日本筑波大学生命环境系的三浦谦治教授和医学医疗系的野口惠美子教授与福井大学医学部的藤枝重治教授等人组成的研究团队，成功实现了引起桦树花粉症的过敏原Bet v 1的大量生产。另外还发现，经过纯化的Bet v 1与桦树花粉症患者的IgE抗体结合方式跟以前的过敏原相同。
研究团队设计了可表达桦树花粉过敏原Bet v 1的载体（用于引入基因的核酸分子），并利用筑波系统（研究团队2018年开发的可在植物中生产大量蛋白质的系统），通过农杆菌渗入法在本氏烟草中表达了Bet v 1。由此，在实施农杆菌渗入后的第5天，每克本氏烟草约表达了1.2mg的Bet v 1。这个表达量是传统方法的6倍，从而成功实现了过敏原的大量生产（图1A,B,C）。研究团队从本氏烟叶中提取可溶性蛋白，利用硫酸铵进行分级并通过亲和柱色谱法纯化Bet v 1，发现可获得基本单一的谱带（图1D）。通过实施LC-MS/MS（液相色谱串联质谱法）解析确认，纯化品为Bet v 1。研究团队详细调查纯化的Bet v 1发现谱带存在轻微的移动，表明这种谱带移动是蛋白质的糖基化引起的。
图1：利用筑波系统获得的产物的分析结果。（A）调查从本氏烟叶中获得的可溶性蛋白确认，在箭头所指的25kDa附近存在Bet v 1的谱带，（B）利用抗Bet v 1抗体检测到该谱带来自Bet v 1。（C）根据A计算产量发现，在实施农杆菌渗入后的第5天，每克本氏烟叶约积累了1.2mg的Bet v 1。（D）从本氏烟叶中纯化Bet v 1，获得了基本单一的谱带，实施LC-MS/MS解析确认其来自Bet v 1。
研究团队利用包括桦树花粉症患者在内的人类血清，调查了纯化Bet v 1与IgE抗体的反应性，发现桦树花粉症患者的IgE抗体可识别纯化的Bet v 1。也就是说，利用该系统，成功制作了可用于桦树花粉症免疫治疗的更天然的重组Bet v 1, 可以获得迄今为止报告的最高水平的产量。
该研究成果有望为植物生物技术领域的发展和花粉症治疗领域做出贡献。
论文信息
题目：High-yield production of the major birch pollen allergen Bet v 1 with allergen immunogenicity in Nicotiana benthamiana
期刊：《Frontiersin Plant Science》
DOI：10.3389/fpls.2020.00344
文：JST客观日本编辑部
