[发明专利]积累疫苗的转化的大豆植物及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及在其种子中积累阿尔茨海默病疫苗的转化的大豆植物及其用途。

背景技术

阿尔茨海默病是由于病原物质例如β-淀粉状蛋白在脑中的积累而引起的神经变性疾病，其引起对神经细胞的损害。虽然预料到随着老龄化社会的到来，患阿尔茨海默病的患者数将会增加，但是难以获得针对该疾病的预防药和治疗药，需要开发新的预防药、治疗药、疫苗等等。已经使用β-淀粉状蛋白作为抗原开发了针对阿尔茨海默病的疫苗，β-淀粉状蛋白是该疾病的病原物质，但疫苗的开发是艰难的，因为存在例如副作用的问题。因此，需要使用不引起副作用的β-淀粉状蛋白抗原决定簇(表位)来开发疫苗并建立大量生产该疫苗的技术。

大豆是无胚乳的种子，其不具有胚乳并且其营养物质在对应于子叶的胚中积累。种子的整个体积的大约40％(对应于胚)被贮藏蛋白占据。因此，作为贮藏组织，大豆具有不同于其它作物例如水稻和玉米的特征，水稻和玉米将淀粉作为主要的储存物质贮藏在胚乳中，所以大豆是适合于产生和积累异源蛋白的作物。大豆中主要的种子贮藏蛋白是11S球蛋白(大豆球蛋白)和7S球蛋白(β-伴大豆球蛋白(conglycinin))。这些种子贮藏蛋白的空间结构和它们在细胞中的积累机制已经被阐明，并且已知编码它们的基因具有被称作可变区的部分。人们认为，即使将异源基因插入可变区中之后，也可以维持所述蛋白的空间结构，并且贮藏蛋白的特性不会被这种插入影响。

一般而言，β-淀粉状蛋白抗原决定簇是包括数个氨基酸的分子量相对较低的蛋白(肽)，难以通过将编码该肽的基因导入大豆而使该肽在转化的大豆的种子中大量积累以实现大量生产该肽的目的，这是因为该肽被细胞中的酶例如蛋白酶降解。

另一方面，已知有下列在其种子中积累生物活性肽和疫苗的转化的作物：积累低血压肽的转化的大豆(专利文献1)、积累针对雪松花粉引起的过敏症的疫苗的转化的水稻(专利文献2)、产生β-淀粉状蛋白的马铃薯(非专利文献1)和产生β-淀粉状蛋白的番茄(非专利文献2)。

然而，大量积累包括β-淀粉状蛋白抗原决定簇(表位)的阿尔茨海默病疫苗的转化的大豆以及使用所述大豆大量生产疫苗的技术目前为止仍然是未知的。

菜豆(common bean)是属于豆科(Leguminosae)的植物，大豆也属于该豆科，菜豆种子中的蛋白含量是20％。已知菜豆中的主要种子贮藏蛋白之一arcelin可以被分为多种类型，即，arcelin 1至7，编码它们的结构蛋白的部分的核苷酸序列之间具有高度同源性。相对于大豆而言，对菜豆中的arcelin蛋白的结构分析较少，仅揭示了arcelin 1和5的空间结构。

另外还已知，水稻中的主要种子贮藏蛋白之一谷醇溶蛋白(prolamin)是难消化的蛋白，其可以被分为具有不同分子量的数种类型(例如，10K、13K和16K)。尚未揭示谷醇溶蛋白的空间结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 2006-238821 A

专利文献2：JP 2004-321079 A

非专利文献

非专利文献1：Federation of European Biochemical Societies(2005)第579卷，第6737-6744页.

非专利文献2：Biotechnology Letters(2008)第30卷，第1839-1845页.

发明内容

本发明旨在提供转化的大豆植物，可以在其种子中产生并积累阿尔茨海默病疫苗。另外，本发明旨在提供使用该转化的大豆产生阿尔茨海默病疫苗的方法。

本发明人进行了深入研究以解决上述问题。

结果，本发明人成功制备出其中导入了编码修饰的种子贮藏蛋白的基因的转化的大豆植物，所述基因是通过将编码阿尔茨海默病疫苗的基因插入编码野生型种子贮藏蛋白的基因的可变区而获得的，并且还成功地在所述转化的大豆植物的种子中产生并积累了阿尔茨海默病疫苗。

另外，本发明人发现，通过将编码修饰的种子贮藏蛋白的基因导入缺失内源性种子贮藏蛋白的大豆而产生的转化的大豆植物能够有效地在其种子中产生并积累阿尔茨海默病疫苗。

即，本发明提供了：