ПОЛУЧЕНИЕ РЕКОМБИНАНТНОГО МОДИФИЦИРОВАННОГО МИОСТАТИНА С ПОВЫШЕННОЙ ИММУНОГЕННОСТЬЮ
Authors: Колоскова Е.М. , Езерский В.А. , Жукова О.Б. 
Published: December 2024

Использование иммунобиотехнологических методов повышения мясной продуктивности сельскохозяйственных животных перспективно для эффективного животноводства. Ген, кодирующий миостатин (МСТН), тормозит рост скелетных мышц, а блокировка его действия приводит к увеличению мышечной массы. Для блокировки действия миостатина ранее было предложено использовать рекомбинантный миостатин как вакцину для образования ауто-антител к нему самим организмом, однако в проведенных исследованиях его иммуногенность оказалась недостаточной. В данной работе для повышения иммуногенности рекомбинантного миостатина создана генетическая конструкция для экспрессии модифицированного целевого рекомбинантного белка (РБ), в котором цистеин в аминокислотной последовательности зрелого миостатина был заменен на серин. Для высокоэффективной экспрессии РБ в штамме продуценте E. сoli полученная нуклеотидная последовательность оптимизирована и интегрирована в плазмиду-вектор pET-28a(+), предназначенную для экспрессии N-терминированных 6xHis-тэгированных белков с тромбиновым сайтом. Этой плазмидой был трансформирован штамм E. coli BL21(DE3). Были подобраны условия культивирования штамма-продуцента и проверена эффективность индукции синтеза РБ. Модифицированный рекомбинантный миостатин с высокой эффективностью наработан в виде нерастворимых телец включения и очищен в денатурирующих условиях методом металло-хелатной хроматографии на Ni-сефарозе. Полученный рекомбинантный белок может быть использован для иммунизации бычков, создания ИФА тест-системы для определения титра антител к миостатину у крупного рогатого скота и разработки иммунобиотехнологических способов повышения мясной продуктивности.
The use of immunobiotechnological methods for increasing meat productivity of farm animals is promising for efficient animal husbandry. The gene encoding the myostatin protein (MSTN) inhibits the growth of skeletal muscles, and blocking its action leads to an increase in muscle mass. To block the action of myostatin, it was previously proposed to use recombinant myostatin as a vaccine for the formation of autoantibodies to it by the body itself, but in the studies its immunogenicity was insufficient. In this work, a genetic construct for expression of a modified recombinant protein (RP) was created to enhance the immunogenicity of recombinant myostatin. Cysteine in the amino acid sequence of mature myostatin was replaced with serine. For highly efficient expression of RP in the producer strain E. coli, the resulting nucleotide sequence was optimized and integrated into the plasmid vector pET-28a(+) designed to express N-terminated 6xHis-tagged proteins with a thrombin site. The E. coli strain BL21(DE3) has been transformed with this plasmid. The culturing conditions of the producer strain were selected and the efficiency of RP synthesis induction was tested. The modified recombinant myostatin was highly efficiently produced as insoluble inclusion bodies and purified under denaturing conditions by metal chelate chromatography on Ni-sepharose. The obtained recombinant protein can be used for immunization of bulls, creation of ELISA test system for determination of antibody titer to myostatin in cattle and development of bioengineering methods to increase meat productivity.