بيان ژن بتا 1-3 1-4 گلوكاناز درباكتري Lactococcus lactis با هدف توليد غذاي پروبيوتيك دام

Expression of β (1-3)(1-4) glucanase gene in Lactococcus lactis to produce an animal probiotic feed

پروبيوتيك ها ميكروارگانيسم هاي غيربيماريزا و بيضرري هستند كه در روده انسان و حيوانات وجود دارند. اين ميكروارگانيسم ها نه تنها ايجاد بيماري نميكنند، بلكه اثرات بسيار مطلوبي بر عملكرد و سلامت دام و طيور دارند Lactococcus lactis گونه اي از اين باكتري ها است كه به عنوان كانديدي براي توليد پروتيين هاي مفيد بيولوژيكي انتخاب شده است. آنزيم ليكيناز نوعي بتاگلوكاناز است كه بتا 3-1 4-1 گلوكان ها ليكينان ها را هيدروليز ميكند. ليكينان ها تركيبات پليساكاريدي در ديواره سلول هاي گياهان عالي خانواده پواسه هستند كه ظاهرا منحصر به ديواره سلولي اندوسپرم گرامينه ها همچون جو، چاودار، سورگوم، برنج و گندم ميباشند. هدف از اين مطالعه بيان ژن ليكيناز در باكتري پروبيوتيك لاكتوكوكوس لاكتيس و توليد ترشحي اين آنزيم به منظور دستيابي به مكمل غذايي براي طيور است كه توانايي تجزيه بتاگلوكان جو را براي دستگاه گوارش طيور ايجاد كند. اين امر امكان جايگزيني جو بجاي ذرت در جيره غذايي طيور را فراهم ميسازد. براي دستيابي به اين منظور ژن licBM2 كد كننده ي آنزيم بتا 3-1 4-1 گلوكاناز به همراه سيگنال پپتيد ترشحي و سايت هاي برشي در پلاسميد pNZ8149 كلون گرديد. انتقال پلاسميد نوتركيب به باكتري لاكتوكوكوس لاكتيس با روش الكتروپوريشن صورت گرفته و غربالگري كلني هاي ترانسفرم شده توسط توانايي رشد باكتري بر محيط انتخابي لاكتوز انجام شد.القاي بيان ژن بوسيله ي القاگر نيسين صورت گرفت و بررسي ميزان بيان ژن با اندازه گيري فعاليت آنزيمي پروتيين نوتركيب مطالعه شد. با افزايش زمان القاء بيان ژن و ميزان آنزيم توليد شده و فعاليت حاصل از آن افزايش مييابد. دستاورد اين مطالعه كلون سازي و بيان موفق ژن licBM2در باكتري گرم مثبت لاكتوكوكوس لاكتيس و توليد پروبيوتيك با پروتيين نوتركيب ميباشد

Probiotics are bacteria with beneficial effects to humans and animals. Gram-positive Lactococcus lactis can be genetically engineered to efficiently produce a large variety of proteins. Glucanase enzymes, are capable to hydrolyze β-glucans (a non-starch polysaccharide). β(1,3)-(1,4) glucan (Lechinan) is a characteristic hemicellulose in primary cell walls of grasses such as barley, rye, sorghum, rice and wheat. The purpose of this study is to express the lechinase enzyme in Lactococcus lactis to achieve a feed supplement for hydrolyzation of barley β-glucan to replace corn by barley in poultry diets. licBM2 gene encoding lechinas enzyme with a secretion signal peptide was cloned in pNZ8149 plasmid. Then recombinant plasmids were transferred to Lactococcus lactis using electroporation method and the transformed colonies were selected via their ability to grow on lactose containing medium. The expression of transgene was induced using of Nisin in the medium. Our results showed that by increasing of the induction time, the expression of lechinase gene and consequently the production of enzyme in the medium were increased.