Transduction des protéines permet la livraison directe de protéines biologiquement actives dans les cellules. Contrairement aux méthodes conventionnelles telles que la transfection d'ADN ou de transduction virale ce paradigme non invasive permet une manipulation très efficace cellulaires de façon titrable contourner la toxicité cellulaire et le risque de transformation oncogénique par modification génétique permanente.
La technique de transduction de protéines permet la livraison directe du matériel biologiquement active dans les cellules de mammifères [pour revue, voir 1,2]. Pour cela, on peut faire usage de la capacité translocation des peptides cellule dite pénétrante (CPP), également désigné comme domaines de transduction protéique (DAP). Le TAT-RPC dérivés du type de virus de l'immunodéficience humaine 1 (VIH-1) Tat (trans-activateur de la transcription) des protéines a été largement utilisé. Les chargés positivement TAT favorise la perméabilité des cellules permettant ainsi de surmonter les barrières de la membrane cellulaire par endocytose et / ou la pénétration de membrane directe 2. En combinaison avec un signal de localisation nucléaire (NLS) des protéines de fusion sont capables d'entrer dans le noyau de fonctionnalité exposantes. Notre vidéo de présentation démontre, comme une ampliation de l'ingénierie des protéines cellulaires perméables, la construction, la production et l'application d'une version de cellules-perméable de la CRE ADN modification enzymatique.
Cre est une recombinase site-spécifique qui est capable de reconnaître et de se recombiner 34 sites loxP dans paires de base des cellules de mammifères in vitro et in vivo. Par conséquent, le système Cre / loxP est largement utilisé pour induire des mutations conditionnellement dans le génome de 3,4 cellules vivantes. La livraison des actifs de la recombinase Cre dans les cellules, cependant, représente une limitation.
Nous décrivons le système vectoriel pSESAME, ce qui permet une insertion directe du gène d'intérêt et fournit une plateforme pour cloner rapidement les différents domaines et les tags utilisés dans le vecteur d'une manière commode et standardisés. Réorganisation des balises différentes a été montré pour modifier les propriétés biochimiques des protéines de fusion offrant une possibilité d'atteindre un rendement supérieur et une meilleure solubilité. Nous démontrons comment exprimer et de purifier les cellules recombinantes perméants protéines à l'intérieur et de E. coli. La fonctionnalité de la protéine recombinante Cre est finalement validé en culture cellulaire en évaluant son activité recombinase intracellulaire.
Pendant le processus de purification de la protéine fusion Cre il est important de ne pas omettre l'ajout de la glace froide tampon TBS avant la centrifugation. Sinon recombinase Cre tend à précipiter dans la mémoire tampon glycérol.
Si la fraction de l'éluat semble devenir trouble dû à la forte concentration de protéine de fusion élution tampon supplémentaire doit être ajouté jusqu'à ce que la solution a autorisé à nouveau.
L'application de 10 uM de la protéine fusion Cre entraîne habituellement une efficacité de recombinaison de 80 à 100%. Sérum de veau foetal (FCS) étant une composante importante du milieu de cellules ES inhibe fortement la transduction des protéines. Par conséquent une forte concentration de la recombinase Cre a dû être utilisé. Lorsque vous travaillez dans un milieu sans sérum moins de protéines (0,5 – 2 M) peut être utilisé pour réaliser des économies recombinaison similaires.
Avec le système vectoriel pSESAME à portée de main, on peut appliquer la technique de transduction protéique à d'autres protéines, y compris les facteurs de transcription tels que Oct4 et Sox2 7 et 8 Scl/Tal1.
Nous remercions Olivier Brüstle et tous les membres du groupe d'ingénierie de cellules souches de l'Université de Bonn, de soutien et de discussions fructueuses. Nous remercions Sabine Schenk pour la préparation du SDS-PAGE et le soutien continu tout au long du projet. Nicole Russ et Magerhans Anna fourni un excellent soutien technique. Par ailleurs, nous tenons à remercier Andreas Bär et Mertens Sheila pour la production du film. Ce travail a été soutenu par des subventions de la Fondation Volkswagen (Az I/77864) et le ministère allemand de l'Education et la Recherche (BMBF, 01 GN 0813).
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
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TUNER (DE3) pLacI | Novagen | 70625 | ||
Glycerol | Carl Roth | 3783.2 | ||
Na2HPO4 | Roth | T876.1 | ||
Trizma Base | Sigma-Aldrich | T1503 | ||
HCl | Roth | 4625.1 | ||
Imidazol | Roth | X998.4 | ||
NaCl | Roth | 9265.2 | ||
Yeast Extract | Roth | 2363.4 | ||
Trypton/Pepton | Roth | 8952.4 | ||
K2HPO4 | Roth | P749.2 | ||
KH2PO4 | Roth | 3904.1 | ||
Ampicillin | Sigma | A9518 | ||
Carbenicillin | Sigma | 6344.2 | ||
HEPES | Sigma | H3375 | ||
Lysozyme | Sigma | 62971 | ||
Benzonase | Novagen | |||
L-Tartaric acid, disodium salt | Sigma | |||
50% Ni-NTA slurry | Invitrogen | R901-15 | ||
EconoPac columns | Biorad | 732-1010 | ||
Sterile filter 0,22μm | Whatman | |||
Paraformaldehyde (PFA) | Sigma | |||
LB medium | Yeast extract, Trypton/Pepton, NaCl | |||
TB medium | Yeast extract, Trypton/Pepton, Glycerol, K2HPO4, KH2PO4 | |||
Lysis Buffer | 50 mM Na2HPO4, 5 mM Tris, pH 7.8 | |||
Tartaric Salt Buffer (TSB) | PTB containing 2 M L-Tartaric acid, disodium salt, and 20 mM Imidazol | |||
Washing Buffer | PTB, 500 mM NaCl, 15 mM Imidazol | |||
Elution Buffer | PTB, 500 mM NaCl, 250 mM Imidazol | |||
High Salt Buffer | 600 mM NaCl, 20 mM HEPES, pH 7.4 | |||
Gylcerol Buffer | 50% glycerol, 500 mM NaCl, 20 mM HEPES, pH 7.4 | |||
TrypLE™ Express | Invitrogen | |||
ESGRO (LIF) | Millipore | |||
NEAA | Gibco | 11140035 | ||
L-Glutamin | Gibco | 25030024 | ||
β-Mercaptoethanol | Gibco | 31350010 | ||
DMEM | Gibco | 11960044 | ||
PBS | Gibco | |||
Fetal Calf Serum (FCS) | PAA | |||
X-Gal staining solution: | 4 mM K3(FeIII(CN)6), 4 mM K4(FeII(CN)6), 2mM MgCl2 0.4 mg/mL X-Gal solved in PBS |
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K3(FeIII(CN)6) | Sigma | P-3367 | ||
K4 (FeII(CN)6) | Sigma | P-9387 | ||
MgCl2 | Sigma | M8266 | ||
X-Gal | Sigma | B4252 |