Le 5 février, Université Nationale de Seoul, College of Engineering (Dean Kookheon Char) a annoncé que l'équipe de recherche du professeur Sang Woo Seo (Dr Jina Yang et M. Yong Hee Han) de la School of Chemical and Biological Engineering a développé un système de contrôle de la qualité des protéines synthétiques pour améliorer la traduction intégrale. dans les bactéries. Cette technologie devrait augmenter l'efficacité de la production de produits biopharmaceutiques, enzymes industrielles, et les produits chimiques biosourcés.

Les protéines recombinantes sont utilisées dans divers domaines industriels, des médicaments protéiques tels que l'insuline aux protéines industrielles telles que les détergents à lessive. Étant donné que les protéines ne peuvent remplir leurs fonctions qu'avec une structure 3-D complète et appropriée, La production de protéines recombinantes à l'aide d'usines de cellules microbiennes nécessite plusieurs étapes de purification de protéines. Pour améliorer le rendement du processus de production, des techniques d'amélioration des souches ont été développées pour augmenter le niveau d'expression de la protéine cible ou pour compléter les acides aminés insuffisants dans une cellule. Cependant, puisque les étapes de transcription et de traduction se produisent au même endroit au même moment dans les bactéries, l'ARNm tronqué peut servir de matrice pour la traduction par le ribosome, ce qui entraîne la production de polypeptides incomplets.

Le système de contrôle de qualité des protéines (ProQC), développé par l'équipe de recherche du Prof. Seo, est une cassette d'expression génique synthétique qui permet aux ribosomes d'utiliser uniquement l'ARNm intact comme matrice. Dans les systèmes d'expression eucaryotes, le processus de traduction est lancé une fois le processus de transcription terminé. En imitant cela, lorsque le processus de transcription est terminé, l'élément déclencheur cis à l'extrémité 3' de l'ARNm peut s'hybrider avec le commutateur Toehold à l'extrémité 5' et exposer les sites de liaison du ribosome pour la traduction. Aussi, l'ARNm devient circulaire assurant une réinitiation efficace des ribosomes.

En appliquant le système ProQC à diverses expressions de protéines, les cellules bactériennes ont synthétisé davantage de protéines de pleine longueur (jusqu'à 250 %). En outre, lorsque les enzymes des voies de synthèse biochimique étaient exprimées sous le contrôle du système ProQC, les niveaux de production de métabolites cibles ont également été multipliés par plus de deux.

Le professeur Sang Woo Seo a dit :"Le système d'expression génique développé dans cette étude permet aux bactéries de traduire sélectivement l'ARNm intact pour synthétiser elles-mêmes des protéines de haute qualité. De plus, comme cette technologie est appliquée à un nouveau niveau de réglementation, il y aura des synergies lorsqu'il sera utilisé avec les stratégies existantes de production de protéines recombinantes. Cela améliorera considérablement l'efficacité de la protéine recombinante et de la production biochimique à base de cellules microbiennes."