Transducción de la proteína permite la entrega directa de proteínas biológicamente activas en las células. En contraste con los métodos convencionales, tales como la transfección de ADN o transducción viral de este paradigma no invasiva permite la manipulación celular de alta eficiencia de una manera valorable eludir la toxicidad celular y el riesgo de la transformación oncogénica de la modificación genética permanente.
La técnica de la transducción de la proteína permite la entrega directa de material biológicamente activo en células de mamífero [para una revisión véase 1,2]. Para esto se puede hacer uso de la capacidad de translocación de los péptidos de células llamadas penetrantes (CPP), designado también como dominios de la proteína de transducción (PTDs). El TAT-CPP derivan del tipo de virus de inmunodeficiencia humana 1 (VIH-1) Tat (trans-activador de la transcripción) de la proteína ha sido ampliamente utilizado. La carga positiva TAT promueve la permeabilidad celular superando así las barreras de la membrana celular por endocitosis y / o penetración de la membrana directa 2. En combinación con una señal de localización nuclear (NLS) de proteínas de fusión son capaces de entrar en el núcleo de la funcionalidad de exhibición. Nuestra presentación en video demuestra, como un ejemplo para la ingeniería de proteínas penetran en las células, la construcción, producción y aplicación de una versión penetran en las células del ADN Cre-modificando la enzima.
Cre recombinasa es un sitio específico que es capaz de reconocer y recombinar base de 34 sitios loxP par en células de mamíferos in vitro e in vivo. Por lo tanto el sistema Cre / loxP es ampliamente utilizado para inducir condicional mutaciones en el genoma de 3,4 células vivas. La entrega de los activos de la recombinasa Cre en las células, sin embargo, representa una limitación.
Se describe el sistema de vectores pSESAME, lo que permite una inserción directa del gen de interés, y ofrece una plataforma para clonar rápidamente los diferentes dominios y las etiquetas utilizadas en el vector de una manera conveniente y estandarizada. Reordenación de las diferentes etiquetas se ha demostrado que modificar las propiedades bioquímicas de las proteínas de fusión proporciona la posibilidad de lograr un mayor rendimiento y una mejor solubilidad. Demostramos cómo expresar y purificar recombinante de células permeables en proteínas y de E. coli. La funcionalidad de la proteína recombinante Cre es finalmente validada en el cultivo celular mediante la evaluación de su actividad recombinasa intracelular.
Durante el proceso de purificación de la proteína de fusión Cre que es importante no omitir la adición de hielo frío buffer TBS antes de la centrifugación. De lo contrario la recombinasa Cre tiende a precipitar en el búfer de glicerol.
Si la fracción de eluido parece enturbiarse debido a la alta concentración de tampón de elución de proteínas de fusión se debe agregar hasta que la solución haya desaparecido de nuevo.
La aplicación de 10 mM de proteína de fusión Cre generalmente resulta en una eficiencia de la recombinación de 80 a 100%. Suero fetal bovino (FCS) es un componente importante del medio de células ES inhibe fuertemente la transducción de las proteínas. Por lo tanto, alta concentración de la recombinasa Cre tuvo que ser utilizado. Cuando se trabaja en condiciones libres de suero menos proteínas (0,5 a 2 M) se puede utilizar para lograr eficiencias similares recombinación.
Con el sistema de vector pSESAME a mano se puede aplicar la técnica de la transducción de la proteína con otras proteínas incluyendo factores de transcripción como Oct4 y Sox2 7 y 8 Scl/Tal1.
Damos las gracias a Oliver Brüstle y todos los miembros del Grupo de Ingeniería madre Celular de la Universidad de Bonn, de apoyo y las valiosas discusiones. Damos las gracias a Sabine Schenk para la preparación de la SDS-PAGE y el apoyo permanente durante todo el proyecto. Nicole Russ y Magerhans Anna proporcionan un excelente soporte técnico. Además, nos gustaría agradecer a Andreas Bär y Sheila Mertens para la producción de la película. Este trabajo fue apoyado por becas de la Fundación Volkswagen (Az I/77864) y el Ministerio Alemán de Educación e Investigación (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 |