mRNA 전기 포란을 사용하여 조류 배아에서 여러 단백질의 빠르고 효율적인 발현

전기 개출은 전기 펄스를 사용하여 플라즈마 막에 일시적인 기공을 생성하여 핵산이나 화학 물질과 같은 물질이 시토솔로 전달되도록하는 물리적 형질 감염 방법입니다. 전기 천공은 박테리아, 효모, 식물 및 포유류 세포^1,2,^3으로DNA를 전달하는 데 널리 사용됩니다. 그것은 일상적으로 세포의 개발 또는 라벨 이동 세포의 유전 제어를 연구하기 위해 개발 조류 배아 내에서 대상 세포와 조직에 유전 페이로드를 소개하는 데 사용^{4,5,6, 7}. 그러나 DNA 전기 화 8과 관련하여몇 가지 실험적 한계가 존재합니다. 예를 들면, DNA 전기천공은 수시로 세포 당 발현 벡터의 높게 가변적인 수를 소개하고 그 후에 mRNAs 및 단백질은 그(것)들이 인코딩합니다. 이러한 가변성은 이미지 분석과 데이터 해석을 모두 복잡하게 하는 상당한 세포 세포 이질성으로 이어질 수^있다9,^10. 추가적으로, DNA 전기 천공에서 단백질은 단지 발현하기 시작 ~3 시간 후 전기 천공및 12 시간까지 세포 수와 형광 강도의 최대 효율에 도달하지 않습니다, 가능성이 때문에 핵으로 전달하고 완료하는 데 필요한 시간 생체 내 전사 및 번역^{모두 11}.

대조적으로, mRNA 형질감염은 미세주입^12,13,mRNA lipofectamine 형질감염에 의한 인간 줄기세포를 재프로그래밍하여 제노푸스 라에비스 난모세포를 포함한 다양한 모델 시스템에서 효과적으로 사용되고 있다¹⁴ , 성인 마우스^15에서반응성 신경 줄기 세포를 전기화. 우리는 별개의 형광 성 단백질 (FPs)를 인코딩하는 시험관 내 합성 mRNAs를 사용하여 초기 조류 배아 발달 중에 세포를 효율적으로 라벨링하는 mRNA 전기 화기의 능력을 테스트했습니다. 우리의 연구를 위해, 우리는 pCS2+ 벡터, 제노푸스와 얼룩말 배아에서 단백질을 발현하기 위해 일반적으로 사용되는 다목적 발현 벡터를 사용했습니다. pCS2+에 있는 SP6 및 T7 RNA 중합효소 프로모터는 시험관 내 전사/번역 시스템에서 사용될 때 어떤 복제된 유전자든지에서 mRNA 그리고 단백질의 합성을 허용합니다.

여기에서, 우리는 mRNA 전기 천공이 메추라기 배아를 가두기에서 형광 성 단백질 (FPs)의 빠르고 효율적인 발현을 허용한다는 것을 보여줍니다. 우리는 이러한 연구에 사용되는 많은 발현 벡터를 설계하고 생성했습니다. 예를 들어, 우리는 LifeAct-eGFP 유전자^16을 CMV 프로모터 및 SP6 프로모터로부터 발현하기 위해 pCS2+ 벡터^17로 subcloned하였다. 삽입된 유전자는 SP6 프로모터의 하류및 SV40 폴리(A)꼬리(18)의 상류에 놓여 있다. mRNA 및 DNA와 함께 전기화된 배아에서, 시험관내 전사 mRNAs에서 부호매겨진 FPs는 전기 천공의 20 분 안에 처음 검출된 반면, DNA 발현 벡터에서 FPs는 3 시간 후에만 검출되었습니다. 막 단백질은 동시에 배아로 전기화될 수 있어 개별 세포에서 여러 단백질을 빠르고 효율적으로 발현할 수 있습니다. 마지막으로, 광표백(FRAP) 분석 후 생체 내 형광 회복을 사용하여, 우리는 대부분의 전기포케이트 mRNAs가 2시간 내에 붕괴되는 것을 보여준다. 따라서, 제한된 새로운 단백질 번역과 결합된 빠른 초기 단백질 생산은 mRNA 전기화를 발현의 시간적 조절이 필요할 때 귀중한 기술로 만든다.