کلونینگ و بیان ژن پروتئین ۷۰ کیلو دالتون از باکتری بروسلا ملیتنسیس به منظور طراحی واکسن نوترکیب

Subject Areas : Camel

ط. عباسی-دالویی ¹ (Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran)
م. تهمورث‌پور ² (Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran)
م.ه. سخاوتی ³ (Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran)

Received: 2016-11-14 Accepted : 2017-04-15 Published : 2017-09-01

Keywords: بیان, گروئیل, ایمنی‌زایی, واکسن نوترکیب,

Abstract :

بیماری بروسلوز با واسطه باکتری بروسلا ایجاد شده و گونه‌های اهلی و وحشی زیادی را مبتلا می‌کند. گروئیل (پروتئین شوک حرارتی با وزن مولکولی ۶۰ کیلو دالتون) به عنوان یکی از آنتی‌ژن‌های اصلی محرک سیستم ایمنی، باعث افزایش زنده مانی بروسلا می‌شود. هدف از این مطالعه همسانه‌سازی و بیان ژن گروئیل در باکتری اشرشیا کلی به عنوان یک واکسن زیر واحد بوده است. تکثیر این ژن توسط آغازگرهای اختصاصی صورت گرفته و قطعه ژنی تکثیر شده در وکتور بیانی pET-32a(+)  همسانه‌سازی و در میزبان BL21 (DE3) بیان گردید. آنتی‌ژن بیان شده پس از تخلیص دارای وزن مولکولی ۷۰ کیلو دالتون بود. صحت بیان پروتئین نوترکیب در باکتری اشرشیا کلی توسط توالی‌یابی، SDS-PAGE و وسترن بلات تأیید گردید. همچنین نتایج واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR)، هضم آنزیمی و توالی‌یابی نشان دادند که این ژن با موفقیت در pET-32a(+) همسانه‌سازی گردیده است. نتایج همچنین نشان دادند که سویه باکتریایی استفاده شده به طور مناسب گروئیل را بیان کرده است. القا بیان توسط IPTG با غلطت ۱ میلی‌مولار صورت گرفته و بیان آن با تخلیص توسط ستون نیکل و مشاهده بر روی SDS-PAGE و وسترن بلات تأیید شد. نتایج این مطالعه نشان داد که میزبان بیانی اشرشیا کلی برای تولید و پروتئین نوترکیب گروئیل مناسب است. این پروتئین نوترکیب ممکن است برای تحریک سیستم ایمنی مناسب بوده و بتوان از آن برای تولید واکسن نوترکیب و کیت تشخیصی پس از انجام مطالعات بیشتر روی‎ فعالیت بیولوژیکی آن با مدل حیوانی یا سایر روش‌های مناسب، استفاده کرد.

References:

Ahsani M.R., Bafti M.S., Esmailizadeh A.K. and Mohammadabadi M.R. (2011). Genotyping of isolates of Clostridium perfringens from vaccinated and unvaccinated sheep. Small Rumin. Res. 95, 65-69.

Ahsani M.R., Mohammad Abadi M.R., Shamsodini Bafti M., Ezatkhah M., Derakhshan Hasani M. and Esmailzadeh A.K. (2010a). Application of triplex PCR technique in identification of Clostridium perfringens b, c and d types. Iranian J. Anim. Sci. Res. 2, 185-190.

Ahsani M.R., Mohammadabadi M.R. and Shamsaddini M.B. (2010b). Clostridium perfringens isolate typing by multiplex PCR. J. Venom Anim. Toxins. Incl. Trop. Dis. 16, 573-578.

Al Dahouk S., Fleche P.L., Nockler K., Jacques I., Grayon M., Scholz H.C., Tomaso H., Vergnaud G. and Neubauer H. (2007). Evaluation of Brucella MLVA typing for human brucellosis. J. Microbiol. Method. 69, 137-145.

Amirmozafari N., Ghazi F., Mostafazadeh A., Mostafaie A. and Rajabnia R. (2008). Comparison of heat shock response in Brucella abortus and Brucella melitensis. Pakistan J. Biol. Sci. 11, 188-194.

Bae J.E. and Toth T.E. (2000). Cloning and kinetics of expression of Brucella abortus heat shock proteins by baculovirus recombinants. Vet. Microbiol. 75, 199-204.

Cassataro J., Estein S.M., Pasquevich K.A., Velikovsky C.A., de la Barrera S., Bowden R., Fossati C.A. and Giambartolomei G. H. (2005). Vaccination with the recombinant Brucella outer membrane protein 31 or a derived 27-amino-acid synthetic peptide elicits a CD4+ T helper 1 response that protects against Brucella melitensis infection. Infect. Immun. 73, 8079-8088.

Corbel M.J. (2006). Brucellosis in Humans and Animals. World Health Organization. Publisher by World Health Organization, Geneva, Switzerland.

Delpino M.V., Estein S.M., Fossati C.A., Baldi P.C. and Cassataro J. (2007). Vaccination with Brucella recombinant DnaK and SurA proteins induces protection against Brucella abortus infection in BALB/c mice. Vaccine. 25, 6721-6729.

Franco M.P., Mulder M., Gilman R.H. and Smits H.L. (2007). Human brucellosis. Lancet Infect. Dis. 7, 775-786.

Golshani M., Rafati S., Jahanian-Najafabadi A., Nejati-Moheimani M., Siadat S.D., Shahcheraghi F. and Bouzari S. (2015). In silico design, cloning and high level expression of L7/L12-TOmp31 fusion protein of Brucella antigens. Res. Pharm. Sci. 10, 436-445.

LaVallie E.R., DiBlasio E.A., Kovacic S., Grant K.L., Schendel P. F. and McCoy J.M. (1993). A thioredoxin gene fusion expression system that circumvents inclusion body formation in the E. coli cytoplasm. Biotechnology (N Y). 11, 187-193.

Mohammadabadi M.R., Shaikhaev G.O., Sulimova G.E., Rahman O. and Mozafari M.R. (2004). Detection of bovine leukemia virus proviral DNA in Yaroslavsl, Mongolian and black pied cattle by PCR. Cell. Mol. Biol. Lett. 9, 766-768.

Mohammadabadi M.R., Soflaei M., Mostafavi H. and Honarmand M. (2011). Using PCR for early diagnosis of bovine leukemia virus infection in some native cattle. Genet. Mol. Res. 10, 2658-2663.

Pappas G. (2010). The changing Brucella ecology: novel reservoirs, new threats. Int. J. Antimicrob. Agents. 36(1), 8-11.

Pappas G., Papadimitriou P., Christou L. and Akritidis N. (2006). Future trends in human brucellosis treatment. Expert Opin Invest. Drugs. 15, 1141-1149.

Ritchie J.A., Rupper A., Cardelli J.A. and Bellaire B.H. (2012). Host interferon-gamma inducible protein contributes to Brucella survival. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2, 55-61.

Sambrook J. and Russell D.W. (2001). Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York.

Seleem M.N., Boyle S.M. and Sriranganathan N. (2010). Brucellosis: a re-emerging zoonosis. Vet. Microbiol. 140, 392-398.

Shahdadnejad N., Mohammadabadi M.R. and Shamsadini M. (2016). Typing of Clostridium Perfringens Isolated from Broiler Chickens Using Multiplex PCR. Genet. 3^rd Millennium. 14(4), 4368-4374.

Silva C.L. (1999). The potential use of heat-shock proteins to vaccinate against mycobacterial infections. Microb. Infect. 1, 429-435.

Yang X., Skyberg J.A., Cao L., Clapp B., Thornburg T. and Pascual D.W. (2013). Progress in Brucella vaccine development. Front. Biol. 8, 60-77.

Zandi E., Mohammadabadi M.R., Ezzatkhah M. and Esmailizadeh A.K. (2014). Typing of toxigenic isolates of Clostridium perfringens by multiplex PCR in ostrich. Iran J. Appl. Anim. Sci. 4, 509-514.

Zhan Y., Liu Z. and Cheers C. (1996). Tumor necrosis factor alpha and interleukin-12 contribute to resistance to the intracellular bacterium Brucella abortus by different mechanisms. Infect. Immun. 64, 2782-2786.