Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Production of F4 Fimbrial Adhesin in Plants: a Model for Oral Porcine Vaccine against Enterotoxigenic Escherichia coli

Jussi Joensuu

Doctoral dissertation, May 2006.
University of Helsinki, Faculty of Biosciences, Department of Biological and Environmental Sciences, perinnöllisyystieteen osasto and University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Applied Biology.

Kasveissa tuotettu syötävä mallirokote porsaiden vierotusripuliin

Enterotoksigeeniset Escherichia coli -kannat (ETEC) ovat yleisiä porsas- ja sikaripulin aiheuttajia ympäri maailmaa. Ripuli aiheuttaa paitsi kärsimystä porsaille, myös tuotannon heikkenemistä kasvun hidastuessa ja ääritapauksissa porsaskuolemia. ETEC-kantojen tuottamat myrkyt muuttavat suolen nestetasapainoa ja aiheuttavat ripulin. Avainasemassa taudin puhkeamisessa on ETEC-bakteereiden kyky tarttua suoliston pintaan hiusmaisten proteiinirakenteiden, fimbrioiden avulla. F4-fimbria on yleisin porsasripulia aiheuttavista ETEC-kannoista tavattava fimbriatyyppi. Se koostuu sadoista yhteenketjuttuneista FaeG-alayksikköproteiineista. Imetysporsaiden ripuli-infektioita pystytään ehkäisemään rokottamalla emakoita, jolloin ternimaidossa välittyvät vasta-aineet suojaavat porsaiden suolistoa passiivisesti. Vierotusporsaiden tavanomainen rokottaminen F4-koliripulia vastaan on tehotonta, koska se ei käynnistä suolistoa suojaavaa paikallista vasta-ainetuotantoa. Sen sijaan aiempi infektio tai suun kautta annettu F4-fimbria- tai FaeG-alayksikköproteiini aktivoivat suoliston vasta-ainetuotannon ja ehkäisevät F4-koli-infektioita.

Tässä työssä tuotettiin E. colin F4-fimbrian FaeG-alayksikköproteiinia siirtogeenisissä kasveissa. Ensin määritettiin FaeG-tuottotason kannalta optimaalinen paikka kasvisolussa tupakkakasvin avulla (siirtogeenitekniikan mallikasvi). Kun rokoteproteiini ohjattiin viherhiukkasiin, siirtogeeniset tupakkakasvit tuottivat sitä 1% kaikesta liukoisesta proteiinistaan. Kasvissa tuotettu rokoteproteiini osoittautui kestäväksi maha- ja suolinestekokeissa ja se pystyi tarttumaan suolinukan F4-reseptoreihin ja ehkäisi samalla F4-kolibakteereiden kiinnittymistä suoliepiteeliin. Porsaiden syöttökokeita varten FaeG-rokoteproteiinia tuotettiin siirtogeenisessä sinimailasessa. Sinimailaset tuottivat rokoteproteiinia viherhiukkasissa 1% liukoisesta proteiinistaan. Ohran jyvissä saavutettiin yhtä korkea tuottotaso, kun FaeG kohdennettiin tärkkelysendospermiin solukkospesifisen geenisäätelyalueen avulla. Kasvissa tuotettu rokoteproteiini todettiin kestäväksi ja se säilyi muuttumattomana kuivatussa sinimailasessa ja ohran jyvissä ainakin kahden vuoden ajan. Porsaskokeessa vierotetuille porsaille annettiin rokoteproteiinia sisältävää sinimailasta. Kasvirokote sai porsaissa aikaan heikon F4-spesifisen seerumin vasta-ainereaktion, jota pystyttiin vahvistamaan tehosteaineella. Kun koeporsaat altistettiin tautia-aiheuttavalla F4 ETEC-kannalla, tehostettu rokoteproteiini pystyi myös vähentämään ulosteessa erittyvien F4-kolibakteereiden määrää merkittävästi. Yhteenvetona todetaan, että FaeG-rokoteproteiinia pystyttiin tuottamaan tehokkaasti rehukasveissa siirtogeenitekniikan avulla. Kasvissa tuotettu syötävä mallirokote vähensi vierotusporsaiden F4-koli-infektioiden vakavuutta. Nämä tulokset avaavat uusia mahdollisuuksia porsaiden vierotusripulin ehkäisemiseksi tulevaisuudessa.

Jussi Joensuu, syntynyt Janakkalassa vuonna 1975, valmistunut ylioppilaaksi Tervakosken lukiosta 1994.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 27.04.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki