生物通报道  近日来自中山大学、中科院西双版纳热带植物园、英国诺维奇科技园（Norwich Research Park）和香港中文大学的科研人员在新研究中利用转基因植物悬浮细胞高效生产出了重组人血清白蛋白。研究结果在线发表在国际学术期刊Journal of Biotechnology上。该研究得到了国家高技术研究发展计划（“863”计划，2007AA02Z102）的资助。

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文章的通讯作者是目前任职于中山大学生命科学学院及中科院西双版纳热带植物园的徐增富教授。近年来主要从事能源植物小桐子的基因功能与基因工程研究工作。曾在Plant Molecular Biology, Planta, Plant & Cell Physiology, Plant Physiology and Biochemistry, Analytical Biochemistry, Journal of Plant Growth Regulation等国内外专业期刊发表50多篇学术论文，其中33篇被SCI收录；申请国内外发明专利8项，已获授权发明专利5项。 

人血清白蛋白(HSA)是一种极为重要的医药蛋白。在临床上，HSA主要用于血液透析、利尿剂抗性浮肿和一些烧伤或者外伤导致的缺血等的治疗。在工业上，HSA主要作为其它医药蛋白质产品的保护剂和载体。HSA的市场需求量大，每年约需要500吨，其市场价值可达15亿美元。由于血浆来源的HSA存在着被病原物（如艾滋病毒、乙肝病毒等）污染的风险，采用基因工程方法生产重组HSA (rHSA)越来越受到人们的重视。

采用植物细胞不仅可以完全避免人和动物来源的病原物污染，并且具有生长周期短，生产成本低廉等优点，所以采用植物悬浮细胞重组蛋白表达系统生产rHSA是一个非常有吸引力的研究方向。但是，长期以来植物悬浮细胞表达系统存在的主要问题在于其重组蛋白产量较低，一般均不超过总可溶性蛋白的0.1%，产量大部分在1 μg/mL左右。

中山大学生命科学学院与中科院西双版纳热带植物园合作培养的博士研究生孙侨阳等人在导师徐增富研究员的指导下，与英国John Innes Centre的George P. Lomonossoff教授和香港中文大学姜里文(Liwen Jiang)教授合作，成功地建立了稳定、高效表达rHSA的转基因植物细胞系。该研究小组采用基于非复制型缺失豇豆花叶病毒(cowpea mosaic virus, CPMV) RNA-2构建的高效表达载体系统pEAQ-HT，该表达载体含有可抑制基因沉默的番茄丛矮病毒(tomato bushy stunt virus, TBSV)基因P19；同时利用大麦的半胱氨酸蛋白酶前体(proaleurain)的信号肽与rHSA融合，将rHSA蛋白分泌到植物细胞培养基中。采用农杆菌介导的转化方法获得了稳定表达rHSA的转基因烟草BY-2细胞系。研究发现，在pH 8.0的植物培养基培养转基因BY-2细胞可显著减少rHSA的降解，与在常规的pH 5.8的植物培养基中相比rHSA的产量可提高一倍，达到22.1 µg/ml。

该研究还发展了一种简单高效的从植物悬浮细胞培养基中纯化rHSA的方法，包括70度处理培养物上清、连续两步柱层析和超滤脱盐，可获得纯度达95%以上的rHSA，得率达到48.4%。基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)分析和Edman蛋白质N-端测序分析结果显示，从转基因植物细胞所得到的纯化rHSA与人血清来源的HSA完全一致。

该研究成果将进一步推动采用转基因植物悬浮细胞表达系统生产rHSA等重组医药蛋白的相关研究。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Improved expression and purification of recombinant human serum albumin from transgenic tobacco suspension culture

Most human serum albumin (HSA) for medical applications is derived from human plasma due to the lack of suitable heterologous expression systems for recombinant HSA (rHSA). To determine whether plant cell cultures could provide an alternative source, we employed the hyper-translatable cowpea mosaic virus protein expression system (CPMV-HT) to stably express rHSA in tobacco Bright Yellow-2 (BY-2) cells. rHSA was stably produced with yield up to 11.88 μg/ml in the culture medium, accounting for 0.7% of total soluble protein, in a 25-ml flask. Cultivation of transgenic cells in modified Murashige and Skoog medium with a pH of 8.0 improved the yield of rHSA two-fold, which may be the result of reduced proteolytic activity in the modified medium. A simple purification scheme was developed to purify the rHSA from culture medium, resulting in a recovery of 48.41% of the secreted rHSA. Matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry and N-terminal sequence analysis of the purified rHSA revealed that plant cell-derived rHSA is identical to that of the plasma-derived HSA. Our results show that the CPMV-HT system, which was originally developed as a transient expression system for use in whole plants, can also be used for high-level expression of rHSA, a protein highly susceptible to proteolysis, in transgenic tobacco cells.

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