基因工程技术生产牛乳铁蛋白素获进展

近日，旅德学者、中国科学院亚热带农业生态研究所兼职研究员张友明博士主持的一项中国科学院海外杰出青年基金项目——“基因工程生产富Lactoferricin B的功能饲料及食品”取得重要进展。通过研究，成功获得了可高效表达牛乳铁蛋白素(简写为Lfcin B)的E. Coli基因工程菌。

目前，给动物滥用抗生素成为人类自身健康和动物持续健康生产带来的威胁，因此，科学工作者必须寻找安全的新型抗生素替代物已解决该问题。牛乳铁蛋白素是由25个氨基酸残基组成，由牛乳中的乳铁蛋白经蛋白酶降解产生，具有多种生理活性功能，且不易产生抗药性，有着广阔的应用前景的新型抗菌肽。

然而天然分离Lfcin B产量低、耗时长、工艺复杂，成本昂贵，人工合成Lfcin B及其衍生物费用更高，无法大规模生产，制约了Lfcin B的应用。应用基因工程技术将Lfcin B基因转入其它生物中表达，是解决工业用Lfcin B来源不足最具潜力的途径，但国内关于Lfcin B基因层次的研究于2002年后才起步，Lfcin B生物反应器构建均未成功。因此，构建基因工程菌，生产Lfcin B具有重要意义。

去年，张友明博士到亚热带农业生态研究所工作访问期间，与该所畜禽健康养殖研究中心的印遇龙研究员等确定了该项研究方向，在尚未正式立项的情况下，自筹资金先行攻关。张友明领导的课题组利用其在欧洲分子生物学实验室工作期间发明的Red/ET重组技术，将重新编码设计全人工合成的Lfcin B基因片段重组进入质粒，然后转化到BL21 E. coli中进行表达。在基因重组过程中，张友明设计了与Lfcin B基因连锁的抗氯霉素基因，极大地提高了目的基因转入阳性菌的筛选效率。由于Lfcin B具有强烈杀菌作用，转入大肠杆菌的Lfcin B基因一旦得到表达，即会形成自杀效应，无法继续生产，课题组在转基因工程菌的基因组中添加抑制T7启动子基因，在其正常繁殖生长时，不表达Lfcin B基因，而在需要表达时，加入少许诱导剂，即立即激活T7启动子，大量表达Lfcin B基因，转基因片段的DNA序列检测和表达产物的抑菌试验证实了Lfcin B基因在工程菌中正确转移和表达。这项工作的成果可能会大幅度降低牛乳铁蛋白素的生产成本，使其作为添加剂应用于饲料工业和养殖业成为可能，并为我国创制具有自有知识产权的新药提供了可能。