與哺乳動(dòng)物表達(dá)系統(tǒng)相比，植物作為生物反應(yīng)器具有顯著優(yōu)勢(shì)，包括更高的可擴(kuò)展性、更低的生產(chǎn)成本、更低的人類(lèi)病原體污染風(fēng)險(xiǎn)以及更短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高水平蛋白表達(dá)的能力。植物病毒作為細(xì)胞內(nèi)專(zhuān)性寄生物，已被成功改造成蛋白表達(dá)載體，可用于疫苗、單克隆抗體等靶標(biāo)產(chǎn)物的合成。然而，受到RNA沉默等抗病毒防御反應(yīng)的影響，植物病毒載體介導(dǎo)的外源蛋白存在表達(dá)量低等缺陷，限制了其應(yīng)用范圍。如何提高目標(biāo)蛋白的表達(dá)量是利用植物病毒載體進(jìn)行外源蛋白高效表達(dá)需考慮的關(guān)鍵因素。

 

　　該研究發(fā)現(xiàn)了一個(gè)響應(yīng)番茄褐色皺果病毒侵染的抗病毒因子——富含甘氨酸的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)蛋白NbGRP；利用CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)敲除NbGRP促進(jìn)本氏煙的生長(zhǎng)，導(dǎo)致葉片增大，生物量增加2倍以上；NbGRP的敲除還增強(qiáng)了本氏煙對(duì)其它常用的植物病毒表達(dá)載體如煙草花葉病毒載體、馬鈴薯X病毒載體的敏感性，進(jìn)而顯著提高了這些病毒介導(dǎo)的綠色熒光蛋白的表達(dá)量。此外，NbGRP的敲除本氏煙還能夠顯著提高GFP納米抗體的產(chǎn)量。

 

　　相關(guān)成果提出了一種通過(guò)靶向敲除抗病毒寄主因子從而提高植物病毒表達(dá)載體介導(dǎo)的靶標(biāo)蛋白產(chǎn)量的策略。與現(xiàn)有技術(shù)敲除RDR6等抗病毒因子導(dǎo)致植株發(fā)育異常不同，該研究通過(guò)敲除NbGRP基因未觀察到明顯的發(fā)育缺陷，反而促進(jìn)了植物的生長(zhǎng)，有利于進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，為疫苗、納米抗體、酶等靶標(biāo)蛋白的高效生產(chǎn)提供了重要思路。

 

　　植保所科研助理方鑄、在讀博士生趙鑫茹和杜敏為論文的共同第一作者，楊秀玲研究員、周雪平教授和農(nóng)產(chǎn)品加工研究所的郭維研究員為論文通訊作者。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、寧夏自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.70089