انتقال و بيان ژن GnRH نوتركيب ماهي در باكتري BL21 E. coli به منظور توليد هورمون نوتركيب

Transformation and gene expression study of recombinant fish GnRH in E. coli BL21 in order to produce recombinant hormone

هورمون آزاد كننده گنادوتروپين (GnRH) يك نوروپپتيد موثر در تنظيم فرآيند توليدمثل در مهره‌‌داران مي‌‌باشد. آنالوگ‌‌هاي مختلفي از اين هورمون به فرم سنتتيك با نيمه عمرهاي مختلف براي تكثير مصنوعي آبزيان در بازار موجود مي‌‌‌‌باشند. هدف از اين تحقيق بررسي بيان GnRH نوتركيب در باكتري Escherichia coliسويه BL21به منظور توليد هورمون نوتركيب مي‌‌‌‌باشد. در اين تحقيق، توالي DNA مربوط به پپتيد GnRH طراحي شده در وكتور بياني pET28a+ كلون شد. واكنش زنجيره‌‌اي پليمراز (PCR) به كمك آغازگرهاي اختصاصي صحت كلونينگ را نشان داد. وكتور نوتركيب pET28a+/GnRH به باكتري بياني E. coli BL21 (DE3) انتقال داده شد و صحت انتقال با كلوني PCR سنجيده شد و باند 186 جفت بازي حاصل از تكثير ژن بر ژل آگارز مشاهده گرديد. سپس براي بررسي بيان، باكتري نوتركيب در محيط Luria Bertani (LB) حاوي آنتي‌‌بيوتيك كانامايسين در دماي 37 درجه سانتي‌گراد كشت داده شد و با غلظت يك ميلي‌‌مولار Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranpside (IPTG) القاء شد و بعد از القاء، باكتري در دو دما و زمان مختلف شامل 6 ساعت در دماي 37 درجه سانتي‌‌گراد و 24 ساعت در دماي 20 درجه سانتي‌‌گراد قرار گرفت. ميزان بيان به كمك الكتروفورز ژل SDS-PAGE تعيين شد. بررسي SDS-PAGE نشان‌‌دهنده بيان پپتيد بوده و باند هشت كيلودالتوني مربوط به پپتيد مورد نظر بر روي ژل قابل مشاهده بود. همچنين ميزان بيان پپتيد در دماي 20 درجه سانتي‌‌گراد بيشتر از دماي 37 درجه سانتي‌‌گراد مي‌‌باشد. با توجه به نتايج بدست آمده از تحقيق حاضر مي‌‌توان نتيجه گرفت كه هورمون GnRH قابليت توليد در سيستم بياني پروكاريوتي همانند اشريشياكلي را دارد و پس از خالص سازي مي‌‌تواند به‌‌عنوان يك همولوگ خاص براي درمان اختلالات توليد مثلي در آبزيان معرفي گردد.

Gonadotropin releasing hormone (GnRH) is a neuropeptide known to regulate reproduction in vertebrates. Different analogues of synthetic GnRH are used to induce final sexual maturation in fish breeders. The purpose of this research was to evaluate the expression of recombinant GnRH (rGnRH) in Escherichia coli BL21 to produce recombinant hormone. In the present research, the sequence of DNA related to designed fish GnRH was cloned in pET28a+. The cloning was confirmed by polymerase chain reaction (PCR) and specific primers. Recombinant vector pET28a+/GnRH was transformed into the expression host, E.coli BL21 (DE3). The transformation was confirmed using colony PCR. The transformed bacteria were cultured in LB medium containing kanamycin antibiotic at 37°C at overnight then, induced with 1 mM IPTG. After induction, the bacteria were cultured in two different times and temperatures including 37°C for 6 h and 20° C for 24 h. The protein expression was determined by SDS-PAGE analysis. A band of expected size (186 base pair) of amplification from the gene transmitted to the bacteria was detected on the agarose gel. The 8-kD band of peptide expression was observed in the SDS-PAGE gel and the expression level in 20° C for 24 h was higher than 37° C for 6 h. The result showed that GnRH from fish had the possibility of producing in the prokaryotic expression system and after optimization, it can be introduced as a specific homologous for the treatment of reproductive disorders in fish.