Получение экспрессирующего вектора, содержащего нуклеотидную последовательность гена, кодирующего белок Bet v 1 – основной аллерген пыльцы березы

Создана экспрессирующая векторная конструкция, содержащая ген, кодирующий наиболее распространенную изоформу Bet v 1.0101 белка Bet v 1 – главного аллергена пыльцы березы, для последующей экспрессии белка в прокариотической системе Escherichia coli. В качестве матрицы использована тотальная РНК пыльцы березы повислой, собранной на территории Республики Беларусь. Получение экспрессирующего вектора pJC40-Веt v 1 осуществлялось при помощи молекулярно-генетических методов: клонирования, лигирования, трансформации. Специфичность клонированного фрагмента подтверждалась методом секвенирования. В ходе исследования в кодирующей части клонированного гена установлено 14 редких для Escherichia coli кодонов. Триплеты расположены в нуклеотидной последовательности равномерно, кластеризация кодонов наблюдалась только в двух случаях. Общее процентное содержание редких триплетов (8,75 %) и рассчитанное значение уровня адаптации кодонов (0,57) позволяет прогнозировать достаточно эффективную экспрессию исследуемого гена. 

1. Proteomic profiling of birch (Betula verrucosa) pollen extracts from different origins / A. Erler [et al.] // Proteomics. – 2011. – Vol. 11, N 8. – P. 1486–1498. https://doi.org/10.1002/pmic.201000624

2. Comparative proteomics of common allergenic tree pollens of birch, alder, and hazel / B. Darnhofer [et al.] // Allergy. – 2021. – Vol. 76, N 6. – P. 1743–1753. https://doi.org/10.1111/all.14694

3. Ligand binding of PR-10 proteins with a particular focus on the Bet v 1 allergen family / L. Aglas [et al.] // Curr. Allergy Asthma Rep. – 2020. – Vol. 20, N 7. – P. 25. https://doi.org/10.1007/s11882-020-00918-4

4. Molecular aspects of allergens and allergy / R. Valenta [et al.] // Adv. Immunol. – 2018. – Vol. 138. – P. 195–256. https:// doi.org/10.1016/bs.ai.2018.03.002

5. PR-белки с рибонуклеазной активностью и устойчивостью растений к патогенным грибам / Е. А. Филипенко [и др.] // Вавилов. журн. генетики и селекции. – 2013. – Т. 17, № 2. – С. 326–334.

6. Conformational flexibility differentiates naturally occurring Bet v 1 isoforms / S. Grutsch [et al.] // Int. J. Mol. Sci. – 2017. – Vol. 18, N 6. – Art. 1192. https://doi.org/10.3390/ijms18061192

7. Proteomic analysis of the major birch allergen Bet v 1 predicts allergenicity for 15 birch species / M. F. Schenk [et al.] // J. Proteomics. – 2011. – Vol. 74, N 8. – P. 1290–1300. https://doi.org/10.1016/j.jprot.2011.03.021

8. Allergen Nomenclature [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.allergen.org/index.php. – Date of access: 30.09.2022.

9. Tree pollen allergens-an update from a molecular perspective / C. Asam [et al.] // Allergy. – 2015. – Vol. 70, N 10. – P. 1201–1211. https://doi.org/10.1111/all.12696

10. Ligand recognition of the major birch pollen allergen Bet v 1 is isoform dependent / C. Seutter von Loetzen [et al.] // PLoS ONE. – 2015. – Vol. 10, N 6. – P. e0128677. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0128677

11. Valenta, R. Recombinant allergy vaccines based on allergen-derived B cell epitopes / R. Valenta, R. Campana, V. Niederberger // Immunol. Lett. – 2017. – Vol. 189. – P. 19–26. https://doi.org/10.1016/j.imlet.2017.04.015

12. Мировые стандарты аллерген-специфической иммунотерапии. Научный обзор [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.allergen.ru/images/staloral_10.pdf. – Дата доступа: 30.09.2022.

13. 111 years of allergen-immunotherapy: A long and successful history of the only available disease-modifier in allergic diseases / J. Gutermuth [et al.] // Allerg. Select. – 2022. – Vol. 6, N 1. – P. 248–258. https://doi.org/10.5414/ALX02330E

14. Birch pollen allergy in Europe / T. Biedermann [et al.] // Allergy. – 2019. – Vol. 74, N 7. – P. 1237–1248. https://doi. org/10.1111/all.13758

15. Recombinant allergens for immunotherapy: state of the art / Y. Zhernov [et al.] // Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. – 2019. – Vol. 19, N 4. – P. 402–414. https://doi.org/10.1097/ACI.0000000000000536

16. Epitope specificity determines cross-protection of a AIT-induced IgG4 antibody / E. Gadermaier [et al.] // Allergy. – 2016. – Vol. 71, N 1. – P. 36–46. https://doi.org/10.1111/all.12710

17. Tscheppe, A. Recombinant allergens in structural biology, diagnosis, and immunotherapy / A. Tscheppe, H. Breiteneder // Int. Arch. Allergy Immunol. – 2017. – Vol. 172, N 4. – P. 187–202. https://doi.org/10.1159/000464104 112

18. Isolation of total RNA from pollens / K. Bijli [et al.] // Preparat. Biochem. Biotechnol. – 2001. – Vol. 31, N 2. – P. 155– 162. https://doi.org/10.1081/PB-100103381

19. Clos, J. pJC20 and pJC40 − two high-copy-number vectors for T7 RNA polymerase-dependent expression of recombinant genes in Escherichia coli / J. Clos, S. Brandau // Protein Expr. Purif. – 1994. – Vol. 5, N 2. – P. 133–137. https://doi. org/10.1006/prep.1994.1020

20. Sanger, F. DNA sequencing with chain-terminating inhibitors / F. Sanger, S. Nicklen, A. R. Coulson // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1977. – Vol. 74, N 12. – P. 5463–5467. https://doi.org/10.1073/pnas.74.12.5463

21. Tripathi, N. K. Recent developments in bioprocessing of recombinant proteins: expression hosts and process development / N. K. Tripathi, A. Shrivastava // Front. Bioeng. Biotechnol. – 2019. – Vol. 7. – Art. 420. https://doi.org/10.3389/ fbioe.2019.00420

22. Varma, A. Plant genomic DNA isolation: an art or a science / A. Varma, H. Padh, N. Shrivastava // Biotechnol. J. – 2007. – Vol. 2, N 3. – P. 386–392. https://doi.org/10.1002/biot.200600195

23. Рябушкина, Н. А. Специфика выделения ДНК из растительных обьектов / Н. А. Рябушкина, М. Е. Омашева, Н. Н. Галиакпаров // Биотехнология. Теория и практика. – 2012. – № 2. – С. 9–26.

24. Сравнительный анализ двух методов выделения РНК из растительного сырья / О. Ю. Пархомчук [и др.] // Современные проблемы инфекционной патологии человека : сб. науч. тр. / под ред. В. А. Горбунова. – Минск, 2019. – Вып. 12. – С. 237–238.

25. Brule, C. Synonymous codons: choose wisely for expression / C. Brule, E. J. Grayhack // Trends Genet. – 2017. – Vol. 33, N 4. – P. 283–297. https://doi.org/10.1016/j.tig.2017.02.001

26. MolBiol.ru [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.molbiol.ru/scripts/01_11.html. – Дата доступа: 30.09.2022.

27. Codon Usage Database [Electronic resource]. – Mode of access: http://www.kazusa.or.jp/codon/. – Date of access: 30.09.2022.