Новый механизм увеличения выхода рекомбинантных белков в табаке

Эластиноподобные полипептиды (ELP) заставляют растения запасать ГМ-белки в особых «белковых телах», изолируя их от нормальных клеточных процессов деградации и увеличивая общий выход белка. Исследователи в открытом журнале BMC Biology визуализировали механизм, с помощью которого этот синтетический биополимер повышает накопление рекомбинантных белков.

Рима Менасса с коллегами из Agriculture and Agri-Food Canada (Лондон, Онтарио) разработала и протестировала ELP-метки, направляя слитый белок ELP-зелёный флуоресцентный белок (GFP) в различные органеллы листьев табака. Табак хорошо подходит для производства рекомбинантных белков, но механизм, с помощью которого ELP-слитые белки увеличивают выход в трансгенных листьях табака, ранее был неизвестен. Менасса заявила: «Показано, что ELP почти удваивает выход GFP до 11% от общего растворимого белка при гиперэкспрессии в эндоплазматическом ретикулуме (ЭР)».

На основе конфокальной и электронной микроскопии исследователи предполагают, что ELP-слитые белки, направленные в ЭР, индуцируют образование новых подвижных структур, похожих на белковые тела в листьях. Они схожи по размеру и морфологии с проламин-содержащими белковыми телами, естественно встречающимися в семенах растений. Эти тела могут быть ответственны за положительный эффект ELP на накопление рекомбинантного белка, исключая гетерологичный белок из нормального физиологического оборота.

Исследователи направляли свои ELP-слитые белки в цитоплазму, хлоропласты, апопласт и ЭР у растений табака Nicotiana benthamiana. Они обнаружили, что ЭР был единственным внутриклеточным компартментом, где ELP значительно усиливало накопление рекомбинантного белка. Они делают вывод: «Подход с использованием ELP-слитого белка, нацеленного на ЭР, предоставляет эффективную стратегию для отложения больших количеств концентрированного гетерологичного белка в ограниченном пространстве клетки».