이 작품은 분자 생명 공학, iBio, 주식 회사와 방위 고등 연구 프로젝트 기관 (승인 번호의 HDTRA1-07-C-0054)를위한 프라운호퍼 미국 센터에 의해 지원되었다. 저자는 Drs에 의해 관대 한 선물을 인정합니다. 생물 과학과, 퍼듀 대학교 (아그로 박테 리움 균주를 투메 파시 엔스)와 대규모 생물학 사의 웨인 Fitzmaurice (N.의 excelsiana 씨)뿐만 아니라 미국 된 담배 컬렉션, 노스 캐롤라이나 주립 대학 (N. 엑셀 씨의 제니퍼 니콜슨의 스탠튼 Gelvin ). 저자는 식물과 뛰어난 기술 지원을 제공하는 마가렛 실링 크리스토퍼 헐 감사합니다. 저자는 또한 Drs에 감사드립니다. 편집에 도움 스티븐 Streatfield와 나타샤 Kushnir.

1. 식물 성장 이후 agroinfiltration 위해 우리는 두 개의 야생형 된 담배 종 실내 시설에서 암면에 수경 재배 (N.의 benthamiana와 N. 입시) 및 하이브리드 (N.의 excelsiana)을 평가 하였다. <ol><li> 식물 비료 용액에 암면 슬라브를 적시십시오. </li><li> 야생 형 N.의 씨앗을 뿌리다 benthamiana, N. 입시 및 N. 영양소에 excelsiana (N. 엑셀 × N.의 benthamiana의 하이브리드) 암면의 표면을 적신. </li><li> 에 대한 통제 된 조건 (24 ° C 및 40~65% 상대 습도)에서 씨앗에서 식물과 (130 ~ 150 μE 미터의 조명과 14 시간의 빛과 10 시간의 어둠, -2 초 -1) 긴 일 광주를 성장 N.에 대한 4~5주 benthamiana와 N. excelsiana 및 N.에 대한 5-6주 엑셀. </li></ol> Agroinfiltrat에 대한 벡터의 2. 건설이온 <ol><li> 인플루엔자 바이러스 (HAC1)의 A/California/04/2009 변형에서 합성 리포터 유전자 (녹색 형광 단백질 [GFP), 전체 길이의 헤 마글 루티 닌 (HA)를 삽입하고, 재 설계 lichenase 효소 (LicKM) 18 개별적으로 발사 벡터 pBID4-GFP, pBID4-HAC1 각각 pBID4-LicKM, 18,32,41,47을 얻기 위해 18 (TMV 기반 벡터) pBID4. </li><li> A.의 electrocompetent 세포로 10 ~ 50 GFP를 들고 pBID4의 NG 또는 HAC1 소개 A.의 electrocompetent 세포로 변형 GV3101과 LicKM을 투메 파시 엔스 튜메 파시 엔스는 유전자 MicroPulser의 electroporator와 GV3101, C58C1, GLA4404, At06, AT10, At77 및 A4를 변종. </li><li> 별도의 언급이없는 한 침투 실험을 위해 변환 된 아그로 박테리아를 사용합니다. </li></ol> 3. 된 담배 식물에 아그로 박테 리움의 침투를 진공 청소기로 청소 <ol><li> A. 성장 튜메 파시 엔스는 LB 매체 YEB 메드에서 (O / N) 하룻밤 변종IUM 또는 AB 매체는 200 ~ 250 rpm에서 진탕 28 ° C에서 카나마이신 50 ㎎ / L로 보충. </li><li> 4,000 ×에서 LB 또는 YEB 또는 AB 성장 0.5 원심 분리기 아그로 박테 리움 세포의 600 nm에서 광학 밀도 (600)에 밀리 Q 물에 아그로 박테리아를 희석 4 ° C에서 10 분 동안 G는 0.5의 600 유도 매체 (1X MS 소금, 10 밀리미터 MES, 200 μM 아세토 시린 곤, 2 % 자당 [MMA])에 다시 일시 중지, 1-3 실온에서 교반 시간,하지 않는 한 그렇지 않으면 지적했다. </li><li> 아그로 박테 리움 현탁액 된 담배 공장 공중 조직을 잠수함이 잠수, 30 또는 60 초 동안 50 ~ 400 mbar의 진공을 적용하여 진공 챔버에 식물을 침투. 최적의 침투는 정기적으로 60 초 동안 50 ~ 100 mbar에서 적용됩니다. </li><li> 진공이 깨진되면, 진공 챔버에서 식물을 제거 물에 씻어, 사전 침투 성장에 사용되는 것과 동일한 성장 조건에서 5-7일에 성장. </li><li> 효능을 테스트하려면아그로 박테 리움 VIR 유전자, 아세토 시린 곤의 상이한 농도 (0, 100, 200 또는 400 μM)을 유도하는 화학 물질은 침투 완충액 아그로 박테리아 (1X MS, 10 mM의 MES에, 2 % 글루코스)에 첨가 하였다. 비르 유전자, 포도당 (0, 1, 2 또는 4 %)의 다른 비율의 유도에 단당류의 효과를 침투 버퍼 (1X MS, 10 밀리미터 MES, 200 μM 아세토 시린 곤)에 현탁 아그로 박테리아에 추가되었습니다. N.은 단계 3.3 및 3.4)에서 전술 한 바와 같이 benthamiana 식물이 침투 하였다. </li><li> 아그로 박테 리움 연구소는 600 0.5. N.에 밀리 Q 물에 희석 GV3101, C58C1 및 LBA4404 및 야생형 균주 A4, At06, AT10, 그리고 At77 pBID4-LicKM 벡터를 숨겨을 변종 benthamiana 공장은 단계 3.3 및 3.4에서 위에서 언급 한 바와 같이 각각의 특정 변형에 침투했다. </li></ol> 바이러스 성 침묵의 억제 4. 공동 agroinfiltration 절차 <ol><li> 엠IX 1:1 GFP 유전자와 토마토 덤불 스턴트 바이러스 (TBSV)의 바이러스 성 침묵 억제 P19을 들고 밀리 Q 물 희석 된 아그로 박테 리움 GV3101 문화 2:1 3:1 4:1 비율. N. 침투 상술 한 바와 같이 benthamiana 공장. </li><li> N. 침투 두 밀리 Q 물 희석 된 아그로 박테 리움 GV3101 문화의 혼합물로 benthamiana 공장 : pBID4-HAC1 플라스미드를 전달하는 첫 번째와 침묵 진압 중 하나 들고 두 번째 - TBSV 또는 감귤 tristeza 바이러스의 P23의 P19, pCassp 플라스미드에서 ( pCassp19)와 35S 프로​​모터 비율 4:1에서 각각 (PGR-P23), 아래의 PGR 이진 플라스미드에. </li></ol> 5. 웨스턴 블롯 분석 <ol><li> N.에서 임의의 잎을 채취 benthamiana, N. 엑셀 또는 N. excelsiana의 4-7 dpi 해상도에서 식물과 미세 분말을 액체 질소에 분쇄. </li><li> 트리톤 0.5 %를 포함 1X PBS 버퍼의 세 볼륨을 추가X-100 각 샘플에. </li><li> 조심스럽게 4 ℃에서 15 분 동안 추출 된 샘플을 흔들 </li><li> 5 분 동안 추출 스핀 깨끗한 에펜 도르프 튜브에 총 수용성 단백질을 수집합니다. </li><li> 1X PBS 추출 버퍼에 적절한 희석 (1시 50분 1:100)에 추출물을 희석하고, 5 × 샘플 버퍼 (250 MM 트리스 - 염산 [산도 6.8], 10 % SDS, 파랑 0.5 % 브로 모 페놀, 50 % 글리세롤을 추가 최종 1 × 농도에 부착 V / V 및 500 mM의 DTT). </li><li> 5 분 동안 삶아 샘플. </li><li> 10 % SDS-PAGE에 의해 분리 된 단백질은 Immobilon-P 전달 막에 전송하고, 0.5 %의 I-블록과 블록. </li><li> 1:5,000에서 토끼 다 클론 항-GFP 항혈청을 사용하고 HAC1 1 시간 동안 차단 솔루션에 1:1,000에서 마우스 항 - 폴리 히스티딘 단일 클론 항체를 사용하여 GFP를 감지합니다. </li><li> 차 항체 라벨링 한 후, 10 분간 1 × PBST-20 각의 세포막을 세 번 씻어 1:5,000의 복합 - 고추 냉이 퍼 옥시 다제 (HRP) 항 토끼 항체 또는 HRP-공액과 부화1 GFP 및 HAC1 검출을위한 시간, 각각에 대한 1:10,000의 D 항 마우스 항체. </li><li> SuperSignal 웨스트 피코 화학 발광 기판을 사용하여 서양 말을 처리합니다. </li><li> 단백질의 밴드 강도를 분석하고 밴드 보정 양을 얻기 위해 GeneTools 소프트웨어를 사용합니다. </li></ol> 단백질 생산 (샘플의 교정 양의 X 희석) /로드 샘플의 양) 4 = ㎎ / ㎏을 x. 식 : 단백질 생산 (P), 교정 량 (C), 시료 (D)의 희석 및 적재 샘플의 양 (S). 6. Zymogram 분석 <ol><li> 수집 pBID4-LicKM - 침투 N. benthamiana 임의의 조직 샘플. </li><li> 웨스턴 블롯 분석을 위해 전술 한 바와 같은 방법을 사용하여 단백질을 추출하고 0.1 % lichenan으로 10 % SDS-PAGE에 의해 분석이 젤에 포함되어 있습니다. </li><li> 전기 영동 한 후, 100 mM 트리스 - 염산 [pH를 8.0] 0.1 % 트리톤 X보기 (세척 완충액에서 10 분마다 겔 두 번 씻어-100) 한 후 1 시간 동안 65 ° C에서 세척 버퍼에 품어. </li><li> 배양 후, 세척 완충액을 버리고, 실온에서 5 분 동안 0.5 % 콩고 레드로 겔을 염색. </li><li> 10 분마다 밀리 Q 물에 젤 세 번 씻어하고 lichenase 활동을 시각화하기 위해 1 M의 NaCl을 추가합니다. 정제 된 박테리아 lichenase 단백질은 효소 활성에 대한 양성 대조군으로 사용 하였다. </li></ol> 7. GFP 이미징 <ol><li> 휴대용 장파장 UV 램프를 사용하여 전체를 일시적으로 형질 전환 식물체에서 GFP 형광의 시각적 검출을 수행. </li><li> 사진은 일시적으로 노란색 (8)를 통해 디지털 카메라로 식물을 전환, 52 필터 (노출 시간, 15 초) ES. </li><li> 웨스턴 블롯 이미지를 구하는 것은 GeneGnome에 GeneSnap 소프트웨어를 사용하여 정제하여 GFP 표준을 기반 검량선과, GeneTools 소프트웨어를 사용하여 결과를 정량 분석​​한다. </li><li> purifi에 기초하여 검량선을 사용 HAC1 단백질 정량화인플루엔자 바이러스의 A/Indonesia/05/05 균주로부터 ED HAC 단백질 표준. </li><li> 3-4 평균 값을 계산하는 모든 실험에 복제합니다. </li></ol>

우리는 공개 아무것도 없어.

이 연구에서, 우리는 시작 벡터를 운반하는 아그로 박테 리움 균주를 사용하여 선택한 된 담배 종의 일상 과도 단백질 생산을위한 간단한 agroinfiltration 프로토콜을 개발했습니다. 또한, 우리는 우리의 과도 식물 발현 시스템에서 가장 높은 재조합 단백질 생산 수준을 달성하기 위해 최적의 조건을 확인했다. 희석 A. 진공 침투 N.에 출시 벡터 pBID4를 숨겨 변형 GV3101을 투메 파시 엔스 benthamiana, N. excelsiana 및 N. 엑셀 시어는 알팔파 모자이크 바이러스를 숨겨 GV3101에 침투 피섬 새 티범 다른 식물 종에 비해 7 dpi로 내 표적 단백질 생산의 높은 수준, 결과 - 나 오이 모자이크 35S 프로모터에서 GFP의 리포터 유전자를 발현하는 바이러스 기반의 벡터 41, 또는 락 투카 사티, 까 lycoA.의 C58C1 변형으로 침투 persicum 및 애기 장대 베타 - 글루 쿠로니다 아제 리포터 유전자 57. N.을 들고 튜메 파시 엔스 benthamiana와 N. excelsiana는 90 % -95 %의 침투 효율이 30 ~ 60 초 동안 50 mbar에서 침투 진공 청소기로 청소하기 쉽게했다. 잎 지역의 나머지 10 % 때문에 진공의 응용 프로그램 중 아그로 박테 리움 현탁액의 표면에 잎의 일부 부동의 침투되지 않았습니다. 발사 벡터가 세포 간 이동 18 능력을 가지고 있기 때문에, 과도 단백질의 축적은 7 dpi로에 전체 잎뿐만 아니라 잎자루에서 발생합니다. pBID4 발현 벡터가 셀 사이를 이동시킬 수 있지만, 체계적 18 움직이지 때문에 10 dpi로에서 잡은 GFP 생산은 다소 낮았다; 따라서, 새로 자란 잎은 벡터를 포함하지 않고 대상의 생산에 기여하지 않습니다. 또한, 재조합 단백질의 열화 이상의 시간 mAY 10 dpi로에서 환원 단백질 수준에 기여한다. 우리의 결과는 A.의 침투를 보여 주었다 N. 일시적인 단백질 생산의 튜메 파시 엔스 균주 GV3101 매개 높은 수준 benthamiana. 또한, 목적 단백질은 lichenase하는 N-말단, C-말단 또는 내부 융합체 (LicKM), β-1 ,3-1, 4 - 글루 카나 아제, 클로스 트리 디움 thermocellum에서 열 안정성 효소이고 많은 타겟에 내열성을 부여로 설계 될 수있다 단백질 융합 18. N.의 침투 A.과 benthamiana 잎 말림, 잎자루의 신장, 컬링 : 가벼운 또는 심한 증상을 유발 관심의 유전자를 품고 야생형 균주 (AT6, AT10 및 at77를) 투메 파시 엔스. 어떤 병적 인 증상은 N.에서 관찰되지 않았다 일부 유전자가 GV3101을 변종 pBID4에 삽입 실험실로 변환하는 동안 benthamiana는, 빈 pBID4 벡터를 숨겨 실험실 변형 GV3101에 침투, C58C1 또는 LBA4404 가벼운 괴사 반응과 잎을 이끌어백화 / 잎의 침투 지역에서 증상을 황변. 야생 형 아그로 박테 리움 또는 가지과 식물 기폭 장치를 제거하는 균주에 의한 괴사 증상은 이전에 56, 57가보고되었습니다. 괴사 반응은 유형 III 분비 시스템의 유형 IV 분비 시스템에 의해 식물 세포에 전달 세균의 단백질 및 / 또는 편모 58-60 감도의 독성 요인에서 발생할 수 있습니다. 우리는 이종 단백질의 일시적인 생산도 병원성을 유도 할 수 있으며 침투 공장에서 과민 반응이 나뭇잎 것으로 나타났습니다. 많은 연구자들은 안정적으로 형질 전환 식물 28,57에 비해 과도 단백질 생산의 5 ~ 20 배 높은 수준까지 생산 공장 이진 벡터와 다른 식물 종의 agroinfiltration을보고했다. 우리의 데이터는 보여줍니다 N. benthamiana는 GV3101에 대해보고 된 GFP 수익률과 유사 GFP의 pBID4-GFP 일시적으로 발현 높은 수준을 품고으로 침투N.의 benthamiana는 아그로 박테리아가 롯트-GFPSYS 바이러스 벡터 (총 수용성 단백질의 80 %) 44 운반과 침투. 런칭 벡터를 이용 Agroinfiltration이 내열성 단백질 LicKM의 높은 생산 결과, 표준 플라스미드 바이너리 (18)를 사용하여 관찰 된 것보다 50 배. A.의 감염을 테스트하려면 튜메 파시 엔스 및 발사 벡터의 안정성, 우리는 N.의 플랫 침투 benthamiana pBID4-GFP 플라스미드를 숨겨 GV3101의 동일한 밀리 Q 물 희석 문화권을 사용하여 최대 8 시간 동안 매 시간마다. 우리의 데이터는 GV3101의 변형을 효율적으로 최소 8 시간 및 pBID4 (발사 벡터)에 대한 감염성 것으로 나타났다은 8 시간 긴 침투하는 동안 매우 안정적입니다. -80 ° C에 저장된 발사 벡터 pBID4-HAC1 (세포 은행을) 숨겨 GV3101 균주의 글리세롤 주식은 과도 PROTE의 변화없이 3 년 동안 매우 안정적인 것으로 나타났다침투 공장에서 생산. 최적의 조건에서 35 사이의 42 일 후 파종에서 재배 N. benthamiana의 식물 진공 침투 매개 일시적인 유전자 발현 (40)에 대한 최적이었다. (3-4 주령) 이하 식물 때문에 세포 현탁액 표면 및 진공을인가하는 기계적 효과에서 조직 손상에 떠있는 나뭇잎 완전히 침투 할 수 없다. 사십오일, N.보다 오래된 식물 benthamiana 사용 된 최적의 광 조건에서, 무대를 볼트, 일시적 발현의 수준이 낮습니다. 저분자 페놀 화합물 (아세토 시린 곤) 및 monosaccharaides (글루코오스) 55,61을 A. 투메 파시 엔스는 소재 VIR 유전자를 유도하는 것으로 알려져있다. 또한, N.의 침투 50-600 μM의 농도에서 아세토 시린 곤의 존재 이진 벡터 pCAMBIA (GFP)와 benthamiana 약간 과도을 증가 표시했다유전자 발현 40. 우리는 3 시간 동안 MMA에 pBID4-GFP를 숨겨 GV3101의 문화에 이들 화합물을 첨가하여 우리의 시스템에서 아세토 시린 곤과 포도당의 서로 다른 농도의 효과를 연구하고, GFP 발현에 차이를 찾을 수 없습니다. 흥미롭게도, pBID4-GFP를 숨겨 0.5의 600 밀리 Q 물에 희석하고 비르 유전자의 유도없이 침투 GV3101의 문화에 의한 문화 침투와 그로서 GFP의 동일한 금액을 표명했다. A. 튜메 파시 엔스의 비르 유전자 (들)은 잠재적으로 공장의 페놀 화합물 (아세토 시린 곤 및 sinapinic 산)과 잎의 조직에 존재하는 식물 monosaccharaides (포도당과 과당)에 의해 유도 될 수있다. 따라서 외인성 VIR 유전자 유도제의 존재 또는 부재에서 GFP 발현의 유사한 수준이 식물 세포에서 GFP 발현 발사 벡터의 복제 중에 본 세포질 VIR 유전자 유도제의 효과의 결과 일 수 있다는 것을 추측. N. benthamiana 과도 단백질 생산 49 모델 호스트로 사용되어왔다. 그러나, N. benthamiana의 상대적으로 낮은 바이오 매스 수율은 재조합 단백질의 대량 생산에 대한 응용 프로그램을 방해한다. 최적의 호스트는 일시적 발현의 높은 수준의 온실 쉬운 성장을 결합하고, 아그로 박테 리움의 침투 2에 민감해야한다. 다른 호스트를 선택하기 위해, 우리는 하이브리드 N.에게 된 담배 (N.의 benthamiana와 N. 엑셀)의 두 개의 서로 다른 야생 형 종을 침투하고 A.와 excelsiana (N. 엑셀 × N.의 benthamiana) pBID4-GFP 플라스미드를 숨겨 변형 GV3101을 투메 파시 엔스. 이러한 세 가지 종 중에서, GFP 발현 수준 N. 약간 높았다 benthamiana. N. 엑셀 시어 식물 인해 가죽 같은 잎을 진공 agroinfiltration에 어려움을 보였으며, N. excelsiana생산 거의 같은 성장 조건에서 더 많은 바이오 매스를 두 배. 7 dpi 해상도에서 GFP의 일시적인 생산 N. 상대적으로 유사하다 benthamiana와 N. excelsiana. 따라서, N. excelsiana은 재조합 단백질 생산에 더 적합한 호스트 일 수있다. 아그로 박테 리움 매개 과도 단백질 생산 유전자가 식물 바이러스의 기원 (62)의 억제를 침묵의 공동 식으로 극복 할 수 PTGS 26 일에 의해 제한됩니다. 과도 단백질 생산 이전에 함침 조직 (34)에 PTGS를 억제 TBSV의 P19 단백질의 존재하에 50 배 향상된 것으로 나타났다. 우리의 연구에서, 우리는 개별적으로 발사 벡터 pBID4-HAC1와 공동 침투 두 바이러스 성 침묵 억제 (P19 및 P23)의 효과를 평가 하였다. 이러한 침묵 억제의 공동 침투 HAC1 만 약간의 증가와 함께, HAC1의 일시적 발현에 거의 영향을 미칠 듯공동 침투 P23 또는 P19의 존재 단백질의 축적 (15~25%). 단백질 생산에 긍정적 영향을 미치는 것으로, 침묵 억제 구체적 대상 식물 종 및 바이러스 벡터 (63)에서 유효로 선정 될 필요가있다. TMV의 헬리는 RNA 침묵 활동 (64), (65)의 억제가 있습니다. pBID4-HAC1와 P23 또는 P19의 공동 침투는 GFP의 증가없이 또는 과도 HAC1 단백질 생산에 약간의 증가의 결과로 우리의 데이터는 이러한 관찰을 확인합니다. 결론적으로, 우리는 수정 및 최적화 식물과 아그로 박테 리움의 성장 조건을 진공 침투의 효율성을 개선했습니다. 이 기술은 몇 시간에 식물 재료의 수백 킬로그램의 성장과 침투 할 수있었습니다. 우리는 성공적으로 현재 좋은 제조 관리 기준 (cGMP의) 조건에서 산업 규모에서 높은 처리량 백신 생산을위한 공장 일시적 발현 기술을 자동화. ABO 자세한 내용은UT 자동화 및 cGMP의 조건 하에서 서브 유니트 백신 후보를 포함한 재조합 단백질의 생산을위한 식물 과도 단백질 생산 시스템의 활용은, 독자는 홈페이지 칭한다 <a href="http://fhcmb.org/">www.fhcmb.org/</a> .

식물은 이제 이종 재조합 바이오 의약품 및 산업용 단백질 1-3의 제조, 안전 신뢰성, 확장 성 및 저렴한 플랫폼으로 인식하고 미생물 및 동물 세포 발현 시스템 4에 중요한 장점을 가지고있다. 식물은 조립 된 다중 체 항체 5-7 등의 번역 후 변형, 제대로 접힌 단백질을 표현 할 수 있습니다. 여러 식물 유래 재조합 의약품 단백질은 임상 평가 8을 겪고있다. 이러한 비호 지킨 림프종 9, 헤 마글 루티 닌 기반 유행성 계절 독감 백신 후보는 10, 11 (커밍스 등., 백신에 제출), 안티 - 연쇄상 구균의 표면 항원 I의 치료를위한 환자 특정 재조합 이디 백신 (scFv를)를 포함 / 치아 우식증 (12)의 치료, 당뇨병 (13)의 치료를위한 인간의 인슐린 II 항체. 또한, 인간의 RECO고셔병 환자에서 효소 대체 요법에 대한 mbinant glucocerebrosidase 이스라엘과 미국에서 승인 된 제품으로, 미국 (14, 15)의 외부로 확장 된 액세스 프로그램에 따라 제공된다. 이종 단백질을 안정적으로 변형 (유전자 변형 또는 Plastid 형질 전환) 또는 일시적으로 형질 전환 식물에서 생산 될 수있다. 과도 단백질 생산은 식 (16) 및 축적을 달성하기 위해 짧은 시간 포함한 형질 전환 식물에서의 생산에 비해 여러 가지 장점을 제공하고, 식물 조직 (4) 내에 세균 이진 벡터 또는 재조합 식물 바이러스 벡터를 도입함으로써 달성 될 수있다. 가장 진보 된 일시적인 발현 시스템은 식물 바이러스 및 이진 플라스미드의 성분을 배합하고, agroinfiltration 17,18 의해 전달되는 &#39;발사 벡터&#39;의 사용에 기초한다. 담배 모자이크 바이러스 (TMV)에 기초하여 발사 벡터의 Agroinfiltration 성공적 실험실에서 적용된이러한 인간 유두종 바이러스 19, 예 르시 니아 페스티 20 병원균에 대한 백신의 항원을 생산하기 위해 확장, 인플루엔자는 21, 22, 탄저균 23 바이러스 및 N.에 천연두 바이러스 (24) benthamiana 잎. 아그로 박테 리움 매개 일시적 발현은 여러 단백질 2,25-27의 동시 생산을위한 유망한 방법이다. 예를 들어, 식물, 일시적인 발현 시스템은 종양 특정 재조합 항체 28,29, 표피 성장 인자 수용체 (30)에 대하여 당화 재조합 항체 및 탄저균 방어 항원에 특이 31,32 모노클로 날 항체를 생산하는 데 사용되었다. 표적 유전자 및 향상된 표적 단백질의 발현 33, 34의 유전자 침묵 결과의 회로 부착 된 담배의 benthamiana 공장의 공동 침투. Agroinfiltration 균일 introdu을위한 일반적인 방법입니다식물에 관심의 유전자를 숨겨의 cing 박테리아는 35-37를 조직. 그대로 공장에서 일시적인 유전자 발현에 나뭇잎 아그로 박테 리움의 진공 침투 형질 전환 식물 38 ~ 41을 생성 할 필요없이 외래 단백질의 생산을위한 신속한 확장 성, 유용한 방법입니다. 진공 agroinfiltration 동안, 식물이 거꾸로 뒤집 및 공중 부분은 아그로 박테 리움 현탁액에 잠긴. 그런 다음 진공 가스가 기공을 통해 잎의 세포 간 공간에서 철수하는 원인이 적용됩니다. 잎에 아그로 박테 리움 현탁액의 주입에 진공 결과의 신속한 재 가압 다음 릴리스. 아그로 박테리아의 진공 침투에 따라, 식물은 더 이상 재배 및 목표 표현이 모니터링됩니다. 표적 발현의 가장 높은 수준은 전형적으로 2-3 일 이후 발현 수준은 일반적 decrea 발사 벡터와 이진 벡터 및 4-7 dpi로, 함께 침투 (DPI)을 남기 관찰SES 17,18,42-45. 아그로 박테 리움 튜메 파시 엔스는 단백질 생산을위한 식물에 관심 유전자를 전달하기위한 가장 널리 사용되는 수단이다. Agroinfiltration는 N.에 매우 잘 작동합니다 benthamiana하지만 상대적으로 저조한 애기 장대 (46)를 포함하여 대부분의 다른 식물에서. 본 연구에서는 5 ~ 6 주 된 N.에 과도 단백질 생산을위한 간단하고 효율적이며 경제적 인 방법을 개발 benthamiana는 A.를 사용하여 침투를 투메 파시 엔스. agroinfiltration 기술의 산업 스케일링의 주요 단점은 &#39;수확 박테리아 및 4&#39;-히드 록시-3을 함유하는 배지에서 세균 펠릿 재 부유 원심 분리하고, 5&#39;-디메 (아세토 시린 곤), 단당류, 및 2 - (N-모르 폴리 노) - 에탄 설 폰산 (MES) 비르 유전자의 유도를위한 버퍼. 우리는 아그로 박테 리움을 최적화함으로써 이러한 문제를 극복 할 수 있었다 </EM&gt; AB 매체 (최소 배지)의 성장은 직접 밀리 Q 물과 침투 기간 및 조건을 제어하여 희석 하였다. 우리는 또한 야생형 담배 숙주 종 N.에서 목적 단백질의 생산을 비교 한 benthamiana와 N. 입시뿐만 아니라 하이브리드 N.에 excelsiana.

<table><tbody><tr><td>&lt;em&gt;Nicotiana benthamiana&lt;/em&gt;</td><td>Tobacco Germplasm Collection, Crop Science Dept., North Carolina State University</td><td>PI 555478 TW16</td><td>Infiltration</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Nicotiana excelsior&lt;/em&gt;</td><td>Tobacco Germplasm Collection, Crop Science Dept., North Carolina State University</td><td>PI 555685 TW47</td><td>Infiltration</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Nicotiana excelsiana&lt;/em&gt;</td><td>Dr. Wayne Fitzmaurice, Large Scale Biology Corporation, Vacaville, CA</td><td>LSBC EBA 042304.02</td><td>Infiltration</td></tr><tr><td>Vacuum skid</td><td>Abbas, Ashland, MA</td><td>Custom made</td><td>Plant infiltration</td></tr><tr><td>Rockwool</td><td>Grodan Inc., Ontario, Canada</td><td>AO 50/40</td><td>Hydroponic media for growing plant</td></tr><tr><td>2-(&lt;em&gt;N&lt;/em&gt;-Morpholino) ethanesulfonic acid</td><td>Acros Organics, Thermo Fisher Scientific, NJ</td><td>172595000</td><td>Buffer</td></tr><tr><td>Murashige &amp;amp; Skoog salt (MS salt)</td><td>Phyto Technology Lab</td><td>M524</td><td>Tissue culture media</td></tr><tr><td>Acetosyringone</td><td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td><td>D134406-5G</td><td>Agrobacterium induction</td></tr><tr><td>Immobilon-P transfer membrane</td><td>Millipore, Billerica, MA</td><td>IPVH00010</td><td>Western blotting</td></tr><tr><td>I-block</td><td>Applied Biosystems, Foster City, CA</td><td>T2015</td><td>Western blotting</td></tr><tr><td>Rabbit polyclonal anti-GFP antiserum&amp;nbsp;</td><td>Washington Biotechnology, Baltimore, MD</td><td></td><td>Western blotting</td></tr><tr><td>Mouse anti&amp;ndash;poly-histidine monoclonal antibody</td><td>Qiagen GmbH, Hilden</td><td>34670</td><td>Western blotting</td></tr><tr><td>Horseradish peroxidase-conjugated anti-rabbit antibody&amp;nbsp;</td><td>Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA</td><td>111-035-003</td><td>Western blotting</td></tr><tr><td>Horseradish peroxidase-conjugated anti-mouse antibody</td><td>Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA</td><td>115-035-003</td><td>Western blotting</td></tr><tr><td>SuperSignal&amp;reg; West Pico chemiluminescent substrate</td><td>Thermo Scientific Pierce, Rockford, IL</td><td>34078</td><td>Western blotting</td></tr><tr><td>Lichenan (1-3: 1-4-beta-D-glucan)</td><td>Megazyme, Bray, Co. Wicklow, Ireland</td><td>P-LICHN</td><td>Lichenase Activity</td></tr><tr><td>Congo Red&amp;nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, St. Louis, MO</td><td>C6277</td><td>Gel staining</td></tr><tr><td>Digital camera&amp;nbsp;</td><td>Olympus, Center Valley, PA</td><td>C-8080</td><td>Chemiluminescence imaging</td></tr><tr><td>GeneGnome</td><td>Syngene, Frederick, MD</td><td></td><td>Chemiluminescence imaging&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>GFP standard&amp;nbsp;</td><td>Made in house</td><td></td><td>Chemiluminescence imaging&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Plant fertilizer solution</td><td>Griffin Greenhouse Nursery Supplies, Newark, DE</td><td>67-23-20</td><td>Plant growing</td></tr><tr><td>Lichenase Standard</td><td>Purified in house</td><td></td><td>Western blotting</td></tr><tr><td>MicroPulser Electroporator</td><td>BioRad, Hercules, CA</td><td>165-2100</td><td>Agrobacterium transformation&amp;nbsp;</td></tr></tbody></table>

optimization and utilization of agrobacterium-mediated transient protein production in nicotiana

식물체에서 아그로 박테 리움 - 매개 변이 단백질 생산을 단시간 내에 백신 항원 및 치료 용 단백질을 생산하는 유망한 접근법이다. 그러나,이 기술은 이제 막 극복되고 수직 확장 대규모 생산 많은 기술적 장애물에 적용되기 시작한다. 여기, 우리는 아그로 박테리아가 시작 벡터를 들고와는 담배 식물의 진공 침투를 기반으로 산업 규모의 과도 단백질 생산을위한 간단하고 재현성있는 방법을 보여줍니다. AB 매체에있는 아그로 박테 리움 재배의 최적화는 침투 과정을 단순화, 밀리 Q 물에있는 세균의 문화를 직접 희석을 할 수 있습니다. 는 담배, N.의 세 가지 시험 종 중 excelsiana (N. 엑셀 × N.의 benthamiana는) 때문에 침투의 용이성에 가장 유망한 호스트로 선정되었다, 고 기자 단백질 생산 수준, 약 2-F통제 된 환경 조건에서 오래된 높은 바이오 매스 생산. 아그로 같은 아세토 시린 곤 및 단당류로서 화학 약품을 사용 pBID4-GFP (담배 모자이크 바이러스 계)를 은닉의 유도는 단백질 생산 수준에 영향을 미치지 않았다. 30 일 또는 60 초 동안 50 ~ 100 밀리바에서 침투 식물은 식물 잎 조직의 약 95 % 침투의 결과. 아그로 박테 리움 실험실 변형 GV3101와 침투는 아그로 박테리아 실험실 변종 LBA4404 및 C58C1 및 야생 형 아그로 박테리아가 at77와 A4, AT10, AT6를 균주에 비해 가장 높은 단백질 생산을 보여 주었다. N.에서 바이러스 성 RNA 침묵 억제, P23 또는 P19, 공동 식 benthamiana는 표적 단백질 (인플루엔자 바이러스의 헤 마글 루티 닌) 이전 축적과 생산 증가 (15~25%)였다.

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Optimization and Utilization of Agrobacterium-mediated Transient Protein Production in Nicotiana

아그로 박테리아는 (담배 모자이크 바이러스 계는) 백신 항원과 치료 단백질을 생산하기 위해 신속하고 경제적 인 방식 발사 벡터를 들고있는 진공 침투에 근거 된 담배 식물에서 과도 단백질 생산. 우리는 절차를 간소화하고, 세균의 배양 조건을 최적화 호스트 종을 선택하고 RNA 침묵 억제를 공동 도입하여 대상 축적을 개선.

최적화 및 활용<em&gt; 아그로 박테 리움</em에서&gt; 매개 과도 단백질 생산<em&gt;는 담배</em

Agrobacterium-mediated transient protein production in plants is a promising approach to produce vaccine antigens and therapeutic proteins within a short ...

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Optimization and Utilization of Agrobacterium-mediated Transient Protein Production in Nicotiana

41.2K 조회수.  Fraunhofer USA Center for Molecular Biotechnology.  아그로 박테리아는 (담배 모자이크 바이러스 계는) 백신 항원과 치료 단백질을 생산하기 위해 신속하고 경제적 인 방식 발사 벡터를 들고있는 진공 침투에 근거 된 담배 식물에서 과도 단백질 생산. 우리는 절차를 간소화하고, 세균의 배양 조건을 최적화 호스트 종을 선택하고 RNA 침묵 억제를 공동 도입하여 대상 축적을 개선. 

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Transient Expression in Nicotiana Benthamiana Leaves for Triterpene Production at a Preparative Scale

The triterpenes are one of the largest and most structurally diverse families of plant natural products. Many triterpene derivatives have been shown to possess medicinally relevant biological activity. However, thus far this potential has not translated into a plethora of triterpene-derived drugs in the clinic. This is arguably (at least partially) a consequence of limited practical synthetic access to this class of compound, a problem that can stifle the exploration of structure-activity relationships and development of lead candidates by traditional medicinal chemistry workflows. Despite their immense diversity, triterpenes are all derived from a single linear precursor, 2,3-oxidosqualene. Transient heterologous expression of biosynthetic enzymes in N. benthamiana can divert endogenous supplies of 2,3-oxidosqualene towards the production of new high-value triterpene products that are not naturally produced by this host. Agro-infiltration is an efficient and simple means of achieving transient expression in N. benthamiana. The process involves infiltration of plant leaves with a suspension of Agrobacterium tumefaciens carrying the expression construct(s) of interest. Co-infiltration of an additional A. tumefaciens strain carrying an expression construct encoding an enzyme that boosts precursor supply significantly increases yields. After a period of five days, the infiltrated leaf material can be harvested and processed to extract and isolate the resulting triterpene product(s). This is a process that is linearly and reliably scalable, simply by increasing the number of plants used in the experiment. Herein is described a protocol for rapid preparative-scale production of triterpenes utilizing this plant-based platform. The protocol utilizes an easily replicable vacuum infiltration apparatus, which allows the simultaneous infiltration of up to four plants, enabling batch-wise infiltration of hundreds of plants in a short period of time.

Transient Expression in Nicotiana Benthamiana Leaves for Triterpene Production at a Preparative Scale

Transient heterologous expression of biosynthetic enzymes in Nicotiana benthamiana leaves can divert endogenous supplies of 2,3-oxidosqualene towards the production of new high-value triterpene products. Herein is described a detailed protocol for rapid (5 days) preparative-scale production of triterpenes and analogs utilizing this powerful plant-based platform.

Nicotiana Benthamiana 에 과도 식 보관 생산 대리점 규모에 대 한 나뭇잎

The triterpenes are one of the largest and most structurally diverse families of plant natural products. Many triterpene derivatives have been shown to ...

연구

생화학

Characterization of Complex Systems Using the Design of Experiments Approach: Transient Protein Expression in Tobacco as a Case Study

Plants provide multiple benefits for the production of biopharmaceuticals including low costs, scalability, and safety. Transient expression offers the additional advantage of short development and production times, but expression levels can vary significantly between batches thus giving rise to regulatory concerns in the context of good manufacturing practice. We used a design of experiments (DoE) approach to determine the impact of major factors such as regulatory elements in the expression construct, plant growth and development parameters, and the incubation conditions during expression, on the variability of expression between batches. We tested plants expressing a model anti-HIV monoclonal antibody (2G12) and a fluorescent marker protein (DsRed). We discuss the rationale for selecting certain properties of the model and identify its potential limitations. The general approach can easily be transferred to other problems because the principles of the model are broadly applicable: knowledge-based parameter selection, complexity reduction by splitting the initial problem into smaller modules, software-guided setup of optimal experiment combinations and step-wise design augmentation. Therefore, the methodology is not only useful for characterizing protein expression in plants but also for the investigation of other complex systems lacking a mechanistic description. The predictive equations describing the interconnectivity between parameters can be used to establish mechanistic models for other complex systems.

We describe a design of experiments approach that can be used to determine and model the influence of transgene regulatory elements, plant growth and development parameters, and incubation conditions on the transient expression of monoclonal antibodies and reporter proteins in plants.

사례 연구로 담배에 과도 단백질 발현 : 실험 접근의 디자인을 사용하여 복잡한 시스템의 특성

Plants provide multiple benefits for the production of biopharmaceuticals including low costs, scalability, and safety. Transient expression offers the ...

생체공학

A Customizable Approach for the Enzymatic Production and Purification of Diterpenoid Natural Products

Diterpenoids form a diverse class of small molecule natural products that are widely distributed across the kingdoms of life and have critical biological functions in developmental processes, interorganismal interactions, and environmental adaptation. Due to these various bioactivities, many diterpenoids are also of economic importance as pharmaceuticals, food additives, biofuels, and other bioproducts. Advanced genomics and biochemical approaches have enabled a rapid increase in the knowledge of diterpenoid-metabolic genes, enzymes, and pathways. However, the structural complexity of diterpenoids and the narrow taxonomic distribution of individual compounds in often only a single species remain constraining factors for their efficient production. Availability of a broader range of metabolic enzymes now provide resources for producing diterpenoids in sufficient titers and purity to facilitate a deeper investigation of this important metabolite group. Drawing on established tools for microbial and plant-based enzyme co-expression, we present an easily operated and customizable protocol for the enzymatic production of diterpenoids in either Escherichia coli or Nicotiana benthamiana, and the purification of desired products via silica chromatography and semi-preparative HPLC. Using the group of maize (Zea mays) dolabralexin diterpenoids as an example, we highlight how modular combinations of diterpene synthase (diTPS) and cytochrome P450 monooxygenase (P450) enzymes can be used to generate different diterpenoid scaffolds. Purified compounds can be used in various downstream applications, such as metabolite structural analyses, enzyme structure-function studies, and in vitro and in planta bioactivity experiments.

Here we present easy to use protocols for producing and purifying diterpenoid metabolites through the combinatorial expression of biosynthetic enzymes in Escherichia coli or Nicotiana benthamiana, followed by chromatographic product purification. The resulting metabolites are suitable for various studies including molecular structure characterization, enzyme functional studies, and bioactivity assays.

디테르페노이드 천연제품의 효소 생산 및 정화를 위한 맞춤형 접근법

Diterpenoids form a diverse class of small molecule natural products that are widely distributed across the kingdoms of life and have critical biological ...

Identification of Plasmodesmal Localization Sequences in Proteins In Planta

Plasmodesmata (Pd) are cell-to-cell connections that function as gateways through which small and large molecules are transported between plant cells. Whereas Pd transport of small molecules, such as ions and water, is presumed to occur passively, cell-to-cell transport of biological macromolecules, such proteins, most likely occurs via an active mechanism that involves specific targeting signals on the transported molecule. The scarcity of identified plasmodesmata (Pd) localization signals (PLSs) has severely restricted the understanding of protein-sorting pathways involved in plant cell-to-cell macromolecular transport and communication. From a wealth of plant endogenous and viral proteins known to traffic through Pd, only three PLSs have been reported to date, all of them from endogenous plant proteins. Thus, it is important to develop a reliable and systematic experimental strategy to identify a functional PLS sequence, that is both necessary and sufficient for Pd targeting, directly in the living plant cells. Here, we describe one such strategy using as a paradigm the cell-to-cell movement protein (MP) of the Tobacco mosaic virus (TMV). These experiments, that identified and characterized the first plant viral PLS, can be adapted for discovery of PLS sequences in most Pd-targeted proteins.

Identification of Plasmodesmal Localization Sequences in Proteins In Planta

Plant intercellular connections, the plasmodesmata (Pd), play central roles in plant physiology and plant-virus interactions. Critical to Pd transport are sorting signals that direct proteins to Pd. However, our knowledge about these sequences is still in its infancy. We describe a strategy to identify Pd localization signals in Pd-targeted proteins.

Plasmodesmal 지역화 시퀀스 Planta에 단백질의 식별

Plasmodesmata (Pd) are cell-to-cell connections that function as gateways through which small and large molecules are transported between plant cells. ...

면역학 및 감염병학

TurboID-Based Proximity Labeling for In Planta Identification of Protein-Protein Interaction Networks

Proximity labeling (PL) techniques using engineered ascorbate peroxidase (APEX) or Escherichia coli biotin ligase BirA (known as BioID) have been successfully used for identification of protein-protein interactions (PPIs) in mammalian cells. However, requirements of toxic hydrogen peroxide (H2O2) in APEX-based PL, longer incubation time with biotin (16&#8211;24 h), and higher incubation temperature (37 &#176;C) in BioID-based PL severely limit their applications in plants. The recently described TurboID-based PL addresses many limitations of BioID and APEX. TurboID allows rapid proximity labeling of proteins in just 10&#8201;min under room temperature (RT) conditions. Although the utility of TurboID has been demonstrated in animal models, we recently showed that TurboID-based PL performs better in plants compared to BioID for labeling of proteins that are proximal to a protein of interest. Provided here is a step-by-step protocol for the identification of protein interaction partners using the N-terminal Toll/interleukin-1 receptor (TIR) domain of the nucleotide-binding leucine-rich repeat (NLR) protein family as a model. The method describes vector construction, agroinfiltration of protein expression constructs, biotin treatment, protein extraction and desalting, quantification, and enrichment of the biotinylated proteins by affinity purification. The protocol described here can be easily adapted to study other proteins of interest in Nicotiana and other plant species.

Described here is a proximity labeling method for identification of interaction partners of the TIR domain of the NLR immune receptor in Nicotiana benthamiana leaf tissue. Also provided is a detailed protocol for the identification of interactions between other proteins of interest using this technique in Nicotiana and other plant species.

단백질-단백질 상호 작용 네트워크의 질라 식별을 위한 터보ID 기반 근접 라벨링

Proximity labeling (PL) techniques using engineered ascorbate peroxidase (APEX) or Escherichia coli biotin ligase BirA (known as BioID) have been ...

Efficient Agroinfiltration of Plants for High-level Transient Expression of Recombinant Proteins

Mammalian cell culture is the major platform for commercial production of human vaccines and therapeutic proteins. However, it cannot meet the increasing worldwide demand for pharmaceuticals due to its limited scalability and high cost. Plants have shown to be one of the most promising alternative pharmaceutical production platforms that are robust, scalable, low-cost and safe. The recent development of virus-based vectors has allowed rapid and high-level transient expression of recombinant proteins in plants. To further optimize the utility of the transient expression system, we demonstrate a simple, efficient and scalable methodology to introduce target-gene containing Agrobacterium into plant tissue in this study. Our results indicate that agroinfiltration with both syringe and vacuum methods have resulted in the efficient introduction of Agrobacterium into leaves and robust production of two fluorescent proteins; GFP and DsRed. Furthermore, we demonstrate the unique advantages offered by both methods. Syringe infiltration is simple and does not need expensive equipment. It also allows the flexibility to either infiltrate the entire leave with one target gene, or to introduce genes of multiple targets on one leaf. Thus, it can be used for laboratory scale expression of recombinant proteins as well as for comparing different proteins or vectors for yield or expression kinetics. The simplicity of syringe infiltration also suggests its utility in high school and college education for the subject of biotechnology. In contrast, vacuum infiltration is more robust and can be scaled-up for commercial manufacture of pharmaceutical proteins. It also offers the advantage of being able to agroinfiltrate plant species that are not amenable for syringe infiltration such as lettuce and Arabidopsis. Overall, the combination of syringe and vacuum agroinfiltration provides researchers and educators a simple, efficient, and robust methodology for transient protein expression. It will greatly facilitate the development of pharmaceutical proteins and promote science education.

Plants offer a novel system for the production of pharmaceutical proteins on a commercial scale that is more scalable, cost-efficient and safe than current expression paradigms. In this study, we report a simple and convenient, yet scalable approach to introduce target-gene containing Agrobacterium tumefaciens into plants for protein transient expression.

재조합 단백질의 높은 수준의 과도 발현 식물의 효율적인 Agroinfiltration

Mammalian cell culture is the major platform for commercial production of human vaccines and therapeutic proteins. However, it cannot meet the increasing ...

생물학

Agroinfiltration and PVX Agroinfection in Potato and Nicotiana benthamiana

Agroinfiltration and PVX agroinfection are two efficient transient expression assays for functional analysis of candidate genes in plants. The most commonly used agent for agroinfiltration is Agrobacterium tumefaciens, a pathogen of many dicot plant species. This implies that agroinfiltration can be applied to many plant species. Here, we present our protocols and expected results when applying these methods to the potato (Solanum tuberosum), its related wild tuber-bearing Solanum species (Solanum section Petota) and the model plant Nicotiana benthamiana. In addition to functional analysis of single genes, such as resistance (R) or avirulence (Avr) genes, the agroinfiltration assay is very suitable for recapitulating the R-AVR interactions associated with specific host pathogen interactions by simply delivering R and Avr transgenes into the same cell. However, some plant genotypes can raise nonspecific defense responses to Agrobacterium, as we observed for example for several potato genotypes. Compared to agroinfiltration, detection of AVR activity with PVX agroinfection is more sensitive, more high-throughput in functional screens and less sensitive to nonspecific defense responses to Agrobacterium. However, nonspecific defense to PVX can occur and there is a risk to miss responses due to virus-induced extreme resistance. Despite such limitations, in our experience, agroinfiltration and PVX agroinfection are both suitable and complementary assays that can be used simultaneously to confirm each other&#39;s results.

Agroinfiltration and PVX Agroinfection in Potato and Nicotiana benthamiana

Agroinfiltration and PVX agroinfection are routine functional assays for transient ectopic expression of genes in plants. These methods are efficient assays in effectoromics strategies (rapid resistance and avirulence gene discovery) and crucial to modern research in molecular plant pathology. They meet the demand for robust high-throughput functional analysis in plants.

감자와 니코티아나 벤타미안의 농아침투 및 PVX 농병감염

Agroinfiltration and PVX agroinfection are two efficient transient expression assays for functional analysis of candidate genes in plants. The most ...

A Comparative Analysis of Recombinant Protein Expression in Different Biofactories: Bacteria, Insect Cells and Plant Systems

Plant-based systems are considered a valuable platform for the production of recombinant proteins as a result of their well-documented potential for the flexible, low-cost production of high-quality, bioactive products.
In this study, we compared the expression of a target human recombinant protein in traditional fermenter-based cell cultures (bacterial and insect) with plant-based expression systems, both transient and stable.
For each platform, we described the set-up, optimization and length of the production process, the final product quality and the yields and we evaluated provisional production costs, specific for the selected target recombinant protein.
Overall, our results indicate that bacteria are unsuitable for the production of the target protein due to its accumulation within insoluble inclusion bodies. On the other hand, plant-based systems are versatile platforms that allow the production of the selected protein at lower-costs than Baculovirus/insect cell system. In particular, stable transgenic lines displayed the highest-yield of the final product and transient expressing plants the fastest process development. However, not all recombinant proteins may benefit from plant-based systems but the best production platform should be determined empirically with a case-by-case approach, as described here.

In this study the expression of a target human recombinant protein in different production platforms was compared. We focused on traditional fermenter-based cultures and on plants, describing the set-up of each system and highlighting, on the basis of the reported results, the inherent limits and advantages for each platform.

박테리아, 곤충 세포 및 공장 시스템 : 재조합 단백질 다른 Biofactories에서 표현의 비교 분석

Plant-based systems are considered a valuable platform for the production of recombinant proteins as a result of their well-documented potential for the ...

Luciferase Complementation Imaging Assay in Nicotiana benthamiana Leaves for Transiently Determining Protein-protein Interaction Dynamics

Protein-protein interactions are fundamental mechanisms for relaying signal transduction in most cellular processes; therefore, identification of novel protein-protein interaction pairs and monitoring protein interaction dynamics are of particular interest for revealing how plants respond to environmental factors and/or developmental signals. A plethora of approaches have been developed to examine protein-protein interactions, either in vitro or in vivo. Among them, the recently established luciferase complementation imaging (LCI) assay is the simplest and fastest method for demonstrating in vivo protein-protein interactions. In this assay, protein A or protein B is fused with the amino-terminal or carboxyl-terminal half of luciferase, respectively. When protein A interacts with protein B, the two halves of luciferase will be reconstituted to form a functional and active luciferase enzyme. Luciferase activity can be recorded with a luminometer or CCD-camera. Compared with other approaches, the LCI assay shows protein-protein interactions both qualitatively and quantitatively. Agrobacterium infiltration in Nicotiana benthamiana leaves is a widely used system for transient protein expression. With the combination of LCI and transient expression, these approaches show that the physical interaction between COP1 and SPA1 was gradually reduced after jasmonate treatment.

Luciferase Complementation Imaging Assay in Nicotiana benthamiana Leaves for Transiently Determining Protein-protein Interaction Dynamics

This manuscript describes an easy and rapid experimental procedure for determining protein-protein interactions based on the measurement of luciferase activity.

Luciferase 보완성 이미징 분석 결과 Nicotiana benthamiana 잎 뚜렷이 결정 단백질 단백질 상호 작용 역동성에 대 한

Protein-protein interactions are fundamental mechanisms for relaying signal transduction in most cellular processes; therefore, identification of novel ...

Production of IgG Fusion Proteins Transiently Expressed in Nicotiana benthamiana

High demand for antibodies as therapeutic interventions for various infectious, metabolic, autoimmune, neoplastic, and other diseases creates a growing need in developing efficient methods for recombinant antibody production. As of 2019, there were more than 70 FDA-approved monoclonal antibodies, and there is exponential growth potential. Despite their promise, limiting factors for widespread use are manufacturing costs and complexity. Potentially, plants offer low-cost, safe, and easily scalable protein manufacturing&#160;strategies. Plants like Nicotiana benthamiana not only can correctly fold and assemble complex mammalian proteins but also can add critical post-translational modifications similar to those offered by mammalian cell cultures. In this work, by using native GFP and an acid-stable variant of green fluorescent protein (GFP) fused to human monoclonal antibodies, we were able to visualize the entire transient antibody expression and purification process from N. benthamiana plants. Depending on the experiment&#39;s purpose, native GFP fusion can ensure easier visualization during the expression phase in the plants, while acid-stable GFP fusion allows for visualization during downstream processing. This scalable and straightforward procedure can be performed by a single researcher to produce milligram quantities of highly pure antibody or antibody fusion proteins in a matter of days using only a few small plants. Such a technique can be extended to the visualization of any type of antibody purification process and potentially many other proteins, both in plant and other expression systems. Moreover, these techniques can benefit virtual instructions and be executed in a teaching laboratory by undergraduate students possessing minimal prior experience with molecular biology techniques, providing a foundation for project-based exploration with real-world applications.

Production of IgG Fusion Proteins Transiently Expressed in Nicotiana benthamiana

We describe here a simple method for expression, extraction, and purification of recombinant human IgG fused to GFP in Nicotiana benthamiana. This protocol can be extended to purification and visualization of numerous proteins that utilize column chromatography. Moreover, the protocol is adaptable to the in-person and virtual college teaching laboratory, providing project-based exploration.

니코티아나 벤타미안나에서 과도하게 표현된 IgG 융합 단백질의 생산

High demand for antibodies as therapeutic interventions for various infectious, metabolic, autoimmune, neoplastic, and other diseases creates a growing ...

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