IV. THẢO LUẬN
ToxAlà gen độc tố chính của P. multocida, rất
nhiều tác giả đã dựa trên trình tự của gen ToxA
để nghiên cứu độc lực của P. multocida cũng
như tìm hướng sản xuất vacxin tái tổ hợp từ độc
tố này. Vacxin tái tổ hợp dựa trên độc tố chính
có đáp ứng miễn dịch tốt và an toàn hơn khi
sử dụng vacxin toàn khuẩn [6, 8]. Protein ToxA
gồm 1285 axit amin (aa) [7], là một dạng ngoại
độc tố gây hoại tử niêm mạc (demonecrotic
toxin ), gồm: đầu (PMT- N) vị trí từ aa 1 đến aa
568 là vùng liên kết thụ thể và vận chuyển độc
tố vào tế bào vật chủ, đầu C (PMT-C) có vai trò
tương tác và sửa đổi các protein G trong tế bào,
gây độc cho tế bào vật chủ ( 5, 15). Trước đây,
một số tác giả đã nghiên cứu một số phân đoạn
của gen ToxA trong đáp ứng miễn dịch phòng
bệnh tụ huyết trùng lợn [11, 12, 13]. Theo kết
quả nghiên cứu của Lee và Jong Woo (2010),
trình tự đầu C của ToxA có khả năng gây đáp
ứng miễn dịch mạnh và có khả năng bảo hộ tốt
trên động vật thí nghiệm (11). Trong nghiên cứu
này, chúng tôi đã lựa chọn phân đoạn đầu của
gen ToxA: Tox1 (aa1-aa487) để tạo dòng biểu
hiện và tinh sạch làm cơ sở ban đầu cho việc chế
tạo vacxin tái tổ hợp phòng bệnh tụ huyết trùng
lợn. Kết quả chúng tôi đã tạo dòng thành công
gen Tox1 trên E. coli BL21 (DE3), plasmid này
ổn định qua nhiều đời. Protein Tox1 đã được tối
ưu hóa điều kiện cảm ứng, biểu hiện tinh sạch
thành công với độ tinh khiết cao, và có phản ứng
dương tính với kháng thể đặc hiệu ToxA của P.
multocida.
V. KẾT LUẬN
Chúng tôi đã tạo dòng, biểu hiện và tinh sạch
thành công protein tái tổ hợp trình tự đầu của
protein ToxA của vi khuẩn P. multocida. Kết
quả này là cơ sở bước đầu để chúng tôi tiến hành
các nghiên cứu tiếp theo để chế tạo vacxin tái tổ
hợp phòng bệnh tụ huyết trùng trên lợn.
8 trang |
Chia sẻ: hachi492 | Lượt xem: 1 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tạo dòng, biểu hiện và tinh sạch protein tái tổ hợp đoạn đầu protein toxa của pasteurella multocida, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
22
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXVI SỐ 5 - 2019
TAÏO DOØNG, BIEÅU HIEÄN VAØ TINH SAÏCH PROTEIN TAÙI TOÅ HÔÏP
ÑOAÏN ÑAÀU PROTEIN TOXA CUÛA PASTEURELLA MULTOCIDA
Vũ Khắc Hùng1, Trịnh Thị Thu Hằng1,
Đỗ Thị Trung Anh2, Nguyễn Thị Thu Thủy1, Nguyễn Xuân Trường1
TÓM TẮT
Những nghiên cứu trước đây đã chứng minh toxA là gen độc tố chính của Pasteurella multocida.
Vì vậy protein ToxA là một yếu tố tiềm năng cho các nghiên cứu chế tạo vacxin tái tổ hợp phòng
bệnh tụ huyết trùng lợn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành tạo dòng và biểu hiện đoạn gen
1,4kb của ToxA mã hóa trình tự axit amin từ 1 đến 487 (Tox1) trên vector biểu hiện pET32b trong
Escherichia coli BL21 (DE3). Protein tái tổ hợp Tox1 được biểu hiện mạnh khi cảm ứng với IPTG
1mM và ethanol 3%. Sử dụng cột sắc ký ái lực Ni-NTA, chúng tôi đã tiến hành tinh sạch Tox1 sau
khi hòa tan biến tính trong dung dịch đệm chứa urea 6M. Kết quả điện di SDS-PAGE và Western blot
cho thấy, protein Tox1 đã được biểu hiện chính xác và tinh sạch, đạt tiêu chuẩn về độ tinh khiết. Đây
sẽ là nguồn nguyên liệu ban đầu cho những nghiên cứu tiếp theo của chúng tôi để chế tạo vacxin tái
tổ hợp phòng bệnh tụ huyết trùng lợn do vi khuẩn Pasteurella multocida gây ra.
Từ khóa: Pasteurella multocida, vacxin tái tổ hợp, tạo dòng, biểu hiện, tinh sạch protein.
Cloning, expressing and purification of recombinant protein ToxA
n-terminal in Pasteurella multocida
Vu Khac Hung, Trinh Thi Thu Hang,
Do Thi Trung Anh, Nguyen Thi Thu Thuy, Nguyen Xuan Truong
SUMMARY
ToxA has been documented to be the main toxin of Pasteurella multocida. Therefore, it is
a potential factor for the studies to produce recombinant vaccines against Pasteurellosis in
pigs. In this study, we cloned and expressed Tox1 protein, a N-fragment of ToxA (from amino
acid 1 to amino acid 487), in Escherichia coli BL21 with pET32b vector. The recombinant Tox1
protein was expressed well when induced with 1mM IPTG and 3% ethanol. The protein was
denaturated and dissolved in lysis buffer containing 6M urea and purified via Ni-NTA column.
The SDS-PAGE and Western blot results showed that Tox1 was correctly expressed and well-
purified. This is the preliminary material for our further studies to produce recombinant vaccine
against Pasteurellosis in pigs caused by Pasteurella multocida.
Keywords: Pasteurella multocida, recombinant vaccine, cloning, expressing, protein
purification.
1. Bộ môn Công nghệ sinh học, Phân viện Thú y miền Trung
2. Trường Đại học Nha Trang
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Bệnh tụ huyết trùng ở lợn do vi khuẩn
Pasteurella multocida (P. multocida) gây ra.
Bệnh thường xuyên xảy ra và gây hậu quả
nghiêm trọng, đặc biệt hay gây bệnh kế phát là
hội chứng rối loạn hô hấp - sinh sản (tai xanh).
Ở Việt Nam, bệnh tụ huyết trùng là một trong
những nguyên nhân chính gây chết lợn tại các
ổ dịch tai xanh. Vi khuẩn P. multocida gây bệnh
trên lợn thường thuộc nhóm A, B và D [3].
23
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXVI SỐ 5 - 2019
Trong những năm 90 của thế kỷ trước, có
20 - 25 tỉnh thông báo có bệnh tụ huyết trùng
lưu hành tại địa phương. Trong các năm từ
1996 – 1998, trên cả nước đã xảy ra 620 ổ
dịch tụ huyết trùng lợn với 145.337 con mắc
bệnh [1,2]. Vào những tháng cuối năm 2007,
tại một số huyện như Thăng Bình (Quảng
Nam) đã ghi nhận có đến 3000 con lợn chết
do tụ huyết trùng ghép dịch tả lợn; trước đó
tại huyện Duy Xuyên cùng tỉnh, cũng đã ghi
nhận được 300 con lợn chết với triệu chứng
bệnh tương tự (theo Việt Báo, 2007). Vào quý
I năm 2012, theo thống kê của Cơ quan thú
y vùng IV, bệnh tụ huyết trùng và bệnh phó
thương hàn xuất hiện liên tiếp ở 5 tỉnh Bình
Thuận, Bến Tre, Ninh Thuận, Tiền Giang, và
Bà Rịa - Vũng Tàu, gây chết 1.258 con heo
(theo Báo Mới, 2012). Tại huyện Kỳ Sơn,
(Nghệ An), riêng tháng 12/2017 có đến 100
gia súc gồm cả trâu, bò và lợn chết do tụ huyết
trùng (theo thống kê của Chi cục chăn nuôi
Nghệ An, 2018). Cho đến nay, mỗi năm vẫn
có 20-25 tỉnh thông báo có bệnh này lưu hành.
Bệnh tụ huyết trùng trên lợn gây thiệt hại
nặng nề và rất khó chữa trị, chi phí điều trị
cao gây khó khăn cho bà con nông dân. Trước
tình hình đó, yêu cầu đề ra là cần phải có
biện pháp phòng bệnh hiệu quả. Một số loại
vacxin phòng bệnh do vi khuẩn P. multocida
gây ra đang được sử dụng rộng rãi ở châu Á
là vacxin bất hoạt được nhũ hoá trong gel
nhôm hydroxide, tuy nhiên nó không tạo
được miễn dịch lâu dài [16]. Việc sử dụng
công nghệ tái tổ hợp để phát triển vacxin có
thể sớm cách mạng hóa các loại vacxin hiện
tại. Kháng nguyên tái tổ hợp có thể được
tổng hợp từ các hệ thống biểu hiện khác nhau
sau khi kháng nguyên đích được xác định.
Các protein tái tổ hợp được dùng làm vacxin
tiểu phần đã được báo cáo là đạt các chỉ tiêu
an toàn và hiệu lực [9]. Do đó công nghệ tái
tổ hợp hứa hẹn có thể được sử dụng để phát
triển một loại vacxin hiệu quả giúp bảo vệ,
chống lại hầu hết các chủng P. multocida. Để
tạo nguồn nguyên liệu ban đầu cho việc chế
tạo vacxin tái tổ hợp phòng bệnh tụ huyết
trùng do vi khuẩn P. multocida gây ra trên
lợn, chúng tôi đã tiến hành tạo dòng, biểu
hiện và tinh sạch đoạn đầu protein ToxA, từ
axit amin 1 đến axit amin 487 (Tox1) trên vi
khuẩn E. coli BL21.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
2.1. Vật liệu
Chủng vi sinh vật: Chủng P. multocida
NCTC12178 serotype D, mang gen độc tố ToxA
được cung cấp bởi Trung tâm chủng giống
Hoàng gia Anh (Public Health England). DNA
tổng số của chủng vi khuẩn này được sử dụng
làm nguồn để nhân lên trình tự gen mã hóa Tox1.
Chủng vi khuẩn E. coli DH5α được dùng để
tạo dòng, lưu giữ plasmid tái tổ hợp. Chủng vi
khuẩn E. coli BL21(DE3) được dùng trong biểu
hiện protein tái tổ hợp.
Vector pET32b (Thermo fisher scientific)
mang gen kháng ampicillin, có trình tự T7
promotor, cảm ứng sản sinh protein bằng
IPTG và có trình tự mã hóa cho đuôi dung hợp
-6xHistidine (His). Đuôi dung hợp -6xHis giúp
tăng biểu hiện của protein đích và giúp tinh chế
protein bằng Ni-NTA.
2.2. Phương pháp
2.2.1. Mồi của phản ứng PCR
Các mồi cho phản ứng PCR được tổng hợp
bởi công ty First base (Singapore).
Chúng tôi thiết kế cặp mồi có gắn thêm 2 vị
trí của 2 enzyme BamHI và Xho ở đầu 5’ của
mồi xuôi và mồi ngược như sau:
Tox1F: 5’-GGATCCCAT-
GAAAACAAAACATTTTTTTAACTC-3’
Tox1R: AAAGTCGACTTGAGCTAAA-
GCTTGTTC-3’
T7promotor: TAATACGACTCACTATAGGG
2.2.2. Tạo dòng plasmid pET32b/Tox1
Đoạn gen Tox1 được thu nhận bằng phản ứng
PCR với khuôn là DNA tổng số của chủng P.
24
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXVI SỐ 5 - 2019
multocida đã được kiểm tra dương tính với gen
toxA. Phản ứng PCR sử dụng cặp mồi Tox1F/
Tox1R với chu trình nhiệt: 95ºC/3 phút, 35 chu
kỳ của 95ºC/30s, 60ºC/30s, 72ºC/60s, sau đó xử
lý 72ºC/10 phút và giữ ở 4ºC. Sản phẩm PCR
sau đó được gắn vào vector tách dòng pGEMT
và biến nạp vào E. coli DH5α. Sau khi kiểm tra,
trình tự đoạn Tox1 được cắt khỏi vector pGEMT
bằng enzyme BamHI và XhoI, tinh sạch và được
nối với vector pET32b tại vị trí của 2 enzyme
tương ứng. Plasmid tạo thành được biến nạp vào
E. coli DH5α. Những khuẩn lạc tạo thành sau đó
được sàng lọc bằng phản ứng colony PCR bằng
mồi T7 promotor và Tox1R với chu trình nhiệt:
95ºC/3 phút, 40 chu kỳ của 95ºC/30s, 60ºC/30s,
72ºC/60s, sau đó xử lý 72ºC/10 phút và giữ ở 4ºC.
Sau khi sàng lọc, những khuẩn lạc mang
plasmid pET32b/Tox1 sẽ được nuôi cấy,
tách chiết plasmid bằng bộ kit QIAprep Spin
Miniprep Kit (QIAGEN), kiểm tra đoạn cài bằng
phản ứng cắt với enzyme giới hạn BamHI và
XhoI, và được giải trình tự tại công ty Firstbase,
Singapore.
2.2.3. Biểu hiện protein Tox1 trong E. coli
BL21 (DE3)
Plasmid pET32b/Tox1 được biến nạp vào E.
coli BL21(DE3) để biểu hiện protein. Các khuẩn
lạc được sàng lọc trên môi trường LB có bổ
sung 100µg/ml ampicillin, và kiểm tra lại bằng
phản ứng colony PCR bằng mồi T7 promotor và
Tox1R với chu trình nhiệt: 95ºC/3 phút, 40 chu
kỳ của 95ºC/30s, 60ºC/30s, 72ºC/60s, sau đó xử
lý 72ºC/10 phút và giữ ở 4ºC.
Khuẩn lạc mang plasmid pET32b/Tox1 được
nuôi lắc trong môi trường LB có bổ sung 100µg/
ml ampicillin và cảm ứng với IPTG và ethanol
khi đạt mật độ OD
600
=0,5, sau đó được nuôi lắc
trong 18 giờ tại 28ºC.
2.2.4. Tinh sạch protein
Sau khi cảm ứng biểu hiện protein Tox1,
sinh khối vi khuẩn được ủ trong dung dịch đệm
phosphate buffered saline (PBS) chứa lysozyme
1mg/ml và urea 6M ở 4oC. Sau 1 giờ, tế bào
được phá vỡ bằng sóng siêu âm tần số 20KHz
trong 10 phút với chu kỳ 10 giây đánh, 10 giây
nghỉ. Dịch tế bào sau đó được ly tâm 13000
vòng/phút, 5 phút, loại bỏ cặn, và ủ lắc với hạt
Ni-NTA (Promega) trong 1 giờ tại 4oC. Hạt Ni-
NTA sau đó được rửa 5 lần với dung dịch rửa
(PBS, urea 6M, Imidazole 20mM) để loại bỏ các
protein không mong muốn. Cuối cùng, protein
tái tổ hợp Tox1 được tách khỏi hạt Ni-NTA bằng
dung dịch Imidazole 250mM.
2.2.5. Phản ứng Western blot
Dịch protein thu được sau khi tinh sạch
được chạy phân tách trên gel SDS-acrylamide
10%, sau đó được chuyển sang màng
nitrocellulose bằng hệ thống máy chuyển
màng ECL semi-dry blotters (AmershamTM)
tại điện thế 25V trong 1 giờ. Màng chứa
protein sau khi được ủ trong dung dịch
skimmilk 5% trong 1 giờ tại nhiệt độ phòng
sẽ được ủ lắc với dung dịch chứa kháng thể
sơ cấp đặc hiệu của ToxA với tỷ lệ pha loãng
là 1: 5000 (Anti-Pasteurella multocida Toxin
antibody, rabbit polyclonal, BioAcademia
01-507) ở 4oC qua đêm. Sau khi rửa 3 lần
với dung dịch rửa TPBS (PBS, Tween 20
0,1%), màng được ủ lắc với dung dịch chứa
kháng thể thứ cấp (horseradish peroxidase
secondary rabbit antibody, AmershamTM) với
tỷ lệ pha loãng 1:10.000 tại nhiệt độ phòng.
Sau 1 giờ, màng được rửa 5 lần với dung dịch
rửa và ngâm vào dung dịch thuốc nhuộm 3,
3, 5, 5-Tetramethylbenzidine (TMB) để đọc
kết quả.
III. KẾT QUẢ
3.1. Tạo dòng pET32b/Tox1
Đoạn gen Tox1 trong nghiên cứu này được
thiết kế mã hóa cho trình tự axit amin từ 1
đến axit 487 của độc tố toxA. Đoạn gen Tox1
được nhân lên bằng phản ứng PCR và nối vào
pGEMT. Kết quả kiểm tra plasmid pGEMT/
Tox1 bằng cặp mồi Tox1F/Tox1R (hình 1) cho
thấy 1 vạch DNA sáng rõ, kích thước 1,4kb,
tương đương với kích thước của đoạn gen Tox1.
25
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXVI SỐ 5 - 2019
Hình 1. Kết quả PCR kiểm tra sự tạo dòng
thành công plasmid pGEMT/Tox1 trên
E.coli DH5α
M: thang DNA chuẩn (Invitrogen),
(-): đối chứng âm
Đoạn gen Tox1 sau đó được nối vào vector
pET32b như mô tả ở trên và được sàng lọc bằng
phản ứng colony PCR với cặp mồi T7 promotor/
Tox1R. Kết quả sàng lọc (hình 2) thu được những
khuẩn lạc dương tính với 1 vạch điện di rõ nét,
kích thước 1,4kb. Như vậy, chúng tôi đã tạo
dòng thành công gen Tox1 trên plasmid biểu hiện
pET32b.
Hình 2. Kết quả colony PCR kiểm tra sự
tạo dòng thành công plasmid pET32b/
Tox1 trong E.coli DH5α
M: thang ADN chuẩn (Invitrogen),
(+): đối chứng dương, (-): đối chứng âm; 1-10:
sản phẩm colony PCR các khuẩn lạc từ 1-10.
Plasmid từ những khuẩn lạc dương tính được
tách chiết, gửi giải trình tự, và so sánh với trình tự
gốc của gen ToxA trên ngân hàng Genbank (hình
3). Trình tự này có kích thước 1461bp, mã hóa cho
trình tự axit amin hoàn toàn tương đồng với trình tự
protein ToxA từ vị trí axit amin 1 đến axit amin 487
của ToxA (Mã số: AAW57319.1). Như vậy trình tự
đoạn gen chúng tôi tạo dòng được hoàn toàn trùng
khớp với trình tự của ToxA trên Ngân hàng gen,
không có sai sót về axit amin nào được phát hiện.
Hình 3. Kết quả phân tích trình tự đoạn gen Tox1 được tạo dòng
trong vector pET32b so với trình tự gen Tox1 trên Ngân hàng gen (Mã số: AAW57319.1)
26
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXVI SỐ 5 - 2019
Plasmid đã được kiểm tra trình tự sau đó
được biến nạp vào E. coli BL21 (DE3) và
kiểm tra sự tồn tại qua nhiều đời bằng cách cấy
chuyển 5 ngày liên tiếp. Kết quả kiểm tra tính
ổn định của plasmid (hình 4) cho thấy plasmid
ổn định và tồn tại qua nhiều đời cấy chuyển.
Như vậy chúng tôi đã tạo dòng thành công đoạn
gen Tox1 trên E. coli BL21 (DE3), plasmid này
ổn định và tồn tại qua nhiều đời
Hình 4. Kết quả colony PCR sau cấy
chuyển 5 ngày liên tiếp
M: Thang chuẩn DNA (Invitrogen), (+): đối chứng
dương, (-): đối chứng âm; 1-5: Mẫu ngày 1 đến ngày 5
3.2. Cảm ứng biểu hiện protein Tox1
Kết quả biểu hiện protein Tox1 sau 16 giờ
nuôi cấy ở 28ºC, cảm ứng IPTG 1mM được thể
hiện như hình 5. Kết quả cho thấy ở mẫu cảm
ứng xuất hiện một vạch protein đậm tại vị trí
khoảng 70kDal, tương đương với kích thước
của protein Tox1.
Hình 5. Kết quả biểu hiện protein Tox1
M: thang protein chuẩn (Promega)
(-): mẫu không cảm ứng IPTG, Tox1: mẫu cảm
ứng với IPTG 1mM
370C, 6h 280C, 16h
Hình 6. Khảo sát điều kiện biểu hiện của protein Tox1
M: thang chuẩn protein; (-): mẫu không cảm ứng IPTG; Tox1: mẫu cảm ứng với IPTG 1mM;
Tox1-E1: mẫu biểu hiện protein Tox1 cảm ứng IPTG 1mM, Ethanol 1%; Tox1-E2: mẫu biểu hiện
protein Tox1 cảm ứng IPTG 1mM, Ethanol 2%; Tox1-E3: mẫu biểu hiện protein Tox1 cảm ứng
IPTG 1mM, Ethanol 3%
27
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXVI SỐ 5 - 2019
Để thu được kết quả biểu hiện tốt nhất,
chúng tôi kiểm tra khả năng biểu hiện Tox1
tại các nhiệt độ khác nhau và kết hợp cảm ứng
IPTG với ethanol ở các nồng độ 1%, 2%, 3%.
Kết quả thể hiện ở hình 6 cho thấy không có sự
khác biệt trong biểu hiện protein Tox1 khi cảm
ứng tại 37oC và 28oC, cảm ứng bằng IPTG 1mM
và ethanol 3% cho biểu hiện Tox1 là mạnh nhất.
3.3. Tinh sạch protein Tox1
Kết quả kiểm tra tính tan được thể hiện ở
hình 7 cho thấy, Tox1 là protein không hòa tan.
Khi phá tế bào với dung dịch đệm chỉ chứa
lysozyme 1mg/ml, toàn bộ protein Tox1 nằm
trong phần cặn tế bào. Vì vậy, chúng tôi phải bổ
sung urea 6M vào dung dịch phá tế bào để hòa
tan Tox1. Dung dịch thu được sau khi ly tâm sẽ
được sử dụng để tinh sạch Tox1 bằng cột sắc ký
sử dụng hạt Ni-NTA.
Hình 7. Kết quả kiểm tra độ hòa tan của
protein Tox1
P: Protein tổng số trước khi phá tế bào,
M: thang chuẩn protein (Promega)
Kết quả tinh sạch protein ở hình 8 cho thấy,
dung dịch protein sau tinh sạch chỉ chứa một
M (-) TS1 TS2 TS3 TS4 E1 E2 E3 E4
Hình 8. Kết quả tinh sạch protein Tox1
M: Thang protein chuẩn (Promega), (-): protein tổng số mẫu không cảm ứng, TS1-4: protein tổng
số mẫu cảm ứng với IPTG và ethanol dùng để tinh sạch; E1-4: dịch protein sau tinh sạch
vạch protein có kích thước khoảng 70kDa,
tương đương với kích thước của protein Tox1.
Như vậy, protein biểu hiện đã được tinh sạch với
độ tinh khiết cao, có thể được sử dụng cho các
nghiên cứu tiếp theo.
3.4. Kiểm tra protein tinh sạch bằng phản
ứng Western blot
Để kiểm tra protein đã biểu hiện và được
tinh sạch có chính xác là trình tự đầu của độc
tố ToxA hay không, chúng tôi phân tách dịch
28
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXVI SỐ 5 - 2019
protein tinh sạch trên gel SDS-acrylamide,
sau đó thực hiện phản ứng lai với kháng thể
đặc hiệu của độc tố ToxA (Anti-Pasteurella
multocida Toxin antibody, rabbit polyclonal,
BioAcademia). Tương tác giữa kháng thể và
protein được xác định bằng phản ứng mầu giữa
enzyme peroxidase và cơ chất TMB. Kết quả
thể hiện ở hình 9 cho thấy, protein tinh sạch tại
vị trí 70kDa có phản ứng dương tính rất mạnh
với kháng thể đặc hiệu ToxA. Như vậy, protein
biểu hiện và tinh sạch mà chúng tôi thu được
chính xác là protein Tox1, là trình tự từ axit
amin 1 đến axit amin 487 của ToxA.
Hình 9. Kết quả Western blot của protein
tinh sạch với kháng thể đặc hiệu ToxA
(Anti-Pasteurella multocida Toxin
antibody, rabbit polyclonal, BioAcademia)
M: thang chuẩn protein (Thermo Scientific);
Tox1: mẫu protein tinh sạch
IV. THẢO LUẬN
ToxA là gen độc tố chính của P. multocida, rất
nhiều tác giả đã dựa trên trình tự của gen ToxA
để nghiên cứu độc lực của P. multocida cũng
như tìm hướng sản xuất vacxin tái tổ hợp từ độc
tố này. Vacxin tái tổ hợp dựa trên độc tố chính
có đáp ứng miễn dịch tốt và an toàn hơn khi
sử dụng vacxin toàn khuẩn [6, 8]. Protein ToxA
gồm 1285 axit amin (aa) [7], là một dạng ngoại
độc tố gây hoại tử niêm mạc (demonecrotic
toxin ), gồm: đầu (PMT- N) vị trí từ aa 1 đến aa
568 là vùng liên kết thụ thể và vận chuyển độc
tố vào tế bào vật chủ, đầu C (PMT-C) có vai trò
tương tác và sửa đổi các protein G trong tế bào,
gây độc cho tế bào vật chủ ( 5, 15). Trước đây,
một số tác giả đã nghiên cứu một số phân đoạn
của gen ToxA trong đáp ứng miễn dịch phòng
bệnh tụ huyết trùng lợn [11, 12, 13]. Theo kết
quả nghiên cứu của Lee và Jong Woo (2010),
trình tự đầu C của ToxA có khả năng gây đáp
ứng miễn dịch mạnh và có khả năng bảo hộ tốt
trên động vật thí nghiệm (11). Trong nghiên cứu
này, chúng tôi đã lựa chọn phân đoạn đầu của
gen ToxA: Tox1 (aa1-aa487) để tạo dòng biểu
hiện và tinh sạch làm cơ sở ban đầu cho việc chế
tạo vacxin tái tổ hợp phòng bệnh tụ huyết trùng
lợn. Kết quả chúng tôi đã tạo dòng thành công
gen Tox1 trên E. coli BL21 (DE3), plasmid này
ổn định qua nhiều đời. Protein Tox1 đã được tối
ưu hóa điều kiện cảm ứng, biểu hiện tinh sạch
thành công với độ tinh khiết cao, và có phản ứng
dương tính với kháng thể đặc hiệu ToxA của P.
multocida.
V. KẾT LUẬN
Chúng tôi đã tạo dòng, biểu hiện và tinh sạch
thành công protein tái tổ hợp trình tự đầu của
protein ToxA của vi khuẩn P. multocida. Kết
quả này là cơ sở bước đầu để chúng tôi tiến hành
các nghiên cứu tiếp theo để chế tạo vacxin tái tổ
hợp phòng bệnh tụ huyết trùng trên lợn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cao Văn Hồng. 2002. Nghiên cứu đặc điểm
dịch tễ bệnh tụ huyết trùng trâu, bò, lợn tại
Đắc Lắc và một số biện pháp phòng trị. Luận
án Tiến sỹ Nông nghiệp, Trường Đại học
Nông nghiệp I, Hà Nội.
2. Bùi Quý Huy. 1998. Một số đặc điểm bệnh
tụ huyết trùng ở Việt Nam trong những năm
qua, Khoa học kỹ thuật thú y, tập 5, số 1, Hội
thú y Việt Nam.
3. Phan Thanh Phượng. 2000. Bệnh tụ huyết
trùng gia súc, gia cầm và biện pháp phòng
chống. Tạp chí KHKT Thú y, tập VII, số 2.
29
KHOA HỌC KỸ THUẬT THÚ Y TẬP XXVI SỐ 5 - 2019
4. Đỗ Ngọc Thuý. 2007. Ứng dụng kỹ thuật
PCR để định type giáp mô của các chủng
vi khuẩn P. multocida phân lập được từ vật
nuôi. Tạp chí KHKT Thú y. 14(1). tr. 36- 41.
5. Busch, C., Orth, J., Djouder, N. & Aktories,
K. 2001. Biological Activity of a C-Terminal
Fragment of Pasteurella multocida Toxin.
Infection and immunity, 69, 3628-3634.
6. Freddy H., Frank P., Koen C., Dominiek M.,
Richard D., and Annemie D. 2004. "Efficacy
of vaccines against bacterial diseases in
swine”: 2008. Veterinary Microbiology
100:255–268
7. García N., Fernández-Garayzábal J.F.,
Goyache J., Domínguez L. & Vela A.I. 2011.
Associations between biovar and virulence
factor genes in Pasteurella multocida isolates
from pigs in Spain. Vet. Rec. 169:362-366.
8. Hussaini J., Abdullahi M.A., and Ismail
S. 2012. Expression and immunogenicity
determination of recombinant clone of
Pasteurella multocida serotype B against
Haemorrhagic septicaemia: Towards a
vaccine development. Journal of Animal and
veterinary advances.11 (3): 351-356.
9. Hussaini J., Nazmul M.H.M., Abdullah
M.A., and IsmailS. 2011. Recombinant
clone ABA392 protects laboratory
animals from Pasteurella multocida
serotype B. African Journal Microbiology
Research.5:2596–2599.
10. Kim T.J., Lee J.I., and Lee B.J. 2006.
Development of a toxA Gene Knock-
out Mutant of Pasteurella multocida and
evaluation of its protective effects. Journal
of Microbiology.44(3) 320-326.
11. Lee Jeongmin and Hee-Jong Woo. 2010.
Antigenicity of Partial Fragments of
Recombinant Pasteurella multocida Toxin.
J. Microbiol. Biotechnol. 20(12): 1756–
1763.
12. Lee K.E., Jeoung H.Y., Lee J.Y., Lee
M.H., Choi H.W., Chang K.S., Oh Y.H., An
D.J. 2012. Phenotypic characterization
and random amplified polymorphic DNA
(RAPD) analysis of Pasteurella multocida
isolated from Korean Pigs. Bacteriology.
74(5): 567-573.
13. Liao C.M., Huang C., Hsuan S.L., Chen
Z.W., Lee W.C., Liu C.I., Winton
J.R., Chien M.S. 2006. Immunogenicity
and efficacy of three recombinant subunit
Pasteurella multocida toxin vaccines
against progressive atrophic rhinitis in pigs.
Vaccine. 9:24(1):27-35.
14. May B.J., Zhang Q., Li L.L., Paustian M.L.,
WhittamT.S., and Kapur V. 2001. Complete
genomic sequence of Pasteurella multocida.
Pm70” Proceedings of the National Academy
of Sciences USA, 98 (6), pp.3460–3465.
15. Okay, S., Özcengiz, E., Gursel, I. & Özcengiz,
G. 2012. Immunogenicity and protective
efficacy of the recombinant Pasteurella
lipoprotein E and outer membrane protein
H from Pasteurella multocida A: 3 in mice.
Research in veterinary science, 93, 1261-
1265.
16. Qureshi, S., and Saxena, H.M. 2014.
Estimation of titers of antibody against
Pasteurella multocida in cattle vaccinated
with haemorrhagic septicemia alum
precipitated vaccine. Veterinary World.7 (4).
224-228.
Ngày nhận 9-11-2018
Ngày phản biện 1-3-2019
Ngày đăng 1-7-2019
Các file đính kèm theo tài liệu này:
tao_dong_bieu_hien_va_tinh_sach_protein_tai_to_hop_doan_dau.pdf