植物根を利用した回収の容易な組み換え体タンパク質の多量安定発現系の開発

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植物をタンパク質の合成工場として、外来タンパク質を根で合成させ、根の外部に分泌させたタンパク質を水耕液から回収するというアイデアで、大量発現系を構築することを目的とした。これらのシステムのテスト用として、根の表面に分泌されると推定したトマトLeGlp1のターゲットシグナルと、緑色蛍光タンパク質(GFP)およびβ-グルクロニダーゼ(GUS)融合タンパク質を根で発現するように、相当するタンパク質をコードする遺伝子をタバコに導入し形質転換した。得られた閣下は以下のようである。(1)上記の融合タンパク質が形質転換タバコの根で発現することを蛍光、および、酵素活性により確認した。(2)形質転換タバコの種子を無菌的に寒天培地上で発芽させ、伸長した根周辺の寒天のレポータータンパク質の存在を検討し、根先端部においてレポータータンパク質の婚外への分泌を認めた。(3)寒天上で生育しある程度大きくなった形質転換タバコを水耕に移し、水耕液を一定期間おきに回収して、その中のGFPおよびGUS活性を測定した。その結果、根から水耕液に分泌されるタンパク質量は、根での合成量に比較してそれほど高率ではないことが判明した。(4)根の構造を弱くする種々の処理を行い、GFPおよびGUSの根から水耕液への分泌に対する効果を検討したが、顕著に分泌量を増すような影響を与える処理を見つけることが出来なかった。