Expresión heteróloga de la proteína IFN-I del sistema inmune de Salmo salar en Bacillus megaterium

Abstract

La industria acuícola de salmónidos, como la del salmón del Atlántico o de la trucha arcoíris, constituye una de las principales actividades económicas de Chile. Sin embargo, en su puesta en marcha enfrenta desafíos técnicos y ambientales, incluyendo la aparición de enfermedades que se transmiten rápidamente dentro de las poblaciones de cultivo. La segunda causa de pérdidas por patología infecciosa es la Necrosis Pancreática Infecciosa, causada por el virus IPNv. Se ha descrito que la citoquina IFN-I induce una potente actividad antiviral contra IPNv. Para este trabajo de investigación, se propuso clonar IFN-I de la especie Salmo salar en Bacillus megaterium, una bacteria inocua capaz de producir grandes cantidades de proteína y que ha sido utilizada exitosamente en la industria biotecnológica. Para lo anterior, se diseñó un método de clonación clásico y se logró exitosamente la transformación de Escherichia coli con el vector de B. megaterium pSSBm110 con el gen de IFN-I como inserto (pSSBm110:IFN-I). Se probaron luego dos métodos de transformación para B. megaterium, uno de electroporación que no dio resultados cuantificables y otro de creación de protoplastos libres de pared capaces de absorber ADN exógeno. Sin embargo, a pesar de lograr la transformación y la clonación exitosa del vector pSSBm110:IFN-I en B. megaterium, no se logró la detección de la expresión de IFN-I recombinante, por lo cual serán necesarios nuevos intentos para lograr su uso como sistema de expresión para esta citoquina

The salmonid aquaculture industry, such as the Atlantic salmon or the rainbow trout aquaculture, is one of the Chile’s main economic activities. However, this industry faces technical and environmental challenges, including the emergence of diseases which spread quickly through the fish populations. The infectious pancreatic necrosis, which is caused by the IPNv virus, is the second cause of fish losses related to an infectious disease. It has been described that the cytokine IFN-I induces a powerful antiviral response against IPNv. In this research, we proposed the cloning of IFN-I from Salmo salar in the harmless bacterium Bacillus megaterium, a species of high-yielding protein production, successfully used in the biotechnology industry. For this, a classic cloning method was used, obtaining transformed Escherichia coli cells with the B. megaterium pSSBm110 vector, and the IFN-I insert (pSSBm110:IFN-I). Then, two B. megaterium transformation methods were tested. The first one, an electroporation method, which did not offer quantifiable results. The second one, a method based on protoplast cells generation where foreign DNA was absorbed. Even though the transformation and cloning in B. megaterium were both successful, and verified through sequencing, the expression of the recombinant peptide was not detectable. Thus, new attempts will be necessary to use this expression system for this cytokine