リゾビウム・リゾゲネス 傷ついた植物の茎に感染する細菌です。感染により、創傷部位に根が発達します（図1）。これらの根は、通常の植物の根とは異なり、土壌に向かって成長せず、多くの根毛を持っているため、「毛状根」(HR) と呼ばれます。 HR は、感染した植物から切り取って、フラスコまたはペトリ皿の液体培地で増殖させることができます (図 2)。 in vitroで成長する他の植物組織とは異なります 、植物ホルモンなしで無期限に成長します。
HRのこれらの独特の特徴は、HR細胞のゲノムにおけるいくつかの細菌遺伝子の発現によるものです。これらの細菌遺伝子は、細菌による感染の瞬間に植物細胞のゲノムに組み込まれます。その後、感染した各細胞はHRに発達します。外来遺伝子が細菌に追加されると、感染した植物細胞に移され、発生中の HR で発現され、大規模に増殖することができます。
ＨＲにおける外来遺伝子の発現は、外来タンパク質の産生をもたらす。この HR システムは、多くのタンパク質を生成するために使用されており、そのうちのいくつかはヒト由来のものです。一般に土壌で栽培され、導入遺伝子を環境に運ぶことができる花粉や種子を生産するトランスジェニック植物とは異なり、トランスジェニック HR は血管に完全に含まれており、外で成長することはできません。それらはそのままで、トランスジェニック植物の安全な代替品です。
リパーゼは、消化管で脂質を分解する酵素です。一部の人々は、酵素をコードする遺伝子に変異があるため、膵リパーゼを欠いています。この欠乏は、嚢胞性線維症などのさまざまな病気を引き起こす可能性があります。患者には、動物から抽出された膵臓リパーゼのサプリメントが与えられます。動物製品には、ウイルスやプリオンなどの感染要素を伝染させるリスクがあります。動物由来の酵素を人間の治療用サプリメントとして使用する代わりに、植物によって生成される酵素を使用することです.これがこの研究の目的です。ヒト胃リパーゼが選択されたのは、それが酸性の胃液中で持続し活性化することができ、膵臓リパーゼ欠乏症を効率的に補うことができるからです.
私たちの研究室での以前の研究では、カブとシロイヌナズナが 、アブラナ科の植物の両方のメンバーは、外来タンパク質を産生するHRを生成するための貴重な種でした。システムの改良は、タンパク質を HR 培地に分泌させることでした。これは、タンパク質を細胞の分泌経路に向けるシグナルペプチドをコードする短いDNA配列と外来遺伝子を融合させることによって達成されました。 HR システムは、最初にクラゲの緑色蛍光タンパク質をモデルとして使用して評価されました。
蛍光タンパク質は、遺伝子を発現する HR の培地に豊富に存在し (図 3)、培養培地に 2,4-D を添加すると、培養培地により多くのタンパク質が存在することがわかりました。 2,4-Dは、植物に強いホルモン作用を持つ除草剤です。低用量の 2,4-D で HR を処理すると、HR に小さな隆起が発生しました (図 4)。これらの新しい組織は、高レベルで外来タンパク質の産生に貢献しました.
次いで、ヒト胃リパーゼ遺伝子を含むＨＲを作製した。これらの根の培養液中のリパーゼ活性が測定された。 2,4-D で処理すると、未処理の HR の 2 倍以上のリパーゼが生成されました。 HR の小さな隆起がcalliに似ているため ホルモンで処理された植物組織で発生することが多いため、この新しい HR ベースのタンパク質生産システムを「リゾカリ」と命名することを提案しました。
これらの調査結果は、植物細胞、組織および器官培養 (PCTOC) 誌に掲載された「カブの毛状根における組換えヒト胃リパーゼの増強された生産」というタイトルの記事に記載されています。この作業は、ジュール ベルヌ ピカルディ大学の フランソワ ゲリノー によって主導されました。
