Transdução da proteína permite a entrega direta de proteínas biologicamente ativos nas células. Em contraste com os métodos convencionais, tais como a transfecção de DNA viral ou transdução este paradigma não-invasivo altamente eficiente permite a manipulação celular de uma forma titulável contornar toxicidade celular eo risco de transformação oncogênica por modificação genética permanente.
A técnica de transdução de proteína permite a entrega directa do material biologicamente ativo em células de mamíferos [para revisão ver 1,2]. Para este pode-se fazer uso da capacidade translocação dos peptídeos chamada célula penetrante (CPPs), também designado como domínios de proteína de transdução (PTDs). O TAT-CPP derivado do tipo de vírus da imunodeficiência humana 1 (HIV-1) Tat proteína (trans-ativador de transcrição) tem sido amplamente utilizada. O TAT positivamente carregada promove permeabilidade celular, assim, superar as barreiras da membrana celular por endocitose e / ou penetração direta da membrana 2. Em combinação com um sinal de localização nuclear (NLS) proteínas de fusão são capazes de entrar a funcionalidade núcleo expositoras. Nossa apresentação em vídeo demonstra, como uma exemplificação para a engenharia de células-permeável proteínas, a construção, produção e aplicação de uma versão de células-permeável do DNA-enzima Cre modificando.
Cre recombinase é um site-specific que é capaz de reconhecer e recombinar base de 34 sites de loxP par em células de mamíferos in vitro e in vivo. Portanto, o sistema Cre / loxP é amplamente utilizado para condicionalmente induzir mutações no genoma das células vivas 3,4. A entrega de ativos Cre recombinase para as células, no entanto, representa uma limitação.
Nós descrevemos o sistema vector pSESAME, que permite uma inserção direta do gene de interesse e fornece uma plataforma para rapidamente clone diferentes domínios e marcas usadas dentro do vetor de uma maneira conveniente e padronizado. Reorganização das tags diferentes tem sido mostrado para modificar as propriedades bioquímicas das proteínas de fusão com a possibilidade da obtenção de maior rendimento e melhor solubilidade. Demonstramos como expressar e purificar recombinante de células-permeante proteínas e de E. coli. A funcionalidade da proteína recombinante Cre está finalmente validada em cultura de células, avaliando sua atividade recombinase intracelular.
Durante o processo de purificação da proteína de fusão Cre, é importante não omitir a adição de gelo tampão TBS frio antes da centrifugação. Caso contrário Cre recombinase tende a precipitar dentro do buffer de glicerol.
Se a fração eluato parece tornar-se turva devido à alta concentração de proteína de fusão do buffer de eluição deve ser adicionado até que a solução cancelou novamente.
A aplicação de 10 mM de Cre proteína de fusão normalmente resulta em uma eficiência de recombinação de 80 a 100%. Soro fetal bovino (FCS), sendo um componente importante do ES médio de células inibe fortemente transdução de proteína. Portanto, alta concentração de Cre recombinase teve que ser usado. Ao trabalhar no soro livre de condições menos proteínas (0,5-2 mM) pode ser utilizado para alcançar a eficiência de recombinação semelhante.
Com o sistema vector pSESAME na mão pode-se aplicar a técnica de transdução de proteína para outras proteínas, incluindo fatores de transcrição como Oct4 e Sox2 7 e 8 Scl/Tal1.
Agradecemos a Oliver Brüstle e todos os membros do Grupo de Engenharia de Células-Tronco da Universidade de Bonn, de apoio e valiosas discussões. Agradecemos a Sabine Schenk para a preparação do SDS-PAGE e apoio permanente ao longo do projeto. Nicole Russ e Anna Magerhans prestou apoio técnico excelente. Além disso, gostaríamos de agradecer a Andreas Bär e Sheila Mertens para a produção do filme. Este trabalho foi financiado por doações da Fundação Volkswagen (Az I/77864) eo Ministério Alemão de Educação e Pesquisa (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 |
|||
K3(FeIII(CN)6) | Sigma | P-3367 | ||
K4 (FeII(CN)6) | Sigma | P-9387 | ||
MgCl2 | Sigma | M8266 | ||
X-Gal | Sigma | B4252 |