентом целевого белка и содержащей экспрессионный вектор, направляющий в клетке растения синтез некодирующей РНК, и экспрессионный вектор, направляющий в клетке растения синтез целевого белка.In a further aspect, the present invention relates to a genetically modified plant cell producing a target protein and comprising an expression vector directing non-coding RNA synthesis in the plant cell and an expression vector directing the synthesis of the target protein in the plant cell.
В одном из воплощений генетически модифицированная клетка находится в культуре клеток растения, культуре ткани растения, культуре органа растения, в целом растении или его части.In one embodiment, the genetically modified cell is in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part thereof.
В следующем воплощении генетически модифицированная клетка характеризуется тем, что некодирующая РНК имеет природное происхождение. В одном из наиболее предпочтительных воплощений некодирующая РНК представляет собой ядерную РНК U6.In a further embodiment, the genetically modified cell is characterized in that the non-coding RNA is of natural origin. In one of the most preferred embodiments, the non-coding RNA is U6 nuclear RNA.
В еще одном воплощении генетически модифицированная клетка характеризуется тем, что некодирующая РНК имеет искусственное происхождение. В одном из наиболее предпочтительных воплощений некодирующая РНК представляет собой модуль (GAAA)n, где п есть целое число от 16 до 128.In yet another embodiment, the genetically modified cell is characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin. AT One of the most preferred embodiments of non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
В следующем воплощении генетически модифицированная клетка характеризуется тем, что указанные векторы предназначены для введения в клетку растения путем агроинъекции.In a further embodiment, the genetically modified cell is characterized in that said vectors are intended to be introduced into the plant cell by agroinjection.
В одном из воплощений генетически модифицированная клетка характеризуется тем, что она является стабильно трансформированной экспрессионными векторами.In one embodiment, the genetically modified cell is characterized in that it is stably transformed by expression vectors.
В еще одном из воплощений генетически модифицированная клетка характеризуется тем, что она является транзиентно трансформированной экспрессионными векторами.In yet another embodiment, a genetically modified cell is characterized in that it is transiently transformed with expression vectors.
В следующем воплощении генетически модифицированная клетка характеризуется тем, что используемые векторы представляют собой векторы на основе неамплифицирующихся и вирусных векторов.In a further embodiment, the genetically modified cell is characterized in that the vectors used are vectors based on non-amplifying and viral vectors.
В одном из воплощений генетически модифицированная клетка характеризуется тем, что целевой белок представляет собой медикаментозный белок. В одном из наиболее предпочтительных воплощений целевой белок представляет собой гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор человека. В еще одном из наиболее предпочтительных воплощений целевой белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок Ag85B.In one embodiment, the genetically modified cell is characterized in that the target protein is a drug protein. In one of the most preferred embodiments, the target protein is a human granulocyte colony stimulating factor. In another of the most preferred embodiments, the target protein is an Ag85B tuberculosis vaccine protein.
В еще одном из воплощений генетически модифицированная клетка характеризуется тем, что целевой белок представляет собой слитый белок. В одном из наиболее предпочтительных воплощений слитый белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок ESAT6: Ag85B.In yet another embodiment, the genetically modified cell is characterized in that the target protein is a fusion protein. In one of the most preferred embodiments, the fusion protein is an ESAT6 tuberculosis vaccine protein: Ag85B.
В своем следующем аспекте настоящее изобретение относится к способу получения генетически модифицированной клетки растения - продуцента целевого белка. Способ включает введение в клетку экспрессионного вектора, направляющего в клетке растения синтез некодирующей РНК, и экспрессионного вектора, направляющего в клетке растения синтез целевого белка.In a further aspect, the present invention relates to a method for producing a genetically modified plant cell producing a target protein. The method includes introducing into the cell an expression vector directing the synthesis of non-coding RNA in the plant cell and an expression vector directing the synthesis of the target protein in the plant cell.
В одном из воплощений способ характеризуется тем, что клетка растения находится в культуре клеток растения, культуре ткани растения, культуре органа растения, в целом растении или его части.In one embodiment, the method is characterized in that the plant cell is in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part thereof.
В одном из воплощений способ характеризуется тем, что некодирующая РНК имеет природное происхождение. В одном из наиболее предпочтительных воплощений некодирующая РНК представляет собой ядерную РНК U6 В еще одном из воплощений способ характеризуется тем, что некодирующая РНК имеет искусственное происхождение. В одном из наиболее предпочтительных воплощений некодирующая РНК представляет собой модуль (GAAA)n, где п есть целое число от 16 до 128.In one embodiment, the method is characterized in that the non-coding RNA is of natural origin. In one of the most preferred embodiments, the non-coding RNA is U6 nuclear RNA In yet another embodiment, the method is characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin. In one of the most preferred embodiments, the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
В следующем воплощении способ характеризуется тем, что указанные векторы вводят в клетку растения путем агроинъекции.In a further embodiment, the method is characterized in that said vectors are introduced into the plant cell by agroinjection.
В одном из воплощений способ характеризуется тем, что в клетку растения вводят экспрессионные векторы, обеспечивающие стабильную трансформацию.In one embodiment, the method is characterized in that expression vectors are introduced into the cell of the plant to ensure stable transformation.
В еще одном из воплощений способ характеризуется тем, что в клетку растения вводят экспрессионные векторы, обеспечивающие транзиентную трансформацию.In yet another embodiment, the method is characterized in that expression vectors that provide transient transformation are introduced into the plant cell.
В еще одном из воплощений способ характеризуется тем, что используют векторы на основе неамплифицирующихся и вирусных векторов.In yet another embodiment, the method is characterized in that vectors based on non-amplifying and viral vectors are used.
В следующем воплощении способ характеризуется тем, что целевой белок представляет собой медикаментозный белок. В одном из наиболее предпочтительных воплощений целевой белок представляет собой гранулоцитарный колоние- стимулирующий фактор человека. В еще одном из наиболее предпочтительных воплощений целевой белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок Ag85B.In a further embodiment, the method is characterized in that the target protein is a drug protein. In one of the most preferred embodiments, the target protein is a human granulocyte colony stimulating factor. In another of the most preferred embodiments, the target protein is an Ag85B tuberculosis vaccine protein.
В одном из воплощений способ характеризуется тем, что целевой белок представляет собой слитый белок. В одном из наиболее предпочтительных воплощений слитый белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок ESAT6:Ag85B.In one embodiment, the method is characterized in that the target protein is a fusion protein. In one of the most preferred embodiments, the fusion protein is an ESAT6 tuberculosis vaccine protein: Ag85B.
Краткое описание фигур:Brief description of the figures:
Фиг. 1. Схема олигонуклеотидных праймеров для клонирования кДНК, экспрессирующей U6.FIG. 1. Scheme of oligonucleotide primers for cloning cDNA expressing U6.
Фиг. 2. Схема строения бинарных векторов, экспрессирующих некодирующие РНК, где RB и LB - соответственно правая и левая часть участка встраивания в геном растения бинарного вектора; 35S - транскрипционный промотор вируса мозаики цветной капусты (ВМЦК); PoIyA - полиаденилирующий сигнал ВМЦК. В круглых скобках показана длина (в нуклеотидах, пt) кДНК, экспрессирующей некодирующую РНК.FIG. 2. The structure diagram of binary vectors expressing non-coding RNAs, where RB and LB are the right and left parts of the site of embedding the binary vector into the plant genome, respectively; 35S — transcriptional promoter of cauliflower mosaic virus (VMCC); PoIyA is the polyadenylation signal of the MCC. In parentheses, the length (in nucleotides, pt) of the cDNA expressing non-coding RNA is shown.
Фиг. 3. Векторы, экспрессирующие короткие некодирующие РНК, стимулируют накопление GFP в листьях, агроинъецированных «cлaбым» вектором, созданным на основе крВТМ. (А) Схема строения вектора crTMV:GFP, бинарного вектора на основе инфекционной кДНК тобамовируса, инфицирующего крестоцветные, крВТМ, где (слева направо) LB - левая часть участка встраивания в геном растения бинарного вектора, Nоs-t - нопалинсинтазный терминатор, NРТП - ген неомицинфосфотрансферазы, Nоs- р - нопалинсинтазный транскрипционный промотор, Аrаb. Act2 - актиновый транскрипционный промотор 2 из арабидопсиса, RерНсаsе - ген репликазы крВТМ, MP (tгuпс) - транспортный белок крВТМ, имеющий С-концевую делецию, не влияющую на транспортные свойства белка, LохР - сайт сrе-рекомбиназы, Ω - омега-трансляционный энхансер BTM, GFP - зеленый флуоресцирующий белок из Аеqиоrеа, NTR - 3 'нетранслируемая область геномной РНК крВТМ, RB - правая часть участка встраивания в геном растения бинарного вектораFIG. 3. Vectors expressing short non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with a “weak” vector created on the basis of krBTM. (A) Schematic diagram of the structure of the crTMV: GFP vector, a binary vector based on the infectious cruciferous tobamovirus cDNA, krVTM, where (from left to right) LB is the left part of the site of insertion of the binary vector into the plant genome, Nos-t is the nopaline synthase terminator, and NTPTP is the neomycin phosphotransferase, Nos-p - nopaline synthase transcriptional promoter, Arab. Act2 is the actin transcriptional promoter 2 from Arabidopsis, RePcase is the crBTM replicase gene, MP (tgps) is the transport crBTM protein with a C-terminal deletion that does not affect the protein’s transport properties, LoxP is the c-recombinase site, and Ω is the omega-translational enhancer BTM, GFP - green fluorescent protein from Aqiorea, NTR - 3 'untranslated region of the genome of krVTM RNA, RB - the right side of the site of integration of the binary vector into the plant genome
(Б и В) Фотография листа N bепthатιапа через 4 (Б) и 5 (В) дней после агроинъекции вирусного вектора сrТМV GFP (V, в середине листа) в разведении в 100 раз и при совместной агроинъекции вирусного вектора сrТМV GFP и векторов, экспрессирующих короткие некодирующие РНК U6, (GAAA)n (длиной 64 и 128 пt) и хМir (химерный miR171/159) Векторы, кодирующие белки супрессоры P19 и НсРrо, использованы в качестве контроля(B and C) Photograph of Nepthatapa leaf 4 (B) and 5 (C) days after agroinjection of the viral vector cТТМV GFP (V, in the middle of the sheet) at a dilution of 100 times and with the joint agroinjection of the viral vector сТТМV GFP and vectors expressing short non-coding RNA U6, (GAAA) n (64 and 128 pt long) and хМir (chimeric miR171 / 159) Vectors encoding suppressor proteins P19 and НсРrо were used as a control
Фиг. 4. Векторы, экспрессирующие короткие некодирующие РНК, стимулируют накопление GFP в листьях, агроинъецированных «cильным» вектором сrТМV GFP(Intг)FIG. 4. Vectors expressing short non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with the “strong” vector cТТМV GFP (Intg)
(А) Схема строения вектора сrТМV GFP(Intr) В гены репликазы и транспортного белка (MP) введены интроны, не показанные на рисунке Другие обозначения расшифрованы в подписи к Фиг 2(A) Diagram of the structure of the cТТМV GFP vector (Intr) Introns not shown in the figure are introduced into the replicase and transport protein (MP) genes. Other designations are explained in the caption to Fig. 2
(Б-Г) Фотография листа N bепthатшпа через 5 (Б) и 6 (В, Г) дней после агроинъекции вирусного вектора сrТМV GFP(Intr) (V, в середине листа) в разведении в 100000 раз и при совместной агроинъекции вирусного вектора сrТМV GFP(Intr) и векторов, экспрессирующих короткие некодирующие РНК U6, (GAAA)n (длиной 64 и 128 пt) и хМir (химерный miR171/159) Векторы, кодирующие белки супрессоры P19 и НсРrо, использованы в качестве контроля(B-D) Photograph of leaf N atptspa 5 (B) and 6 (C, D) days after agroinjection of the viral vector c-ТМV GFP (Intr) (V, in the middle of the sheet) at a dilution of 100,000 times and with joint agroinjection of the viral vector c-ТТМV GFP (Intr) and vectors expressing short non-coding RNA U6, (GAAA) n (64 and 128 pt long) and хМir (chimeric miR171 / 159) Vectors encoding the suppressor proteins P19 and HcPrо were used as a control
Фиг. 5. Векторы, экспрессирующие короткие некодирующие РНК, способствуют раннему накоплению GFP в листьях, агроинъецированных «cильным» вектором сrТМV GFP(Intr)FIG. 5. Vectors expressing short non-coding RNAs contribute to the early accumulation of GFP in leaves agroinjected with the “strong” vector cТТМV GFP (Intr)
(A-B) Фотография листа N bепthатшпа через 3 (А), 4 (Б) и 6 (В) дней после агроинъекции вирусного вектора сrТМV GFP(Intг) (слева) и сrТМV GFP(Intr) + вектор, экспрессирующий (GAAA) iб (длиной 64 пt) Разведение (с 10"1 до 10"6) агробактерий сrТМV GFP(Intr) указано посередине листа(AB) Photograph of leaf of Nepthate 3 (A), 4 (B) and 6 (C) days after agroinjection of the viral vector cТТМV GFP (Intr) (left) and сТТМV GFP (Intr) + vector expressing (GAAA) ib ( 64 pt long) Dilution (from 10 "1 to 10 " 6 ) of agrobacteria cТТМV GFP (Intr) is indicated in the middle of the sheet
Фиг. 6. Векторы, экспрессирующие короткие некодирующие РНК, стимулируют накопление GFP в листьях, агроинъецированных вектором, созданным на основе PVX (PVX GFP)FIG. 6. Vectors expressing short non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with a vector created on the basis of PVX (PVX GFP)
(А) Схема строения вектора PVX GFP, бинарного вектора на основе инфекционной кДНК Х-вируса картофеля (X-BK), где PVX PoI - репликаза X-BK, 25K, 12K, 8K - транспортные гены X-BK, sgр - субгеномный промотор белка оболочки X- BK, Рvх пtr - нетранслируемая область X-BK(A) Diagram of the structure of the vector PVX GFP, a binary vector based on the infectious potato X virus cDNA (X-BK), where PVX PoI is replicase X-BK, 25K, 12K, 8K are transport genes X-BK, sgp is a subgenomic promoter X-BK envelope protein, Pvx ptr - non-translated region of X-BK
(Б) Фотография листа N bепthатшпа через 5 дней после агроинъекции вирусного вектора PVX GFP (V, в середине листа) в разведении в 100 раз и при совместной агроинъекции вирусного вектора PVX GFP и векторов, экспрессирующих короткие некодирующие РНК U6, (GAAA)n (длиной 64 и 128 пt) и хМir (химерный miR171/159) Векторы, кодирующие белки супрессоры P19 и НсРrо, использованы в качестве контроля(B) A photograph of leaf Nptpa 5 days after agroinjection of the viral vector PVX GFP (V, in the middle of the leaf) at a 100-fold dilution and when agroinjection of the viral vector PVX GFP and vectors expressing short non-coding U6 RNA, (GAAA) n ( 64 and 128 pt long) and xMir (chimeric miR171 / 159) Vectors encoding the suppressor proteins P19 and HcPro were used as a control
Фиг. 7. Векторы, экспрессирующие короткие некодирующие РНК, способствуют повышенному накоплению туберкулезного вакцинного белка ESAT6 Ag85B в листьях, агроинъецированных вектором PVX-ESAT6 Ag85BFIG. 7. Vectors expressing short non-coding RNAs contribute to increased accumulation of tuberculosis vaccine protein ESAT6 Ag85B in leaves agroinjected with the vector PVX-ESAT6 Ag85B
(A) Схема строения вектора PVX-ESAT6 Ag85B.(A) PVX-ESAT6 Ag85B Vector Structure Diagram.
(Б) Вестерн анализ белков листьев N. bепthатιапа через 5 дней после совместной агроинъекции вирусного вектора PVX-ESAT6 Ag85B и векторов, экспрессирующих короткие некодирующие РНК U6, (GAAA)n (длиной 64, 256 и 512 пt) Векторы, кодирующие белки супрессоры P 19 и НсРrо, использованы в качестве контроля M - позитивный контроль, ESAT6 Ag85B (60 нг), синтезированный в E соli На автографе стрелка (справа) показывает положение растительного ESAT6 Ag85B, выявляемого специфическими антителами к бактериальному ESAT6 Ag85 В препарате рекомбинантного белка, синтезированного в E соlι, обычно ESAT6 Ag85B присутствует в форме мономера (нижняя полоса) и димера (верхняя полоса) Различная подвижность бактериального и растительного белка ESAT6 Ag85B объясняется величиной делеции, вводимой в белок Ag85B при удалении трансмембранного домена(B) Western analysis of leaf proteins of N. bepatiapa 5 days after joint agroinjection of the viral vector PVX-ESAT6 Ag85B and vectors expressing short non-coding RNA U6, (GAAA) n (64, 256 and 512 pt lengths) Vectors encoding P suppressor proteins 19 and НсРrо, used as a control M - positive control, ESAT6 Ag85B (60 ng) synthesized in E coli On the autograph, the arrow (on the right) shows the position of the plant ESAT6 Ag85B detected by specific antibodies to the bacterial ESAT6 Ag85 In the preparation of a recombinant protein synthesized in E colι, usually ESAT6 Ag85B is present in the form of monomer (lower band) and dimer (upper band) The different mobility of the bacterial and plant protein ESAT6 Ag85B is due to the deletion introduced into the Ag85B protein when the transmembrane domain is removed
(B) Тест на количество вносимого в гель белка (лодинг-контроль) Показана фотография зон белка RUBISCO, обычно присутствующего в препарате тотального растворимого белка листьев растений(B) Test for the amount of protein introduced into the gel (loving control) A photograph of the zones of the RUBISCO protein, usually present in the preparation of total soluble protein of plant leaves, is shown
Фиг. 8. Фотография геля, окрашенного кумасси, после электрофореза белков клеточных стенок листьев N. bепthсιтiаш через 5 дней после совместной агроинъекции вирусного вектора сrТМV Ag85B-His(TM-) и векторов, экспрессирующих короткие некодирующие РНК U6, (GAAA)iб (длиной 64 пt) Векторы, кодирующие белки супрессоры P 19, использованы в качестве контроля Дорожка, обозначенная как ESAT6 Ag85B (0,5 мкг) - это позитивный контроль, т е белок, синтезированный в E. соlг Стрелка показывает положение Ag85BFIG. 8. Photograph of Coomassie stained gel after electrophoresis of proteins of the cell walls of leaves of N. bepthciash 5 days after joint agroinjection сrТМV Ag85B-His (TM-) viral vector and vectors expressing short non-coding U6 RNA, (GAAA) ib (64 pt long) Vectors encoding P 19 suppressor proteins were used as a control. Track designated as ESAT6 Ag85B (0.5 mcg) is a positive control, i.e. a protein synthesized in E. colg The arrow shows the position of Ag85B
Фиг. 9 Вестерн анализ белков листьев N. bепthатιапа через 5 дней после совместной агроинъекции вирусного вектора сrТМV G-CSF, экспрессирующего Г-КСФ, и векторов, экспрессирующих короткие некодирующие РНК U6 (дорожка 1) и (GAAA) ι6 (дорожка 3) Пробы листьев, агроинъецированных сrТМV G-CSF в присутствии вектора, кодирующего P19 (дорожка 2), или вектора без вставки (пустой вектор, дорожка 4) использованы в качестве, соответственно, позитивного и негативного контроля Стрелка показывает положение Г-КСФ, выявляемого специфическими антителами к Г- КСФ, выделенного и очищенного из рекомбинантных бактерий E. соlι, продуцентов Г- КСФFIG. 9 Western analysis of leaf proteins of N. bepatiapa 5 days after the joint agroinjection of the viral vector cТТМ G-CSF expressing G-CSF and vectors expressing short non-coding RNA U6 (lane 1) and (GAAA) ι 6 (lane 3) Leaf samples agro-injected with rТМV G-CSF in the presence of a vector encoding P19 (lane 2) or a vector without an insert (empty vector, lane 4) were used as a positive and negative control, respectively. The arrow shows the position of G-CSF detected by specific antibodies to G - CSF isolated and purification nnogo from recombinant bacteria E. solι, producing T- CSF
Детальное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
В основе настоящего изобретения лежит тот неожиданно обнаруженный авторами факт, что суперпродукция целевого белка в клетке растения, кодируемого экспрессионным вектором, может быть достигнута путем введения в ядро растительной клетки нуклеиновой кислоты, обеспечивающей появление в цитоплазме коротких некодирующих РНКThe present invention is based on the fact that the authors unexpectedly discovered that superproduction of the target protein in a plant cell encoded by an expression vector can be achieved by introducing a nucleic acid into the nucleus of a plant cell that provides short non-coding RNAs in the cytoplasm
В контексте настоящего изобретения некодирующими РНК могут быть природные, например, ядерные РНК В частности, ядерная РНК U6 (Пример 2) может стимулировать продукцию белка, направляемую вирусным вектором (см Примеры 3-6) РНК U6, которая в норме транскрибируется РНК-полимеразой III и не покидает ядро растительной клетки (Норреr, 2006 Сritiсаl Rеviеws ιп Вюсhеmistrу апd Моlесulаr Вюlоgу, 41, 3-19), обеспечивает повышенный синтез целевого белка при включении в вектор сигнала транспорта РНК из ядра в цитоплазмуIn the context of the present invention, non-coding RNAs can be natural, for example, nuclear RNAs. In particular, nuclear RNA U6 (Example 2) can stimulate protein production directed by the viral vector (see Examples 3-6) of U6 RNA, which is normally transcribed by RNA polymerase III and does not leave the nucleus of a plant cell (Norrer, 2006 Critical Revues Vuschemistr apd Molesulur Vulogu, 41, 3-19), provides increased synthesis of the target protein when RNA transport from the nucleus into the cytoplasm is included in the signal vector
Другой класс некодирующих РНК может быть искусственного происхождения В частности, такая искусственная последовательность, как (GAAA)n, где п представляет собой целое число от 16 до 128 (Пример 1), может использоваться для эффективного повышения продукции белка, направляемой вирусным вектором (см Примеры 3-7)Another class of non-coding RNA can be of artificial origin. In particular, an artificial sequence such as (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128 (Example 1), can be used to effectively increase the production of a protein directed by a viral vector (see Examples 3-7)
Предложенный способ предполагает (а) образование в растительных клетках некодирующих РНК и (б) синтез мРНК, направляющих суперпродукцию целевых белков в клетке мРНК может образовываться как с реплицирующихся векторов, созданных на основе вирусных геномов (см Примеры 3-7), так и с неамлифицирующихся моно- или полицистронных РНКThe proposed method involves (a) the formation in plant cells of non-coding RNAs and (b) the synthesis of mRNAs that direct superproduction of target proteins in the mRNA cell can be formed both from replicating vectors created on the basis of viral genomes (see Examples 3-7), and from non-amplifying mono- or polycistronic RNAs
Растительная клетка, продуцирующая целевой белок, может быть в виде изолированной клетки, лишенной клеточной стенки (протопласт), или в составе культивируемого эксплантата (ткань, орган), или целого растения Культивирование клеток в искусственных условиях происходит в стерильной среде известного состава и в контролируемых условиях при постоянной температуре (26-280C) и освещенности Настоящее изобретение предполагает возможность использования некодирующих РНК для стимулирования продукции целевого белка в культивируемых клетках как в виде суспензионной культуры, так и растительных эксплантатах, культивируемых на твердой среде, или же в целом растении, выращиваемом в подходящей среде, такой как природный субстрат (например, почва, заменители почвы), или в гидропонной культуре Целевой белок может накапливаться внутри растительной клетки или с помощью введения в его состав сигнальной последовательности может быть экспортирован в культуральную среду Выделение целевого белка может происходить при разрушении клеток культуры или прямо из культуральной средыA plant cell producing the target protein can be in the form of an isolated cell devoid of a cell wall (protoplast), or as part of a cultured explant (tissue, organ), or a whole plant Cell cultivation under artificial conditions occurs in a sterile medium of known composition and under controlled conditions at a constant temperature (26-28 0 C) and illumination The present invention suggests the possibility of using non-coding RNA to stimulate the production of the target protein in cultured cells as in in suspension culture, and in plant explants cultivated on a solid medium, or in a whole plant grown in a suitable medium, such as a natural substrate (e.g. soil, soil substitutes), or in a hydroponic culture, The target protein can accumulate inside a plant cell or by introducing a signal sequence into its composition, it can be exported to the culture medium. The selection of the target protein can occur during the destruction of culture cells or directly from the culture medium
Чужеродная ДНК может быть введена в растительную клетку с помощью электропорации, бомбардирования микроснарядами, микроинъекций и вируса Кроме того во все эти объекты ДНК может быть доставлена с помощью Аgrоbасtеrιит tитеfасιепs Для транзиентной экспрессии чужеродного гена в листовой ткани чаще используют метод агроинфильтрации и агроинокуляции (Карilа еt аl , 1997 Рlапt Sсiепсе 122, 101-108) Трансформация растительных клеток может быть стабильной, сопровождающейся интеграцией вводимой ДНК в растительный геном Желаемый эффект также может быть достигнут при введении в ядро ДНК и транзиентном (временном) синтезе РНК без стабильной интеграции ДНК в хозяйский геном (см Примеры 3-7)Foreign DNA can be introduced into the plant cell using electroporation, micro-bombardment bombardment, microinjection and the virus. In addition, all these DNA objects can be delivered using Agrobaster titefaseps. For transient expression of a foreign gene in leaf tissue, the Agroinfiltration method and , 1997 Рlapt Sсieпсе 122, 101-108) The transformation of plant cells can be stable, accompanied by the integration of the introduced DNA into the plant genome. The desired effect can also be achieved. bend when introduced into the nucleus of DNA and transient (temporary) synthesis of RNA without stable integration of DNA into the host genome (see Examples 3-7)
Одним из преимуществ, обеспечиваемых настоящим изобретением, является то, что некодирующие РНК способны стимулировать продукцию целевого белка в большей степени, чем это делает самый эффективный на сегодняшний день супрессор умолкания генов, белок P19 вируса кустистой карликовсти томатов (BKKT) (см Примеры 3-7)One of the advantages provided by the present invention is that non-coding RNAs are able to stimulate the production of the target protein to a greater extent than the most effective gene silencing suppressor, P19 Tomato Dwarf Virus Protein P19 (BKKT) (see Examples 3-7). )
Еще одним из преимуществ, обеспечиваемых настоящим изобретением, является то, что некодирующие РНК способны стимулировать продукцию любых целевых белков: как модельного белка GFP, характеризующегося в силу своей структуры чрезвычайно высокой стабильностью в растительных клетках, так и медикаментозных белков.Another advantage provided by the present invention is that non-coding RNAs can stimulate the production of any target Proteins: both the model GFP protein, which, due to its structure, is characterized by extremely high stability in plant cells, as well as drug proteins.
Целевые белки, полезные для использования в медицинских (терапевтических или профилактических) целях, которые могут получены способом настоящего изобретения, включают без ограничения: факторы роста, например фактор роста сосудистого эндотелия (VEGF), тромбоцитарный фактор роста (PDGF), печеночный фактор роста (HGP), плацентарный фактор роста (PLGF), фактор роста опухоли (TGF), в частности фактор роста опухоли бета (ТGF-bеtа), инсулиноподобный фактор роста (IGF), тромбопоетин (TPO), эритропоетин (EPO), фактор стволовых клеток (SCF), фактор роста фибробластов (FGF), лейкозный ингибирующий фактор (LIF), интерлейкины с 1 по 8 (EL-I - ГL-8) и 12 (BL- 12), антигены возбудителей различных бактериальных, вирусных, протозойных инфекций, таких как дизентерия, менингит, брюшной и сыпной тиф, чума, холера, оспа, корь, бруцеллез, малярия, СПИД, грипп, краснуха, эпидемический паротит, полиомиелит, желтая лихорадка, дифтерия, коклюш, гонорея, сифилис, столбняк.Target proteins useful for medical (therapeutic or prophylactic) use that can be obtained by the method of the present invention include, without limitation: growth factors, for example, vascular endothelial growth factor (VEGF), platelet growth factor (PDGF), hepatic growth factor (HGP ), placental growth factor (PLGF), tumor growth factor (TGF), in particular tumor growth factor beta (TGF-beta), insulin-like growth factor (IGF), thrombopoietin (TPO), erythropoietin (EPO), stem cell factor (SCF) ), fibroblast growth factor (FGF), l ycotic inhibitory factor (LIF), interleukins 1 to 8 (EL-I - GL-8) and 12 (BL-12), antigens of pathogens of various bacterial, viral, protozoal infections, such as dysentery, meningitis, typhoid and rash, plague, cholera, smallpox, measles, brucellosis, malaria, AIDS, flu, rubella, mumps, poliomyelitis, yellow fever, diphtheria, whooping cough, gonorrhea, syphilis, tetanus.
Одним из примеров медикаментозных белков, которые могут быть получены способом настоящего изобретения, являются вакцинные белки. В качестве вакцинных белков, продукция которых может быть осуществлена способом настоящего изобретения, особый интерес представляют вакцинные белки, защищающие человека от туберкулеза. Туберкулез человека (ТЧ), вызываемый внутриклеточной бактерией Мусоbасtеriит tиbеrсиlоsis, занимает лидирующее положение в смертности человека (3 млн человек в год) среди инфекционных заболеваний. В настоящее время широко используется в здравоохранении Васillе Саlmеttе-Guέriп (вакцина БЦЖ), представляющая собой живую аттенуированную вакцину на основе Мусоbасtеriит bоvis, полученную французскими бактериологами AIb еrt Саlmеttе и Саmillе Guеriп в 20- х годах прошлого столетия. Эта вакцина используется в течение десятилетий, хотя эффективность ее не вполне удовлетворяет. Вакцина БЦЖ эффективна против милиарного ТЧ и туберкулезного менингита детей, но плохо защищает от легочного туберкулеза взрослых. Кроме того, в последнее время повсеместно отмечаются случаи заболевания у детей в результате вакцинации БЦЖ, которое получило название БЦЖ- инфекция, или «БЦЖит». Ситуация не улучшается при ревакцинации БЦЖ, а наоборот повышает риск заболевания легочным ТЧ у взрослых. Общее мнение - нужна новая эффективная вакцина и стратегия иммунизации. Трудности разработки новой вакцины объясняются в значительной степени особенностями биологии и генетики M. tиbеrсиlоsis. Показано, что в геноме вакцинного штамма БЦЖ отсутствует 129 генов M. tиbеrсиlоsis. Среди них выявлен ряд генов, кодирующих секретируемые белки, которые могут быть рассмотрены как вакцинные белки-кандидаты.One example of drug proteins that can be obtained by the method of the present invention are vaccine proteins. As vaccine proteins, the production of which can be carried out by the method of the present invention, of particular interest are vaccine proteins that protect humans from tuberculosis. Human tuberculosis (PM), caused by the intracellular bacterium Musobasterite tuberculosis, occupies a leading position in human mortality (3 million people per year) among infectious diseases. Vasile Calmette-Guέripe (BCG vaccine), a live attenuated vaccine based on Musobasterite bovis, obtained by French bacteriologists AIb ert Calmette and Camille Guéripe in the 1920s, is now widely used in healthcare. This vaccine has been used for decades, although its effectiveness is not entirely satisfactory. BCG vaccine is effective against miliary PM and tuberculous meningitis in children, but it does not protect well from adult pulmonary tuberculosis. In addition, in recent years there have been widespread cases of illness in children as a result of BCG vaccination, which was called BCG infection, or “BCG”. The situation does not improve with BCG revaccination, but rather increases the risk of pulmonary PM in adults. The general opinion is that we need a new effective vaccine and an immunization strategy. Difficulties in developing a new vaccine are explained to a large extent by the peculiarities of biology and genetics of M. tubercylosis. It was shown that 129 genes of M. tuberculosis are absent in the genome of the BCG vaccine strain. Among them, a number of genes encoding secreted proteins were identified, which can be considered as candidate vaccine proteins.
Именно поэтому в одном из своих наиболее предпочтительных воплощений изобретение обеспечивает способ суперпродукции в клетке растения вакцинных белков M. tиbеrсиlоsis, ESAT6 (Еаrlу Sесrеtеd Апtigепiс Target-6, с мол. массой 6 кДа), Ag85B, (миколилтрансфераза с мол. массой 35 кДа) и химерного искусственного слитого белка ESAT6:Ag85B, которые могут быть использованы для вакцинации с целью создания специфического иммунитета против возбудителя туберкулеза человека, вызываемого M. tиbеrсиlоsis.That is why, in one of its most preferred embodiments, the invention provides a method for superproduction of vaccine proteins M. tuberculosis, ESAT6 (Еаrlу Сесретдтигепіс Target-6, with a molar mass of 6 kDa), Ag85B, (mycolyltransferase with a molar mass of 35 kDa) in a plant cell and chimeric artificial fusion protein ESAT6: Ag85B, which can be used for vaccination with the aim of creating specific immunity against the human tuberculosis pathogen caused by M. tuberculosis.
Авторы изобретения показали (Примеры 5 и 6), что в соответствии со способом настоящего изобретения некодирующие РНК способны стимулировать накопление ESAT6:Ag85B и Ag85B в клетке растения, по крайней мере, не менее эффективно, чем это делают известные белковые супрессоры умолкания генов, P19 и НсРrо.The inventors showed (Examples 5 and 6) that, in accordance with the method of the present invention, non-coding RNAs can stimulate the accumulation of ESAT6: Ag85B and Ag85B in a plant cell, at least not less efficiently than the known protein silencing suppressors, P19 and Hcrro.
Еще одним неограничивающим примером медикаментозного белка, который может быть суперпродуцирован в клетке растения способом настоящего изобретения, является гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор (Г-КСФ) человека (Пример 7). Г-КСФ - гликопротеин с молекулярной массой около 19 кДа, продуцируемый макрофагами, фибробластами и клетками эндотелия. Он является важным фактором гемопоэза и характеризуется широким спектром биологической активности, включая быстрое увеличение числа нейтрофильных гранулоцитов, стимуляцию терминальных стадий дифференцировки, увеличение активности зрелых нейтрофилов. Эти свойства T- КСФ открывают широкие перспективы его использования в терапии некоторых форм рака для уменьшения продолжительности нейтропении после трансплантации костного мозга и интенсивной химиотерапии, а также для повышения устойчивости к бактериальным и вирусным инфекциям включая СПИД. Растения-продуценты Г-КСФ должны найти широкое применение в качестве источника дешевого, функционально активного белка для использования в медицине.Another non-limiting example of a drug protein that can be superproduced in a plant cell by the method of the present invention is a human granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) (Example 7). G-CSF is a glycoprotein with a molecular weight of about 19 kDa, produced by macrophages, fibroblasts and endothelial cells. It is an important factor in hematopoiesis and is characterized by a wide spectrum of biological activity, including a rapid increase in the number of neutrophilic granulocytes, stimulation of terminal stages of differentiation, and an increase in the activity of mature neutrophils. These properties of T-CSF open up broad prospects for its use in the treatment of certain forms of cancer to reduce the duration of neutropenia after bone marrow transplantation and intensive chemotherapy, as well as to increase resistance to bacterial and viral infections, including AIDS. Plants producing G-CSF should be widely used as a source of cheap, functionally active protein for use in medicine.
Гены, кодирующие целевые белки для продуцирования в клетке растения способом настоящего изобретения, могут помимо кодирующей последовательности дополнительно содержать кодирующие и/или некодирующие последовательности. Такие кодирующие последовательности хорошо известны специалистам в данной области и включают, например, лидерные пептиды, которые могут использоваться для синтеза целевого белка в форме пробелка с целью его последующей секреции в межклеточное пространство. Также возможна продукция целевых белков в форме слитых белков. Партнеры по слиянию хорошо известны в данной области и включают, например, последовательности, облегчающие последующую высокоэффективную очистку целевого белка, или обеспечивающие его лучшую растворимость и т.д. В качестве первых можно привести примеры полигистидинового кластера (His)б или (His)ю, который может быть использован для очистки методом аффинной хроматографии на иммобилизованном металле, или фрагмента глутатион-S- трансферазы, который может быть использован для очистки методом аффинной хроматографии на смоле, содержащей связанный глутатион, или мальтозо- связывающий белок MBP, целлюлозо-связывающий белок СВР и т.д. (Маtsudаirа, P. T. 1993. А ргасtiсаl guidе tо рrоtеiп апd рерtidе рurifiсаtiоп fоr miсrоsеquепсiпg. Асаdеmiс Ргеss, Sап Diеgо; Sсhаfеr еt аl., 2002. J. Вiоmоlес. Тесh. 13, 131).Genes encoding target proteins for production in a plant cell by the method of the present invention may, in addition to the coding sequence, further comprise coding and / or non-coding sequences. Such coding sequences are well known to those skilled in the art and include, for example, leader peptides that can be used to synthesis of the target protein in the form of a space with the aim of its subsequent secretion into the intercellular space. Production of target proteins in the form of fusion proteins is also possible. Fusion partners are well known in the art and include, for example, sequences that facilitate subsequent highly efficient purification of the target protein, or provide better solubility thereof, etc. As the first, we can give examples of a polyhistidine cluster (His) b or (His) ω, which can be used for purification by affinity chromatography on an immobilized metal, or a fragment of glutathione-S-transferase, which can be used for purification by affinity chromatography on a resin containing bound glutathione, or maltose binding protein MBP, cellulose binding protein CBP, etc. (Matsudaira, PT 1993. A rgastisal guide to rotei apd rertide rurifiсiopi fomisroseksepsipg. Asademis Rgess, Sap Diego; Shhaferet al., 2002. J. 13. Timo.
Некодирующие последовательности также хорошо известны специалистам в данной области и могут включать последовательности, увеличивающие выход транскрипта (сильные промоторы, энхансеры, аптамеры), или обеспечивающие возможность выбора между конститутивной экспрессией гена или индуцибельной экспрессией, которая регулируется внешним фактором (например, физическое или химическое воздействие), или специфическими микро-РНК (Gооdriсh апd Кugеl, 2006. Nаturе Rеviеws, MoI. CeIl Вiоl. 7, 612-615). Примеры таких последовательностей включают более 75 энхансеров транскрипции генома человека (Реппассhiо еt аl., 2006. Nаturе Nоv 5; Ерub аhеаd оf рriпt).Non-coding sequences are also well known to those skilled in the art and may include sequences that increase transcript output (strong promoters, enhancers, aptamers), or provide a choice between constitutive gene expression or inducible expression that is regulated by an external factor (for example, physical or chemical effects) , or specific micro-RNAs (Gooddrive ap Kugel, 2006. NATURE Revises, MoI. CeIl Biol. 7, 612-615). Examples of such sequences include more than 75 enhancers of transcription of the human genome (Repassio et al., 2006. Natury Nov 5; Epub achad of frag).
ПримерыExamples
Следующие далее примеры раскрывают наиболее предпочтительные воплощения данного изобретения и приведены исключительно с целью лучшего пояснения его сущности. Специалисту в данной области будет понятно, что можно осуществить множество модификаций как в отношении используемых средств и материалов, так и в отношении используемых способов без отступления за рамки изобретения.The following examples reveal the most preferred embodiments of the present invention and are provided solely for the purpose of better clarifying its essence. One skilled in the art will recognize that many modifications can be made both to the means and materials used, and to the methods used, without departing from the scope of the invention.
Пример 1. Клонирование векторов, экспрессирующих некодирующие РНК на основе модуля GAAA. кДНК, экспрессирующую модуль (GAAA) iб, получали с помощью полимеразной цепной реакции (TTTIP) с использованием олигонуклеотидных праймеров (см. Табл. 1). Модуль (GAAA)16 был использован для создания конструкции Bin 35S-(GAAA)n , где п = 32 (128 нт), 64 (256 нт), 128 (512 нт) При этом каждый вариант был сделан с использованием предыдущегоExample 1. Cloning of vectors expressing non-coding RNA based on the GAAA module. cDNA expressing the module (GAAA) ib was obtained using the polymerase chain reaction (TTTIP) using oligonucleotide primers (see Table 1). The (GAAA) 16 module was used to create the Bin 35S- (GAAA) n construct, where n = 32 (128 nt), 64 (256 nt), 128 (512 nt). Each version was made using the previous
Таблица 1 Последовательности олигонуклеотидных праймеров, использованных для получения модуля (GAAA)16 Table 1 The sequence of oligonucleotide primers used to obtain the module (GAAA) 16
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0001
Сайты рестриктаз подчеркнутыRestriction sites are underlined
Пример 2. Клонирование векторов, экспрессирующих некодирγющие РНК на основе ядерной РНК U6.Example 2. Cloning of vectors expressing non-coding RNAs based on nuclear RNA U6.
Последовательность U6 длиной 102 нт была получена с помощью праймеров (см Табл 2 и Фиг 1)The U6 sequence with a length of 102 nt was obtained using primers (see Table 2 and Figure 1)
Таблица 2 Последовательности олигонуклеотидных праймеров, использованных для получения кДНК, кодирующей U6Table 2 The sequence of oligonucleotide primers used to obtain cDNA encoding U6
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000015_0002
Сайты рестриктаз Крпl и SaII подчеркнутыKprl and SaII restriction enzyme sites are underlined
Полученный ПЦР-продукт был клонирован в субклон рGЕМЗ по сайтам Acc65I(Kpn)+SalI Затем последовательность U6 была клонирована в субклон pFF19, содержащий 35S-пpoмoтop по сайтам Acc65I(Kpn)+SalI После чего фрагмент этой конструкции, содержащий 35S-пpoмoтop и расположенную следом за ним последовательность U6, был клонирован в вектор Bm 19 по сайтам NhеΙ-ЕсоRI, в результате чего были получены конструкции 10840 Пример 3. Некодирующие РНК стимулируют накопление GFP в листьях, агроинъецированных векторами, созданными на основе крВТМ.The resulting PCR product was cloned into the pGEMZ subclone at the Acc65I (Kpn) + SalI sites. Then, the U6 sequence was cloned into the pFF19 subclone containing the 35S sample at the Acc65I (Kpn) + SalI sites. After that, a fragment of this construct containing the 35S sample and located following it, the U6 sequence was cloned into the Bm 19 vector at the Nhеh-EcoRI sites, resulting in the construction of 10840 Example 3. Non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with vectors created on the basis of krVTM.
Аgrоbасtеrшт tитеfасιепs с бинарными векторами, экспрессирующими некодирующие РНК (Фиг 1), и бинарным вектором сrТМV GFP (Фиг 3 А) засевали в жидкую среду 2-YT и выращивали ночь при температуре 280C Ночную культуру осаждали центрифугированием при 5 тыс об/мин 3 мин Затем осадок ресуспендировали в буфере для агроинфильтрации, содержащем 10 мМ MgCl2 и ЮмМ MES рН 5,0, и вводили в лист в соответствующем разведении Фиг 3 (Б и В) показывает накопление GFP в листьях N. bепthатшпа через 4 (Б) и 5 (В) дней после агроинъекции вирусного вектора сrТМV GFP (V, в середине листа) в разведении в 100 раз и при совместной агроинъекции вирусного вектора сrТМV GFP и вектора, экспрессирующего короткие некодирующие РНК U6, (GAAA)n (длиной 64 и 128 пt) и хМir (химерный miR171/159) сrТМV GFP считается «cлaбым», потому что для быстрой визуализации результата экспрессии гена, кодирующего GFP, требуется введение в лист достаточно «гycтыx» исходных суспензий агробактерий (разведение только в 100 раз) Можно видеть, что некодирующие РНК [U6 и (GAAA)n , где п = 64 или 128 пt] стимулируют накопление в листьях GFP в количестве, превышающем накопление GFP при ко-инъекции с белковыми супрессорами сайленсинга P 19 и НсРrоAgrobaster test tithaspeps with binary vectors expressing non-coding RNA (Fig. 1) and binary vector c-ТМV GFP (Fig. 3 A) were seeded into 2-YT liquid medium and grown overnight at 28 ° C. Night culture was precipitated by centrifugation at 5 thousand rpm 3 min. Then, the precipitate was resuspended in agroinfiltration buffer containing 10 mM MgCl 2 and HUMM MES pH 5.0, and introduced into the sheet at the appropriate dilution. Fig 3 (B and C) shows the accumulation of GFP in N. leaves of the liver through 4 (B) and 5 (B) days after agroinjection of the viral vector cТТМV GFP (V, in the middle of the leaf) in a dilution 100 times and with the joint agroinjection of the viral vector c-ТМV GFP and the vector expressing short non-coding RNA U6, (GAAA) n (64 and 128 pt long) and хМir (chimeric miR171 / 159) с-ТМV GFP is considered “weak”, because for quick visualization of the expression result of a gene encoding GFP requires the introduction of sufficiently “gytx” initial suspensions of agrobacteria into the leaf (only 100-fold dilution) It can be seen that non-coding RNAs [U6 and (GAAA) n , where n = 64 or 128 pt] stimulate the accumulation in leaves of GFP in an amount exceeding the accumulation of GFP during co-injection with protein upressorami silencing P 19 and NsRro
Аналогичный эффект наблюдается при инъекции в листья векторов, экспрессирующих U6 или (GAAA)n (где п = 64 или 128 пt), совместно с «cильным» вектором сrТМV GFP(Iпtr) (Фиг 4 А), для которого характерен ранний синтез GFP при введении в листья разведенных (разведение 105) суспензий агробактерийA similar effect is observed when the vectors expressing U6 or (GAAA) n (where n = 64 or 128 pt) are injected into the leaves, together with the “strong” cТТМV GFP (Iptr) vector (Fig. 4 A), which is characterized by early GFP synthesis at the introduction into the leaves of diluted (dilution 10 5 ) suspensions of agrobacteria
Некодирующие РНК стимулируют более быстрое накопление GFP (Фиг 5) при прямом сравнении сrТМV GFP(Intr) в присутствии (справа) и в отсутствие (слева) вектора, экспрессирующего короткие некодирующие РНКNon-coding RNAs stimulate faster GFP accumulation (Figure 5) by directly comparing with rТМV GFP (Intr) in the presence (right) and in the absence (left) of a vector expressing short non-coding RNA
Пример 4. Некодирующие РНК стимулируют накопление GFP в листьях, агроинъецированных векторами, созданными на основе XBK.Example 4. Non-coding RNAs stimulate the accumulation of GFP in leaves agroinjected with vectors created on the basis of XBK.
Способность некодирующих РНК стимулировать накопление GFP была показано с использованием другого вектора, отличного от ранее описанных векторов (Пример 3), созданных на основе генома крВТМ Здесь мы использовали вектор PVX GFP, созданный на основе генома XBK (Фиг 6A) Можно видеть (Фиг 6Б), что векторы, созданные на основе модуля (GAAA)iб и U6, а также предшественник химерного miRNА (ХmiR, miR171/159) резко стимулируют накопление GFP, сравнимое с его накоплением в присутствии белковых супрессоров сайленсинга P19 и НсРrо Пример 5. Некодирующие РНК стимулируют накопление туберкулезных вакцинных белков в листьях, агроинъецированных вектором, созданным на основе XBK.The ability of non-coding RNAs to stimulate the accumulation of GFP was shown using a different vector than the previously described vectors (Example 3) created on the basis of the krVTM genome. Here we used the PVX GFP vector created on the basis of the XBK genome (Fig. 6A). It can be seen (Fig. 6B). that vectors created on the basis of the (GAAA) module of ib and U6, as well as the precursor of the chimeric miRNA (XmiR, miR171 / 159) sharply stimulate the accumulation of GFP, comparable to its accumulation in the presence of protein suppressors of silencing P19 and НсРrо Example 5. Non-coding RNAs stimulate the accumulation of tuberculosis vaccine proteins in leaves agroinjected with an XBK-based vector.
Разработанный нами метод может быть использован для продукции в растении туберкулезных вакцинных белков с помощью вектора PVX- ESAT6 Ag85B (Фиг 7A) Можно видеть (Фиг 7Б), что векторы, созданные на основе модуля (GAAA)1O и U6, резко стимулируют накопление химерного туберкулезного вакцинного белка ESAT6 Ag85B, сравнимое с его накоплением в присутствии белковых супрессоров сайленсинга P 19 и НсРrоOur method can be used for the production of tuberculosis vaccine proteins in plants using the PVX-ESAT6 Ag85B vector (Fig. 7A). It can be seen (Fig. 7B) that vectors created on the basis of the (GAAA) 1 O and U6 module sharply stimulate the accumulation of chimeric tuberculosis vaccine protein ESAT6 Ag85B, comparable to its accumulation in the presence of protein suppressors of silencing P 19 and Hcrro
Пример 6. Некодирующие РНК стимулируют накопление туберкулезных вакцинных белков в листьях, агроинъецированных вектором, созданным на основе крВТМ.Example 6. Non-coding RNAs stimulate the accumulation of tuberculosis vaccine proteins in leaves agroinjected with a vector created on the basis of krVTM.
Этот пример показывает, что разработанный нами метод может быть использован для продукции в растении туберкулезных вакцинных белков с помощью вектора сгТМV GFP, экспрессирующего вместо GFP Ag85B Можно видеть (Фиг 8), что векторы, созданные на основе модуля (GAAA) iб и U6, резко стимулируют накопление химерного туберкулезного вакцинного белка Ag85B, сравнимое с его накоплением в присутствии белковых супрессоров сайленсинга P19 Уровень накопления вакцинного белка составляет 1 г на 1 кг листового материалаThis example shows that our method can be used to produce tuberculosis vaccine proteins in plants using the cGTMV GFP vector expressing Ag85B instead of GFP. It can be seen (Fig. 8) that the vectors created on the basis of the module (GAAA) i b and U6, sharply stimulate the accumulation of chimeric tuberculosis vaccine protein Ag85B, comparable to its accumulation in the presence of protein suppressors of silencing P19 The level of accumulation of vaccine protein is 1 g per 1 kg of sheet material
Пример 7. Некодирующие РНК стимулируют накопление Г-КСФ в листьях, агроинъецированных вектором, созданным на основе крВТМ.Example 7. Non-coding RNAs stimulate the accumulation of G-CSF in leaves agroinjected with a vector created on the basis of krVTM.
Этот пример показывает, что разработанный нами метод может быть использован для продукции в растении гранулоцитарного колоние-стимулирующего фактора (Г-КСФ) человека с помощью вектора сгТМV GFP, экспрессирующего вместо GFP Г-КСФ Можно видеть (Фиг 9), что векторы, созданные на основе модуля (GAAA)16 (дорожка 3) и U6 (дорожка 1), резко стимулируют накопление Г-КСФ, сравнимое с его накоплением в присутствии белкового супрессора сайленсинга P 19 (дорожка 2)This example shows that our method can be used to produce human granulocyte colony stimulating factor (G-CSF) in a plant using the cGTMV GFP vector expressing G-CSF instead of GFP. It can be seen (Fig. 9) that the vectors created on the basis of the module (GAAA) 16 (lane 3) and U6 (lane 1), sharply stimulate the accumulation of G-CSF, comparable to its accumulation in the presence of the protein suppressor silencing P 19 (lane 2)
Все патенты, публикации, научные статьи, и другие документы и материалы, цитируемые или упоминаемые здесь, включены в настоящее описание путем отсылки в такой степени, как если бы каждый из этих документов был включен путем отсылки индивидуально или приведен здесь в его полном видеAll patents, publications, scientific articles, and other documents and materials cited or referenced herein are hereby incorporated by reference to the same extent as if each of these documents were individually incorporated by reference or are provided in their entirety here
Конкретные гены, векторы, виды растений, применения, используемые материалы и методы, описанные здесь, относятся к предпочтительным вариантам осуществления, приведены в качестве примеров и не предназначены для ограничения объема данного изобретения. При изучении этого описания другие объекты, аспекты и воплощения будут приходить в голову специалистам в данной области, и они охватываются рамками данного изобретения. Специалистам в данной области будет понятно, что различные замены и модификации могут быть произведены в отношении описанного здесь изобретения без отклонения от его объема и рамок, которые определяются прилагаемой формулой изобретения. Specific genes, vectors, plant species, uses used The materials and methods described herein relate to preferred embodiments, are exemplary, and are not intended to limit the scope of the present invention. When studying this description, other objects, aspects, and embodiments will come to mind to those skilled in the art, and they are encompassed by the scope of this invention. Specialists in this field will be clear that various replacements and modifications can be made in relation to the invention described here without deviating from its scope and scope, which are determined by the attached claims.

Claims

Формула изобретенияClaim
1. Способ продукции целевого белка, который включает в себя:1. The method of production of the target protein, which includes:
(а) обеспечение экспрессионного вектора, направляющего в клетке растения синтез некодирующей РНК,(a) providing an expression vector directing the synthesis of non-coding RNA in a plant cell,
(б) обеспечение экспрессионного вектора, направляющего в клетке растения синтез целевого белка;(b) providing an expression vector directing the synthesis of the target protein in the plant cell;
(в) введение указанных векторов в клетку растения;(c) introducing said vectors into a plant cell;
(г) культивирование клетки растения в условиях, обеспечивающих совместную экспрессию в клетке указанных векторов.(g) cultivating the plant cell under conditions providing co-expression of the indicated vectors in the cell.
2. Способ по п. 1, в котором клетка растения находится в культуре клеток растения, культуре ткани растения, культуре органа растения, в целом растении или его части.2. The method of claim 1, wherein the plant cell is in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part thereof.
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что некодирующая РНК имеет природное происхождение.3. The method according to p. 1, characterized in that the non-coding RNA is of natural origin.
4. Способ по п. 3, характеризующийся тем, что некодирующая РНК представляет собой ядерную РНК U6.4. The method according to p. 3, characterized in that the non-coding RNA is a nuclear RNA U6.
5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что некодирующая РНК имеет искусственное происхождение.5. The method according to p. 1, characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin.
6. Способ по п. 5, характеризующийся тем, что некодирующая РНК представляет собой модуль (GAAA)n, где п есть целое число от 16 до 128.6. The method according to p. 5, characterized in that the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
7. Способ по любому из предшествующих пунктов, характеризующийся тем, что введение указанных векторов в клетку растения осуществляют путем агроинъекции.7. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the introduction of these vectors into the plant cell is carried out by agroinjection.
8. Способ по любому из предшествующих пунктов, характеризующийся тем, что введение экспрессионных векторов приводит к стабильной трансформации клетки растения.8. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the introduction of expression vectors leads to stable transformation of plant cells.
9. Способ по любому из пп. 1-7, характеризующийся тем, что введение экспрессионных векторов приводит к транзиентной трансформации клетки растения.9. The method according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that the introduction of expression vectors leads to transient transformation of plant cells.
10. Способ по любому из предшествующих пунктов, характеризующийся тем, что используют векторы на основе неамплифицирующихся и вирусных векторов.10. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the use of vectors based on non-amplifying and viral vectors.
11. Способ по любому из предшествующих пунктов, характеризующийся тем, что целевой белок представляет собой медикаментозный белок.11. The method according to any one of the preceding paragraphs, characterized in that the target protein is a drug protein.
12. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что целевой белок представляет собой гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор человека.12. The method according to p. 11, characterized in that the target protein is a granulocyte colony-stimulating factor in humans.
13. Способ по п. 11, характеризующийся тем, что целевой белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок Ag85B.13. The method according to p. 11, characterized in that the target protein is a tuberculosis vaccine protein Ag85B.
14. Способ по любому из пп. 1-11, характеризующийся тем, что целевой белок представляет собой слитый белок Способ по п 14, характеризующийся тем, что слитый белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок ESAT6 Ag85B Применение некодирующей РНК в качестве средства для увеличения продукции целевого белка в клетке растения Применение по п 16, характеризующееся тем, что некодирующая РНК имеет природное происхождение Применение по п 17, характеризующееся тем, что некодирующая РНК представляет собой ядерную РНК U6 Применение по п 16, характеризующееся тем, что некодирующая РНК имеет искусственное происхождение Применение по п 19, характеризующееся тем, что некодирующая РНК представляет собой модуль (GAAA)n, где п есть целое число от 16 до 128 Генетически модифицированная клетка растения - продуцент целевого белка, содержащая экспрессионный вектор, направляющий в клетке растения синтез некодирующей РНК, и экспрессионный вектор, направляющий в клетке растения синтез целевого белка Генетически модифицированная клетка по п 21, которая находится в культуре клеток растения, культуре ткани растения, культуре органа растения, в целом растении или его части Генетически модифицированная клетка по п 21, характеризующаяся тем, что некодирующая РНК имеет природное происхождение Генетически модифицированная клетка по п 23, характеризующаяся тем, что некодирующая РНК представляет собой ядерную РНК U6 Генетически модифицированная клетка по п 21, характеризующаяся тем, что некодирующая РНК имеет искусственное происхождение Генетически модифицированная клетка по п 25, характеризующаяся тем, что некодирующая РНК представляет собой модуль (GAAA)n, где п есть целое число от 16 до 128 Генетически модифицированная клетка по любому из пунктов 21-26, характеризующаяся тем, что указанные векторы предназначены для введения в клетку растения путем агроинъекции Генетически модифицированная клетка по любому из пунктов 21-27, характеризующаяся тем, что клетка растения является стабильно трансформированной экспрессионными векторами Генетически модифицированная клетка по любому из пунктов 21-27, характеризующаяся тем, что клетка растения является транзиентно трансформированной экспрессионными векторами 14. The method according to any one of paragraphs. 1-11, characterized in that the target protein is a fusion protein The method according to claim 14, characterized in that the fusion protein is a tuberculosis vaccine protein ESAT6 Ag85B The use of non-coding RNA as a means to increase the production of the target protein in a plant cell The use according to claim 16, characterized in that the non-coding RNA is of natural origin The use according to claim 17, characterized in that the non-coding RNA is a nuclear RNA U6 The application according to claim 16, characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin the claim according to claim 19, characterized in that the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128 A genetically modified plant cell is a producer of the target protein containing an expression vector directing the synthesis of non-coding RNA in the plant cell, and expression vector directing the synthesis of the target protein in a plant cell The genetically modified cell according to claim 21, which is located in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part of it A cell modified according to claim 21, characterized in that the non-coding RNA is of natural origin. A genetically modified cell according to claim 23, characterized in that the non-coding RNA is nuclear RNA. U6 A genetically modified cell according to claim 21, characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin. the genetically modified cell according to claim 25, characterized in that the non-coding RNA is a module (GAAA) n, where n is an integer from 16 to 128 genetically modified to a net according to any one of paragraphs 21-26, characterized in that said vectors are intended to be introduced into a plant cell by agroinjection A genetically modified cell according to any one of paragraphs 21-27, characterized in that the plant cell is stably transformed by expression vectors Genetically modified cell according to any from paragraphs 21-27, characterized in that the plant cell is transiently transformed with expression vectors
30. Генетически модифицированная клетка по любому из пунктов 21-29, характеризующаяся тем, используемые векторы представляют собой векторы на основе неамплифицирующихся и вирусных векторов.30. The genetically modified cell according to any one of paragraphs 21-29, characterized in that the vectors used are vectors based on non-amplifying and viral vectors.
31. Генетически модифицированная клетка по любому из пунктов 21-30, характеризующаяся тем, что целевой белок представляет собой медикаментозный белок.31. The genetically modified cell according to any one of paragraphs 21-30, characterized in that the target protein is a drug protein.
32. Генетически модифицированная клетка по п. 31, характеризующаяся тем, что целевой белок представляет собой гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор человека.32. The genetically modified cell according to p. 31, characterized in that the target protein is a granulocyte colony-stimulating factor in humans.
33. Генетически модифицированная клетка по п. 31, характеризующаяся тем, что целевой белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок Ag85B.33. The genetically modified cell according to p. 31, characterized in that the target protein is a tuberculosis vaccine protein Ag85B.
34. Генетически модифицированная клетка по любому из пунктов 21-31, характеризующаяся тем, что целевой белок представляет собой слитый белок.34. The genetically modified cell according to any one of paragraphs 21-31, characterized in that the target protein is a fusion protein.
35. Генетически модифицированная клетка по п. 34, характеризующаяся тем, что слитый белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок ESAT6:Ag85B.35. The genetically modified cell according to p. 34, characterized in that the fusion protein is a tuberculosis vaccine protein ESAT6: Ag85B.
36. Способ получения генетически модифицированной клетки растения - продуцента целевого белка, включающий введение в клетку экспрессионного вектора, направляющего в клетке растения синтез некодирующей РНК, и экспрессионного вектора, направляющего в клетке растения синтез целевого белка.36. A method of producing a genetically modified plant cell producing the target protein, comprising introducing into the cell an expression vector directing the synthesis of non-coding RNA in the plant cell and an expression vector directing the synthesis of the target protein in the plant cell.
37. Способ по п. 36, в котором клетка растения находится в культуре клеток растения, культуре ткани растения, культуре органа растения, в целом растении или его части.37. The method of claim 36, wherein the plant cell is in a plant cell culture, plant tissue culture, plant organ culture, the whole plant or part thereof.
38. Способ по п. 36, характеризующийся тем, что некодирующая РНК имеет природное происхождение.38. The method according to p. 36, characterized in that the non-coding RNA is of natural origin.
39. Способ по п. 38, характеризующийся тем, что некодирующая РНК представляет собой ядерную РНК U6.39. The method according to p. 38, characterized in that the non-coding RNA is a nuclear RNA U6.
40. Способ по п. 36, характеризующийся тем, что некодирующая РНК имеет искусственное происхождение.40. The method according to p. 36, characterized in that the non-coding RNA is of artificial origin.
41. Способ по п. 40, характеризующийся тем, что некодирующая РНК представляет собой модуль (GAAA)n, где п есть целое число от 16 до 128.41. The method according to p. 40, characterized in that the non-coding RNA is a module (GAAA) n , where n is an integer from 16 to 128.
42. Способ по любому из пунктов 36-41, характеризующийся тем, что указанные векторы вводят в клетку растения путем агроинъекции.42. The method according to any one of paragraphs 36-41, characterized in that said vectors are introduced into the plant cell by agroinjection.
43. Способ по любому из пунктов 36-42, характеризующийся тем, что в клетку растения вводят экспрессионные векторы, обеспечивающие стабильную трансформацию.43. The method according to any one of paragraphs 36-42, characterized in that expression vectors are introduced into the cell of the plant to ensure stable transformation.
44. Способ по любому из пп. 36-42, характеризующийся тем, что в клетку растения вводят экспрессионные векторы, обеспечивающие транзиентную трансформацию Способ по любому из пунктов 36-44, характеризующийся тем, что используют векторы на основе неамплифицирующихся и вирусных векторов Способ по любому из пунктов 36-45, характеризующийся тем, что целевой белок представляет собой медикаментозный белок Способ по п 46, характеризующийся тем, что целевой белок представляет собой гранулоцитарный колоние-стимулирующий фактор человека Способ по п 46, характеризующийся тем, что целевой белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок Ag85B Способ по любому из пп 36-46, характеризующийся тем, что целевой белок представляет собой слитый белок Способ по п 49, характеризующийся тем, что слитый белок представляет собой туберкулезный вакцинный белок ESAT6 Ag85B 44. The method according to any one of paragraphs. 36-42, characterized in that the plant cell introducing expression vectors providing transient transformation The method according to any one of paragraphs 36-44, characterized in that vectors based on non-amplifying and viral vectors are used. The method according to any one of paragraphs 36-45, characterized in that the target protein is a drug protein. The method according to claim 46, characterized in that the target protein is a granulocyte colony-stimulating human factor. The method according to claim 46, characterized in that the target protein is a tuberculosis vaccine lon gest protein Ag85B method according to any one of claims 36-46, characterized in that the target protein is a fusion protein The method according to claim 49, characterized in that the fusion protein is a tuberculosis vaccine protein ESAT6 Ag85B
PCT/RU2006/000627 2006-11-24 2006-11-24 Method for hyperproducing target protein in a plant WO2008063093A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2006/000627 WO2008063093A1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Method for hyperproducing target protein in a plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2006/000627 WO2008063093A1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Method for hyperproducing target protein in a plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008063093A1 true WO2008063093A1 (en) 2008-05-29

Family

ID=39429942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000627 WO2008063093A1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Method for hyperproducing target protein in a plant

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2008063093A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128704C1 (en) * 1992-01-09 1999-04-10 Новартис Аг Dna sequence for expression in tissues and organs
NZ532689A (en) * 2000-06-20 2005-09-30 Arborgen Llc Polynucleotide regulatory sequences that modify expression of endogenous and/or heterologous polynucleotides in transgenic plants

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2128704C1 (en) * 1992-01-09 1999-04-10 Новартис Аг Dna sequence for expression in tissues and organs
NZ532689A (en) * 2000-06-20 2005-09-30 Arborgen Llc Polynucleotide regulatory sequences that modify expression of endogenous and/or heterologous polynucleotides in transgenic plants

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
REINHART B.J. ET AL.: "MicroRNAs in plants", GENES & DEV., vol. 16, no. 13, 2002, pages 1616 - 1626 *
ROZHEN A.: "Za chto Alfred polyubil Violettu, ili Pochemu tuberkulez i sifilis ostavili zameny sled v mirovoi literature, a SPID-net", ZERKALO NEDELI / CHELOVEK/, NAUKA, no. 23(602), 17 June 2006 (2006-06-17) - 23 June 2006 (2006-06-23), pages 1 - 7, Retrieved from the Internet <URL:http://www.zn.ua/3000/3100/53647> *
VAZQUEZ F. ET AL.: "Endogenous trans-acting siRNAs regulate the accumulation of Arabidopsis mRNAs", MOL. CELL, vol. 16, no. 1, 2004, pages 69 - 79 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mardanova et al. Efficient transient expression of recombinant proteins in plants by the novel pEff vector based on the genome of potato virus X
Peyret et al. The pEAQ vector series: the easy and quick way to produce recombinant proteins in plants
Bock et al. Solar-powered factories for new vaccines and antibiotics
Scotti et al. Production of foreign proteins using plastid transformation
US7081567B2 (en) Transgenic dunaliella salina as a bioreactor
JP5360727B2 (en) Bacterial toxin vaccine
Lentz et al. High expression level of a foot and mouth disease virus epitope in tobacco transplastomic plants
JP7491517B2 (en) Method for mass-producing a target protein from plants
Tyulkina et al. New viral vector for superproduction of epitopes of vaccine proteins in plants
Leite et al. Molecular farming of antimicrobial peptides: available platforms and strategies for improving protein biosynthesis using modified virus vectors
JP2014508512A (en) DNA expression constructs
Bai et al. Construction of a fusion anti‐caries DNA vaccine in transgenic tomato plants for PAcA gene and cholera toxin B subunit
CN105939599B (en) Exogenous gene expression is carried out using citrus decline poisonous carrier
Naseri et al. Virus-based vectors: A new approach for the production of recombinant proteins
Elmer et al. Applying horizontal gene transfer phenomena to enhance non-viral gene therapy
WO2008063093A1 (en) Method for hyperproducing target protein in a plant
CN106566842B (en) Plant expression vector and its application of a kind of albumen or polypeptide
CN111849927B (en) Method for efficiently producing recombinant nonsegmented negative-sense RNA virus and recombinant virus
CN106939317A (en) It is a kind of to improve the method that plant resists the ability of RNA virus
Ravin et al. Complete sequencing of potato virus X new strain genome and construction of viral vector for production of target proteins in plants
Šutković et al. The methods behind transgenic plant production: A review
RU2370280C2 (en) METHOD OF HER2/neu ONCOGENE ANTIBODY SUPERPRODUCTION IN PLANT
SP et al. Molecular Pharming: A New Approach for a Healthy Future by a Vast Development in the Pharmaceutical Industry
WO2024075729A1 (en) Protein manufacturing method, plant, and plant viral vector production method
CN116904489B (en) Duck tembusu virus nucleic acid vaccine and application thereof

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06849629

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06849629

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1