Author: Kermode, Allison R.

Source: Canadian Journal of Botany, Volume 84, Number 4, April 2006 , pp. 679-694(16)

Publisher: NRC Research Press

Abstract:

Transgenic plants, seeds, and cultured plant cells are potentially one of the most economical systems for large-scale production of recombinant proteins for industrial and pharmaceutical uses. Biochemical, technical, and economic concerns with current production systems have generated enormous interest in developing plants as alternative production systems. However, various challenges must be met before plant systems can fully emerge as suitable, viable alternatives to current animal-based systems for large-scale production of biopharmaceuticals and other products. Aside from regulatory issues and developing efficient methods for downstream processing of recombinant proteins, there are at least two areas of challenge: (1) Can we engineer plant cells to accumulate recombinant proteins to sufficient levels? (2) Can we engineer plant cells to post-translationally modify recombinant proteins so that they are structurally and functionally similar to the native proteins? Attempts to improve the accumulation of a recombinant protein in plant cells require an appreciation of the processes of gene transcription, mRNA stability, processing, and export, and translation initiation and efficiency. Likewise, many post-translational factors must be considered, including protein stability, protein function and activity, and protein targeting. Moreover, we need to understand how the various processes leading from the gene to the functional protein are interdependent and functionally linked. Manipulation of the post-translational processing machinery of plant cells, especially that for N-linked glycosylation and glycan processing, is a challenging and exciting area. The functions of N-glycanheterogeneity and microheterogeneity, especially with respect to protein function, stability, and transport, are poorly understood and this represents an important area of cell biology.

Les plantes, les graines et les cellules végétales cultivées transgéniques constituent potentiellement un des systèmes les plus économiques pour la production à grande échelle de protéines recombinantes, pour des usages industriels et pharmaceutiques. Les contraintes biochimiques, techniques et économiques des systèmes de production actuels ont généré un énorme intérêt pour le développement des plantes comme systèmes de production alternatif. Cependant, divers défis doivent être rencontrés, avant que des systèmes végétaux puissent émerger comme alternatives adaptées et viables aux systèmes actuels basés sur les animaux, pour la production à grande échelle de produits biopharmaceutiques et autres. En plus des problèmes de réglementations et du développement de méthodes efficaces pour le traitement en aval des protéines recombinantes, on trouve au moins deux groupes de défis: (1) Pouvons-nous programmer les cellules végétales de manière à accumuler les protéines recombinantes en teneurs suffisamment élevées? (2) Pouvons-nous programmer les cellules végétales pour la modification post-traductionnelle des protéines recombinantes de manière à ce qu'elles soient structuralement et fonctionnellement similaires aux protéines naturelles? Les tentatives pour améliorer l'accumulation d'une protéine recombinante dans des cellules végétales, nécessitent une bonne perception des processus de transcription génique, de stabilité, développement et exportation du mARN, et de l'initiation/efficacité de la traduction. De la même façon, plusieurs facteurs post-traductionnels doivent être pris en compte, incluant la stabilité des protéines, la fonction et l'activité des protéines et le ciblage des protéines. De plus, il faut comprendre comment divers processus, allant du gène à la protéine fonctionnelle, sont interdépendants et fonctionnellement reliés. La manipulation du mécanisme de développement post-traductionnel des cellules végétales, surtout de celui impliqué dans le développement de la glycosylation lié au N et du glycan, constitue un domaine de recherche enlevant. Les fonctions de l'hétérogénéité et de la micro hétérogénéité du N-glycan, surtout en ce qui a trait à la fonction, la stabilité et le transport, sont mal comprises et représentent un domaine important de la biologie cellulaire.

Document Type: Research article

Publication date: 2006-04-01

More about this publication?

• This journal changed title in 2007 and all issues from 2008 onwards can now be found at Botany

Related content

• In this: publication
• By this: publisher
• In this Subject: Botany
• By this author: Kermode, Allison R.

Website © Publishing Technology. Article copyright remains with the publisher, society or author(s) as specified within the article.

• Terms and conditions
• Privacy policy
• Information for advertisers