400100710021-Bitkilerde Fonksiyonel Genombilim 400100710021-Bitkilerde Fonksiyonel Genombilim
Prof. Dr. Ali ERGÜL
Ankara Üniversitesi, Biyoteknoloji Enstitüsü
http://biotek.ankara.edu.tr/
HAFTA-1
Bitki Genom Yapısı
HAFTA-2Bitki Genom Yapısı
HAFTA-3RNA İzolasyonu
HAFTA-4
RNA İzolasyonu-UYGULAMA
HAFTA-5
Bitkilerde Gen İfadesi ve Analizleri: Real Time PCR
HAFTA-6Real Time PCR-UYGULAMA
HAFTA-7
Real Time PCR-UYGULAMA
HAFTA-8
Bitkilerde Gen İfadesi ve Analizleri: Mikroarray-RNA dizileme
HAFTA-9HAFTA-10
Bitkilerde Ters Genetik -miRNA
HAFTA-11Tüm Genom Dizileme Çalışmaları
HAFTA-12Bitki Genom Projelerine Genel Bakış
HAFTA-13
Bitkilerde Genom Düzenlenmesi (CRISPR/Cas9)
HAFTA-14Moleküler Tarım
HAFTA 14: Moleküler Tarım
HAFTA 14: Moleküler Tarım
Moleküler Tarım Moleküler Tarım
•
Bitki moleküler tarımı (PMF ) bitkilerde rekombinant proteinlerin (ilaç ve endüstriyel proteinler de dahil olmak üzere), ve diğer ikincil (sekonder) metabolitlerin üretilmesini ifade etmektedir.
•
Bu süreç ise; yetiştirme, hasat, nakliye, depolama ve protein ekstraksiyonu ve saflaştırma akışından oluşmaktadır.
•
Bitki moleküler tarımı (PMF) ilk olarak 1980'lerde bitkilere genetik transformasyonun başlaması ile başlamıştır.
•
İlk bitki türevli ilaç rekombinant proteini (insan büyüme hormonu) ve
ilk rekombinant antikor (tek immünoglobulin gamma ve kappa
zincirleri) sırasıyla 1986 ve 1989’da transgenik bitkilerde üretilmiştir.
Moleküler Tarım Moleküler Tarım
•
Bununla birlikte 1997 yılına kadar, ticari amaçla üretilen tek rekombinant protein, avidin (yumurta proteini) olup mısırda üretilmiştir.
•
Bu durum bitkilerin, proteinlerin büyük ölçekli üretimi için biofabrikalar olabileceğini göstermiştir ve yapılan çalışmalar bitkilerin,örneğin insan serum proteinleri ve büyüme düzenleyicileri, antikorlar, aşılar, hormonlar, sitokinler, enzimler ve antikorlar gibi terapötik aktiviteye sahip karmaşık işlevsel memeli proteinlerini üretme yeteneğine sahip olduğu kanıtlanmıştır.
•
Biyoilaçlar için artan talebe karşılık, yüksek maliyet ve mevcut üretim
sistemlerindeki (maya, mikrop, hayvan hücreleri ve transgenik
hayvanlar) yetersizlik ile birleştiğinde hastaların tedaviye yönelik
beklemeleri gerekmektedir. Bu nedenle aktif araştırma ve geliştirmelerle
transgenik bitkiler, PMF alanında yeni nesil biyo–reaktörler olarak
karşımıza çıkmaktadır.
Bitki Transformasyon Stratejileri Bitki Transformasyon Stratejileri
•
Nükleer Transformasyon: En yayın yöntem olup, günümüze kadar birçok rekombinant proteinin üretimde kullanılmıştır.
•
Bu yöntem özellikle tahılların kuru tohumuna gen aktarımında ve rekombinat protein eldesi için kullanılırken, böylelikle proteinin bir bozulma olmadan uzun süre saklanması sağlanmaktadır.
•
Yöntem özellikle birçok alanda yetiştirilen hububat türlerine yönelik
kullanılmakla birlikte, uzun süre alması, gen kaçışı gibi nedenler,
yöntemin dezavantajı olarak görülmektedir.
Bitki Transformasyon Stratejileri Bitki Transformasyon Stratejileri
•
Plastid transformasyonu: Nükleer transformasyona göre önemli avantajlara sahiptir ki en önemlisi açık melezlemelerden kaynaklanacak transgen kaçışları bu yöntem ile engellenmektedir.
•
Biyolistik ile gerçekleştirilen, homoplastomik kloroplast transformasyon çalışması ile (her kloroplast bir transgeni taşımaktadır) tütün yaprak eksplantlarından elde edilen transgenik bitkilerden (spectinomycin veya spectinomycin-streptomisin ortamında) 3–6% oranında çözünebilir bakteri ve insan terapötik proteinleri elde edilmiştir.
•
Bu çalışmada özellikle kloroplast sistemi ile önemli oranda
antibiyotik proteini elde etmeleri bitkide rekombinat protein elde
etmenin başarısının bir göstergesidir.
Bitki Transformasyon Stratejileri Bitki Transformasyon Stratejileri
•
Bu oranda yüksek protein üretilmesinde domates, patlıcan, marul, soya da uygulanmasına karşın kloroplast transformasyon uygulamalarında hala sınırlamalar bulunmaktadır ve rutin uygulamalar tütünde (ancak tütün yenilmemekte, toksik alkoloidler içermekte, zaman içerisinde soğuk koşullarda dahi protein stabilitesi korunmayabilmektedir) yapılmaktadır.
•
Hücre-süspansiyon Kültürleri: Bitki hücresi süspansiyon kültürü, biyofarmasötik üretimi için memeli hücre kültürüne alternatif bir bitkisel üretim platformdur.
•
Sistem (yüksek saflıkta farmasötik maddelerin üretimi için ideal), in
vitro steril yüksek düzeyde üretim, daha ucuz ve daha basit üretim
aşaması sunmaktadır.
Bitki Transformasyon Stratejileri Bitki Transformasyon Stratejileri
•
En önemli avantajlarından birisi ise hücre kültürleri daha kısa sürede oluşturulmakta ve transgenik bitkilerin rejenerasyonuna ve karakterizasyonuna ihtiyaç duyulmamaktadır.
•
Diğer sistemlere göre avantaj göstermekle birlikte, özellikle son kültür aşamalarında karşılaşılan proteolitik aktivite nedeni ile rekombinat protein üretiminde azalmalara rastlanmaktadır.
•
Ayrıca sistem sınırlı sayıda bitki türünde (tütün, pirinc, havuç ve
Arabidopsis) çalışır durumdadır.
Bitki Transformasyon Stratejileri Bitki Transformasyon Stratejileri
•
Geçici ekspresyon sistemleri: Transient üretim platformu, PMF için en hızlı ve en güvenilir yöntemler olarak görülmektedir.
•
Bu metotlarda ekspresyonun validasyonu hızlı sağlanırken, kısa sürede (haftalar düzeyinde) önemli oranda protein üretimine olanak sağlanmaktadır.
•
Bu platformlar başlıca şu yöntemleri içermektedir:
•
Agroinfiltration metodu: rekombinant Agrobacterium hücre
süspansiyonlarının tütün yaprak hücrelerine infiltrasyonunu (sızma)
içermekte olup, yüksek oranda T-DNA’nın bitki hücresine
aktarılmasına olanak sağlamaktadır.
Bitki Transformasyon Stratejileri Bitki Transformasyon Stratejileri
•
Transgenik bitkilerdekinden farklı olarak stabil transformasyona ihtiyaç duyulmadan, transgenin yüksek derecede ekspresyonuna olanak sağlanmaktadır. Klinik uygulamalarda kullanılabilecek özellikte bio-ilaç üretimi için günümüzde kullanılmaktadır.
•
Virüs enfeksiyonu metodu:Tobacco mosaic virus (TMV) ve potato
virus X (PVX) gibi virüslerin vektör (bitki genomuna integrasyon
sağlamadan) olarak kullanıldığı metottur. Ekspresyon platformları
hem virüs enfeksiyonuna hem de hedef proteininin bitki hücresinde
ekspresyonuna olanak sağlamaktadır.
Bitki Transformasyon Stratejileri Bitki Transformasyon Stratejileri
•
Icon Genetics firması tarafından geliştirilen MagnICON®teknolosi ile, kılıf proteinleri uzaklaştırılmış virüs tiplerinin Agrobacterium aracılığı ile tüm bitkiye enfeksiyonunun bulaştırılması gerçekleştirilmiştir. Böylelikle birkaç polipeptitin co-ekspresyonu ile heterooligomerik proteinlerin üretimi sağlanmıştır.
•
Benzer teknoloji ilaç proteinlerinin üretimine yönelik Kentucky bio
Processing ,Fraunhofer gibi firmalar tarafında da geliştirilmiştir
(özellikle farklı bitki türlerinde uygulama, yüksek oranda üretim vb)
(http:// www.kbpllc.com).
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
Transkript Ekspresyon Optimizasyonu:
•
Transkript ekspresyonunu optimize etmede temel strateji genel olarak güçlü ve temel promotörlerin (dikotiledeonlarda: cauliflower mosaic virus 35S RNA promotör (CaMV 35S) monokotiledonlarda maize ubiquitin-1 promoter (ubi-1) gibi) kullanılmasıdır.
•
Farklı organ ve doku spesifik (yumru, tohum, meyve) promotorlerin değişik transgenler (vaccine antigen HBsAg M, murinesingle chain variable fragment (scFv) G4, interferon-α) için kullanıldığı bilinmektedir.
•
Organ spesifik ekspresyonlar, rekombinat proteinlerinin özellikle bitki
büyüme ve gelişmesine olumsuz yönde etki yapan, yapraklarda birikimi
engellemektedir.
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
Ayrıca kimyasal ve dış uyarıcılarla aktive edilebilen “inducible promoter” kullanılarak hücre kültürlerinde lethality (ölüm) problemleri ortadan kaldırılabilmektedir.
•
Diğer taraftan bazı transkripsiyon faktörleri promotörlerde kullanılarak transgen ekspresyon ifadeleri artırılabilmektedir.
•
Örnek bir çalışma olarak; Arabidopsis heat-stock geni
terminatörünün kullanılması ile transgen ekspresyonlarında 4 kat
ifade artışı sağlanmıştır.
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
Translasyon etkinliği için ise, heterolog genin kodlama yapacak dizisi transformasyon yapılacak bitkiye göre adapte edilmektedir. Bu amaçla translasyon başlangıç bölgesi bitkilerdeki Kozak dizisine uyarlanabildiği gibi, başlangıç kodon’undan sonra (GCT TCC TCC) ve önce (ACC or ACA) değişik diziler kullanılabilmektedir.
•
Arabidopsis ve pirinçte translasyonel aktiviteyi artıracak kodon kombinasyonları sırası ile (A/G)(a/c)(a/g) AUG ve (A/G)(u/C)(g/C) AUG olarak tespit edilmiştir.
•
Transgenin ifadesindeki değişiklikler, pozisyon etkisi, kopya sayısı
veya gen susturulmasından (gene silencing) kaynaklanabilmektedir.
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
Pozisyon etkisi ile ilgili olarak, günümüzde ekspresyon kasetleri- nuclear matrix attachment regions (MAR) içerecek şekilde dizayn edilmektedir.
•
MAR regülatör diziler olup transgenlerin uygun bölgelere yerleştirilmesini sağlamaktadır. Plastid transformasyonlarının kullanıldığı durumlarda pozisyon etkisi ile ilgili bir durum ile karşılaşılmamaktadır.
•
Tek transgenn optimizasyonu için ise cAMP response elements (CREs) gibi spesifik genetik elementler kullanılmakta T-DNA’da transgen ile birlikte bu elementler bitkiye transfer edilmektedir.
•
Son zamanlarda geliştirilen sentetik minikromozomlar ise, trans gen
stabilitesi, gen susturulmasının ve pozisyon etkisi sakıncalarının
ortadan kaldırılmasında önemli katkılar sunmaktadır.
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
Protein Stabilitesinin Optimizasyonu:
•
Bitkiden üretilen rekombinant proteinlerin hücre duvarlarının apoplastlarında çok biriktiği ve burada protein birikiminin sitozoldeki birikime oranla 100 kat daha fazla olduğu belirlenmiştir.
•
Domates cathepsin D inhibitor (SlCDI)’unun ise sitozolda üretilen rekombinat proteinin stabilite ajanı olarak kullanılabileceği kanıtlanmıştır.
•
Rekombinant protein stabilitesi ve birikimi ER gibi diğer subcellular
kompartmanlarında üretildiğinde artmaktadır. Bu, proteinin C-
terminaline SEKDEL eklenerek veya N- veya C-terminallerine γ-zein
eklenerek gerçekleştirilebilmektedir. İkinci ekleme (γ-zein eklenerek)
rekombinant proteinlerin üretimini daha etkili ve daha ekonomik
yönde gerçekleştirmektedir.
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
Rekombinant protein kloroplastta üretilecekse glikolizasyon gibi post-translasyonel modifikasyonlara ihtiyaç duyulmayıp yüksek oranda protein üretimi ve birikimi sağlanmaktadır.
•
Protein pürifikasyonuna da katkı sağlayan tohum yağ proteini
«oleosin» proteininin translasyona dahil edilmesiyle ER de post
translasyonel modifikasyonlar engellenebilmektedir.Ayrıca proteinin
membran yüzeylerinde üretimi hedeflendiğinde sitozolik
degredasyon ortadan kaldırılmaktadır. Çeltik tohum
endospermlerinde olduğu gibi protein depo vakuolleri, rekombinat
protein üretim alanlarından birisidir.
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
Glikolizasyon sorunu: Glikolizasyon; proteinlerin biyolojik aktivitelerini, katlanmalarını, çözünürlüğünü vb artırmak için proteinlere şekerlerin (kovalent) bağlanmasıdır.
•
Bitkilerde glikolizasyon ER ve Golgi’de gerçekleştirilmektedir.
•
Hayvan ve bitki Glikolizasyonları arasında N-glikan bileşime göre farklılıklar bulunmaktadır. Bitki glycoproteinlerinin N-glycanlarında α(1,3) fucose ve β(1,2) xylose, memelilerde ise α(1,6) fucose, glukoz ve sialik asit yer almaktadır.
•
Bitki kökenli hayvan proteinleri insanlara uygulandığında, olası
immünojenik problemlerin ve alerjik reaksiyonların önlenmesi için,
insan N-glikolizasyonunda gerçekleştirilmesi için bitkide bu yönlü
genetik çalışmalara ihtiyaç vardır.
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
Bu amaçla değişik stratejiler yürütülmektedir.
•
ER-de tutucu KDEL sinyali ve yüksek mannoz tipi N-glikanın füzyonu, bitki türevli antikorların glikolizyonunu sınırlandırmaktadır.
Yüksek mannoz içeren N-glikan antikorunun, fareye enjeksiyonu sonrası da kararsız olduğu, rapor edilmiştir.
•
Diğer stratejiler ise kompleks N-glycan ları sentezleyen,
immünojenik xylose ve fucose epitop’larından (aa) yoksun,
Arabidopsis ve yosun bitkisinde, Physcomitrella patens, knock-out
mutant hatları ile gerçekleştirilmiştir.
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
Bitki Üretim Sistemlerinde Sınırlamalar ve Optimizasyon
•
PMF çalışmalarında ekonomik faktörler: Biomass üretim, depolama koşulları, kolay taşıma, üretilen proteinin önemi ve değeri, üretim döngü süresi vb etkilidir.
•
Uygun konakçı bitkilerin seçimi:Bitki seçiminde ise, ekonomik
koşulların göz önüne alınması yanında, bitkide transformasyon ve
rejenerasyon aşamalarının da kolay ve optmize olması dikkate
alınmalıdır.
Bazı Çalışmalar-Farmasötik Proteinler
Bazı Çalışmalar-Farmasötik Proteinler
•
Transformasyon ve rejenerasyona uygun olmasının yanında, toplu üretim, besin/yiyecek olmama durumu, iyi oluşturulmuş transformasyon metotları, tüm yıl boyunca yetiştirme ve hasat edilebilme koşulları, çok geniş tabanlı işleme olanaklarına sahip olması PMF (Farmasötik Proteinler: antikorlar, aşılar ve sitokinler gibi bağışıklık düzenleyici moleküller de dahil olmak üzere farmasötik olarak uygun proteinler) çalışmalarında tercih nedenini göstermektedir.
•
Tütünde üretilen PMF ürünleri (CaroRX™, diş çürümeleri önlemekte
olduğu belirlenmiştir.
•
PMF yoluyla tütün çiftçiler için alternatif gelir kaynağı sağlayan yararlı (sigara dışı) bir alanda kullanılabilecektir.
•
Tütüne alternatif olarak yapraklı bitkilerden yonca ve marul PMF ‘de kullanılmaktadır.
•
Ancak, yapraklı bitkilerin, genellikle yaprak kurutulmuş veya hasattan hemen sonra dondurulabilir veya işlenecek olması gerekmektedir.
Çünkü, proteinlerin stabilitesinde istikrarsızlık önemli bir sorun olmakta
ve protein yapraktan üretilince bitki gelişimi ve büyümesi olumsuz
etkilenebilmektedir.
•
Bu bağlamda tohum bazlı üretim daha ideal olup, bitkinin büyüme ve gelişmesi etkilenmemekte, dondurma veya kurutma vb. aşamalar ortadan kaldırılmakta, tohumlarda protein birikimin fazla olması nedeni ile, proteolitik parçalanmalara karşı proteinin korunaklı olması, protein kaybı olmaksızın uygun sıcaklık ve ortam koşullarında tohumun uzun süre muhafaza edilebilmesi avantajlarını sağlamaktadır.
•
Prodigene Inc. firması, ilk ticari rekombinat protein avidin ve büyükbaş hayvan tripsini’ni mısırda üretmiştir. Yine Pharma-Planta Consortium HIV microbicide (mikrop öldürücü) üretimine yönelik mısırı kullanmaktadır.
•
Benzer şekilde, ORF genetics Inc. ise, iki ticari ürünü (ISOkine™ and
DERMOkine™ human-like growth factors) arpa tohumlarında
üretmektedir.
•
Patates taze ve az işlenmiş olarak tüketildiği için oral aşı yönü ile önem taşımaktadır. Tohum olması yönü ile de özellikle protein stabilitesi açısından önemlidir.Patates tohumundan üretilen antijenlerin klinik denemeleri oldukça başarılı bulunmuştur.
•
Diğer taraftan, ısı uygulamaları protein ürünlerini parçalayarak
ayrıştıran bir işlem olmakla birlikte, endotoksinlerin inaktive edilmesi
için, oral aşı olarak kullanılacak ürünün kısmen de olsa işlenmesi,
pişirilmesi önerilmektedir. Bu çerçevede ise ısıtılabilir ürünlerden oral
aşıların geliştirilmesi yoğunlaşılan konular arasındadır.
•
Ayrıca bitki kaynaklı ekspresyon sistemlerine alternatif (ucuz vs) olması nedeni aynı zamanda yosun (Physcomitrella patens) ve yeşil alglere (Chlamydomonas reinhardtii) yönlenilmektedir.Bu iki ekspresyon sistemi, bioreaktör koşullarında birlikte kullanılmakta, ortama rekombinat proteinlerin salınımı sağlanmaktadır (ekstraksiyon ve purifikasyon aşamaları elemine edilmekte).
•
Ayrıca kolay transformasyon ve kısa hayat döngüleri bu canlılarla çalışmada avantaj olarak gösterilmektedir.Yosunda yürütülen çalışmalar daha da ileri götürülmüş ve Physcomitrella’da Alman biyoteknoloji firması (Greenovation Biotech) tarafından immunogenik β(1,2) xylose and α(1,3) fucose içermeyen (yani non-human glycosylation elemine edilmiştir) hat geliştirilmiş ve bu teknoloji
“bryotechnology (http://www.greenovation.com)” olarak adlandırılmıştır.
•
Diğer bir bitki grubu ise su mercimeğidir (Lemna plant).Biomass üretimine çok uygundur. 24-48 sürede iki kat hacme ulaşabilmektedir.
Ayrıca transformasyonu kolay ve insan N-glycans metabolik
mühendislik çalışmaları için uygun bir bitkidir. Rhizosecretion olarak
adlandırılan hydroponic sistemde üretilmeye uygundur. .
Bazı Çalışmalar-Aşı Bazı Çalışmalar-Aşı
•
Bitkilerde fazla üretim, maliyet azaltma, oral kullanım ve glikolizlenmiş alt ünite gibi etmenler bakımından aşı üretimine bitkilerin uygun platform olduğunu göstermektedir. Bu çalışmalar yaklaşık 20 yıldır sürdürülmektedir: Bu kapsamda;
•
Hepatitis B surface antigen: transgenik patates, domates, muz ve tütün hücre kültüründe
•
Escherichia coli heat labile enterotoxin(heat labile enterotoxin) B subunit (LTB): papates yumrusunda, mısır tohumunda, tütün ve mısırda
•
Vibrio cholera’nın cholera toxin B subunit (CTB): tütün, domates, çeltik
ve bazı bitkilerde aşılar geliştirilmiştir.
•
Oral olarak insana verilen (bitki bazlı üretilen) antijenlerin hem farelerde hem de insanda koruyucu immun cevap verdiği, oral uygulamalara göre enjeksiyon uygulamalarında 100kat fazla vermek gerektiği bildirilmiştir.
•
Bitkiden üretilen antijenin immunizasyonu ile, E7- ifade eden tümör
hücre hatlarına karşı farelerin tümör oluşumundan korunduğu, yine
şarbona karşı Kloroplast da üretilen şarbon koruyucu antijenin
farelerde koruyucu olduğu belirlenmiştir.
•
Antikorlar yada immünoglobulinler (IgG'ler) serum proteinleri olup yüksek özgünlükle hedef moleküllere bağlanmakta ve hastalıkların önlenmesi, teşhisi ve tedavisi için de yaygın olarak kullanılmaktadır.Günümüzde, monoklonal antikorlar, kanser, immün ve enflamatuar hastalıklar gibi hastalıkların tedavisi için kullanılmaktadır.
•
Bitki aracılığı ile antibadilerin üretimi memeli (0.1–1% memeli sistemi
ve mikrobial (2–10% mikrobiyal sistem) üretim sistemlerine göre
yalnızca daha ucuz platformlar olmayıp daha kompleks multimerik
antibadilerin üretimine olanak sağlamaktadır.
•
Bitkilerde biyolojik olarak aktif bütün (whole) antibadilerin üretilmesi için temel olarak iki yaklaşım kullanılmaktadır.
•
Birincisi; Hafif (light chains) ve ağır zincirleri (heavy chains) taşıyan iki transgenik bitki melezlenmekte (bitki total protein üretiminin % 1-5’i kadar yüksek ürün),
•
İkincisi ise hafif ve ağır zincir genlerinin bir, iki veya daha fazla ekspresyon kasetinde birlikte transformasyonudur.
•
Planet Biotechnology, Inc tarafından geliştirilen CaroRX™, EU onayı almış ve diş tedavilerinde oral bakeri enfeksiyonlarına karşı kullanılmaktadır.
•
Mısır tohumlarından üretilen HIV-spesifik monoclonal antibody, antijen
bağlaması yönü ile Çin hamsterınının yumurtalığından üretilen muadili
kadar aktif bulunmuştur.
•
Günümüzde bitki platformlarından üretilen 5 monoklonal antibady’nin klinik testleri yapılmaktadır. Kolon ve prostat kanserinde iyi sonuçlar veren Avicidin ise yan etkilerinden dolayı piyasadan geri çekilmiştir.
•
Hepatit B virüsü aşısı için kullanılan ilk scFv monoclonal antibody ise
Küba’da ticarileştirilmiştir.
Bazı Çalışmalar-Terapötik ve Nutrasötik Proteinler
Bazı Çalışmalar-Terapötik ve Nutrasötik Proteinler
•
Bitkide ilk üretilen terapötik (tedavi edici) insan proteini, insan büyüme hormonudur. 1990 yılında normalde kandan elde edilen insan serum albümin, transgenik patates ve tütünden üretilmiştir.
•
Epidermal growth factor α-, β- and γ-interferons, Hepatit B ve C tedavisinde, Crohn hastalığının tedavisinde, insulin, diabet tedavisinde, Gaucher hastalığının tedavisinde vb.
•
Ayrıca klinik denemelerinde olan birçok protein bulunmaktadır.
•
Örneğin; bitkide üretilen en önemli Antimikrobial nutraceutics’ lerden
insan lactoferrin ve lysozymes değişik bitkilerde üretilmiş ve ticarileşme
çalışmaları tamamlanmak üzeredir.
İlaç
Olmayan Bitkisel Kaynaklı Proteinler (Non-farmakolojik)
İlaç
Olmayan Bitkisel Kaynaklı Proteinler (Non-farmakolojik)
•
İlaç olmayan bitkisel kaynaklı proteinler ya da endüstriyel proteinleri, bunların çoğu enzimler olup, avidin, tripsin, aprotinin, β-glukuronidaz, peroksidaz, lakkaz, selülaz şu anda piyasada kullanılmaktadır.
•
Moleküler tarımda özellikle hücre duvarının yıkımına yönelik üretilen selülazlar, hemiselülazlar, ksilanazlar ve linyinaz gibi enzimler selülozik etanol üretimi ile ilgili olduğu için biyoyakıt endüstrisinde önem taşımaktadırlar.
•
Glukoz biyopolimerleri bitki hücre duvarlarında en bol bulunur. Selülaz enzimiyle hidroliz edildiğinde, Glukoz polimerleri etanol fermente edilebilen glukoz monomerlerine yıkılmaktadır.
•
Fungal selülazı ifade eden genler bu enzimi yüksek miktarlarda
üretmek için bitkilerde eksprese edilmektedir.
İlaç
Olmayan Bitkisel Kaynaklı Proteinler (Non-farmakolojik)
İlaç
Olmayan Bitkisel Kaynaklı Proteinler (Non-farmakolojik)
•
Biyolojik olarak parçalanabilir (biodegradable) plastikler, petrokimyasal polimerlere göre çevre dostu alternatiftir. Transgenik bitkilerde sentezlenilen ilk plastik benzeri bileşen polyhydroxyalkanoate (PHA) ve polyhydroxybutyrate (PHB)’ copolymers dir.
•
Ayrıca örümcek ipek proteinleri, elastinler ve kollajen transgenik
bitkilerde eksprese edilmiş durumdadır.
Ders Kapsamında Yararlanılan Kaynaklar
Ders Kapsamında Yararlanılan Kaynaklar
1.
Functional Plant Genomics (Editors:J.-F. Morot-Gaudry, P.Lea, J.- F.Briat)
2.
Genomics-Assisted Crop Improvement Volume 1 Genomics Approaches and Platforms (Editors:Rajeev K.Varshney, Roberto Tuberosa)
3.
Pant Functional Genomics (Editors:Erich Grotewold)
4.
Karkute, S.G., Singh, A.K., Gupta, O.P., Singh, P.M., Singh, B.
2017. "CRISPR/Cas9 mediated genome engineering for improvement of horticultural crops", Frontiers in plant science, 8, 1635.
5.
