Получение трансгенных растений салата, синтезирующих потенциально антигипертензивную короткую шпилечную РНК

Герасименко И.М., Клещевников В.В., Кедлян В.Р., Сахно Л.А., Арбузова И.А., Шелудько Ю.В., Досенко В.Е., Кучук Н.В.

Оригінальна работа 

Заинтересованность фармацевтической индустрии в разработке терапевтических препаратов, основанных на РНК-интерференции, быстро растет. Использование растений для синтеза фармацевтически ценных коротких РНК может иметь такие важные преимущества как низкая себестоимость, возможность получения больших количеств материала и пониженный риск загрязнения патогенами, опасными для человека. При использовании съедобных растений можно исключить высокозатратную стадию очистки конечного продукта. В настоящей работе описано получение трансгенных растений салата, синтезирующих короткую шпилечную РНК (кшРНК) для подавления экспрессии гена изоформы дельта протеинкиназы С (ПКС), эффективной цели для лечения артериальной гипертензии, основанном на РНК-интерференции. Трансгенные растения салата получены методом Agrobacterium-опосредованной трансформации с использованием генетических конструкций, несущих гены анти-ПКС и контрольной кшРНК. Присутствие трансгенов подтверждено ПЦР-анализом. Уровень накопления анти-ПКС кшРНК был рассчитан на основании данных количественной ПЦР с обратной транскрипцией. Шесть трансгенных линий салата демонстрировали различный уровень экспрессии анти-ПКС кшРНК, наибольшее содержание которой достигало 14 ± 9 % по сравнению с высокоэкспрессирующейся миРНК салата (miR156a), или 12,7 фмоль/г сухой массы. Растения, несущие как ген анти-ПКС, так и контрольной кшРНК, нормально цвели, однако не завязывали семян. Описанные трансгенные растения салата, содержащие анти-ПКС кшРНК, предполагается использовать для тестирования физиологической активности на животных, а в дальнейшем для разработки новых средств при лечении артериальной гипертензии.

РЕЗЮМЕ. Зацікавленість фармацевтичної індустрії в розробці терапевтичних препаратів, заснованих на РНК-інтерференції, швидко зростає. Використання рослин для синтезу фармацевтично цінних коротких РНК може мати такі важливі переваги, як низька собівартість, можливість одержання великої кількості матеріалу й знижений ризик забруднення патогенами, небезпечними для людини. При використанні їстівних рослин можна виключити високовитратну стадію очищення кінцевого продукту. В даній роботі описано одержання трансгенних рослин салату, які синтезують коротку шпилькову РНК (кшРНК) для пригнічення експресії гена ізоформи дельта протеїнкінази С (ПКС), ефективної цілі при заснованому на РНК-інтерференції лікуванні артеріальної гіпертензії. Трансгенні рослини салату отримано методом Agrobacterium-опосередкованої трансформації з використанням генетичних конструкцій, які несуть гени анти-ПКС і контрольної кшРНК. Присутність трансгенів підтверджено ПЛР-аналізом. Рівень накопичення анти-ПКС кшРНК був виміряний за допомогою кількісної ПЛР зі зворотною транскрипцією. Шість трансгенних ліній салату демонстрували різний рівень експресії анти-ПКС кшРНК, найбільший вміст якої досягав 14 ± 9 % у порівнянні з високоекспресованою міРНК салату (mir156a), або 12,7 фмоль/г сухої маси. Рослини, що несуть як ген анти-ПКС, так і контрольної кшРНК, нормально цвіли, однак не зав’язували насіння. Описані трансгенні рослини салату, що містять анти-ПКС кшРНК, передбачається використовувати для тестування фізіологічної активності на тваринах, а надалі для розробки нових засобів при лікуванні артеріальної гіпертензії.

Ключові слова: РНК-интерференция, короткая РНК, образующая шпильки, артериальная гипертензия, изоформа дельта протеинкиназы С, трансгенные растения, Lactuca sativa
РНК-інтерференція, коротка РНК, яка утворює шпильки, артеріальна гіпертензія, ізоформа дельта протеїнкінази С, трансгенні рослини, Lactuca sativa

Цитологія і генетика 2017, том 51, № 1, C. 3-11

• Институт клеточной биологии и генетической инженерии НАН Украины, Киев
• Институт физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины, Киев

E-mail: i-gerasimenko ukr.net

Герасименко И.М., Клещевников В.В., Кедлян В.Р., Сахно Л.А., Арбузова И.А., Шелудько Ю.В., Досенко В.Е., Кучук Н.В. Получение трансгенных растений салата, синтезирующих потенциально антигипертензивную короткую шпилечную РНК, Цитологія і генетика., 2017, том 51, № 1, C. 3-11.

В "Cytology and Genetics". Якщо тільки можливо, цитуйте статтю по нашій англомовній версії:
I. M. Gerasymenko, V. V. Kleschevnikov, V. R. Kedlian, L. O. Sakhno, I. A. Arbuzova, Y. V. Sheludko, V. E. Dosenko, N. V. Kuchuk Establishment of transgenic lettuce plants producing potentially antihypertensive ShRNA, Cytol Genet., 2017, vol. 51, no. 1, pp. 1–7
DOI: 10.3103/S0095452717010054