RU2746162C2 - Method of transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant protein - glutamic acid decarboxylase - Google Patents

Method of transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant protein - glutamic acid decarboxylase Download PDF

Info

Publication number
RU2746162C2
RU2746162C2 RU2019124565A RU2019124565A RU2746162C2 RU 2746162 C2 RU2746162 C2 RU 2746162C2 RU 2019124565 A RU2019124565 A RU 2019124565A RU 2019124565 A RU2019124565 A RU 2019124565A RU 2746162 C2 RU2746162 C2 RU 2746162C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gad65
cells
transfection
cultivation
protein
Prior art date
Application number
RU2019124565A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019124565A (en
RU2019124565A3 (en
Inventor
Дмитрий Степанович Поляков
Антонина Евгеньевна Ходова
Вадим Борисович Васильев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт экспериментальной медицины" (ФГБНУ "ИЭМ")
Priority to RU2019124565A priority Critical patent/RU2746162C2/en
Publication of RU2019124565A publication Critical patent/RU2019124565A/en
Publication of RU2019124565A3 publication Critical patent/RU2019124565A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2746162C2 publication Critical patent/RU2746162C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Enzymes And Modification Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of molecular genetics and medical biotechnology and can be used in medicine for designing technology of differential diagnosis of autoimmune diabetes, stiff-person syndrome and other diseases. A method has been developed for transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant protein - glutamate decarboxylase GAD65, based on transfection of HEK293 cell culture with a specially constructed plasmid containing human protein GAD65 gene under the eukaryotic promotor. Stable gene expression and synthesis of GAD65 protein in transfected HEK293 cells is achieved through regular additional enrichment of the culture medium with glutamine.
EFFECT: proposed method for cultivation of GAD65-producer cells in a medium with increased glutamine content allows ensuring stable synthesis of glutamate decarboxylase under laboratory conditions with simultaneous increased transfection efficiency.
1 cl, 2 dwg, 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области молекулярной генетики и медицинской биотехнологии и может быть использовано в медицине при создании технологий дифференциальной диагностики аутоиммунного сахарного диабета, синдрома мышечной скованности и других заболеваний.The invention relates to the field of molecular genetics and medical biotechnology and can be used in medicine to create technologies for the differential diagnosis of autoimmune diabetes mellitus, muscle stiffness syndrome and other diseases.

Глутаматдекарбоксилазa (GAD, GAD65, GAD67) - это фермент, катализирующий преобразование глутаминовой кислоты в гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) посредством реакции декарбоксилирования, как показано на фиг. 1.Glutamate decarboxylase (GAD, GAD65, GAD67) is an enzyme that catalyzes the conversion of glutamic acid to gamma-aminobutyric acid (GABA) through a decarboxylation reaction as shown in FIG. one.

В организме млекопитающих глутаматдекарбоксилазa существует в виде двух изоформ - GAD67 и GAD65, кодируемых двумя генами - GAD1 и GAD2. Числа 67 и 65 указывают на молекулярную массу изоформ - 67 кДа и 65 кДа соответственно. Оба гена экспрессируются в клетках мозга и в поджелудочной железе, причем GAD65 обнаруживается в основном в синаптических терминалях, а GAD67 - в синаптических терминалях, в теле нейрона и в аксонах (Kaufman D.L., Houser C.R., Tobin A.J. Two forms of the gamma-aminobutyric acid synthetic enzyme glutamate decarboxylase have distinct intraneuronal distributions and cofactor interactions. - J. Neurochem. 1991; 56:720-723). Появление аутоантител к GAD65 предшествует развитию инсулин-зависимого сахарного диабета (Baekkeskov S., Aanstoot H.J., Christgau S., Reetz A., Solimena M, Cascalho M, Folli F, Richter-Olesen H, De Camilli P., Identification of the 64K autoantigen in insulin-dependent diabetes as the GABA-synthesizing enzyme glutamic acid decarboxylase. Nature. 1990, 347(6289):151-6). In mammals, glutamate decarboxylase exists in two isoforms, GAD67 and GAD65, encoded by two genes, GAD1 and GAD2. The numbers 67 and 65 indicate the molecular weight of the isoforms - 67 kDa and 65 kDa, respectively. Both genes are expressed in brain cells and in the pancreas, with GAD65 found mainly in synaptic terminals, and GAD67 in synaptic terminals, in the neuron body and in axons (Kaufman DL, Houser CR, Tobin AJ Two forms of the gamma-aminobutyric acid synthetic enzyme glutamate decarboxylase have distinct intraneuronal distributions and cofactor interactions. - J. Neurochem. 1991; 56: 720-723). The emergence of autoantibodies to GAD65 precedes the development of insulin-dependent diabetes mellitus (Baekkeskov S., Aanstoot HJ, Christgau S., Reetz A., Solimena M, Cascalho M, Folli F, Richter-Olesen H, De Camilli P., Identification of the 64K autoantigen in insulin-dependent diabetes as the GABA-synthesizing enzyme glutamic acid decarboxylase Nature 1990, 347 (6289): 151-6).

Также антитела к GAD часто обнаруживаются у пациентов с синдромом мышечной скованности (Lohmann T., Hawa M., Leslie R.D., Lane R., Picard J., Londei M. “Immune reactivity to glutamic acid decarboxylase 65 in stiffman syndrome and type 1 diabetes mellitus”. Lancet, July 2000, 356 (9223): 31-5. DOI:10.1016/S0140-6736(00)02431-4). По сути, в этих случаях аутоантитела к GAD65 являются маркерами соответствующего аутоиммунного заболевания. У здоровых людей аутоантитела к GAD65 отсутствуют. Обнаружение аутоантител к GAD65 в крови больных является важным шагом в дифференциальной диагностике аутоиммунного сахарного диабета, синдрома мышечной скованности и других заболеваний.Also, antibodies to GAD are often found in patients with muscle stiffness syndrome (Lohmann T., Hawa M., Leslie RD, Lane R., Picard J., Londei M. “Immune reactivity to glutamic acid decarboxylase 65 in stiffman syndrome and type 1 diabetes mellitus. "Lancet, July 2000, 356 (9223): 31-5. DOI: 10.1016 / S0140-6736 (00) 02431-4). In fact, in these cases, autoantibodies to GAD65 are markers of the corresponding autoimmune disease. In healthy people, autoantibodies to GAD65 are absent. The detection of autoantibodies to GAD65 in the blood of patients is an important step in the differential diagnosis of autoimmune diabetes mellitus, muscle stiffness syndrome and other diseases.

Для лабораторного измерения концентрации аутоантител к GAD65 в биологических жидкостях человека нужен антиген, представляющий собой GAD65, имеющий ту же аминокислотную последовательность и, предпочтительно, ту же конформацию, что GAD65, присутствующий в человеческих клетках.For laboratory measurement of the concentration of autoantibodies to GAD65 in human biological fluids, an antigen is required that is GAD65, having the same amino acid sequence and preferably the same conformation as GAD65 present in human cells.

Тематика культивирования белка глутаматдекарбоксилазы или использования культур, экспрессирующих ген глутаматдекарбоксилазы, уже становилась предметом исследований. Известен способ добавления витамина B6 для улучшения выхода глутаматдекарбоксилазы в культуре клеток E. coli ((Pat. No CN 104531652) Method for adding vitamin B6 to improve yield of glutamate decarboxylase, and application thereof). Однако этот способ не подходит для работы с глутаматдекарбоксилазой в эукариотических клетках. Культивирование глутаматдекарбоксилазы предпочтительно осуществляют в эукариотических культурах клеток, т.к. данный белок в природе существует в клетках млекопитающих. Cultivation of the glutamate decarboxylase protein or the use of cultures expressing the glutamate decarboxylase gene has already become the subject of research. A known method of adding vitamin B6 to improve the yield of glutamate decarboxylase in E. coli cell culture ((Pat. No CN 104531652) Method for adding vitamin B6 to improve yield of glutamate decarboxylase, and application thereof). However, this method is not suitable for working with glutamate decarboxylase in eukaryotic cells. The cultivation of glutamate decarboxylase is preferably carried out in eukaryotic cell cultures, since this protein naturally exists in mammalian cells.

Задачей настоящего изобретения явилась разработка способа получения такого антигена в лабораторных условиях. Для решения этой задачи нами создана тест-система, состоящая из клеточной культуры HEK293, полученной из клетки надпочечника абортированного эмбриона человека, экспрессирующей ген белка GAD65. Предполагается, что с синтезированным таким образом антигеном будут взаимодействовать аутоантитела, присутствующие в крови пациентов. Для этого сконструирована плазмида, содержащая под эукариотическим промотором ген человеческого белка GAD65. После трансфекции клеточной культуры HEK293 полученной плазмидой достигнута стабильная экспрессия гена и синтез белка GAD65 в трансфицированных клетках HEK293. Такая клеточная культура может использоваться для обнаружения аутоантител к GAD65 в сыворотках больных при помощи стандартного иммуноцитохимического анализа, (Bosman FT. Monoclonal antibodies in immunocytochemistry. Acta Histochem Suppl. 1988;35:27-32). Под больными здесь подразумеваются люди, которым достоверно диагностирован диабет первого типа, возникший из-за появления аутоантител к GAD65. Кровь больных получена с их согласия, и после центрифугирования плазма отделена от форменных элементов, а затем заморожена при -20°С для дальнейшего анализа.The aim of the present invention was to develop a method for producing such an antigen in a laboratory setting. To solve this problem, we created a test system consisting of a HEK293 cell culture obtained from an aborted human embryo adrenal gland cell expressing the GAD65 protein gene. It is assumed that autoantibodies present in the blood of patients will interact with the antigen synthesized in this way. For this, a plasmid was constructed containing the gene for the human protein GAD65 under the eukaryotic promoter. After transfection of the HEK293 cell culture with the resulting plasmid, stable gene expression and GAD65 protein synthesis were achieved in transfected HEK293 cells. Such cell culture can be used to detect autoantibodies to GAD65 in patient sera by standard immunocytochemical assays (Bosman FT. Monoclonal antibodies in immunocytochemistry. Acta Histochem Suppl. 1988; 35: 27-32). Patients here mean people who have been reliably diagnosed with type 1 diabetes due to the appearance of autoantibodies to GAD65. The blood of the patients was obtained with their consent, and after centrifugation, the plasma was separated from the formed elements, and then frozen at -20 ° C for further analysis.

Однако в ходе работы с клеточной культурой HEK293 было выявлено, что скорость деления клеток HEK293, синтезирующих рекомбинантный белок глутаматдекарбоксилазу (GAD65) (далее по тексту HEK293-GAD) снижена по сравнению с клетками, не синтезирующими указанный белок (табл. 1). Этот эффект обусловлен тем, что синтезируемая в трансфицированных клетках глутаматдекарбоксилаза преобразует поступающую из культуральной среды глутаминовую кислоту в гамма-аминомасляную кислоту, в результате чего трансфицированные клетки испытывают дефицит глутаминовой кислоты, что снижает скорость синтеза белков, необходимых для деления клетки.However, in the course of work with the HEK293 cell culture, it was revealed that the rate of division of HEK293 cells synthesizing the recombinant protein glutamate decarboxylase (GAD65) (hereinafter referred to as HEK293-GAD) is reduced in comparison with cells that do not synthesize this protein (Table 1). This effect is due to the fact that glutamate decarboxylase synthesized in transfected cells converts glutamic acid coming from the culture medium into gamma-aminobutyric acid, as a result of which the transfected cells experience a deficiency of glutamic acid, which reduces the rate of synthesis of proteins necessary for cell division.

В результате любой трансфекции получается смесь из трансфицированных и не трансфицированных клеток. При дальнейшей культивации все клетки делятся или погибают. Поскольку нетрансфицированные клетки делятся быстрее, то со временем они практически вытесняют из культуры трансфицированные клетки (табл. 1).As a result of any transfection, a mixture of transfected and non-transfected cells is obtained. With further cultivation, all cells divide or die. Since untransfected cells divide faster, over time they practically displace transfected cells from culture (Table 1).

Это затрудняет использование культивируемых клеток для обнаружения аутоантител к GAD65 в сыворотках пациентов при помощи имунноцитохимического исследования. Этот же фактор, кроме того, является препятствием для создания клеточной линии, стабильно синтезирующей рекомбинантную глутаматдекарбоксилазу GAD65. This makes it difficult to use cultured cells to detect autoantibodies to GAD65 in patient sera using immunocytochemical studies. The same factor, in addition, is an obstacle to the creation of a cell line that stably synthesizes the recombinant glutamate decarboxylase GAD65.

Техническая задача настоящего изобретения состоит в разработке способа трансфекции и культивирования клеток-продуцентов, обеспечивающих стабильный синтез глутаматдекарбоксилазы GAD65.The technical problem of the present invention is to develop a method for transfection and cultivation of producer cells, providing stable synthesis of glutamate decarboxylase GAD65.

Предлагаемое техническое решениеProposed technical solution

Стандартные среды для культивирования клеток животных (например, среда Игла, Игла МЕМ, 199, DMEM, DMEM/F12) содержат, помимо других компонентов, глутамин (0,3-0,6 мг/мл) и глутаминовую кислоту (от 0,007). При хранении среды глутамин постепенно превращается в глутаминовую кислоту. В организмах животных этот процесс катализируется глутаминазой (фиг. 2).Standard media for the cultivation of animal cells (for example, Eagle's medium, Eagle's MEM, 199, DMEM, DMEM / F12) contain, among other components, glutamine (0.3-0.6 mg / ml) and glutamic acid (from 0.007). During storage of the medium, glutamine is gradually converted to glutamic acid. In animal organisms, this process is catalyzed by glutaminase (Fig. 2).

В живых организмах глутаминовая кислота присутствует в составе белков, ряда низкомолекулярных веществ и в свободном виде. Она играет важную роль в азотистом обмене. Глутаминовая кислота относится к группе заменимых аминокислот и играет важную роль в организме, ее содержание в организме составляет до 25% от всех аминокислот.In living organisms, glutamic acid is present in proteins, a number of low molecular weight substances and in free form. It plays an important role in nitrogen metabolism. Glutamic acid belongs to the group of nonessential amino acids and plays an important role in the body, its content in the body is up to 25% of all amino acids.

Использование трансфицированных клеток для обнаружения аутоантител к GAD65 в сыворотках пациентов при помощи иммуноцитохимического исследования предполагает гиперэкспрессию GAD65 в этих клетках. То есть полезные в диагностике трансфицированные клетки должны синтезировать намного больше GAD65, чем его синтезируется в природных условиях. Если не будет гиперэкспресии, то чувствительность таких тест-систем будет слишком низкой. Вполне ожидаемо, что большое количество синтезированного GAD65 метаболизирует значимое количество глутаминовой кислоты, тем самым обедняя клетку данной аминокислотой.The use of transfected cells to detect autoantibodies to GAD65 in patient sera by immunocytochemistry suggests overexpression of GAD65 in these cells. That is, transfected cells useful in diagnostics must synthesize much more GAD65 than it is synthesized under natural conditions. If there is no overexpression, then the sensitivity of such test systems will be too low. It is quite expected that a large amount of synthesized GAD65 metabolizes a significant amount of glutamic acid, thereby depleting the cell with this amino acid.

Нами установлено, что регулярное дополнительное обогащение глутамином среды, в которой культивируются HEK293-GAD клетки, решает указанную выше техническую задачу (табл. 1). Кроме того, установлено, что обогащение глутамином среды, в которой осуществляется трансфекция клеток плазмидой, содержащей ген GAD65, значительно повышает эффективность трансфекции (табл. 3). При этом для достижения указанных эффектов конечная концентрация глутамина в культуральной среде должна значительно превышать концентрацию глутаминовой кислоты в стандартных культуральных средах, таких как Игла, Игла МЕМ, 199, DMEM, F12, DMEM/F12 и других.We have found that regular additional enrichment with glutamine of the medium in which HEK293-GAD cells are cultivated solves the above technical problem (Table 1). In addition, it was found that glutamine enrichment of the medium in which cells are transfected with a plasmid containing the GAD65 gene significantly increases the efficiency of transfection (Table 3). Moreover, to achieve these effects, the final concentration of glutamine in the culture medium should significantly exceed the concentration of glutamic acid in standard culture media such as Igla, Igla MEM, 199, DMEM, F12, DMEM / F12 and others.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Пример 1. Детекция GAD65 с помощью Вестерн-блот-анализа. Example 1. Detection of GAD65 using Western blot analysis.

Клетки HEK293 культивировали при +37°С в CO2-инкубаторе (5% CO2, влажность 100) в среде DMEM/F12, содержащей эмбриональную телячью сыворотку (FBS) (10%), антибиотики (5000 ЕД/мл пенициллина G, и 50 мкг/мл стрептомицина), амфотерицин В (25 мкг/мл) и глутамин (до 9,6 мг/мл). При образовании клетками монослоя, его дезинтегрировали с помощью раствора Версена и клетки дважды отмывали PBS. К 107 клеток добавляли по 500 мкл буферных растворов I и II для экстракции белков (буфер I: 50 мМ Трис-HCl, pH 7.4, 250 мМ сахарозы, 25 мМ NaCl, 0.1 мг/мл ингибитора трипсина из сои, 2 мМ ЭДТА, 0.1% NP-40; буфер II: 50 мМ Трис-HCl, pH 8.0, 1% Тритон X-100, 150 мМ NaCl). Клетки в буфере пипетировали, ресуспендировали с помощью вортекса, инкубировали на льду в течение 30 мин и центрифугировали при 13000 g в течение 10 мин при 4°С. В надосадочной жидкости, содержащей солюбилизированные мембранные белки, определяли концентрацию белка. Белки супернатанта разделяли электрофоретически (50 мкг общего белка на дорожку) в полиакриламидном геле в денатурирующих условиях, а затем переносили (полусухой электроперенос) на нитроцеллюлозную мембрану (Anderson et al., 1982) для последующего Вестерн-блот-анализа. Свободные от белков участки мембраны блокировали с помощью 3%-ного раствора обезжиренного молока, приготовленного на PBS (Fluka, Швейцария), в течение 30 мин, затем мембрану инкубировали с сыворотками, содержащими антитела к GAD65 (разведение от 1:10 до 1:100) в течение 1 часа, затем промывали и инкубировали с антителами к антителам человека, конъюгированными с пероксидазой хрена в течение 1 ч (разведение 1:5000). В качестве положительного контроля наносили 1 мкг рекомбинантного GAD65. В качестве хромогенного субстрата использовали 4-хлор-1-нафтол, либо осуществляли визуализацию хемилюминесцентным методом с использованием реагентов ECL (GE Healthcare, Великобритания).HEK293 cells were cultured at + 37 ° C in a CO 2 incubator (5% CO 2 , humidity 100) in DMEM / F12 medium containing fetal bovine serum (FBS) (10%), antibiotics (5000 U / ml penicillin G, and 50 μg / ml streptomycin), amphotericin B (25 μg / ml) and glutamine (up to 9.6 mg / ml). When the cells formed a monolayer, it was disintegrated with a Versene solution and the cells were washed twice with PBS. To 10 7 cells, 500 μL of buffer solutions I and II were added for protein extraction (buffer I: 50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 250 mM sucrose, 25 mM NaCl, 0.1 mg / ml trypsin inhibitor from soy, 2 mM EDTA, 0.1% NP-40; buffer II: 50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 1% Triton X-100, 150 mM NaCl). The cells in the buffer were pipetted, resuspended with a vortex, incubated on ice for 30 min, and centrifuged at 13000 g for 10 min at 4 ° C. In the supernatant containing solubilized membrane proteins, the protein concentration was determined. Proteins of the supernatant were separated by electrophoresis (50 μg total protein per lane) in a polyacrylamide gel under denaturing conditions, and then transferred (semi-dry electrotransfer) to a nitrocellulose membrane (Anderson et al., 1982) for subsequent Western blot analysis. Protein-free membrane areas were blocked using a 3% skim milk solution prepared in PBS (Fluka, Switzerland) for 30 min, then the membrane was incubated with sera containing antibodies to GAD65 (dilution from 1:10 to 1: 100 ) for 1 hour, then washed and incubated with antibodies to human antibodies conjugated with horseradish peroxidase for 1 hour (dilution 1: 5000). 1 μg of recombinant GAD65 was applied as a positive control. 4-chloro-1-naphthol was used as a chromogenic substrate, or visualization was performed by the chemiluminescence method using ECL reagents (GE Healthcare, UK).

Пример 2. Конструирование плазмиды pGAD65-RFP, кодирующей химерный белок.Example 2. Construction of plasmid pGAD65-RFP encoding a chimeric protein.

Кодирующую последовательность гена (кДНК) GAD65 вставляли в плазмиду pRFP (Novagen, США), имеющую MCS перед RFP. Для амплификации нужного фрагмента GAD65 применяли ПЦР с использованием двух специально сконструированных праймеров. The coding sequence of the GAD65 gene (cDNA) was inserted into the pRFP plasmid (Novagen, USA) with MCS before RFP. PCR was used to amplify the desired fragment of GAD65 using two specially designed primers.

Прямой праймер характеризуется последовательностью SEQ ID No 1, а именно 5'-ctgAAGCTTcaATGGGGCCCTGGGGCTGGA, его расчетная температура отжига (Ta) - 60°С; полужирным шрифтом выделена часть олигонуклеотида, комплементарная GAD65; подчеркнут сайт узнавания для эндонуклеазы рестрикции Hind III.The forward primer is characterized by the sequence SEQ ID No. 1, namely, 5'- ctg AAGCTT caATGGGGCCCTGGGGCTGGA, its calculated annealing temperature (Ta) is 60 ° C; the part of the oligonucleotide complementary to GAD65 is shown in bold; the recognition site for the restriction endonuclease Hind III is underlined.

Обратный праймер характеризуется последовательностью SEQ ID No 2, а именно 5'-ctgGTCGACCGCCACGTCATCCTCCAGACT, его расчетная температура отжига (Ta) - 58°С, полужирным шрифтом выделена часть олигонуклеотида, комплементарная 3'-концу кодирующей части GAD65; подчеркнут сайт узнавания для эндонуклеазы рестрикции Sal I. Для вычисления температур плавления и отжига праймеров использовали программу Oligos v.7.1.The reverse primer is characterized by the sequence SEQ ID No. 2, namely 5'- ctg GTCGAC CGCCACGTCATCCTCCAGACT, its calculated annealing temperature (Ta) is 58 ° C, the part of the oligonucleotide complementary to the 3'-end of the coding portion of GAD65 is highlighted in bold; the recognition site for the restriction endonuclease Sal I is underlined. To calculate the melting and annealing temperatures of the primers, the Oligos v.7.1 program was used.

ПЦР проводили в 30 мкл реакционной смеси. Плазмиду pEGFP-N3 и полученный продукт ПЦР обрабатывали эндонуклеазами рестрикции Hind III и Sal I (Fermentas, Литва), и затем очищали. Выделение ДНК из агарозного геля осуществляли с помощью набора фирмы Promega (WizardSV Gel and PCR Clean-Up System, США) согласно инструкции производителя. Лигирование осуществляли при помощи T4 ДНК-лигазы (Fermentas, Литва). Компетентные клетки Escherichia coli штамм DH5(alpha) были трансформированы ДНК, полученной после лигирования, и перенесены на селективную среду, содержащую 100 мкг/мл канамицина. Плазмидную ДНК из выросших клонов выделяли с помощью щелочного лизиса с последующей обработкой РНК-азой, депротеинизацией при экстракции ДНК смесью фенола и хлороформа и осаждением ДНК спиртом. Качество плазмидной ДНК оценивали с помощью электрофореза в 0.8%-ном агарозном геле. Для выявления плазмид со вставкой кДНК GAD65 осуществляли секвенирование на секвенаторе 3500 genetic analyzer (Applied Biosystems, США). Для дальнейшей работы использовали клоны, в плазмидной ДНК которых присутствовала вставка и отсутствовали мутации в кодирующей области GAD65.PCR was carried out in 30 μl of the reaction mixture. Plasmid pEGFP-N3 and the resulting PCR product were treated with restriction endonucleases Hind III and Sal I (Fermentas, Lithuania) and then purified. DNA isolation from agarose gel was carried out using a kit from Promega (WizardSV Gel and PCR Clean-Up System, USA) according to the manufacturer's instructions. Ligation was performed using T4 DNA ligase (Fermentas, Lithuania). Competent cells of Escherichia coli strain DH5 (alpha) were transformed with DNA obtained after ligation and transferred to a selective medium containing 100 μg / ml of kanamycin. Plasmid DNA from grown clones was isolated by alkaline lysis followed by treatment with RNAse, deproteinization during DNA extraction with a mixture of phenol and chloroform, and DNA precipitation with alcohol. The quality of plasmid DNA was assessed by electrophoresis in 0.8% agarose gel. To identify plasmids with the GAD65 cDNA insert, sequencing was performed on a 3500 genetic analyzer (Applied Biosystems, USA). For further work, we used clones in whose plasmid DNA an insert was present and there were no mutations in the coding region of GAD65.

Пример 3. Трансфекция клеток плазмидной ДНК.Example 3. Transfection of cells with plasmid DNA.

Клетки HEK293 культивировали при +37°С в CO2-инкубаторе (5% CO2, влажность 100) в среде DMEM/F12, содержащей эмбриональную телячью сыворотку (FBS) (10%), антибиотики (5000 ЕД/мл пенициллина G, и 50 мкг/мл стрептомицина), амфотерицин В (25 мкг/мл) и глутамин (300 мкг/мл). За день до трансфекции клетки переносили в лунки планшетов с покровными стеклами на дне. Число вносимых в лунку клеток подбирали таким образом, чтобы на следующий день они занимали 20-30% поверхности стекла. Клеточную линию HEK293 трансфицировали кольцевыми формами исходной pEGFP-N3 и pLDLR-EGFP, очищенными из агарозного геля. Трансфекцию осуществляли по стандартному методу (Chen C., Okayama H 1987. High-efficiency transformation of mammalian cells by plasmid DNA. Mol Cell Biol. 7: 2745-2752), используя 100 нг плазмидной ДНК на 1 лунку 96-луночного планшета. Через 24 ч после трансфекции культуральную среду заменяли средой DMEM/F12, содержащей антибиотики и антимикотики, а также 10% FBS и глутамин в концентрации от 4,8 мг/мл. до 9,6 мг/мл. После инкубации в течение от 1 до 9 суток клетки аккуратно промывали PBS и фиксировали 4%-ным параформальдегидом в PBS в течение 10 мин. Препараты отмывали РВS не менее 1 ч, инкубировали 1 ч при комнатной температуре в блокирующем растворе TNB (0.1 M Трис-HCl, pH 7.5, 0.15 M NaCl, 0.5% блокирующего реагента (Perkin Elmer, FP1020, США)), затем 1 ч с антителами против GAD65 при 37°C во влажной камере. Препараты промывали 3 раза в растворе PBS в течение 5 мин. Затем инкубировали 1 час с флуоресцентно-меченными вторичными антителами при 37°C. После промывания препаратов в PBS (3 раза по 5 мин) монтировали покровные стекла на предметные с помощью полимеризующейся смолы для флуоресцентной микроскопии (DAKO, США).HEK293 cells were cultured at + 37 ° C in a CO 2 incubator (5% CO 2 , humidity 100) in DMEM / F12 medium containing fetal bovine serum (FBS) (10%), antibiotics (5000 U / ml penicillin G, and 50 μg / ml streptomycin), amphotericin B (25 μg / ml) and glutamine (300 μg / ml). The day before transfection, the cells were transferred to the wells of plates with coverslips at the bottom. The number of cells introduced into the well was selected so that the next day they occupied 20-30% of the glass surface. The HEK293 cell line was transfected with circular forms of the parent pEGFP-N3 and pLDLR-EGFP purified from agarose gel. Transfection was performed according to a standard method (Chen C., Okayama H 1987. High-efficiency transformation of mammalian cells by plasmid DNA. Mol Cell Biol. 7: 2745-2752) using 100 ng of plasmid DNA per well of a 96-well plate. 24 h after transfection, the culture medium was replaced with DMEM / F12 medium containing antibiotics and antimycotics, as well as 10% FBS and glutamine at a concentration of 4.8 mg / ml. up to 9.6 mg / ml. After incubation for 1 to 9 days, the cells were carefully washed with PBS and fixed with 4% paraformaldehyde in PBS for 10 min. The preparations were washed with PBS for at least 1 h, incubated for 1 h at room temperature in a TNB blocking solution (0.1 M Tris-HCl, pH 7.5, 0.15 M NaCl, 0.5% blocking reagent (Perkin Elmer, FP1020, USA)), then 1 h with antibodies against GAD65 at 37 ° C in a humid chamber. The preparations were washed 3 times in PBS solution for 5 min. Then incubated for 1 hour with fluorescently-labeled secondary antibodies at 37 ° C. After washing the preparations in PBS (3 times for 5 min), cover slips were mounted on the slides using a polymerizing resin for fluorescence microscopy (DAKO, USA).

Предложенный способ культивирования клеток-продуцентов GAD65 в среде с повышенным содержанием глутамина обеспечил стабильный синтез глутаматдекарбоксилазы в лабораторных условиях с одновременным повышением эффективности трансфекции.The proposed method for culturing GAD65-producing cells in a medium with an increased glutamine content provided a stable synthesis of glutamate decarboxylase under laboratory conditions with a simultaneous increase in the efficiency of transfection.

--->--->

ПЕРЕЧЕНЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙLIST OF SEQUENCES

<110> ФГБНУ "ИЭМ" FSBSI “IEM”<110> FSBSI "IEM" FSBSI "IEM"

<120> Способ трансфекции и культивирования клеток,<120> Cell transfection and culture method,

синтезирующих рекомбинантный белок глутаматдекарбоксилазуsynthesizing the recombinant protein glutamate decarboxylase

<140><140>

<141><141>

<160> 2<160> 2

<210> 1<210> 1

<211> 30<211> 30

<212> Нуклеотидная последовательность<212> Nucleotide sequence

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220> <220>

<223> Нуклеотидная последовательность прямого праймера для амплификации гена<223> Gene Amplification Forward Primer Nucleotide Sequence

GAD65 GAD65

<400> 1<400> 1

ctgaagcttc aatggggccc tggggctggactgaagcttc aatggggccc tggggctgga

<210> 2<210> 2

<211> 30<211> 30

<212> Нуклеотидная последовательность<212> Nucleotide sequence

<213> Искусственная последовательность<213> Artificial sequence

<220><220>

<223> Нуклеотидная последовательность обратного праймера для амплификации гена<223> Nucleotide sequence of the reverse primer for gene amplification

GAD65GAD65

<400> 2<400> 2

ctggtcgacc gccacgtcat cctccagactctggtcgacc gccacgtcat cctccagact

<---<---

Claims (1)

Способ трансфекции и культивирования клеток, синтезирующих рекомбинантную глутаматдекарбоксилазу GAD65, включающий создание плазмиды, содержащей эукариотический промотор и нуклеотидную последовательность, кодирующую белок глутаматдекарбоксилазу GAD65, трансфекцию культуры клеток животного полученной плазмидой и культивирование их на питательной среде, отличающийся тем, что культивирование клеток, трансфицированных плазмидой, содержащей ген белка GAD65, осуществляется в течение не менее 3 дней в питательной среде с повышенным содержанием глутамина в концентрации от 2,4 мг/мл до 9,6 мг/мл.A method for transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant glutamate decarboxylase GAD65, including the creation of a plasmid containing a eukaryotic promoter and a nucleotide sequence encoding the protein glutamate decarboxylase GAD65, transfection of an animal cell culture with the obtained plasmid and their cultivation on a nutrient medium, characterized by the fact that containing the GAD65 protein gene, is carried out for at least 3 days in a nutrient medium with an increased content of glutamine at a concentration of 2.4 mg / ml to 9.6 mg / ml.
RU2019124565A 2019-07-30 2019-07-30 Method of transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant protein - glutamic acid decarboxylase RU2746162C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124565A RU2746162C2 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Method of transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant protein - glutamic acid decarboxylase

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019124565A RU2746162C2 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Method of transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant protein - glutamic acid decarboxylase

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019124565A RU2019124565A (en) 2021-02-01
RU2019124565A3 RU2019124565A3 (en) 2021-02-01
RU2746162C2 true RU2746162C2 (en) 2021-04-08

Family

ID=74550786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019124565A RU2746162C2 (en) 2019-07-30 2019-07-30 Method of transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant protein - glutamic acid decarboxylase

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2746162C2 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104531652A (en) * 2014-12-04 2015-04-22 江南大学 Method for adding vitamin B6 to improve yield of glutamate decarboxylase, and application thereof
RU2624139C2 (en) * 2011-12-05 2017-06-30 Фэктор Байосайенс Инк. Methods and formulations for cells transfection

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2624139C2 (en) * 2011-12-05 2017-06-30 Фэктор Байосайенс Инк. Methods and formulations for cells transfection
CN104531652A (en) * 2014-12-04 2015-04-22 江南大学 Method for adding vitamin B6 to improve yield of glutamate decarboxylase, and application thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOSMAN FT. Monoclonal antibodies in immunocytochemistry, Acta Histochem Suppl. 1988; 35:27-32. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019124565A (en) 2021-02-01
RU2019124565A3 (en) 2021-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Estévez et al. Uridine insertion/deletion RNA editing in trypanosome mitochondria—a review
JP6306545B2 (en) Reactive unnatural amino acid genetic code addition
JP5932117B2 (en) Transcription of suppressor TRNA in vertebrate cells
Park et al. The pathogenic A3243G mutation in human mitochondrial tRNALeu (UUR) decreases the efficiency of aminoacylation
CN104328086A (en) Site Specific Incorporation of Non-Natural Amino Acids by Vertebrate Cells
KR20150127034A (en) Ergothioneine production through metabolic engineering
CN1033838A (en) ribozyme
CN105658807A (en) Engineered proteins with protease cleavage site
CN106190983B (en) Heterozygosis for vertebrate cells inhibits tRNA
RU2746162C2 (en) Method of transfection and cultivation of cells synthesizing recombinant protein - glutamic acid decarboxylase
US6066460A (en) Method for cloning secreted proteins
US20230250401A1 (en) Method for selecting cell
JP2021531281A (en) Mitochondrial enhancement therapy for kidney disease
US20210205368A1 (en) Mitochondrial augmentation therapy of renal diseases
Portois et al. Functional analysis of the glucose response element of the rat glucagon receptor gene in insulin-producing INS-1 cells
JPH04252180A (en) Method for obtaining glucose-6-phosphoric acid dehydrogenase dna, microorganism and dna, method for obtaining glucose-6-phosphoric acid dehydro- nase and method and reagent for enzymatic measure- ment of glucose-6-phosphoric acid content in sample solution
Courel et al. Hyaluronectin is produced by oligodendrocytes and Schwann cells in vitro
US8030027B2 (en) Method for enhancing recombinant antibody production
CN111349614B (en) Method for improving culture density of CHO cells
KR20130055313A (en) A method for in-vitro expansion of erythroid cells using high-density culture
CN113637675B (en) Production method, nucleotide sequence, expression vector and expression system of human serum albumin
US20100062488A1 (en) Preparation process of recombinant human p43 protein
Xia et al. A novel isoform of hydroxyacyl-CoA dehydrogenase inhibits cell proliferation
US20240117431A1 (en) Stem-cell based biomarker discovery
CN102250852B (en) Clone and expression of bovine recombinant alpha-1,3-galactoside transferase (GT)