Producción de lactostatina en cloroplastos de Chlamydomonas Reinhardtii

Abstract

Una de las áreas de mayor impacto de la Biotecnología es la producción de proteínas recombinantes con aplicaciones terapéuticas, ya que éstas pueden producirse en grandes cantidades de forma segura y continua, con lo que es posible abastecer la gran demanda de éstas para el tratamiento de diversas enfermedades (Tran, et al., 2009). Recientemente, las microalgas verdes, y en particular la especie Chlamydomonas reinhardtii, han surgido como una alternativa nueva y atractiva para la producción de proteínas recombinantes, debido principalmente a su cultivo fácil y económico, su gran capacidad para acumular biomasa y a que son generalmente consideradas como inocuas para el ser humano (Mayfiel, et al., 2003). En este estudio se diseñó un gen sintético que se basó en la secuencia de la lactostatina; un pentapéptido con actividad hipocolesterolémica derivado de la beta-lactoglobulina, con la finalidad de producir una proteína quimérica en cloroplastos de Chlamydomonas reinhardtii. Este gen sintético contiene 9 repeticiones en tandem del pentapéptido de interés y una etiqueta de histidina para facilitar su caracterización; fue transferido a Chlamydomonas reinhardtii utilizando la técnica de biobalística. Las transformantes fueron seleccionadas después de 5 rondas de selección en medio con espectinomicina, se identificaron por PCR y se cuantificó la proteína quimérica por ensayo de ELISA obteniendo una producción de 2.2-5.5% de proteína total soluble. Estos resultados demuestran que el cloroplasto de Chlamydomonas reinhardtii puede servir como una plataforma de expresión para la producción de péptidos bioactivos.

One of the greatest impact areas of biotechnology is the production of recombinant proteins for therapeutic applications, this kind of proteins can be produced in large quantities safely and continuously, so it is possible to supply the great demand for these in the treatment of various diseases (Tran, et al., 2009). Recently, the green algae, particularly Chlamydomonas reinhardtii, have emerged as a new and attractive alternative for the production of recombinant proteins, mainly due to its easy and economical culture, its high capacity to accumulate biomass and since they are generally considered harmless to humans (Mayfiel, et al., 2003). In this study, a synthetic gene was designed based on the sequence of lactostatin, a pentapeptide with hypocholesterolemic activity derived from the beta-lactoglobulin, with the aim of producing a chimeric protein in Chlamydomonas reinhardtii chloroplast. This synthetic gene, containing 9 tandem repeats of the pentapeptide and a histidine tag was transferred to Chlamydomonas reinhardtii using biolistic technique. The transformants were selected after 5 rounds in selective medium with spectinomycin. The recombinant strains were identified by PCR and the chimeric protein was quantified by ELISA obtaining an output of 2.2 to 5.5% of total soluble protein. These results show that the chloroplast of Chlamydomonas reinhardtii can be used as an expression platform for the production of bioactive peptides.