Transgenic plants as bioreactors to produce substances for medical and veterinary uses

Savel'eva, N. V.; Burlakovskiy, M. S.; Yemelyanov, V. V.; Лутова, Л. А.

doi:10.1134/s2079059716060071

Cited by 8 publications

(2 citation statements)

References 75 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…It also affects macrophage activation and augmentation of the MHC class I and II molecules 6 . The important role of this cytokine in evaluating Th1 immune response, antiviral activity, and tumor reduction effect leads to extensive application against the intracellular pathogens and various tumors 7 .…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Transient Co-Expression of Bioactive Murine Interferon-Gamma and HBsAg in Tobacco and Lettuce Leaves

Mohammadzadeh,

Amiri,

Ehsani

2023

AJMB

View full text Add to dashboard Cite

Background: The synchronous expression of antigen and adjuvant proteins in plant hosts presents an intriguing potential for vaccine production and the enhancement of appropriate immune responses. In this study, we examined the expression of bioactive murine interferon-gamma (mIFN-γ) along with HBsAg in tobacco and lettuce leaves aimed to further perform the analysis of immune responses in the mouse model. Methods: Monocistronic and bicistronic cassettes, carrying genes encoding mIFN-γ and HBsAg in various orders, were constructed. These cassettes were placed under the control of the 35S CaMV promoter and included the 5ʹ leader sequence of Tobacco Ech Virus (TEV). Through Agrobacterium infiltration, the cassettes were transferred into plant leaves. The concentration of mIFN-γ in different constructs and HBsAg was tested by ELISA. Murine IFN-γ was characterized through Western blotting, and its bioactivity was evaluated by assessing the up-regulation of MHC class II in macrophages derived from mouse bone marrow. Results: Extracts of agroinfiltrated leaves contained recombinant mIFN-γ and HBsAg proteins at about 14 unit/mg and 50 ng/mg of soluble protein, respectively. Subsequently, mIFN-γ was purified from the plant extract and its ability to up-regulate MHC class II in mouse bone marrow-derived macrophages was confirmed by immunofluorescence. Conclusion: The co-expression of recombinant HBsAg and mIFN-γ using TEV 5ʹ leader-based cassettes in tobacco and lettuce leaves produced both proteins with active mIFN-γ in different concentrations. The attractive utility and feasibility of using plant transient co-expression systems aimed to co-delivery of vaccine antigen and appropriate cytokine to elicit immune response for different applications.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Transient Co-Expression of Bioactive Murine Interferon-Gamma and HBsAg in Tobacco and Lettuce Leaves

Mohammadzadeh,

Amiri,

Ehsani

2023

AJMB

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Все эти факторы позволяют довести выход продукта экспрессии транспластомных генов до 40 % от количества общего растворимого белка (ОРБ) (28,29,31). Таким образом, транспластомные растения служат перспективными биореакторами для производства гетерологичных белков медицинского и ветеринарного назначения (32)(33)(34). Также в пластидах успешно экспрессируются полицистронные кассеты, что упрощает ко-трансформацию одной мишени множеством разных генов (29).…”

unclassified

TRANSGENIC TOMATO PLANTS (Solanum lycopersicum L.): DIRECT METHODS OF GENE TRANSFER AND FACTORS AFFECTING TRANSFORMATION EFFICIENCY (review)

Mikhel¹

2022

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Томат (Solanum lycopersicum L.) -важнейшая продовольственная культура, которая также находит широкое применение в качестве модельного объекта в различных молекулярногенетических исследованиях, затрагивающих вопросы вегетативного развития и репродуктивной биологии, механизмов устойчивости растений к абиотическим и биотическим стрессам, ассоциативного симбиоза с микроорганизмами и многие другие, имеющие как фундаментальное, так и прикладное значение. Получение трансгенных растений томата, экспрессирующих чужеродные гетерологичные гены, а также растений с индуцированным сайленсингом или нокаутом собственных генов, -важная составляющая исследований в современной физиологии растений. Существует два принципиально отличающихся друг от друга подхода для введения чужеродной ДНК в геном томата. Первый (метод агробактериальной, или Agrobacterim-опосредованной, трансформации) основан на естественном механизме заражения растений бактериальным патогеном рода Agrobacterim (A. tumefaciens или A. rhizogenes) и опосредованном им переносе чужеродной ДНК в растительный геном. Второй подход основан на непосредственной доставке чужеродной ДНК в растительную клетку сквозь плазмалемму с помощью химических веществ (Ca 2+ , полиэтиленгликоль -ПЭГ) или физических воздействий (электрический импульс или повышенное давление) (так называемые прямые методы генетической трансформации томата). При этом трансгенные растения томата можно получать как классическим способом с использованием метода культуры изолированных органов и тканей in vitro, так и без него (трансформация in planta). В представленном обзоре рассмотрены классические методы прямого введения чужеродной ДНК в геном томата (химически опосредованная трансфекция, электропорация протопластов, микроинъекция, биобаллистическая трансформация), а также методы трансформации томата in planta (метод пыльцевых трубок или pollen-tube pathway, электропорация зародышей зрелых семян) и проведен подробный анализ физических, генетических и физиологических факторов, влияющих на эффективность трансформации (ЭТ). Обсуждаются особенности получения растений томата как с транзиентной экспрессией трансгена, так и со стабильно наследуемой вставкой в ядерный или пластидный геном. Отдельно рассмотрено применение прямых методов генетической трансформации для доставки различных систем геномного редактирования (ZFNs, TALEN, CRISPR/Cas, редакторов оснований, prime editing), получивших широкое распространение в последние 5 лет. Ключевые слова: Solanum lycopersicum L., электропорация, ПЭГ-опосредованная трансформация, микроинъекция, биобаллистическая трансформация, трансформация in planta, геномное редактирование.  Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания № 0431-2022-0003.

show abstract

Transgenesis in Plants: Principle and Methods

Singh

et al. 2022

Plant Genomics for Sustainable Agriculture

View full text Add to dashboard Cite

Transgenic plants as bioreactors to produce substances for medical and veterinary uses

Cited by 8 publications

References 75 publications

Transient Co-Expression of Bioactive Murine Interferon-Gamma and HBsAg in Tobacco and Lettuce Leaves

Transient Co-Expression of Bioactive Murine Interferon-Gamma and HBsAg in Tobacco and Lettuce Leaves

TRANSGENIC TOMATO PLANTS (Solanum lycopersicum L.): DIRECT METHODS OF GENE TRANSFER AND FACTORS AFFECTING TRANSFORMATION EFFICIENCY (review)

Transgenesis in Plants: Principle and Methods

Contact Info

Product

Resources

About