ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
Получение рекомбинантного ингибитора рибонуклеаз в E. coli для использования в синтезе мРНК in vitro
1 Институт биохимии и физиологии микроорганизмов Российской академии наук, Пущино, Россия
2 Научно-технологический университет «Сириус», Сочи, Россия
Для корреспонденции: Максим Олегович Нагорных
Проспект Науки, д. 5, г. Пущино, 142290, Россия; moc.liamg@rennabred
Финансирование: работа выполнена при поддержке программы Министерства высшего образования и науки РФ (соглашение №. 075-10-2021-113, уникальный номер проекта RF----193021X0001).
Вклад авторов: М. В. Захарова — подбор условий наработки рекомбинантых белков, эксперименты по наработке в разных штаммах E. coli; А. А. Загоскин — хроматографическая очистка рекомбинантных белков; М. О. Нагорных — концепция работы, создание генетических конструкций, написание статьи; Р. А. Иванов — общее руководство.
Технологии, лежащие в основе получения синтетических мРНК in vitro, значительно расширили возможности их исследовательского и терапевтического применения. Флагманской областью применения стала ниша мРНК-вакцин, однако этот класс терапевтических молекул может быть применим к гораздо более широкому кругу задач. В основе процесса получения искусственных молекул РНК лежит реакция ферментативного синтеза in vitro, одним из компонентов которой является ингибитор рибонуклеаз. Этот белок необходим для защиты синтезированных РНК от атак рибонуклеаз с целью предотвращения деградации молекул, что критично для РНК. Чаще всего используют ингибитор рибонуклеаз эукариотического происхождения, полученный в виде рекомбинантного белка в клетках бактерий E. coli. Однако он является сложной мишенью для наработки в бактериях, что обусловлено его структурой. Целью работы было проверить наработку рекомбинантного ингибитора рибонуклеаз в различных штаммах E. coli, а также показать влияние хелперных полипептидов и клеточных шаперонов на этот процесс. При помощи подходов генной инженерии были сконструированы плазмиды, с которых проводили наработку химерных молекул ингибитора рибонуклеаз и вспомогательных полипептидов. Оценку вклада различных компонентов, влияющих на растворимость целевого рекомбинантного белка, проводили в ходе денситометрического анализа результатов электрофореза в ПААГ. Определили, что комбинации вектора с сильным промотором для экспрессии гена ингибитора рибонуклеазы RNH1 и вспомогательных полипептидов MBP и TIG на фоне повышенной экспрессии клеточных шаперонов dnaK, dnaJ, grpE дают выход целевого продукта 45 мг/л и 60 мг/л соответственно. Подобранные условия дают возможность крупномасштабных наработок этого белка для дальнейшего использования в синтезе РНК in vitro при производстве терапевтических препаратов.
Ключевые слова: ингибитор рибонуклеаз, продукция рекомбинантных белков, шапероны, вспомогательные полипептиды