Finding the key genes in plasma cell differentiation and their effect on antibody secretion in Saccharomyces cerevisiae

Thumbnail Image

Files

master_Iivonen_Heidi_2015.pdf (19.93 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2015-12-14

Department

Major/Subject

Biologinen kemia ja biomateriaalit

Mcode

KE3005

Degree programme

BIO - Bioinformaatioteknologia (TS2005)

Language

en

Pages

73+31

Series

Abstract

Baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae is putatively an attractive host for producing antibodies. The production yields are low, however, and therefore the ongoing research is focused on improving the productivity of the yeast. In contrast, plasma cells are very efficient in producing antibodies, thus the objective of this thesis was to utilize information on plasma cells gained from enrichment analysis when selecting genes for experiments in S. cerevisiae. The enrichment analysis was conducted on nine data subsets from four data sets containing transcriptomic data from naïve B cells and plasma cells. The analysis yielded total of 142 enriched terms, out of which seven were chosen for closer inspection to see which genes comprise them. Four genes, SBH1, GPD2, TRX1 and TRX2, were selected to be overexpressed and knocked out in antibody-secreting yeast. The results on the secretion of antibody were analysed by ELISA. In the in vivo testing, the overexpression of TRX2 increased most the secretion of antibody. In contrast, the overexpression of TRX1 resulted in lower antibody concentrations. The overexpression of SBH1 had conflicting results under different growth conditions, and its knockout didn’t affect the secretion of antibody. The knockout of GPD2 increased the relative antibody secretion. Overall, the results of this thesis show that combining enrichment analysis and experiments in vivo is a feasible way to enhance the production of antibodies in yeast.

Saccharomyces cerevisiae -hiiva on lupaava organismi vasta-aineiden tuotantoon. Kuitenkin toistaiseksi saanto on vähäistä, joten meneillään oleva tutkimus keskittyy tuotannon parantamiseen. Plasmasolut sen sijaan ovat hyvin tehokkaita vasta-aineiden tuottajia, joten tämän työn tarkoituksena oli hyödyntää plasmasolujen geenien rikastumisanalyysistä saatua tietoa valittaessa geenejä, mitä muokata vasta-aineita tuottavassa S. cerevisiae-hiivassa. Rikastusmisanalyysissä tutkittiin transkriptomiikkadataa neljästä eri tutkimuksesta. Data koostui B-solujen ja plasmasolujen transkriptioista, ja se oli jaettu yhdeksään alaosioon. Tuloksena oli yhteensä 142 rikastunuttua biologista termiä, joista seitsemästä tutkittiin tarkemmin, mistä geeneistä ne koostuivat. Rikastumisanalyysissä löydetyistä geeneistä neljä, SBH1, GPD2, TRX1 ja TRX2, valittiin vaimennettavaksi ja yliekspressoitaviksi vasta-aineita tuottavassa hiivassa. Vasta-ainetuoton tulokset analysoitiin ELISAlla. In vivo -kokeissa TRX2-geenin yliekspressio paransi parhaiten vasta-ainetuottoa, mutta kontrastina sille TRX1-geenin yliekspressio huononsi vasta-aineen tuotantoa. SBH1-geenin yliekspressio antoi ristiriitaisia tuloksia eri kasvatusolosuhteissa, ja sen vaimentaminen ei vaikuttanut vasta-ainetuottoon. GPD2-geenin vaimentaminen paransi suhteellista vasta-ainetuotantoa. Tämän työn tulokset näyttävät, että rikastumisanalyysin ja laboratoriokokeiden yhdistäminen on yksi strategia hiivan vasta-ainetuoton parantamiseen.

Description

Supervisor

Frey, Alexander

Thesis advisor

Koskela, Essi

Keywords

Saccharomyces cerevisiae, gene enrichment analysis, plasma cell, antibody

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201512165599

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC