與哺乳動物表達系統(tǒng)相比，植物作為生物反應(yīng)器具有顯著優(yōu)勢，包括更高的可擴展性、更低的生產(chǎn)成本、更低的人類病原體污染風(fēng)險以及更短時間內(nèi)實現(xiàn)高水平蛋白表達的能力。植物病毒作為細胞內(nèi)專性寄生物，已被成功改造成蛋白表達載體，可用于疫苗、單克隆抗體等靶標(biāo)產(chǎn)物的合成。然而，受到RNA沉默等抗病毒防御反應(yīng)的影響，植物病毒載體介導(dǎo)的外源蛋白存在表達量低等缺陷，限制了其應(yīng)用范圍。如何提高目標(biāo)蛋白的表達量是利用植物病毒載體進行外源蛋白高效表達需考慮的關(guān)鍵因素。

 

　　該研究發(fā)現(xiàn)了一個響應(yīng)番茄褐色皺果病毒侵染的抗病毒因子——富含甘氨酸的細胞壁結(jié)構(gòu)蛋白NbGRP；利用CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)敲除NbGRP促進本氏煙的生長，導(dǎo)致葉片增大，生物量增加2倍以上；NbGRP的敲除還增強了本氏煙對其它常用的植物病毒表達載體如煙草花葉病毒載體、馬鈴薯X病毒載體的敏感性，進而顯著提高了這些病毒介導(dǎo)的綠色熒光蛋白的表達量。此外，NbGRP的敲除本氏煙還能夠顯著提高GFP納米抗體的產(chǎn)量。

 

　　相關(guān)成果提出了一種通過靶向敲除抗病毒寄主因子從而提高植物病毒表達載體介導(dǎo)的靶標(biāo)蛋白產(chǎn)量的策略。與現(xiàn)有技術(shù)敲除RDR6等抗病毒因子導(dǎo)致植株發(fā)育異常不同，該研究通過敲除NbGRP基因未觀察到明顯的發(fā)育缺陷，反而促進了植物的生長，有利于進一步降低生產(chǎn)成本，為疫苗、納米抗體、酶等靶標(biāo)蛋白的高效生產(chǎn)提供了重要思路。

 

　　植保所科研助理方鑄、在讀博士生趙鑫茹和杜敏為論文的共同第一作者，楊秀玲研究員、周雪平教授和農(nóng)產(chǎn)品加工研究所的郭維研究員為論文通訊作者。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃、寧夏自治區(qū)重點研發(fā)計劃和國家自然科學(xué)基金項目的資助。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.1111/pbi.70089