タンパク質導入は、細胞に生物学的に活性なタンパク質の直接配信を可能にします。このようなDNAトランスフェクションまたはウイルス形質導入などの従来の方法とは対照的に、この非侵襲的なパラダイムは、細胞毒性および永久的な遺伝子修飾による発癌性形質転換のリスクを回避滴定可能な方法で高効率な細胞の操作が可能になります。
タンパク質導入法は、哺乳動物細胞への生物学的活性物質の直接配信が可能になります[レビューのために1,2を参照してください]。この1つは、いわゆる細胞透過性ペプチド(CPPの)の転位能力を利用することができるため、また、タンパク質導入ドメイン(PTDs)として指定。ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV – 1)タット(転写のトランス活性化因子)タンパク質は、広く使用されているから派生したTAT – CPP。正に帯電したTATは、それによってエンドサイトーシスまたは/およびダイレクト膜貫通2で細胞膜の障壁を克服する細胞透過性を促進する。核局在化シグナルとの組み合わせで(NLS)の融合タンパク質は核展示機能を入力することができます。私たちのビデオプレゼンテーションは、細胞透過性タンパク質のエンジニアリング、建設、生産とDNA修飾酵素Creの細胞透過性のバージョンのアプリケーションのための例示として、示しています。
CREは、in vitroおよびin vivoでの哺乳類細胞には34塩基対のloxP部位を認識し、再結合することができる部位特異的リコンビナーゼである。そのためのCre / loxP部位システムが広く、条件付きで生きている細胞3,4のゲノムに突然変異を誘発するために使用されます。細胞へのアクティブなCreリコンビナーゼの配信は、しかし、制限を表します。
我々は、目的遺伝子の直接挿入を可能にし、急速に便利と標準化された方法でベクトル内で使用される別のドメインとタグのクローンを作成するためのプラットフォームを提供するpSESAMEベクターシステムを、説明します。別のタグの再配置は、より高い収率と良好な溶解性を達成する可能性を提供する融合タンパク質の生化学的特性を変更することが示されている。我々は、で、大腸菌から組換え細胞透過性のタンパク質を発現し、精製する方法を示しています。組換えのCreタンパク質の機能は、最終的にその細胞内リコンビナーゼの活性を評価することにより、細胞培養で検証されます。
Creを融合タンパク質の精製プロセス中にそれは遠心分離の前に氷冷TBS緩衝液の添加を省略することが重要です。そうしないとCreリコンビナーゼは、グリセロールのバッファ内に沈殿する傾向がある。
溶出画分は、融合タンパク質、追加の溶出緩衝液の高濃度に起因する混濁になるために表示されている場合は解決策が再びクリアされるまで追加する必要があります。
Creを融合タンパク質の10μMのアプリケーションは、通常80〜100%の組換えの効率が低下します。 ES細胞用培地の主要な成分であるウシ胎児血清(FCS)が強くタンパク質導入を阻害する。したがって、Creリコンビナーゼの高濃度は、使用する必要がありました。無血清条件下での作業時に以下の蛋白質(0.5 – 2μM)は、同様の組換えの効率を達成するために使用することができます。
手でpSESAMEベクター系では、ある者は、Oct4とSox2の7とScl/Tal1 8などなどの転写因子を含む他のタンパク質へのタンパク質導入の手法を適用することができます。
我々は、オリバーBrüstleおよび幹細胞工学グループ、サポートと貴重な議論のためのボン大学、のすべてのメンバーに感謝。我々は、SDS – PAGEの準備とプロジェクト全体で永続的なサポートのためのザビーネシェンクに感謝。ニコルラスとアンナMagerhansは、優れた技術サポートを提供した。さらに、映画の制作のためにアンドレアスバーとシーラメルテンスに感謝します。この作品は、フォルクスワーゲン財団(AZ I/77864)と教育研究のドイツ省(BMBF、01 GN 0813)からの補助金によって支えられている。
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 |