Original Title: Expression and Purification of NS1 Protein of Highly Pathogenic Avian Influenza Virus H5N1 in Escherichia coli
Source: li01.tci-thaijo.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការបញ្ចេញ និងការបន្សុទ្ធប្រូតេអ៊ីន NS1 នៃវីរុសផ្ដាសាយបក្សីកម្រិតសាហាវ H5N1 នៅក្នុងបាក់តេរី Escherichia coli

ចំណងជើងដើម៖ Expression and Purification of NS1 Protein of Highly Pathogenic Avian Influenza Virus H5N1 in Escherichia coli

អ្នកនិពន្ធ៖ Wudtichai Manasatienkij (Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Veterinary Medicine, Kasetsart University), Porntippa Lekcharoensuk (Department of Microbiology and Immunology, Faculty of Veterinary Medicine, Kasetsart University), Narin Upragarin (Department of Farm Resources and Production Medicine, Faculty of Veterinary Medicine, Kasetsart University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2008, Kasetsart J. (Nat. Sci.)

វិស័យសិក្សា៖ Virology / Molecular Biology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយពីបញ្ហាប្រឈមក្នុងការផលិតប្រូតេអ៊ីនអង់ទីហ្សែន ដើម្បីប្រើប្រាស់ក្នុងតេស្តរោគវិនិច្ឆ័យដែលអាចបែងចែកសត្វដែលឆ្លងវីរុសផ្ដាសាយបក្សី H5N1 ពីសត្វដែលបានចាក់វ៉ាក់សាំង (DIVA) ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានក្លូនហ្សែន NS1 របស់វីរុស H5N1 ទៅក្នុងវ៉ិចទ័របញ្ចេញ pQE80L បង្កើតជាប្រូតេអ៊ីននៅក្នុងបាក់តេរី E. coli (DH5α) រួចធ្វើការបន្សុទ្ធតាមវិធីសាស្ត្រផ្សេងៗ។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Denaturing Condition Affinity Chromatography
ការបន្សុទ្ធដោយក្រូម៉ាតូក្រាហ្វីក្នុងលក្ខខណ្ឌ Denaturing (ប្រើប្រាស់ 8M urea)
ទទួលបានទិន្នផលប្រូតេអ៊ីនច្រើនជាងគេ និងមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ដោយកាត់បន្ថយការលាយឡំពីប្រូតេអ៊ីនរបស់កោសិកាម្ចាស់បាក់តេរី។ ប្រូតេអ៊ីនបាត់បង់ទម្រង់ដើម (Denatured) ដែលអាចធ្វើឱ្យបាត់បង់សកម្មភាពជីវសាស្ត្រប្រសិនបើមិនធ្វើការ Re-nature ឱ្យត្រឡប់មកសភាពដើមវិញ។ ផ្តល់ទិន្នផលប្រូតេអ៊ីន NS1 ខ្ពស់បំផុតក្នុងកម្រិត 142.06 µg/ml។
Native Condition Affinity Chromatography
ការបន្សុទ្ធដោយក្រូម៉ាតូក្រាហ្វីក្នុងលក្ខខណ្ឌធម្មតា (Native condition)
រក្សាបាននូវទម្រង់ដើម និងលក្ខណៈជីវសាស្ត្ររបស់ប្រូតេអ៊ីន។ មានការលាយឡំប្រូតេអ៊ីនកោសិកាម្ចាស់ច្រើន ដែលរំខានដល់ការចាប់យកប្រូតេអ៊ីន NS1 នៅលើជ័រនីកែល ធ្វើឱ្យទិន្នផលធ្លាក់ចុះយ៉ាងខ្លាំង។ ផ្តល់ទិន្នផលទាបបំផុតត្រឹមតែ 96.33 µg/ml ប៉ុណ្ណោះ។
Precipitation Method
ការបន្សុទ្ធដោយវិធីធ្លាក់កករ (ប្រើប្រាស់ Sodium deoxycholate និងអំបិល)
អាចរក្សាទម្រង់ដើម (Native form) របស់ប្រូតេអ៊ីនបានល្អ និងមានប្រតិកម្មយ៉ាងច្បាស់លាស់ជាមួយអង់ទីគ័រប្រឆាំង NS1។ នីតិវិធីមានភាពស្មុគស្មាញ និងទាមទារការអនុវត្តច្រើនដំណាក់កាល ព្រមទាំងនៅមានជាប់ប្រូតេអ៊ីនកោសិកាម្ចាស់លាយឡំខ្លះៗនៅឡើយ។ ទទួលបានកម្រិតប្រូតេអ៊ីនសរុប 163.92 µg/ml (ដោយរាប់បញ្ចូលទាំងប្រូតេអ៊ីនកោសិកាម្ចាស់ដែលលាយឡំ) តែមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ក្នុងតេស្ត Western blot។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារនូវបរិក្ខារមន្ទីរពិសោធន៍ជីវវិទ្យាម៉ូលេគុលកម្រិតស្តង់ដារ សារធាតុគីមីជំនាញ និងធនធានជីវសាស្ត្រសម្រាប់ការបញ្ចេញ និងបន្សុទ្ធប្រូតេអ៊ីន។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះត្រូវបានអនុវត្តនៅប្រទេសថៃ ដោយប្រើប្រាស់វីរុស H5N1 ដែលផ្តាច់ចេញពីសំណាកមាន់ក្នុងស្រុក (A/Chicken/TH/KU14/04)។ នេះគឺជាចំណុចដ៏ល្អសម្រាប់ប្រទេសកម្ពុជា ដោយសារប្រទេសទាំងពីរមានព្រំដែនជាប់គ្នា និងមានស្ថានភាពចិញ្ចឹមបក្សីស្រដៀងគ្នា ដែលធ្វើឱ្យវីរុសប្រភេទនេះមានហានិភ័យដូចគ្នា ហើយលទ្ធផលអាចយកមកប្រើប្រាស់ផ្ទាល់នៅកម្ពុជាបានយ៉ាងងាយស្រួល។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រផលិតប្រូតេអ៊ីន NS1 នេះពិតជាមានអត្ថប្រយោជន៍ និងអាចអនុវត្តបានសម្រាប់កម្ពុជា ពិសេសក្នុងការបង្កើតឧបករណ៍រោគវិនិច្ឆ័យក្នុងស្រុកដែលមានតម្លៃទាប។

សរុបមក ការផលិតប្រូតេអ៊ីន NS1 នៅក្នុងស្រុកដោយប្រើប្រាស់ E. coli នឹងជួយកាត់បន្ថយការពឹងផ្អែកលើការនាំចូលឧបករណ៍តេស្តពីក្រៅប្រទេស និងបង្កើនភាពម្ចាស់ការក្នុងការគ្រប់គ្រងជំងឺផ្តាសាយបក្សីកម្រិតសាហាវនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាពីមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃការក្លូនហ្សែន (Gene Cloning): និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ពីបច្ចេកទេសដកស្រង់ RNA ពីវីរុស ធ្វើ RT-PCR និងការបញ្ចូលហ្សែន (Ligation) ទៅក្នុងវ៉ិចទ័របញ្ចេញ (Expression vectors) ដូចជា pQE80L និងការបំប្លែង (Transformation) ចូលកោសិកា E. coli
  2. អនុវត្តការរំញោច និងដកស្រង់ប្រូតេអ៊ីន: រៀនពីរបៀបបណ្តុះបាក់តេរី និងប្រើប្រាស់ IPTG ដើម្បីរំញោចកោសិកាឱ្យផលិតប្រូតេអ៊ីន រួចអនុវត្តការបំបែកកោសិកាដោយប្រើ Sonicator ដើម្បីទាញយក Inclusion bodies
  3. ហ្វឹកហាត់បច្ចេកទេសបន្សុទ្ធប្រូតេអ៊ីន (Protein Purification): ធ្វើការប្រៀបធៀបដោយផ្ទាល់រវាងការប្រើប្រាស់ Ni-IDA affinity chromatography ក្នុងលក្ខខណ្ឌ Denaturing និងវិធីសាស្ត្រធ្លាក់កករ Precipitation ដើម្បីយល់ពីភាពខុសគ្នានៃទិន្នផល និងភាពបរិសុទ្ធ។
  4. ការវិភាគ និងបញ្ជាក់គុណភាពប្រូតេអ៊ីន (Protein Validation): អនុវត្តបច្ចេកទេស SDS-PAGE ដើម្បីពិនិត្យមើលទំហំប្រូតេអ៊ីន (26 kDa សម្រាប់ NS1) និងប្រើប្រាស់ Western Blotting ជាមួយសេរ៉ូមមាន់ ដើម្បីបញ្ជាក់ពីសកម្មភាពអង់ទីហ្សែនជាក់លាក់។
  5. ការអភិវឌ្ឍឧបករណ៍រោគវិនិច្ឆ័យ (Diagnostic Application): យកប្រូតេអ៊ីនដែលបន្សុទ្ធបានទៅសាកល្បងអភិវឌ្ឍវិធីសាស្ត្រ Indirect ELISA ដើម្បីយកទៅប្រើប្រាស់ក្នុងគម្រោងស្រាវជ្រាវតាមដានរាវរកជំងឺផ្តាសាយបក្សីកម្រិតសាហាវនៅតាមកសិដ្ឋានក្នុងប្រទេសកម្ពុជា។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Expression vector (វ៉ិចទ័របញ្ចេញហ្សែន) វាគឺជាម៉ូលេគុល DNA ជារង្វង់ (Plasmid) ដែលគេប្រើប្រាស់ជាយានជំនិះ ដើម្បីដឹកនាំហ្សែនគោលដៅចូលទៅក្នុងកោសិកាម្ចាស់ (ដូចជាបាក់តេរី) និងមានផ្ទុកកូដពិសេសសម្រាប់បង្គាប់ឱ្យកោសិកានោះបញ្ចេញ ឬផលិតប្រូតេអ៊ីនតាមការកំណត់។ ដូចជាសៀវភៅរូបមន្តធ្វើម្ហូបដែលគេបញ្ជូនទៅឱ្យចុងភៅ (កោសិកាបាក់តេរី) ដើម្បីបង្គាប់ឱ្យធ្វើមុខម្ហូបពិសេសមួយ (ប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ)។
Affinity chromatography (ក្រូម៉ាតូក្រាហ្វីចាប់យកតាមទំនោរ) ជាបច្ចេកទេសបន្សុទ្ធប្រូតេអ៊ីន ដោយប្រើសារធាតុរឹង (ដូចជាជ័រនីកែល) ដែលមានលក្ខណៈទាញឆក់យកតែប្រូតេអ៊ីនគោលដៅដែលមានកន្ទុយពិសេស (His-tag) ឱ្យជាប់នឹងវា ខណៈប្រូតេអ៊ីនកោសិកាផ្សេងៗទៀតនឹងហូរចេញទៅក្រៅរហូតដល់អស់ ទើបគេលាងយកប្រូតេអ៊ីនគោលដៅនោះមកវិញ។ ដូចជាការប្រើមេដែកដើម្បីស្រូបយកតែកម្ទេចដែកចេញពីគំនរខ្សាច់ រួចទើបយកកម្ទេចដែកនោះចេញពីមេដែកវិញនៅពេលក្រោយ។
Inclusion bodies (ដុំប្រូតេអ៊ីនកកកុញក្នុងកោសិកា) ជាបណ្តុំនៃប្រូតេអ៊ីនដែលមិនរលាយ និងប្រមូលផ្តុំគ្នានៅក្នុងកោសិកាបាក់តេរី នៅពេលដែលកោសិកាត្រូវបានបង្ខំឱ្យផលិតប្រូតេអ៊ីនបរទេសក្នុងបរិមាណច្រើនលើសលុបនិងលឿនពេក រហូតដល់វាប្រែទម្រង់ខុសប្រក្រតី។ ដូចជាឃ្លាំងស្តុកទំនិញដែលគេញាត់ឥវ៉ាន់ចូលច្រើននិងលឿនពេក រហូតដល់ឥវ៉ាន់ទាំងនោះគរជាន់លើគ្នាក្លាយជាដុំរឹងៗពិបាកទាញយកមកប្រើប្រាស់។
Denaturing condition (លក្ខខណ្ឌបំបាត់ទម្រង់ដើមប្រូតេអ៊ីន) ជាការប្រើប្រាស់សារធាតុគីមីកំហាប់ខ្លាំង (ដូចជា Urea 8M) ដើម្បីបំបែកទម្រង់រចនាសម្ព័ន្ធបីវិមាត្ររបស់ប្រូតេអ៊ីនឱ្យទៅជាខ្សែត្រង់ ដើម្បីងាយស្រួលរំលាយ និងទាញយកវាចេញពីដុំ Inclusion bodies។ ដូចជាការស្រាយបាល់អំបោះដែលជំពាក់គ្នារញ៉េរញ៉ៃ ឱ្យទៅជាខ្សែអំបោះត្រង់ៗវិញ ដើម្បីងាយស្រួលទាញយក។
Western blot (បច្ចេកទេសវេសទើនប្លុត) ជាបច្ចេកទេសមន្ទីរពិសោធន៍ដែលប្រើដើម្បីរកមើល និងបញ្ជាក់ពីវត្តមានប្រូតេអ៊ីនគោលដៅជាក់លាក់ណាមួយ នៅក្នុងល្បាយប្រូតេអ៊ីនជាច្រើន ដោយប្រើប្រាស់អង់ទីគ័រដែលចាប់យកតែប្រូតេអ៊ីននោះ រួចបង្ហាញជាបន្ទាត់ពណ៌។ ដូចជាការប្រើប្រាស់ឆ្កែហិតក្លិនដើម្បីស្វែងរកមនុស្សម្នាក់គត់ក្នុងចំណោមហ្វូងមនុស្សរាប់ពាន់នាក់ ដោយឱ្យវាហិតក្លិនអាវរងាមនុស្សនោះ។
DIVA strategy (យុទ្ធសាស្ត្របែងចែកសត្វឆ្លងមេរោគពីសត្វចាក់វ៉ាក់សាំង) មកពីពាក្យពេញ Differentiating Infected from Vaccinated Animals ជាយុទ្ធសាស្ត្រក្នុងការគ្រប់គ្រងជំងឺឆ្លង ដោយប្រើប្រាស់ឧបករណ៍តេស្ត (ដូចជារកអង់ទីគ័រប្រឆាំង NS1) និងវ៉ាក់សាំង ដែលអាចសម្គាល់ដឹងថា តើសត្វមានអង់ទីគ័រដោយសារតែវាឆ្លងមេរោគតាមធម្មជាតិ ឬដោយសារវាធ្លាប់បានចាក់វ៉ាក់សាំង។ ដូចជាការផ្តល់ប័ណ្ណសម្គាល់ពិសេសដល់អ្នកដែលបានទិញសំបុត្រចូលរួមកម្មវិធី ដើម្បីឱ្យសន្តិសុខងាយស្រួលបែងចែកពីអ្នកដែលលួចចូលដោយមិនបានទិញសំបុត្រ។
Recombinant protein (ប្រូតេអ៊ីនបង្កាត់) ជាប្រូតេអ៊ីនដែលត្រូវបានផលិតឡើងដោយការបញ្ចូលសែន (DNA) ពីសរីរាង្គមួយ (ឧទាហរណ៍ វីរុសផ្ដាសាយបក្សី) ទៅក្នុងសរីរាង្គមួយទៀតដែលងាយស្រួលបណ្តុះ (ឧទាហរណ៍ បាក់តេរី) ដើម្បីបង្គាប់ឱ្យវាផលិតប្រូតេអ៊ីននោះជំនួសសរីរាង្គដើម។ ដូចជាការយកប្លង់ផ្ទះស្ថាបត្យកម្មខ្មែរ ទៅឱ្យជាងសំណង់នៅបរទេសសាងសង់ដោយប្រើប្រាស់សម្ភារៈ និងកម្លាំងពលកម្មនៅក្នុងស្រុករបស់ពួកគេ។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖