[go: up one dir, main page]

JP7566045B2 - 栽培条件を決定する方法、及び目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法 - Google Patents

栽培条件を決定する方法、及び目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7566045B2
JP7566045B2 JP2022575585A JP2022575585A JP7566045B2 JP 7566045 B2 JP7566045 B2 JP 7566045B2 JP 2022575585 A JP2022575585 A JP 2022575585A JP 2022575585 A JP2022575585 A JP 2022575585A JP 7566045 B2 JP7566045 B2 JP 7566045B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
peptide
target protein
leaf temperature
hours
dark
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022575585A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2022153973A1 (ja
Inventor
勇樹 若林
晃明 架間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denka Co Ltd
Original Assignee
Denka Co Ltd
Denki Kagaku Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denka Co Ltd, Denki Kagaku Kogyo KK filed Critical Denka Co Ltd
Publication of JPWO2022153973A1 publication Critical patent/JPWO2022153973A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7566045B2 publication Critical patent/JP7566045B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H3/00Processes for modifying phenotypes, e.g. symbiosis with bacteria
    • A01H3/02Processes for modifying phenotypes, e.g. symbiosis with bacteria by controlling duration, wavelength, intensity, or periodicity of illumination
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01HNEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H6/00Angiosperms, i.e. flowering plants, characterised by their botanic taxonomy
    • A01H6/82Solanaceae, e.g. pepper, tobacco, potato, tomato or eggplant
    • A01H6/823Nicotiana, e.g. tobacco

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

本発明は、栽培条件を決定する方法、及び目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法に関する。
遺伝子組換え技術等により植物体に目的タンパク質又は目的ペプチドを異種発現させて目的タンパク質又は目的ペプチドを製造する様々な方法が開発されている。植物体に目的タンパク質又は目的ペプチドを異種発現させるためには、例えば、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させることがよく行われる(非特許文献1)。植物体において目的タンパク質又は目的ペプチドを異種発現させた後の目的タンパク質又は目的ペプチドの回収方法に関する報告は多いものの、異種発現のために細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の植物体の栽培条件の検討はあまり行われていない。
本発明は、目的タンパク質又は目的ペプチドを植物体において発現させる際の植物体の栽培条件を決定するための新規な方法、及び決定された栽培条件での植物体の栽培による目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、栽培時の葉温に基づいて、好適な栽培条件を決定することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、例えば以下の発明を含む。
[1]
目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、暗期及び明期を交互に繰り返す24時間サイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の明暗期の葉温並びに明暗期の時間を、
暗期の葉温(℃)×暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×24(時間)±24を満たすように設定する工程とを含む、方法。
[2]
最適葉温を決定する工程が、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量に基づき、最適葉温を決定することを含む、[1]に記載の方法。
[3]
明期における葉温を暗期における葉温よりも高く設定することを含む、[1]又は[2]に記載の方法。
[4]
24時間サイクルの内訳として、暗期が3~21時間の間の時間に設定され、明期が3~21時間の間の時間に設定され、暗期と明期の合計時間が24時間である、[1]~[3]のいずれかに記載の方法。
[5]
最適葉温が22℃~27℃間の温度である、[1]~[4]のいずれかに記載の方法。
[6]
暗期の葉温が16℃~27℃間の温度であり、明期の葉温が16℃~27℃間の温度である、[1]~[5]のいずれかに記載の方法。
[7]
植物体がタバコ属植物である、[1]~[6]のいずれかに記載の方法。
[8]
目的タンパク質又は目的ペプチドが、抗体、酵素、ホルモン又は抗原である、[1]~[7]のいずれかに記載の方法。
[9]
[1]~[8]のいずれかに記載の方法により、栽培するための条件を決定すること、決定した栽培条件で目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を栽培すること、及び栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することを含む、目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法。
[10]
目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、暗期及び明期を交互に繰り返すサイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の明暗期の葉温並びに明暗期の時間を、
暗期の葉温(℃)×1サイクルあたりの暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×1サイクルあたりの明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×1サイクルの総時間±24を満たすように、設定する工程とを含む、方法。
[11]
最適葉温を決定する工程が、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量に基づき、最適葉温を決定することを含む、[10]に記載の方法。
[12]
明期における葉温を暗期における葉温よりも高く設定することを含む、[10]又は[11]に記載の方法。
[13]
暗期が3~21時間の間の時間に設定され、明期が3~21時間の間の時間に設定される、[10]~[12]のいずれかに記載の方法。
[14]
最適葉温が22℃~27℃間の温度である、[10]~[13]のいずれかに記載の方法。
[15]
暗期の葉温が16℃~27℃間の温度であり、明期の葉温が16℃~27℃間の温度である、[10]~[14]のいずれかに記載の方法。
[16]
植物体がタバコ属植物である、[10]~[15]のいずれかに記載の方法。
[17]
目的タンパク質又は目的ペプチドが、抗体、酵素、ホルモン又は抗原である、[10]~[16]のいずれかに記載の方法。
[18]
1サイクルが20時間~36時間の間の時間に設定される、[10]~[17]のいずれかに記載の方法。
[19]
目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、複数の温度帯を含む24時間サイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の、一定の間隔で測定した葉温の積算値が下記の関係を満たすように、葉温及び測定回数を設定する工程を含む、方法。
(T-1)×(C+・・・+C)≦(T×C)+・・・+(T×C)≦(T+1)×(C+・・・+C
n×測定間隔(時間)=24(時間)
+・・・+C=24(時間)
ここで、Tは最適葉温(℃)であり、T~Tは葉温(℃)であり、nは測定回数(回)であり、nは2以上10以下の整数である。
[20]
nが2又は3である、[19]に記載の方法。
[21]
[19]又は[20]に記載の方法により、栽培するための条件を決定すること、決定した栽培条件で目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を栽培すること、及び栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することを含む、目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法。
[22]
目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、複数の温度帯を含む一定時間(C(時間))のサイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の、一定の間隔で測定した葉温の積算値が下記の関係を満たすように、葉温及び測定回数を設定する工程とを含む、方法。
(T-1)×(C+・・・+C)≦(T×C)+・・・+(T×C)≦(T+1)×(C+・・・+C
n×測定間隔(時間)=C(時間)
+・・・+C=C(時間)
ここで、Tは最適葉温(℃)であり、T~Tは葉温(℃)であり、nは測定回数(回)であり、nは2以上10以下の整数である。
[23]
nが2又は3である、[22]に記載の方法。
[24]
[22]又は[23]に記載の方法により、栽培するための条件を決定すること、決定した栽培条件で目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を栽培すること、及び栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することを含む、目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法。
本発明によれば、目的タンパク質又は目的ペプチドを植物体において発現させる際の植物体の栽培条件を決定するための新規な方法、及び決定された栽培条件での植物体の栽培による目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法を提供することができる。
本発明によれば、明暗期の葉温及び明暗期の時間を一定に維持する必要はなく、本発明の条件を満たす限り、明暗期の葉温及び明暗期の時間をフレキシブルに設定することができ、栽培条件設定の自由度が増す。明暗期の葉温及び明暗期の時間を調節し、例えば、明期における葉温を暗期における葉温よりも高く設定することで、明期の栽培時の空調電力コスト削減が望める。
表1の条件で感染後の栽培を行い、イムノグロブリンGの発現量を比較した結果を示すグラフである。 表2の条件で感染後の栽培を行い、イムノグロブリンGの発現量を比較した結果を示すグラフである。
本発明は、一実施形態として、目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、暗期及び明期を交互に繰り返す24時間サイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の明暗期の葉温並びに明暗期の時間を、
暗期の葉温(℃)×暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×24(時間)±24を満たすように設定する工程とを含む、方法を提供する。
また、本発明は、一実施形態として、目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、暗期及び明期を交互に繰り返すサイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の明暗期の葉温並びに明暗期の時間を、
暗期の葉温(℃)×1サイクルあたりの暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×1サイクルあたりの明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×1サイクルの総時間±24を満たすように、設定する工程とを含む、方法も提供する。
目的タンパク質又は目的ペプチドは、植物体において発現が可能である限り制限されず、例えば、自然界に存在するタンパク質又はペプチド、自然界に存在するタンパク質又はペプチドに由来するタンパク質又はペプチド、又は人工的に設計したタンパク質又はペプチドであってもよい。目的タンパク質又は目的ペプチドとしては、例えば、酵素、抗体、ホルモン等の生理活性タンパク質、抗原、エピトープ、成長因子、サイトカイン、転写因子、受容体又はそれらの部分ペプチド等が挙げられる。例えば、目的タンパク質又は目的ペプチドは、酵素、抗原、ホルモン及び抗体からなる群から選択されるものであってもよく、酵素であってもよい。目的タンパク質又は目的ペプチドの由来も制限されず、例えば、動物(ヒト等の哺乳動物を含む)、植物、糸状菌、細菌又は酵母由来であってよい。
酵素としては、例えば、酸化酵素、還元酵素、リパーゼ(例えば、ホスホリパーゼ)、プロテアーゼ、キナーゼ、フォスファターゼ、セルラーゼ、ステロイド合成酵素、メチラーゼ、デメチラーゼ、コラゲナーゼ、トランスグルタミナーゼ、グリコシダーゼ及びキチナーゼが挙げられる。例えば、酵素は、ホスホリパーゼ、エステラーゼ、及びオキシダーゼからなる群から選択されるものであってもよく、エステラーゼであってよく、ホスホジエステラーゼであってもよい。
抗体としては、例えば、完全抗体(例えば、IgG、IgM、IgA、IgD、IgE)、Fab、F(ab’)、F(ab’)2、Fc、Fc融合タンパク質、重鎖(H鎖)、軽鎖(L鎖)、単鎖Fv(scFv)、sc(Fv)2、ジスルフィド結合Fv(sdFv)、Diabodyが挙げられる。
抗原及びエピトープとしては、例えば、糸状菌由来のタンパク質、細菌由来のタンパク質及びウイルス由来のタンパク質が挙げられる。また、抗原には、例えば、ウイルス様粒子(VLP)の様な自己組織化したタンパク質多量体も含まれる。ワクチンとして使用される抗原タンパク質又はエピトープである場合には、免疫原性を有するものであれば特に制限されないが、例えば、病原性である糸状菌由来のタンパク質、病原性である細菌由来のタンパク質及び病原性であるウイルス由来のタンパク質が挙げられる。
成長因子としては、例えば、上皮成長因子(EGF)、インスリン様成長因子(IGF)、トランスフォーミング成長因子(TGF)、線維芽細胞増殖因子(FGF)、神経成長因子(NGF)、脳由来神経栄養因子(BDNF)、血管内皮細胞増殖因子(VEGF)、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、血小板由来成長因子(PDGF)、エリスロポエチン(EPO)、トロンボポエチン(TPO)、肝細胞増殖因子(HGF)が挙げられる。
ホルモンとしては、例えば、ペプチド・タンパク質系ホルモンが挙げられる。
サイトカインとしては、例えば、インターロイキン(IL)、造血因子(CSF、EPO、TPO)、インターフェロン(IFNα、IFNβ、IFNγ)、腫瘍壊死因子(TNF)、増殖因子(EGF、FGF、PDGF)及びケモカイン(IL-8)が挙げられる。
転写因子としては、例えば、基本転写因子、上流転写因子及び誘導型転写因子が挙げられる。
受容体としては、例えば、Gタンパク質結合型受容体、イオンチャネル型受容体及びサイトカイン受容体スーパーファミリーが挙げられる。
また、目的タンパク質又は目的ペプチドは、2つ以上のタンパク質が結合した融合タンパク質であってもよい。2つ以上のタンパク質の融合タンパク質としては、2つ以上の異種タンパク質の融合タンパク質でもよいし、2つ以上の同種タンパク質の融合タンパク質でもよい。
目的タンパク質又は目的ペプチドの分子量は、特に制限されないが、例えば、1kDa~300kDa、1kDa~200kDa、1kDa~100kDa、1kDa~75kDa、1kDa~50kDa、1kDa~10kDa、20kDa~500kDa、50kDa~300kDa、100kDa~200kDaであってよい。また、目的タンパク質又は目的ペプチドの分子量は、例えば、10kDa以上、20kDa以上、50kDa以上、80kDa以上、100kDa以上、500kDa以下、300kDa以下、200kDa以下、100kDa以下、75kDa以下、又は50kDa以下であってもよい。
目的タンパク質又は目的ペプチドは、モノマー、ダイマー、トリマー又はマルチマーであってもよい。
目的タンパク質又は目的ペプチドには、目的タンパク質又は目的ペプチドの検出及び/又は精製しやすくするためのタグが付加されていてもよい。
目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体は、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させることにより作製される。そのような方法としては、例えば、アグロインフィルトレーション法、植物ウイルスベクター法、Genewareシステム、及びmagnICON(登録商標)システムが挙げられる。
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスは、例えば、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを細菌又はウイルスに形質転換することにより作製することができる。形質転換は公知の方法により行うことができるが、例えば、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを含むベクターを使用することができる。ベクターとしては、例えば、プラスミド、ウイルス、コスミド、ラムダファージ及び人工染色体等が挙げられる。ベクターは、プロモーター配列等を含む発現ベクターであることが好ましい。目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有するベクターを細菌又はウイルスに形質転換することで、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを作製できる。
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを形質転換する細菌としては、例えば、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種、リゾビウム(Rhizobium)種、シノリゾビウム(Sinorhizobium)種、メソリゾビウム(Mesorhizobium)種、フィロバクテリウム(Phyllobacterium)種、オクロバクテリウム(Ochrobactrum)種及びブラディリゾビウム(Bradyrhizobium)種の細菌が挙げられ、アグロバクテリウムであることが好ましい。
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを形質転換するウイルスには、ウイルスベクターとして使用するものも含まれる。そのようなウイルスとしては、例えば、タバコモザイクウイルス(TMV)、プラムポックスウイルス(PPV)、ジャガイモXウイルス(PVX)、アルファルファモザイクウイルス(AIMV)、キュウリモザイクウイルス(CMV)、カウピーモザイクウイルス(CPMV)、及びズッキーニイエローモザイクウイルス(ZYMV)等が挙げられる。
アグロインフィルトレーション法を使用する場合、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを挿入したT-DNAでアグロバクテリウムを形質転換し、そのアグロバクテリウムを植物体に感染させることで目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を得ることができる。
植物ウイルスベクター法を使用する場合、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを挿入した植物ウイルスゲノムのcDNAから得られたRNAをベクターとして植物体に接種して感染させることで目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を得ることができる。このようなウイルスベクターとしては、例えば、タバコモザイクウイルス(TMV)ベクター、プラムポックスウイルス(PPV)ベクター、ジャガイモXウイルス(PVX)ベクター、アルファルファモザイクウイルス(AIMV)ベクター、キュウリモザイクウイルス(CMV)ベクター、カウピーモザイクウイルス(CPMV)ベクター、及びズッキーニイエローモザイクウイルス(ZYMV)ベクター等が挙げられる。
magnICON(登録商標)システムを使用する場合、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを挿入したTMV又はPVXゲノムのcDNAをT-DNAベクター内に導入し、得られたT-DNAベクターで形質転換したアグロバクテリウムを植物体に感染させることで目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を得ることができる。
植物体としては特に制限されないが、例えば、ナス科(例えば、タバコ、ナス、トマト、ピーマン、トウガラシ)、バラ科(例えば、バラ、イチゴ)、アブラナ科(例えば、シロイヌナズナ、アブラナ、ハクサイ、キャベツ、ダイコン、ナタネ)、キク科(例えば、キク、シュンギク、レタス)、アカザ科(例えば、ホウレンソウ、テンサイ)、イネ科(例えば、コムギ、イネ、オオムギ、トウモロコシ)及びマメ科(例えば、ダイズ、アズキ、インゲン、ソラマメ)等に属する植物が挙げられる。例えば、植物体は、ナス科又アブラナ科の植物であってよく、タバコ属又はシロイヌナズナ属の植物であってよく、ニコチアナ・ベンサミアーナ(Nicotiana benthamian))、ニコチアナ・タバカム(Nicotiana tabacum)又はシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)であってもよい。
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させる方法は、公知の方法により行うことが出来る。細菌がアグロバクテリウムである場合は、例えば、インフィルトレーション(例えば、バキュームインフィルトレーション)により感染させることができる。ウイルスである場合には、例えば、機械的接種により感染させることができる。植物体全体を感染させてもよいし、植物体の一部分(例えば、葉)のみを感染させてもよい。
例えば、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有するアグロバクテリウムを含む培養液を緩衝液で希釈した液をインフィルトレーションバッファーとし、バキュームインフィルトレーションにより植物体にインフィルトレーションバッファーを浸潤させることにより感染することができる。
植物体を感染させるタイミングは、植物体の種類等によって適宜設定できるが、植物体がタバコ属植物である場合には、例えば、4週齢~7週齢、5週齢~6週齢、又は5週齢の植物体に感染させてもよい。
暗期及び明期を交互に繰り返すサイクル下での栽培における1サイクルは、例えば、12時間、12時間~48時間の間の時間、16時間~40時間の間の時間、20時間~36時間の間の時間、24時間~30時間の間の時間、又は24時間に設定されてもよい。
全体の栽培期間は、播種後35日~56日、42日~49日、又は42日であってよく、感染後の栽培期間は、感染後4日~14日、6日~9日、又は7日であってよい。
植物体の栽培環境は、植物体の種類、目的タンパク質又は目的ペプチドの種類、使用する細菌又はウイルスの種類等により決定することができる。植物体は培土に植えられていても、水耕栽培されていてもよい。ただし、栽培環境は、栽培時の明るさ(照度)及び温度を制御できる環境であることが好ましく、明るさ(照度)、温度及び湿度を制御できる環境であることがより好ましい。そのような栽培環境としては、例えば、人工照明を備えた植物育成キャビネットが挙げられ、具体例としては、グロースチャンバー(FC―700Z3、エスペックミック株式会社)が挙げられる。
栽培における温度は、植物の生育や目的タンパク質の製造が可能な限り特に限定されず、全期間を通じて常に一定でもよく、植物の成長に応じて、あるいは昼夜(明期・暗期)、感染前後等で変更してもよい。栽培における温度は、例えば、10℃~35℃、15℃~40℃、13℃~28℃、又は15℃~25℃であってよい。
栽培における相対湿度は、植物の生育や目的タンパク質の製造が可能な限り特に限定されず、全期間を通じて常に一定でもいいし、植物の成長に応じて、あるいは昼夜(明期・暗期)、感染前後等で変更してもよい。例えば、45%~90%、60%~85%であってよい。
栽培におけるCO濃度は、植物の生育や目的タンパク質の製造が可能な限り特に限定されず、全期間を通じて常に一定でもいいし、植物の成長に応じて、あるいは昼夜(明期・暗期)、感染前後等で変更してもよい。例えば、300ppm~1000ppm、400ppm~700ppm、であってよい。
栽培における光合成有効量子束密度は、植物の生育や目的タンパク質の製造が可能な限り特に限定されず、全期間を通じて常に一定でもいいし、植物の成長に応じて、あるいは感染前後等で変更してもよい。例えば、30μmol・m-2・s-1以上、30μmol・m-2・s-1~1000μmol・m-2・s-1、又は200μmol・m-2・s-1~500μmol・m-2・s-1であってよい。
本実施形態における方法は、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程を含む。例えば、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能が最も高くなる葉温、及び/又は目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能が最も安定する葉温を最適葉温として決定することができる。最適葉温を決定することで、目的タンパク質又は目的ペプチドを効率よく発現させることができる。目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能は、例えば、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現量、及び目的タンパク質又は目的ペプチドの翻訳効率等を指標として判断することができる。例えば、目的タンパク質又は目的ペプチドを発現させる植物体と同じ種類の複数の植物体に、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを感染させ、異なる葉温になる温度下でそれぞれ栽培した後、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量又は目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドの発現量を測定し、最も高い発現量を示した際の葉温を最適葉温とすることができる。
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量の測定は、例えば、以下のように行うことができる。
(1)感染後の植物体又は植物体の部分(例えば、葉)を収穫する。
(2)収穫物を磨砕し、抽出緩衝液を添加して遠心した後、上清を採取し抽出液とする。
(3)上清を用いて、イムノアッセイにより目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量を測定する。
イムノアッセイとしては、例えば、ELISA、ウエスタンブロッティング等が挙げられる。
ここで、収穫した感染後の植物体又は植物体の部分(収穫物)を乾熱した後、以下の式から乾燥重率(%)を算出することができる。
乾物重率(%)=乾燥後の収穫物の重量/乾燥前の収穫物の重量×100
さらに、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量を測定した後、以下の式から乾燥後の収穫物あたりのタンパク質量(mg/g 乾燥収穫物)を算出することができる。
乾燥後の収穫物あたりのタンパク質量(mg/g 乾燥収穫物)=抽出液中のタンパク質濃度(測定値)×抽出液量(磨砕物重量の2倍と定義)/磨砕物重量×乾物重率(%)/100
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量は、例えば、乾燥後の収穫物あたりのタンパク質量(mg/g 乾燥収穫物)として算出してよく、乾燥後のDL(乾燥葉)あたりのタンパク質量(mg/g DL)として算出してもよい。目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量は、使用する植物体、細菌又はウイルス等により異なるが、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを挿入したTMV又はPVXゲノムのcDNAをT-DNAベクター内に導入し、得られたT-DNAベクターで形質転換したアグロバクテリウムをタバコ属植物に感染させることで目的タンパク質又は目的ペプチドを発現させる場合には、乾燥後のDL(乾燥葉)あたりのタンパク質量(mg/g DL)が、例えば、8(mg/g DL)以上、10(mg/g DL)以上、10(mg/g DL)~20(mg/g DL)、又は10(mg/g DL)~15(mg/g DL)であってもよい。
葉温は、放射温度計及びサーモグラフィ装置のような非接触式の温度測定手段、熱電対温度計等の接触式温度測定手段により測定することができる。熱電対温度計としては、例えば、温度ロガーが挙げられ、具体例としては、温度ロガー(おんどとりTR-52i、株式会社ティアンドデイ)が挙げられる。植物体がタバコ属植物である場合には、例えば、温度ロガーのプローブをタバコ属植物の葉の表面から刺し、裏面でプローブと葉を接触させることで測定することができる。複数の葉及び/又は複数の植物において葉温を測定する場合には、葉温の合計値を測定した葉の枚数及び/又は植物の個体数で除した平均値を葉温(平均葉温)として用いることができる。
最適葉温は、用いる植物体及び目的タンパク質又は目的ペプチドの種類等で異なるが、例えば、15℃~40℃間の温度、18℃~37℃間の温度、20℃~30℃間の温度、22℃~27℃間の温度、22℃~25℃間の温度、23℃~25℃間の温度又は23℃であってもよい。植物体がタバコ属植物である場合には、例えば、22℃~27℃間の温度、22℃~25℃間の温度、23℃~25℃間の温度又は23℃であってもよい。
本実施形態における方法において、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の明暗期の葉温並びに明暗期の時間は、下記の式(条件)を満たすように設定される。
暗期の葉温(℃)×1サイクルあたりの暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×1サイクルあたりの明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×1サイクルの総時間±24
例えば、1サイクルが24時間である場合には、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の明暗期の葉温並びに明暗期の時間は、下記の式を満たすように設定される。
暗期の葉温(℃)×暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×24(時間)±24
上述した式における「±24」は、例えば、「±20」、「±17」、「±15」、「±10」、「±8」又は「±5」とすることもできる。
上述した条件を満たすように設定した明暗期の葉温になるように、感染後の植物体を栽培する温度を決定することができる。連続する暗期の間及び連続する明期の間、植物の栽培温度は一定若しくは変更してもよい。
上述した条件を満たす限り、明暗期の葉温及び明暗期の時間を調節して、例えば、明期における葉温を暗期における葉温よりも高く設定することができる。明期における葉温を暗期における葉温よりも高く設定することで、明期の栽培時の空調電力コスト削減が望める。
暗期の葉温は、例えば、10℃~35℃間の温度、13℃~28℃間の温度、又は15℃~25℃間の温度であってよい。明期の葉温は、例えば、10℃~35℃間の温度、13℃~28℃間の温度、又は15℃~25℃間の温度であってよい。例えば、暗期の葉温が16℃~27℃間の温度であり、明期の葉温が16℃~27℃間の温度であってよく、暗期の葉温が16℃~27℃間の温度であり、明期の葉温が20℃~27℃間の温度であってもよく、暗期の葉温が16℃~26℃間の温度であり、明期の葉温が22℃~27℃間の温度であってもよい。本発明の効果を顕著に奏する観点から、暗期の葉温と明期の葉温は異なる温度に設定されることが好ましい。
1サイクル(暗期と明期の合計時間)は、例えば、12時間~48時間の間の時間、16時間~40時間の間の時間、20時間~36時間の間の時間又は24時間に設定されてもよい。例えば、1サイクルの内訳として、暗期が3~21時間の間の時間に設定され、明期が3~21時間の間の時間に設定され、暗期と明期の合計時間が20時間~26時間の間の時間に設定されてもよい。また、例えば、24時間サイクルの内訳として、暗期が3~21時間の間の時間に設定され、明期が3~21時間の間の時間に設定され、暗期と明期の合計時間が24時間であってもよい。
本発明は、一実施形態として、上述した方法により、栽培するための条件を決定すること、決定した栽培条件で目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を栽培すること、及び栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することを含む、目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法も提供する。
栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することは、例えば、感染後3日後~21日後、5日後~14日後、又は7日後~10日後の植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することであってもよい。また、抽出した目的タンパク質又は目的ペプチドを精製することをさらに含んでもよい。植物体の栽培、目的タンパク質又は目的ペプチドの抽出及び目的タンパク質又は目的ペプチドの精製は、公知の方法により実施することができる。
本実施形態に係る方法における具体的な態様等は、上述した具体的な態様等を制限なく適用できる。
本発明は、一実施形態として、目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、複数の温度帯を含む24時間サイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の、一定の間隔で測定した葉温の積算値が下記の関係を満たすように、葉温及び測定回数を設定する工程を含む、方法。
(T-1)×(C+・・・+C)≦(T×C)+・・・+(T×C)≦(T+1)×(C+・・・+C
n×測定間隔(時間)=24(時間)
+・・・+C=24(時間)
ここで、Tは最適葉温(℃)であり、T~Tは葉温(℃)であり、nは測定回数(回)であり、nは2以上10以下の整数である、も提供する。
また、本発明は、一実施形態として、目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、複数の温度帯を含む一定時間(C(時間))のサイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の、一定の間隔で測定した葉温の積算値が下記の関係を満たすように、葉温及び測定回数を設定する工程とを含む、方法。
(T-1)×(C+・・・+C)≦(T×C)+・・・+(T×C)≦(T+1)×(C+・・・+C
n×測定間隔(時間)=C(時間)
+・・・+C=C(時間)
ここで、Tは最適葉温(℃)であり、T~Tは葉温(℃)であり、nは測定回数(回)であり、nは2以上10以下の整数である、も提供する。
目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体、及び植物体の目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスの感染等については上述したとおりである。
本実施形態に係る方法は、複数の温度帯を含む一定時間(C(時間))サイクル下で栽培するための条件を決定する方法である。
複数の温度帯は、2以上の温度帯を意味し、例えば、1サイクルが、2~5の温度帯、2~4の温度帯、2~3の温度帯、3又は2の温度帯を含んでいてもよい。
栽培する温度は、植物の生育や目的タンパク質の製造が可能な限り特に限定されず、全期間を通じて常に一定でもいいし、植物の成長に応じて、あるいは昼夜(明期・暗期)、感染前後等で変更してもよい。例えば、10℃~35℃、13℃~28℃、又は15℃~25℃であってよい。1サイクルが葉温の3の温度帯(T~T)を含む場合には、例えば、Tは10℃~35℃間の温度の温度帯、Tは10℃~35℃間の温度の温度帯、Tは10℃~35℃間の温度の温度帯を含んでいてもよい。
栽培する相対湿度については、上述したとおりである。
一定時間(C(時間))は、例えば、12時間~48時間の間の時間、16時間~40時間の間の時間、20時間~36時間の間の時間又は24時間であってもよい。
感染後の栽培において、栽培期間を通して栽培する照度は一定であっても、複数の異なる照度であってもよい。複数の異なる照度である場合には、複数の温度帯の各温度帯にあわせて設定されていてもよく、温度帯の切り替わりとは関係なく設定されていてもよい。
感染後の栽培における栽培する光合成有効量子束密度は、例えば、0.1μmol・m-2・s-1以上、0.1μmol・m-2・s-1~1000μmol・m-2・s-1、又は200μmol・m-2・s-1~500μmol・m-2・s-1であってよい。複数の異なる光合成有効量子束密度である場合には、例えば、上述したように、暗期及び明期のように分かれていてもよい。例えば、1サイクルが含む複数の温度帯のうち、より高い温度帯により高い照度を設定してもよい。
目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の、一定の間隔で測定した葉温の積算値が下記の関係を満たすように、葉温及び測定回数を設定する。
(T-1)×(C+・・・+C)≦(T×C)+・・・+(T×C)≦(T+1)×(C+・・・+C
n×測定間隔(時間)=C(時間)
+・・・+C=C(時間)
ここで、Tは最適葉温(℃)であり、T~Tは葉温(℃)であり、nは測定回数(回)であり、nは2以上10以下の整数である。
目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、複数の温度帯を含む24時間サイクル下で栽培する場合には、目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の、一定の間隔で測定した葉温の積算値が下記の関係を満たすように、葉温及び測定回数を設定する。
(T-1)×(C+・・・+C)≦(T×C)+・・・+(T×C)≦(T+1)×(C+・・・+C
n×測定間隔(時間)=24(時間)
+・・・+C=24(時間)
ここで、Tは最適葉温(℃)であり、T~Tは葉温(℃)であり、nは測定回数(回)であり、nは2以上10以下の整数である
最適葉温は、用いる植物体及び目的タンパク質又は目的ペプチドの種類等で異なるが、例えば、18℃~37℃間の温度、20℃~30℃間の温度、22℃~27℃間の温度、22℃~25℃間の温度、23℃~25℃間の温度又は23℃であってもよい。植物体がタバコ属植物である場合には、例えば、22℃~27℃間の温度、22℃~25℃間の温度、23℃~25℃間の温度又は23℃であってもよい。
目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程については、上述したとおりである。
測定間隔は一定であり、例えば、1.2時間~24時間の間の時間、2時間~12時間の間の時間、又は4時間~8時間の間の時間に設定されてもよい。
~C(時間)は、葉温T~T(℃)が維持される時間を示す。測定間隔は一定であるため、例えば、Cが24(時間)で、測定回数nが3の場合には、C、C及びCはそれぞれ8(時間)となる。
葉温の積算値とは、(T×C)+・・・+(T×C)を意味する。
葉温の測定については、上述したとおりである。
上述した式における測定回数nは、2以上、3以上、2~10、2~8、2~6、2~5、2~4、又は2~3であってよく、2又は3であってもよい。
本実施形態に係る方法における具体的な態様等は、上述した具体的な態様等を制限なく適用できる。
本発明は、一実施形態として、上述した方法により、栽培するための条件を決定すること、決定した栽培条件で目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を栽培すること、及び栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することを含む、目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法も提供する。
目的タンパク質又は目的ペプチドを製造する方法は、例えば、感染後4日~14日、6日~9日、又は7日の植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出する工程をさらに含んでもよい。また、抽出した目的タンパク質又は目的ペプチドを精製する工程をさらに含んでもよい。目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出する工程及び目的タンパク質又は目的ペプチドを精製する工程は、公知の方法により実施することができる。
本実施形態に係る方法における具体的な態様等は、上述した具体的な態様等を制限なく適用できる。
1.植物バイオマスの調製
(1)播種
育苗ポット(TS-10.5、株式会社 東海化成)にすり切りいっぱいになるよう培土を充填させ、ベンサミアナタバコ(Nicotiana benthamiana)種子を2~3粒播種した。その後、中苗用育苗箱(AZ-032、安全興業株式会社)に前記育苗ポットを複数個並べ、30分底面潅水し、農業用べたがけ資材(パオパオ90、三菱ケミカルアグリドリーム株式会社)を被覆した。前記農業用べたがけ資材は5~7日目に取り外した。
(2)生育
播種後の植物を冷房下室温22℃、16時間昼/8時間夜の光サイクルにて14日間生育させた。生育させた植物が発芽した後、1ポットあたり1株になるよう間引きした。間引き後、2週齢時に、前記中苗用育苗箱を栽培箱に設置した。この際、栽培棚1段あたり32ポットとなるよう配置した。環境条件及び溶媒条件は以下の通り調整した。
<環境条件>
-温度:22℃
-相対湿度:30~80%
-CO濃度:400~700ppm
-光源:高出力4950lm、HF蛍光ランプ、FHF32EX-N-H(東芝ライテック株式会社)
<養液条件>
栽培棚に供給される養液は、肥料A液(OATハウス1号(OATアグリオ株式会社)150g/L)、肥料B液(OATハウス2号(OATアグリオ株式会社)100g/L)を混合比1:1、電気伝導度(electrical conductivity;EC):1.8mS/cm、pH(6.0)となるように混合したものを使用した。
2.ウイルスの浸潤(インフィルトレーション)
(1)アグロバクテリウム形質転換体の作製
イムノグロブリンGをコードするポリヌクレオチドを挿入したTMV及びPVXゲノムのcDNAをT-DNAベクター内に導入し、得られたT-DNAベクターで形質転換したアグロバクテリウムを作製した。
(2)アグロバクテリウムの培養
インフィルトレーションを行う前日にLB液体培地を5mLずつ試験管に入れ、20mg/mLリファンピシン溶液を終濃度50μg/mL、50mg/mLカナマイシン溶液を終濃度25μg/mLになるように添加した。アグロバクテリウム形質転換体のグリセロールストックを100μL添加し、28℃で約24時間振とう培養(230rpm)して培養液を得た。
(3)インフィルトレーションバッファー調整
上記(2)の培養液を採取しリン酸緩衝生理食塩水(Phosphate buffered salts;PBS)(10×PBS Liquide Concentre, OmniPur (登録商標)を精製水で10倍希釈し冷蔵保存したもの)で10倍希釈した。簡易光学密度、光学濃度(Optical Density;OD)モニター(mini photo 518R、タイテック株式会社)で、希釈液に対して、660mmの吸光度下で測定した光密度の値であるOD値を測定し、OD値が2.0以上であること確認した。広口バケツに精製水5.3L、0.5M 2-モルホリノエタンスルホン酸(2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid;MES)(pH5.4)130mL、1M MgSO 65mLを加え、真空デシケーター(300G、アズワン株式会社)に広口バケツを設置し、攪拌した。終濃度が10mM MES、10mM MgSO、pH5.4、OD660が0.002となるように調整したものをインフィルトレーションバッファーとして使用した。
(4)ウイルスの浸潤(インフィルトレーション)
5週齢となった植物に対して、以下に示す操作でインフィルトレーションを行った。植物の根部を上方向にし、植物の地上部を上記(3)のインフィルトレーションバッファーに浸けた。培土部分がインフィルトレーションバッファーに浸からないように棒をバケツの口に渡してストッパーとした。真空ポンプと真空デシケーターをホースで接続し、排気コックを全開にした状態で真空ポンプを稼動させ、-0.092MPaGまで吸引した。排気コックを閉じ、真空デシケーターから真空ポンプを外し、排気コックを一気に開放した。復圧した後、植物をインフィルトレーションバッファーから出し、葉の表面の水気をやさしくふき取った。グロースチャンバー(FC-700Z3、エスペックミック株式会社)のLED出力を調節し、チャンバー内の光合成有効量子束密度を400μmol・m-2・s-1に調節した。このチャンバーに植物を配置し、明期16時間、暗期8時間を交互に繰り返す光周期とした。植物の葉に温度ロガー(おんどとりTR-52i、株式会社ティアンドデイ)のプローブを表面から刺し、裏面でプローブと葉を接触させることで葉温を測定した。任意の葉温となるようグロースチャンバーの室温を設定し、植物を栽培した。各植物を感染後7日間栽培した後、適宜各測定を行った。なお、感染後の栽培における相対湿度、CO濃度及び光合成有効量子束密度は感染前と同条件で行った。
3.イムノグロブリンGの発現量の測定
(1)生育状態の計測
(i)葉重量の測定
感染後の植物に対して、収穫した葉を-80℃で保管したものを感染葉とした。全ての植物の茎を培土面、又は定植板際でカットし、株数をカウント後、植物の重量をデジタルはかりで測定した(総地上部重量(g))。植物の本葉をカットし全ての葉の重量をデジタルはかりで測定した(本葉重量(g))。
(ii)乾物重率の測定
カットした滅菌ロールの重量を電子天秤で測定した(重量1)。乾燥重量測定用の感染葉を、重量測定した滅菌ロールに詰め、シーリングした。電子天秤で重量(重量2)を測定後、121℃,20分でオートクレーブにかけた。オートクレーブ後、100℃に設定した乾熱滅菌器(SI601、ヤマト科学株式会社)に入れた。次日に、95℃に設定した乾熱滅菌器(EYELA)に入れた。次日に、乾熱機より取出し、10分ほど室温で静置した後、電子天秤で重量(重量3)を測定した。以下の式から乾物重率を算出した。
乾物重率(%)=(重量3-重量1)/(重量2-重量1)×100
(2)イムノグロブリンGの発現量の定量分析
(i)粗抽出液の調製
乳鉢及び乳棒をあらかじめ液体窒素で冷却し、-80℃で保管している感染葉を入れ、紛体状になるまで感染葉を磨砕した。1.5mLチューブの重量(重量4)を計りで測定した。薬さじを液体窒素で冷却し、磨砕物を1.5mLチューブに適量入れ、重量(重量5)を測定した。磨砕物重量(重量5-重量4)の等倍重量の抽出バッファー(100mM Tris、500mM NaCl、5mM EDTA、40mM アスコルビン酸ナトリウム)を添加し、冷蔵(約4℃)で30分静置した後、卓上遠心機(株式会社トミー精工、Multi Spin)で5分間遠心した。1.5mLチューブに上清液100μLを入れて、-30℃で保存した(抽出液)。
(ii)イムノグロブリンG量の測定
イムノグロブリンG量の測定にAlphaLISAイムノアッセイキットを用いた。抽出液はキット付属のバッファーで2000倍に希釈し、キットの説明書に従い測定を行った。以下の式から、DL(乾燥葉)あたりのイムノグロブリンG量(mg/g DL)を算出した。
DL(乾燥葉)あたりのイムノグロブリンG量(mg/g DL)=抽出液中のタンパク質濃度(AlphaLISA測定値)×抽出液量(磨砕物重量の2倍と定義)/磨砕物重量(重量5-重量4)×乾物重率(%)/100
下記表1の条件で感染後の栽培を行った。
Figure 0007566045000001
イムノグロブリンGの発現量を比較した結果を図1に示す。図1の結果から、葉温19℃(試験例1)及び葉温28℃(試験例3)と比較して、葉温23℃(試験例2)のDL(乾燥葉)あたりのイムノグロブリンG量が高いことがわかる。この結果から、最適葉温を23℃と設定した。設定した最適温度から下記式に当てはまるように暗期の葉温、明期の葉温を設定し、表2の条件で栽培した(実施例1、2、3)。
暗期の葉温(℃)×暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×24(時間)±24
また、1サイクルが12時間である栽培条件において、設定した最適温度から下記式に当てはまるように暗期の葉温、明期の葉温を設定し、表2の条件で栽培した(実施例4)。
暗期の葉温(℃)×1サイクルあたりの暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×1サイクルあたりの明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×1サイクルの総時間±24
Figure 0007566045000002
イムノグロブリンGの発現量を比較した結果を図2に示す。図2に示したDL(乾燥葉)あたりのイムノグロブリンG量からわかる通り、上記式に当てはまる実施例1、2、3及び4はそれぞれ高いイムノグロブリンG量を示しており、上記式に当てはまらない比較例1及び2は低いイムノグロブリンG量を示していることが分かる。この結果より、設定した式によって高いイムノグロブリンG発現量を示す栽培条件を設定することができることが示された。

Claims (24)

  1. 目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、暗期及び明期を交互に繰り返す24時間サイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
    目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
    目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の明暗期の葉温並びに明暗期の時間を、
    暗期の葉温(℃)×暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×24(時間)±24を満たすように設定する工程とを含む、方法。
  2. 最適葉温を決定する工程が、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量に基づき、最適葉温を決定することを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 明期における葉温を暗期における葉温よりも高く設定することを含む、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 24時間サイクルの内訳として、暗期が3~21時間の間の時間に設定され、明期が3~21時間の間の時間に設定され、暗期と明期の合計時間が24時間である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 最適葉温が22℃~27℃間の温度である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 暗期の葉温が16℃~27℃間の温度であり、明期の葉温が16℃~27℃間の温度である、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 植物体がタバコ属植物である、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 目的タンパク質又は目的ペプチドが、抗体、酵素、ホルモン又は抗原である、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 請求項1~8のいずれか一項に記載の方法により、栽培するための条件を決定すること、決定した栽培条件で目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を栽培すること、及び栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することを含む、目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法。
  10. 目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、暗期及び明期を交互に繰り返すサイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
    目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
    目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の明暗期の葉温並びに明暗期の時間を、
    暗期の葉温(℃)×1サイクルあたりの暗期の時間(時間)+明期の葉温(℃)×1サイクルあたりの明期の時間(時間)=最適葉温(℃)×1サイクルの総時間±24を満たすように、設定する工程とを含む、方法。
  11. 最適葉温を決定する工程が、目的タンパク質又は目的ペプチドの発現量に基づき、最適葉温を決定することを含む、請求項10に記載の方法。
  12. 明期における葉温を暗期における葉温よりも高く設定することを含む、請求項10又は11に記載の方法。
  13. 暗期が3~21時間の間の時間に設定され、明期が3~21時間の間の時間に設定される、請求項10~12のいずれか一項に記載の方法。
  14. 最適葉温が22℃~27℃間の温度である、請求項10~13のいずれか一項に記載の方法。
  15. 暗期の葉温が16℃~27℃間の温度であり、明期の葉温が16℃~27℃間の温度である、請求項10~14のいずれか一項に記載の方法。
  16. 植物体がタバコ属植物である、請求項10~15のいずれか一項に記載の方法。
  17. 目的タンパク質又は目的ペプチドが、抗体、酵素、ホルモン又は抗原である、請求項10~16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 1サイクルが20時間~36時間である、請求項10~17のいずれか一項に記載の方法。
  19. 目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、複数の温度帯を含む24時間サイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
    目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
    目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の、一定の間隔で測定した葉温の積算値が下記の関係を満たすように、葉温及び測定回数を設定する工程を含む、方法。
    (T-1)×(C+・・・+C)≦(T×C)+・・・+(T×C)≦(T+1)×(C+・・・+C
    n×測定間隔(時間)=24(時間)
    +・・・+C=24(時間)
    ここで、Tは最適葉温(℃)であり、T~Tは葉温(℃)であり、nは測定回数(回)であり、nは2以上10以下の整数である。
  20. nが2又は3である、請求項19に記載の方法。
  21. 請求項19又は20に記載の方法により、栽培するための条件を決定すること、決定した栽培条件で目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を栽培すること、及び栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することを含む、目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法。
  22. 目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を、複数の温度帯を含む一定時間(C(時間))のサイクル下で栽培するための条件を決定する方法であって、
    目的タンパク質又は目的ペプチドの発現能に基づき、最適葉温を決定する工程と、
    目的タンパク質又は目的ペプチドをコードするポリヌクレオチドを有する細菌又はウイルスを植物体に感染させた後の、一定の間隔で測定した葉温の積算値が下記の関係を満たすように、葉温及び測定回数を設定する工程とを含む、方法。
    (T-1)×(C+・・・+C)≦(T×C)+・・・+(T×C)≦(T+1)×(C+・・・+C
    n×測定間隔(時間)=C(時間)
    +・・・+C=C(時間)
    ここで、Tは最適葉温(℃)であり、T~Tは葉温(℃)であり、nは測定回数(回)であり、nは2以上10以下の整数である。
  23. nが2又は3である、請求項22に記載の方法。
  24. 請求項22又は23に記載の方法により、栽培するための条件を決定すること、決定した栽培条件で目的タンパク質又は目的ペプチドを発現する植物体を栽培すること、及び栽培した植物体から目的タンパク質又は目的ペプチドを抽出することを含む、目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法。
JP2022575585A 2021-01-15 2022-01-11 栽培条件を決定する方法、及び目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法 Active JP7566045B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021004819 2021-01-15
JP2021004819 2021-01-15
PCT/JP2022/000548 WO2022153973A1 (ja) 2021-01-15 2022-01-11 栽培条件を決定する方法、及び目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2022153973A1 JPWO2022153973A1 (ja) 2022-07-21
JP7566045B2 true JP7566045B2 (ja) 2024-10-11

Family

ID=82448422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022575585A Active JP7566045B2 (ja) 2021-01-15 2022-01-11 栽培条件を決定する方法、及び目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20240057540A1 (ja)
EP (1) EP4265104A4 (ja)
JP (1) JP7566045B2 (ja)
WO (1) WO2022153973A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010531136A (ja) 2007-06-15 2010-09-24 メディカゴ インコーポレイテッド 植物での糖タンパク質生成の改変
JP2014512802A (ja) 2011-01-17 2014-05-29 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 植物におけるタンパク質発現
JP2016167990A (ja) 2015-03-11 2016-09-23 三菱化学株式会社 植物栽培方法及びそれを用いる有用タンパク質の製造

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007100094A1 (ja) * 2006-03-03 2007-09-07 National University Corporation NARA Institute of Science and Technology 根の伸長が促進されている植物、及びその作製方法
CN104611307B (zh) * 2015-02-13 2018-04-27 北京大北农科技集团股份有限公司 除草剂抗性蛋白质、其编码基因及用途

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010531136A (ja) 2007-06-15 2010-09-24 メディカゴ インコーポレイテッド 植物での糖タンパク質生成の改変
JP2014512802A (ja) 2011-01-17 2014-05-29 フィリップ・モーリス・プロダクツ・ソシエテ・アノニム 植物におけるタンパク質発現
JP2016167990A (ja) 2015-03-11 2016-09-23 三菱化学株式会社 植物栽培方法及びそれを用いる有用タンパク質の製造

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022153973A1 (ja) 2022-07-21
EP4265104A4 (en) 2024-12-11
US20240057540A1 (en) 2024-02-22
JPWO2022153973A1 (ja) 2022-07-21
EP4265104A1 (en) 2023-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Leuzinger et al. Efficient agroinfiltration of plants for high-level transient expression of recombinant proteins
US20110178275A1 (en) Industrial plant-based production of animal-free recombinant proteins in defined environment
CN102791729A (zh) 用于作物改良的成花诱导剂的分子工程
Shang et al. Effects of CO2 enrichment, LED inter-lighting, and high plant density on growth of Nicotiana benthamiana used as a host to express influenza virus hemagglutinin H1
Srinivas et al. Transient and stable expression of hepatitis B surface antigen in tomato (Lycopersicon esculentum L.)
Plesha et al. Optimization of the bioprocessing conditions for scale‐up of transient production of a heterologous protein in plants using a chemically inducible viral amplicon expression system
CN106117327A (zh) 合成类黄酮相关的人工合成转录因子及其促进类黄酮合成和调控植物花青素中的应用
JP7566045B2 (ja) 栽培条件を決定する方法、及び目的タンパク質又は目的ペプチドの製造方法
JP6560495B2 (ja) 植物を用いた一過性発現によるタンパク質の製造方法
CN116004657B (zh) 粉蕉成熟相关基因MbGRF1及其应用
Esqueda et al. Development and expression of subunit vaccines against viruses in plants
CN115725605A (zh) 粉蕉成熟相关基因MaMYC2-3及其应用
JP6578681B2 (ja) 植物栽培方法及びそれを用いる有用タンパク質の製造
CN111334519B (zh) 一种表达类胡萝卜素的融合基因、重组质粒及应用
CN113788886A (zh) 黄瓜光合系统II析氧增强蛋白CsPSII-OEEP在抗瓜类疫病中的应用
CN118652318A (zh) 一种拟禾本科根结线虫效应子MgMO603及其应用
JP6493393B2 (ja) 植物による有用タンパク質の製造方法
JP6358257B2 (ja) 植物を用いたタンパク質の製造方法
CN110922459B (zh) SlSNAT1蛋白及其相关生物材料在调控植物种子耐老化性能中的应用
CN115851765A (zh) 粉蕉成熟相关基因MaMYC2-10及其应用
Li et al. Large-scale production of foreign proteins via the novel plant transient expression system in Pisum sativum L.
CN116554291B (zh) 一种梨bZIP类转录因子PubZIP914及其应用
JP7745040B1 (ja) 目的タンパク質の回収方法及び製造方法
CN119193684B (zh) 一种芋遗传转化方法
Gea et al. Introduction of Hd3a gene in IPB CP1 potato cultivar through Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation under the control of use 35S CaMV promoter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230616

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240903

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241001

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7566045

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150