Tissue specific expression of human calcitonin gene in potato tubers by an organ specific promoter

به منظور افزايش سطح توليد پروتيين هاي هترولوگ در گياه، روش هاي مختلفي نظير انتخاب پروموترهاي اختصاصي اندام يا اندامك ، اصلاح رمزهاي كد كننده و تعيين جايگاه ويژه سلولي براي تجمع پروتيين هترولوگ استفاده مي شود. كلسي تونين (CT) پلي پپتيدي با 32 اسيد امنيه است كه بازدارنده اختصاصي واجذب استخوان بوده و براي درمان بيماري هاي مربوط به استخوان در انسان كاربرد دارد. فعاليت كلسي تونين مختص به گونه نيست و از منابع حيواني گوناگون توليد مي شود كه مصرف طولاني مدت آن با تشكيل آنتي بادي منجر به كاهش و يا بي اثر شدن فعاليت هورمون مي گردد و به همين دليل كلسي تونين هومولوگ انساني در درمان هاي دراز مدت مورد نياز است. در اين تحقيق ژن كلسي تونين انساني (hCT) با استفاده از پروموتر اختصاصي اندام granule bound starch synthase I و پروموتر Cauliflower mosaic virus 35S در غده گياه سيب زميني تراريخته با واسطه آگروباكتريوم بيان شد. تجزيه و تحليل مولكولي با استفاده از روش هاي PCR، RT-PCR، هيبريديزاسيون نورترن بلات نشان داد كه ژن hCT بطور موفقيت آميزي به گياه سيب زميني انتقال يافته و نتايج ايمونواسي نشان داد كه بيان اختصاصي در بافت غده سيب زميني تراريخته منجر به توليد تقريبا پنج برابري و تجمع hCT نسبت به بيان دايمي در تمامي بافت هاي گياهي گرديده است.

To increase the production level of heterologous proteins in plants, strategies such as choice of stronger promoters, optimization of codon usage and specific localization of foreign proteins are of major concern. Calcitonin (CT), a 32 amino acid polypeptide is a powerful and specific inhibitor of bone resorption and is used to treat several human diseases. Calcitonin activity is not species-specific which make it possible to produce in various animal sources, however, antibody formation in the prolonged application of animal CT leads to gradual decrease or loss of activity. That is why the long term treatment of human patients with CT requires homologous calcitonin. In this study, a human calcitonin (hCT) gene, driven by two different promoters (granule bound starch synthase I and Cauliflower mosaic virus 35S) was expressed in potato plants, using Agrobacterium-mediated transformation. Molecular analysis, including PCR, RT-PCR, Northern dot blot hybridizations showed that hCT could be successfully transcribed in transgenic potato plants. The immunoassay results showed that tissue specific expression in potato, led to almost five-fold more hCT accumulation when compared to the constitutively expression in all plant tissues.