אנחנו מדגימים את הטכניקה הבסיסית מולקולרי מהנדס ולהתפתח סינתטיים Adeno הקשורים נגיפיים (AAV) טיפול וקטורים גנים באמצעות DNA המשפחה גרירת רגליים. יתר על כן, אנו מספקים הנחיות כלליות ודוגמאות נציג לבחירת וניתוח של capsids chimeric בודדים בעלי תכונות משופרות על תאים היעד בתרבות או בעכברים.
Adeno הקשורים נגיפיים (AAV) וקטורים מהווים חלק מכלי הרכב החזקים ביותר ומבטיח להעברת טיפולית הגן האנושי עקב שילוב ייחודי של תכונות מועילות 1. אלה כוללים את apathogenicity של וירוסים wildtype הבסיס לבין מתודולוגיות מתקדמות ביותר לייצור גבוהה titer טוהר גבוהה, וקליניים כיתה וקטורים רקומביננטי 2. יתרון נוסף של מערכת מסוימת AAV על וירוסים אחרים הוא הזמינות של עושר טבעי של קפסיד, השונים בנכסים חיוניים עדיין יכולים להיות מהונדסים בקלות באמצעות וקטורים 1,2 פרוטוקול נפוץ. יתר על כן, מספר קבוצות, כולל שלנו פיתחו לאחרונה אסטרטגיות להשתמש באותם וירוסים טבעי כתבניות ליצירת וקטורים סינתטיים אשר גם לשלב את הנכסים של קפסיד קלט מרובים, או אשר משפרים את המאפיינים של אחת לבודד. הטכנולוגיות המתאימות כדי להשיג מטרות אלה arה-DNA או המשפחה דשדוש 3, כלומר פיצול של גנים שונים AAV קפסיד ואחריו הרכבה מחדש שלהם מבוסס על homologies חלקי (בדרך כלל> 80% עבור רוב קפסיד AAV), או להציג פפטיד 4,5, כלומר הכנסה של 7 חומצות אמינו בדרך כלל לתוך לולאה חשוף של capsid ויראלי שבו פפטיד אידיאלי מתווכת מחדש מיקוד לסוג התא הרצוי. להצלחה מקסימלית, שתי השיטות מיושמות באופן תפוקה גבוהה לפיה הפרוטוקולים הם עד בקנה מידה להניב ספריות של כ 1,000,000 קפסיד גרסאות שונות. שיבוט כל כך מורכב משילוב ייחודי של וירוסים הורים רבים (גישת ה-DNA של גרירת רגליים) או מכילה פפטיד ייחודי בתוך עמוד השדרה ויראלי זהה (גישת התצוגה פפטיד). השלב האחרון לאחר מכן הוא איטרטיבי מבחר של הספרייה כזה על תאים היעד על מנת להעשיר את capsids בודדים הממלאים את רוב או את כל הדרישות אידיאלי של תהליך הבחירה. זו האחרונה רצוי לסרקאינס לחץ חיובי, כגון גידול לסוג תא מסוים של עניין, עם סלקציה שלילית, לשם מניעת מופע של כל capsids מגיבים עם נוגדנים נגד AAV. שילוב זה מגדיל הסיכוי capsids סינתטיים ששרדו את הבחירה להתאים את הצרכים של היישום ניתן באופן סביר להניח שלא נמצאו כל AAV טבעי לבודד. כאן, אנו מתמקדים בשיטת ה-DNA המשפחה דשדוש כמו תיאורטית ו ניסיוני יותר מאתגר של שתי הטכנולוגיות. אנו מתארים ולהפגין בכל האמצעים החיוניים לייצור ובחירת גררה את רגליה ספריות AAV (איור 1), ולאחר מכן לדון את החסרונות ואת ההיבטים הקריטיים של הפרוטוקולים, כי אחד צריך להיות מודע כדי להצליח עם האבולוציה AAV מולקולרית.
הנה, יש לנו התווה צעדים ניסיוניים חיוניים והנחיות AAV capsid הנדסת באמצעות DNA המשפחה גרירת רגליים ועל האבולוציה בתאים או בבעלי חיים. בעיקרו של דבר, פרוטוקולים אלה הן גרסאות סטנדרטיות של הנהלים שאנחנו דיווח לראשונה בתחום AAV בשנת 2008 3. בעוד גל של מחקרי מעקב על ידי אחרים …
The authors have nothing to disclose.
החוקרים בתודה להכיר תמיכה יוצאת דופן של המעבדה שלהם, חברי הצוות ולעבוד לפי אשכול של אקסלנס CellNetworks באוניברסיטת היידלברג, כמו גם על ידי Chica והיינץ שאלר (CHS) קרן. אנו מעריכים כי אבולוציה מולקולרית AAV באמצעות DNA המשפחה גרירת רגליים הפך להיות פעיל מאוד בתחום מאז הפרסום הראשוני שלנו לפני שלוש שנים, ולכן מתנצל בפני כל כותבי פרסומים רלוונטיים שעבודתם לא ניתן לצטט כאן בגלל אילוצי מקום.
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
DNase I | Invitrogen | 18068-015 |
Polyethylenimine (PEI) | Sigma-Aldrich | 408727 |
Restriction enzymes | NEB | Various |
T4 DNA Ligase | NEB | M0202T |
Gel extraction kit | Qiagen | 28704 |
Phusion II polymerase Kit | Finnzymes (NEB) | F-540S |
HotStar Hifi polymerase Kit | Qiagen | 202602 |
DMSO | Finnzymes (NEB) | F-540S (part of kit) |
EDTA (25 mM) | Invitrogen | 18068-015 (part of kit) |
Tris | Roth | 4855.2 |
Ampicilin sodium salt | Roth | K029.2 |
dNTPs (10 mM, 100 μl) | Invitrogen | 18427013 |
Iodixanol (OptiPrep) | Axis-shield | 1114739 |
Phenolred | Merck | 107241 |
Plasmid mega prep kit | Qiagen | 12181 |
Ultracentrifuge | Beckman-Coulter | Optima L90K |
Quick-Seal centrifuge tubes | Beckman-Coulter | 342414 |
Electroporation unit | Bio-Rad | GenePulserXcell |
Thermal cycler | Eppendorf | Vapo Protect |
Heating block | BIOER | MB-102 |
Fluorescence microscope | Olympus | IX81 |
FACS analyser | Beckman-Coulter | Cytomics FC500 MLP |
MegaX DH10B T1R cells | Invitrogen | C640003 |
Benzonase | Merck | 101695 |
Adenovirus-5 | ATCC | VR-5 |
pBlueScript II KS(+) plasmid | Stratagene | 212207 |
cap5F (Pac I site in yellow, cap5-specific sequences in bold): GACTCTTAATTAACAGGTATGTCTTTTGTTGATCACCCTCC |
IDTDNA | Custom primer |
cap5R (Asc I site in green, cap5-specific sequences in bold): GTGAGGGCGCGCCTTAAAGGGGTCGGGTAAGGTATC |
IDTDNA | Custom primer |