بررسی بیان موقت پروتئین نوترکیبCCL21 انسانی در گیاه نخود به روش آگرواینفیلتراسیون

پژوهش‌های حبوبات ایران

مقاله 7، دوره 10، شماره 1، خرداد 1398، صفحه 91-102   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijpr.v10i1.60228

نویسندگان

ماریا بیهقی^{* 1}؛ عبدالرضا باقری^{2، 3}؛ حسن مرعشی²؛ مجتبی سنکیان⁴؛ افسانه سادات فرساد⁵

¹گروه زیست‌شناسی، مؤسسه آموزش عالی کاویان، مشهد، ایران

²گروه بیوتکنولوژی و بِه‌نژادی گیاهان زراعی، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

³گروه بقولات پژوهشکدة علوم گیاهی،دانشگاه فردوسی مشهد ، مشهد، ایران

⁴پژوهشکده بوعلی، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران

⁵دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

چکیده

کموکاین CCL21 از جمله کموکاین­هایی است که خاصیت آنتی‌توموری دارد و در ایمونوتراپی بر پایه سیتوکنین‌ها بر علیه سلول­های سرطانی مؤثر می­باشد. با توجه به اهمیت فناوری جدید تولید پروتئین­های نوترکیب در گیاهان، تولید پروتئین CCL21 نیز در گیاه نخود که دارای خواص آنتی‌توموری و ترکیبات معدنی و شیمیایی مناسب است، مورد توجه قرار گرفته است. در مطالعه حاضر از بیان موقت پروتئین CCL21 به روش آگرواینفیلتراسیون، برای تولید این پروتئین نوترکیب در گیاه نخود استفاده شده است. 72‌ساعت بعد از آگرواینفیلتراسیون، نتایج آزمون­های RT-PCR، Real time PCR، دات‌بلات، وسترن‌بلات و الایزا نشان داد که سازه ژنی طراحی شده در برگ­های نخود با میزان بالایی در سطح رونویسی و ترجمه بیان شده است. بنابراین با استفاده از روش آگرواینفیلتراسیون و انتقال سازه بیانی CCL21، نتایج نشان داد که نخود می­تواند گیاه مناسبی جهت تولید پروتئین­های نوترکیب باشد.

کلیدواژه‌ها

آگرواینفیلتراسیون؛ پروتئین نوترکیب؛ ژن ccl21؛ نخود

مراجع

1. Bendahmane, A., Querci, M., Kanyuka, K., and Baulcombe, D.C. 2000. Agrobacterium transient expression system as a tool for the isolation of disease resistance genes: application to the Rx2 locus in potato. The Plant Journal 21(1): 73-81.
2. Boehm, R. 2007. Bioproduction of therapeutic proteins in the 21^st century and the role of plants and plant cells as production platforms. Annals of the New York Academy of Sciences 1102(1): 121-134.
3. Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry 72: 248-54.
4. Ding, Y., Shimada, Y., Maeda, M., Kawabe, A., Kaganoi, J., Komoto, I., and Imamura, M. 2003. Association of CC chemokine receptor 7 with lymph node metastasis of esophageal squamous cell carcinoma. Clinical Cancer Research 9(9): 3406-3412.
5. Farsad, A.S., Malekzadeh-Shafaroudi, S., Moshtaghi, N., Fotouhi, F., and Zibaee, S. 2016. Transient expression of HA1 antigen of avian influenza virus (H5N1) in alfalfa, soybean and lettuce leaves by agroinfiltration. Kerman Journal of Biotechnology 8 (1): 61-80.
6. Fischer, R., Stoger, E., Schillberg, S., Christou, P., and Twyman, R. 2004. Plant based production of Biopharmaceuticals. Current Opinion in Plant Biology 7: 152-158.
7. Floss, D.M., Falkenburg, D., and Conrad, U. 2007. Production of vaccines and therapeutic antibodies for veterinary applications in transgenic plants: an overview. Transgenic Research 16(3): 315-332.
8. Gidding, G., Allison, G., Brooks, D., and Carter, A. 2000. Transgenic plants as factories for b Natural Biotechnology 18: 1151-1155.
9. Gollmer, K., Asperti-Boursin, F., Tanaka, Y., Okkenhaug, K., Vanhaesebroeck, B., Peterson, J.R., Fukui, Y., Donnadieu, E., and Stein, J.V. 2009. CCL21 mediates CD4+ T-cell costimulation via a DOCK2/Rac-dependent pathway. Blood 114: 580-
10. Habibi-Pirkoohi, M., Malekzadeh-Shafaroudi, S., Marashi, H., Moshtaghi, N., Nassiri, M.R., and Zibaee, S. 2014. Transient expression of foot and mouth disease virus (FMDV) coat protein in tobacco (Nicotiana tabacom) via a Iranian Journal of Biotechnology 12: 28-35.
11. Hashemi, H., Jourabchi, E., and Khodabandeh, M. 2005. Transient expression of human growth hormone in potato (Solanum tuberosum), tobacco (Nicotiana tobacum) and lettuce (Lactuca sativa) leaves by agroinfiltration. Iranian Journal of Biotechnology 3(2): 109.
12. Hefferon, K., Grealy, M., and Mutrie, N. 2010. Transforming from Cocoon to Butterfly: The potential role of the body in the process of posttraumatic g Journal of Humanistic Psychology 50(2): 224-247.
13. Hobbs, S.L.A., Jackson, J.A., and Mahon, J.D. 1989. Specificity of strain and genotype in the susceptibility of pea to Agrobacterium tumefaciens. Plant Cell Reports 8: 274-277.
14. Johnson, N., Bryant, A., Miles, T., Hogberg, T., and Cornes, P. 2011. Adjuvant Chemotherapy for Endometrial Cancer after H The Cochrane Database of Systematic Reviews.
15. Kim, T.G., and Yang, M.S. 2010. Current trends in edible vaccine development using transgenic p Biotechnology and Bioprocess Engineering 15: 61-65.
16. Koprowski, H., and Yusibov, V. 2001. The green revolution: plants as heterologous expression vectors. Vaccine 19(17): 2735-2741.
17. Kozak, M. 1989. The scanning model for translation: an update. The Journal of Cell Biology 108(2): 229-241.
18. Leckie, B.M., and Stewart, C.N. 2011. Agroinfiltration as a technique for rapid assays for evaluating candidate insect resistance transgenes in plants. Plant Cell Reports 30(3): 325-334.
19. Livak, K.J., and Schmittgen, T.D. 2001. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2^-ΔΔCt Methods 25: 402-408.
20. Lollini, P.L., Cavallo, F., Nanni, P., and Forni, G. 2006. Vaccines for tumour prevention. Nature Reviews Cancer 6(3): 204-16.
21. Lu, L.L., Chen, X.H., Zhang, G., Liu, Z.C., Wu, N., Wang, H., Qi, Y.F., Wang, H.S., Cai, S.H., and Du, J. 2016. CCL21 Facilitates Chemoresistance and Cancer Stem Cell-Like Properties of Colorectal Cancer Cells through AKT/GSK-3β/Snail Signals. Oxidative Medicine and Cellular Longevity.
22. Mantovani, A., Bonecchi, R., and Locati, M. 2006. Tuning inflammation and immunity by chemokine sequestration: decoys and more. Nature Reviews Immunology 6(12): 907-918.
23. Mehrotra M, Sanyal, I., Amla, D.V. 2011. High-efficiency Agrobacterium-mediated transformation of chickpea (Cicer arietinum) and regeneration of insect-resistant transgenic plants. Plant Cell Reports 30: 1603-1616.
24. Muller, A., Homey, B., Soto, H., Ge, N.F., Catron, D., Buchanan, M.E., and Wagner, S.N. 2001. Involvement of chemokine receptors in breast cancer metastasis. Nature 410(6824): 50-56.
25. Nie, L., Wu, G., and Zhang, W. 2006. Correlation between mRNA and protein abundance in Desulfovibrio vulgaris: a multiple regression to identify sources of variations. Biochemical and Biophysical Research Communications 339: 603-610.
26. Obembe, O.O., Popoola, J.O., Leelavathi, S., and Reddy, S.V. 2011. Advances in plant molecular farming. Biotechnology Advances 29: 210-222.
27. Sain, M., and Sharma, V. 2013. Catharanthus roseus (An anti-cancerous drug yielding plant)- A review of potential Therapeutic p International Journal of Pure & Applied Bioscience 1(6): 139-142.
28. Shivani I., Hari, S., and Susan, E., 2010. Agrobacteriium-mediated transformation in chickpea (Cicer arietinum L.) with an insecticidal protein gene: optimisation of different factors. Physiol Molecular Biology Plants 16(3): 273-284.
29. Shoji, Y., Bi, H., Musiychuk, K., Rhee, A., Horsey, A., and Roy, G. 2009. Plant-derived hemagglutinin protects ferrets against challenge infection with the A/Indonesia/05/05 strain of avian influenza. Vaccine 27: 1087-
30. Simmons, C.W., VanderGheynst, J.S., and Upadhyaya, S.K. 2009. A model of Agrobacterium tumefaciens vacuum infiltration into harvested leaf tissue and subsequent in planta transgene transient expression. Biotechnology and Bioengineering 102(3): 965-970.
31. Wandeltt, C., Rafiqul, M., Khan, S.C., Harmut, E.S., Spencer, D., and Higgins, T.J.V. 1992. Vicilin with carboxyterminal KDEL is retained in the endoplasmic reticulum and accumulates to high levels in the leaves of transgenic plants. Plant Journal 2: 181-192.
32. Wang, X.Q. 2004. 5-Untranslated regions with multiple upstream AUG codons can support low-level translation via leaky scanning and reinitiation. Nucleic Acids Research 32: 1382-1391.
33. Wang, A., and Ma, S. 2012. Molecular Farming in Plants: Recent Advances and Future Prospects. Springer 183-198.
34. Wang, J., Seethala, R.R., Zhang, Q., Gooding, W., Van Waes, C., Hasegawa, H., and Ferris, R.L. 2008. Autocrine and paracrine chemokine receptor 7 activation in head and neck cancer: implications for therapy. Journal of the National Cancer Institute 100 (7): 502-512.
35. Watson, M., Benard, V., Thomas, C., Brayboy, A., Paisano, R., and Becker, T. 2014. Cervical cancer incidence and mortality among American Indian and Alaska Native women, 1999-2009. American Journal of Public Health 104 (3): S415-22.
36. Ware, M. 2016. Chickpeas: Health Benefits, Nutritional Information. Available at Web site http://www.medicalnewstoday.com.
37. Wroblewski, T., Tomczak, A., and Michelmore, R. 2005. Optimization of Agrobacterium‐mediated transient assays of gene expression in lettuce, tomato and Arabidopsis. Plant Biotechnology Journal 3(2): 259-273.
38. Yajun, F., Wei, L., Xiaojuan, Z., and Xingzhi, W. Transient expression of acidic fibroblast growth factor in pea (Pisum sativum L.) plants. African Journal of Biotechnology 11(22): 6060-6063.