Original Title: Optimized expression of capsid protein from red-grouper necrosis virus displayed on Pichia pastoris in shake flasks
Source: doi.org/10.34044/j.anres.2023.57.2.16
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការបញ្ចេញឱ្យបានល្អប្រសើរបំផុតនូវប្រូតេអ៊ីនកាពស៊ីត (Capsid protein) ពីវីរុសដែលបង្កជំងឺក្រឡាភ្លើងលើត្រីតុកកែក្រហម (Red-grouper necrosis virus) ដែលបង្ហាញលើមេដំបែ Pichia pastoris ក្នុងដបក្រឡុក

ចំណងជើងដើម៖ Optimized expression of capsid protein from red-grouper necrosis virus displayed on Pichia pastoris in shake flasks

អ្នកនិពន្ធ៖ Palatip Chutoam (Burapha University), Piyapong Sirinipatkul (Burapha University), Apinan Senabunyarith (Burapha University), Thipakorn Eakpanit (Burapha University), Pattamawan Yamee (Burapha University), Uraiwan Intamaso (Burapha University)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ 2023, Agriculture and Natural Resources

វិស័យសិក្សា៖ Biotechnology

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះដោះស្រាយបញ្ហាអវត្តមានវ៉ាក់សាំងតាមមាត់ដែលមានប្រសិទ្ធភាពសម្រាប់ត្រី ដោយផ្ដោតលើការបង្កើនបរិមាណអង់ទីហ្សែនប្រឆាំងនឹងវីរុសដែលបង្កជំងឺក្រឡាភ្លើងលើត្រីតុកកែក្រហម (RG-NNV) នៅលើផ្ទៃកោសិកាមេដំបែ។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ អ្នកស្រាវជ្រាវបានធ្វើការបណ្ដុះមេដំបែដែលបានកែច្នៃហ្សែននៅក្នុងដបក្រឡុកក្រោមលក្ខខណ្ឌបរិស្ថានផ្សេងៗគ្នា ដើម្បីស្វែងរកលក្ខខណ្ឌប្រសើរបំផុតសម្រាប់ការបញ្ចេញប្រូតេអ៊ីន។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Optimized Shake-Flask Cultivation (23 °C, 300 rpm, High Aeration)
ការបណ្ដុះក្នុងដបក្រឡុកក្រោមលក្ខខណ្ឌប្រសើរបំផុត (២៣ អង្សាសេ, ៣០០ ជុំ/នាទី, ធុង ៥០០ ម.ល)
ផ្តល់ទិន្នផលប្រូតេអ៊ីនកាពស៊ីតខ្ពស់បំផុត និងកាត់បន្ថយការងាប់របស់កោសិកាមេដំបែ។ បង្កើនការរលាយអុកស៊ីហ្សែនដែលជួយដល់ការធ្វើមេតាប៉ូលីស។ ទាមទារទូរអاض្ចា (Incubator shaker) ដែលអាចទប់និងរក្សាសីតុណ្ហភាពទាប (២៣ អង្សាសេ) បានច្បាស់លាស់។ ទិន្នផលប្រូតេអ៊ីនសរុបឡើងដល់ ១១៩,៣៤ mg/mL ហើយមានវត្តមានប្រូតេអ៊ីនគោលដៅជាង ១០០០ ណាណូក្រាមនៅម៉ោងទី ៧២។
Sub-optimal Cultivation (25 °C or 28 °C, 250 rpm)
ការបណ្ដុះក្រោមលក្ខខណ្ឌមិនប្រសើរ (២៥ ទៅ ២៨ អង្សាសេ, ២៥០ ជុំ/នាទី, ធុងតូច)
ងាយស្រួលអនុវត្តក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍តំបន់ត្រូពិច ដោយមិនសូវពឹងផ្អែកលើប្រព័ន្ធបញ្ចុះសីតុណ្ហភាពខ្លាំង។ ធ្វើឱ្យប្រូតេអ៊ីនប្រមូលផ្តុំខុសប្រក្រតី បង្កភាពតានតឹងដល់កោសិកា (ER stress) នាំឱ្យកោសិកាងាប់ និងមានការបំបែកប្រូតេអ៊ីនចោល។ ទិន្នផលប្រូតេអ៊ីនសរុបមានកម្រិតទាបត្រឹមតែប្រហែល ៥៤ mg/mL ទៅ ៥៧ mg/mL ប៉ុណ្ណោះ។
Control Yeast Strain (AGα-1 only)
មេដំបែត្រួតពិនិត្យ (មិនមានបញ្ចូលហ្សែនវីរុស)
លូតលាស់បានល្អធម្មតា ដែលដើរតួជាបន្ទាត់មូលដ្ឋានដ៏សំខាន់សម្រាប់ការប្រៀបធៀបកំណើនកោសិកា។ មិនមានផ្ទុកអង់ទីហ្សែនដែលយកទៅប្រើប្រាស់ជាវ៉ាក់សាំងបានឡើយ។ មិនមានវត្តមានប្រូតេអ៊ីន RNA2 គោលដៅទម្ងន់ ៧៣ kDa នោះទេ ដោយបញ្ចេញត្រឹមប្រូតេអ៊ីនសរុប ៧២,៤៥ mg/mL។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការអនុវត្តការស្រាវជ្រាវនេះទាមទារបរិក្ខារមន្ទីរពិសោធន៍ជីវបច្ចេកវិទ្យាកម្រិតមធ្យមទៅខ្ពស់ ជាពិសេសឧបករណ៍គ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាព និងឧបករណ៍វិភាគប្រូតេអ៊ីនកម្រិតម៉ូលេគុល។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ការសិក្សានេះធ្វើឡើងនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍ (In vitro) នៃសាកលវិទ្យាល័យ Burapha ប្រទេសថៃ ដោយផ្តោតលើមេដំបែដែលផ្ទុកហ្សែនវីរុសត្រីតុកកែក្រហម (RG-NNV)។ ទោះបីជាលក្ខខណ្ឌត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរជាអតិបរមាក៏ដោយ ប៉ុន្តែការសិក្សានេះនៅខ្វះទិន្នន័យនៃការសាកល្បងប្រសិទ្ធភាពវ៉ាក់សាំងផ្ទាល់លើសត្វត្រី (In vivo) ដែលជារឿងចាំបាច់សម្រាប់វាយតម្លៃប្រសិទ្ធភាពជាក់ស្តែងនៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានវារីវប្បកម្មនៅកម្ពុជា។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

វិធីសាស្ត្រនៃការប្រើប្រាស់មេដំបែដើម្បីផលិតជាវ៉ាក់សាំងតាមមាត់នេះ មានសក្តានុពល និងអត្ថប្រយោជន៍ខ្ពស់ខ្លាំងសម្រាប់វិស័យវារីវប្បកម្មនៅប្រទេសកម្ពុជា។

ជារួម បច្ចេកវិទ្យាវ៉ាក់សាំងតាមមាត់តាមរយៈមេដំបែនេះ គឺជាដំណោះស្រាយដ៏សក្តិសម និងចំណាយទាប ដែលអាចជំនួសការចាក់ថ្នាំសត្វត្រីម្ដងមួយៗបានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព និងស័ក្តិសមសម្រាប់កសិដ្ឋានវារីវប្បកម្មខ្នាតធំនៅកម្ពុជា។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាពីបច្ចេកទេសក្លូនហ្សែន និងការប្រើប្រាស់មេដំបែ: ចាប់ផ្តើមដោយការរៀនបច្ចេកទេសក្លូនហ្សែនបញ្ចូលទៅក្នុងផ្លាស្មីត pPIC9K vector និងការបញ្ចូលវាទៅក្នុងមេដំបែ Pichia pastoris (GS115) តាមរយៈវិធីសាស្ត្រ Yeast surface display
  2. រៀបចំប្រព័ន្ធបណ្ដុះ និងជំរុញការផលិតប្រូតេអ៊ីន: ធ្វើការបណ្ដុះមេដំបែក្នុងដបក្រឡុកដោយប្រើមជ្ឈដ្ឋាន BMGY and BMMY media។ កំណត់ទូរក្រឡុកឱ្យនៅសីតុណ្ហភាព ២៣ អង្សាសេ ក្នុងល្បឿន ៣០០ ជុំ/នាទី និងប្រើមេតាណុល ០,៥% ដើម្បីជំរុញហ្សែនជារៀងរាល់ថ្ងៃរហូតដល់ ៧២ ម៉ោង។
  3. ស្រង់ប្រូតេអ៊ីន និងផ្ទៀងផ្ទាត់លទ្ធផល: បំបែកកោសិកាដោយប្រើ Sonicator រួចយកប្រូតេអ៊ីនទៅវិភាគទម្ងន់ម៉ូលេគុល (៧៣ kDa) និងបរិមាណដោយប្រើបច្ចេកទេស Western blot និងប្រព័ន្ធ ELISA ដោយប្រើប្រាស់អង់ទីគ័រប្រឆាំងនឹងវីរុស NNV។
  4. បង្កើតរូបមន្តចំណីត្រីលាយវ៉ាក់សាំង: ច្របាច់បញ្ចូលគ្នានូវកោសិកាមេដំបែដែលផ្ទុកប្រូតេអ៊ីនវីរុស ទៅក្នុងរូបមន្តចំណីត្រីធម្មតា (Fish pellets) ដើម្បីបង្កើតជាចំណីដែលមានលាយវ៉ាក់សាំងតាមមាត់ (Oral vaccine) ដែលត្រៀមរួចជាស្រេចសម្រាប់ការចុះសាកល្បង។
  5. សាកល្បងប្រសិទ្ធភាពផ្ទាល់លើកូនត្រី: សហការជាមួយកសិដ្ឋានចិញ្ចឹមត្រី ដើម្បីធ្វើការសាកល្បងផ្ទាល់លើសត្វត្រី (In vivo trials) ដោយផ្តល់ចំណីលាយវ៉ាក់សាំង រួចតាមដានអត្រារស់រានមានជីវិត និងការឆ្លើយតបនៃប្រព័ន្ធភាពស៊ាំរបស់ត្រីនៅពេលប្រឈមនឹងវីរុសពិតប្រាកដ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Yeast surface display (បច្ចេកវិទ្យាបង្ហាញប្រូតេអ៊ីនលើផ្ទៃមេដំបែ) ជាបច្ចេកទេសជីវបច្ចេកវិទ្យាដែលគេកែច្នៃហ្សែនមេដំបែឱ្យផលិត និងបញ្ចេញប្រូតេអ៊ីនគោលដៅ (ដូចជាអង់ទីហ្សែនវីរុស) មកតោងជាប់នៅលើភ្នាសខាងក្រៅនៃកោសិការបស់វាផ្ទាល់ ដែលងាយស្រួលក្នុងការយកទៅប្រើប្រាស់ជាវ៉ាក់សាំង។ ប្រៀបដូចជាការស្លៀកពាក់ឯកសណ្ឋានឱ្យកោសិកាមេដំបែ ដើម្បីឱ្យប្រព័ន្ធការពាររាងកាយចំណាំវាបាន ហើយបង្កើតអង្គបដិប្រាណទប់ទល់។
Recombinant protein (ប្រូតេអ៊ីនបង្កាត់ ឬ ប្រូតេអ៊ីនផ្សំ) ជាប្រូតេអ៊ីនដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមរយៈការបញ្ចូលហ្សែនពីសារពាង្គកាយមួយ (ឧទាហរណ៍ វីរុស) ទៅក្នុងសារពាង្គកាយមួយទៀត (ឧទាហរណ៍ មេដំបែ) ដើម្បីឱ្យសារពាង្គកាយទីពីរនោះផលិតប្រូតេអ៊ីននេះជំនួសក្នុងបរិមាណច្រើន។ ដូចជាការថតចម្លងប្លង់ផ្ទះពីកន្លែងមួយទៅឱ្យជាងនៅកន្លែងមួយទៀត ដើម្បីសាងសង់តាមទម្រង់ដើមបេះបិទ។
Methanol induction (ការជំរុញដោយប្រើមេតាណុល) ដំណើរការនៃការបន្ថែមសារធាតុអាល់កុលមេតាណុលទៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានចិញ្ចឹមមេដំបែ Pichia pastoris ដើម្បីដាស់ប្រព័ន្ធហ្សែនរបស់វាឱ្យចាប់ផ្តើមដំណើរការផលិតប្រូតេអ៊ីនដែលយើងចង់បាន។ ប្រៀបដូចជាការចាក់សាំងចូលក្នុងម៉ាស៊ីនភ្លើង រួចចុចកុងតាក់បញ្ឆេះឱ្យម៉ាស៊ីនចាប់ផ្តើមដំណើរការផលិតចរន្តអគ្គិសនី។
Capsid protein (ប្រូតេអ៊ីនសំបកវីរុស ឬ កាពស៊ីត) ជាសំបកប្រូតេអ៊ីនដែលស្រោបការពារស្នូលសេនេទិចរបស់វីរុស។ នៅក្នុងការផលិតវ៉ាក់សាំង គេច្រើនយកប្រូតេអ៊ីននេះធ្វើជាអង់ទីហ្សែន ព្រោះវាជាផ្នែកដែលប្រព័ន្ធភាពស៊ាំរបស់រាងកាយងាយកត់សម្គាល់ឃើញមុនគេ។ ស្រដៀងនឹងសំបកគ្រាប់កន្សោមថ្នាំពេទ្យ ដែលនៅខាងក្រៅមានតួនាទីស្រោបការពារសារធាតុរាវឬម្សៅនៅខាងក្នុង។
Western blot (បច្ចេកទេសវិភាគវេសស្ទើនប្លុត) ជាបច្ចេកទេសក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍សម្រាប់រកមើលវត្តមាន និងវាស់ទម្ងន់ម៉ូលេគុលរបស់ប្រូតេអ៊ីនគោលដៅជាក់លាក់ណាមួយ នៅក្នុងល្បាយប្រូតេអ៊ីនចម្រុះជាច្រើន ដោយប្រើអង់ទីគ័រដែលចាប់យកតែប្រូតេអ៊ីននោះ។ ដូចជាការប្រើម៉ាស៊ីនស្កេនក្រសែភ្នែក ដើម្បីស្វែងរកមនុស្សម្នាក់ដែលយើងចង់រក នៅក្នុងចំណោមហ្វូងមនុស្សដ៏ច្រើនកុះករ។
Enzyme-linked immunosorbent assay / ELISA (បច្ចេកទេសអេលីសា) ជាវិធីសាស្ត្រជីវគីមីសម្រាប់វាស់វែងបរិមាណអង់ទីហ្សែន ឬអង់ទីគ័រក្នុងគំរូ ដោយប្រើប្រតិកម្មរវាងអង់ទីគ័រដែលចាប់ជាប់អង់ស៊ីម និងសារធាតុពណ៌។ កាលណាបរិមាណគោលដៅកាន់តែច្រើន ពណ៌វាកាន់តែដិត។ ប្រៀបដូចជាការប្រើក្រដាសតេស្តកម្រិតជាតិអាស៊ីត (pH) ដែលប្រែពណ៌កាន់តែចាស់នៅពេលដែលសារធាតុនោះមានកម្រិតអាស៊ីតកាន់តែខ្លាំង។
Promoter (ហ្សែនបញ្ជា ឬ ប្រូម៉ូទ័រ) ជាផ្នែកមួយនៃ DNA ដែលដើរតួជាកុងតាក់បើក ឬបិទ ដើម្បីគ្រប់គ្រងការបញ្ចេញប្រូតេអ៊ីន។ ក្នុងមេដំបែ Pichia pastoris គេប្រើប្រូម៉ូទ័រ AOX1 ឬ AOX2 ដែលរងប្រតិកម្មនៅពេលមានវត្តមានមេតាណុល។ ដូចជាកុងតាក់ភ្លើងក្នុងផ្ទះ ដែលត្រូវមានអ្នកចុចបើក (មេតាណុល) ទើបអំពូលភ្លើង (ការផលិតប្រូតេអ៊ីន) អាចភ្លឺឡើងបាន។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖