Construcción de vectores de expresión para la obtención y caracterización de una proteína recombinante derivada de la cápside del circovirus porcino tipo 2 (pcv2) en sistemas bacterianos y vegetales
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2026-02-17
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Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas
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Sánchez López, Fabián Leonardo (2026). Construcción de vectores de expresión para la obtención y caracterización de una proteína recombinante derivada de la cápside del circovirus porcino tipo 2 (pcv2) en sistemas bacterianos y vegetales. Universidad Distrital Francisco Jose de Caldas. https://hdl.handle.net/11349/100893
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Resumen
Porcine circovirus type 2 (PCV2) is a viral agent with a wide global distribution and is associated with reproductive disorders, causing porcine circovirus-associated diseases (PCVAD). In Colombia, it has been widely reported in the main swine-producing regions, where it is an endemic virus with a high mutation rate that generates new emerging genotypes associated with vaccine failures and more severe outbreaks, making its control more difficult. PCV2 is a single-stranded DNA (ssDNA) virus, 17 nm in diameter and non-enveloped. Its genome contains opening reading frame 2 (ORF2), also called the Cap gene, which encodes the capsid protein, considered the main immunogenic protein. This capsid protein has 234 amino acids and an approximate size of 28 kDa. Based on the above, the objective of this study was to construct vectors for the expression of an antigenic protein derived from the PCV2 capsid in bacterial and plant expression systems for its application in the serological detection of this infectious agent. To this end, PCR amplification of the gene encoding the capsid protein was performed using PCV2 DNA copies isolated from infected sows. Subsequently, this gene was ligated into the pGEM-T cloning vector and the pRSET-A expression vector, both in isolation and fused with the Hsp90.3 gene from Nicotiana benthamiana, which possesses chaperone properties, improving the stability and accumulation of the recombinant protein in any expression system. The recombinant plasmids were transformed into competent Escherichia coli cells. Expression levels were then evaluated, and the recombinant protein was detected by Western blot with monoclonal antibodies. The results obtained showed an amplification of the PCV2 Cap gene of 719 bp including the restriction sites XhoI and PstI. This gene was successfully cloned, transformed, and expressed in bacterial systems, and the protein was identified using anti-PCV2 and anti-polyhistidine monoclonal antibodies. Additionally, the recombinant protein obtained was reactive against sera from seropositive sows. Complementarily, the 6xHis-Cáp gene was amplified and successfully cloned into the pCR™8/GW/TOPO™ entry vector. Then, using Gateway recombination technology, it was transferred to the p35S:GAT-FH target vector, yielding recombinant plasmids for expression in plant systems. This work represents one of the first reports in Colombia on the construction of recombinant plasmids and the production of recombinant protein from the PCV2d genotype currently circulating in the country, with potential for use as diagnostic tools, enabling the effective control of porcine circovirus, differentiating it from other diseases, and reducing economic losses for the sector. Additionally, the results obtained will allow for studies on expression in plant systems, which represents a more efficient alternative for the production of antigenic proteins of pharmaceutical interest
Descripción
El Circovirus Porcino tipo 2 (PCV2) es un agente viral con alta distribución mundial y está asociado con trastornos reproductivos, siendo el causante de las enfermedades asociadas a circovirus porcino (PCVDA). En Colombia, ha sido ampliamente reportado en las principales regiones productoras de porcinos, siendo un virus endémico con alta tasa de mutación que genera nuevos genotipos emergentes asociados a fallas vacúnales y brotes más severos dificultando su control. El PCV2 es un virus de ADN de cadena sencilla (ADNss), de 17 nm de diámetro y sin envoltura. Su genoma posee el marco de lectura 2 (ORF2), también llamado gen Cáp, que codifica la proteína de la Cápside considerada la principal proteína inmunogénica, la cual posee 234 aminoácidos y un tamaño aproximado de 28 KDa. En base a lo anterior, el objeto de este estudio fue construir los vectores para la expresión de una proteína antigénica derivada de la Cápside del PCV2 en sistemas de expresión bacterianos y vegetales para su aplicación en la detección serológica de este agente infeccioso. Para esto, se realizó una amplificación por PCR del gen que codifica la proteína de la cápside a partir del ADN copia de PCV2 aislado de cerdas infectadas. Posteriormente, este gen se ligó en el vector de clonado pGEM-T y en el vector de expresión pRSET-A de forma aislada y fusionado con el gen de la Hsp90.3 de Nicotiana benthamiana, la cual posee propiedades chaperonas, mejorando la estabilidad y acumulación de la proteína recombinante en cualquier sistema de expresión. Los plásmidos recombinantes se transformaron en células competentes de Escherichia coli, Después se evaluaron los niveles de expresión y se detectó la proteína recombinante mediante Western blot con anticuerpos monoclonales. Los resultados obtenidos mostraron una amplificación del gen Cáp de PCV2 de 719 pb incluyendo los sitios de restricción XhoI y PstI. Este gen se logró clonar, transformar y expresar en sistemas bacterianos y la proteína fue identificada con los anticuerpos monoclonales anti-PCV2 y anti-polihistidina. Adicionalmente, la proteína recombinante obtenida fue reactiva frente a sueros de cerdas seropositivas. De manera complementaria, se amplificó el gen 6xHis-Cáp el cual fue clonado de manera efectiva en el vector de entrada pCR™8/GW/TOPO™. Luego, mediante recombinación por tecnología Gateway, se transfirió al vector de destino p35S:GAT-FH obteniéndose los plásmidos recombinantes para su expresión en sistemas vegetales. Este trabajo constituye uno de los primeros reportes en Colombia sobre la construcción de plásmidos recombinantes y producción de la proteína recombinante proveniente del genotipo PCV2d actualmente circulante en el país, con potencial para su uso como herramientas diagnósticas permitiendo el control efectivo de la circovirosis porcina, diferenciándolo de otras enfermedades y reduciendo perdidas económicas para el sector. Adicionalmente, los resultados obtenidos permitirán realizar estudios para la expresión en sistemas vegetales, la cual representa una alternativa más eficiente para la producción de proteínas antigénicas de interés farmacéutico
