CZ295047B6 - General-purposes cell system for testing ingression of substances into cell nuclei - Google Patents

General-purposes cell system for testing ingression of substances into cell nuclei Download PDF

Info

Publication number
CZ295047B6
CZ295047B6 CZ200475A CZ200475A CZ295047B6 CZ 295047 B6 CZ295047 B6 CZ 295047B6 CZ 200475 A CZ200475 A CZ 200475A CZ 200475 A CZ200475 A CZ 200475A CZ 295047 B6 CZ295047 B6 CZ 295047B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
nls
egfp
sequence
testing
protein
Prior art date
Application number
CZ200475A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ200475A3 (en
Inventor
Martin Bunček
Radovan Haluza
Šárka Mikolajská
Original Assignee
Generi Biotech S. R. O.
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 Generi Biotech S. R. O. filed Critical Generi Biotech S. R. O.
Priority to CZ200475A priority Critical patent/CZ200475A3/en
Publication of CZ295047B6 publication Critical patent/CZ295047B6/en
Publication of CZ200475A3 publication Critical patent/CZ200475A3/en

Links

Abstract

The present invention relates to a process for preparing a cell testing system for testing ingression of fluorescently labeled synthetic molecules of various chemical natures into eukaryotic cell nuclei. The invented system employs fusion reporter protein ubiquitin, EGFP (Enhanced Green Fluorescent Protein) and amplifiable NLS (Nuclear Localization Sequence), ensuring green fluorescence of the cell nuclei. There is also described a fusion protein sequence, preparation process of a vector encoding such sequence, preparation process of a stable eukaryotic cell line expriming a cloned fusion protein.

Description

Oblast technikyTechnical field

Toto řešení náleží do oblasti molekulární genetiky a genové terapie, klonování rekombinantních DNA molekul, vytvoření geneticky modifikovaných, stabilně transformovaných buněčných linií. Vynález je úzce spojen s použitím DNA expresního vektoru nesoucí reportérový fúzní protein, který umožňuje monitorovat transport látek přes jadernou membránu.This solution belongs to the field of molecular genetics and gene therapy, cloning of recombinant DNA molecules, creation of genetically modified, stably transformed cell lines. The invention is closely related to the use of a DNA expression vector carrying a reporter fusion protein that allows the transport of substances across the nuclear membrane to be monitored.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

GFP (Green fluorescent protein) je v molekulární biologii často užívaným markérem pro sledování pochodů v buňce, ke studiu genové exprese a lokalizace proteinů. Poprvé byl izolován z mořského živočicha, medúzy Aequorea victoria. Celý gen je tvořen 238 aminokyselinami. Je schopen tvořit fůzní proteiny jak na C-, tak i N- konci při současném zachování fluorescence.GFP (Green fluorescent protein) is a frequently used marker in molecular biology to monitor cell pathways, to study gene expression and protein localization. It was first isolated from a marine animal, the jellyfish Aequorea victoria. The entire gene consists of 238 amino acids. It is able to form fusion proteins at both the C- and N- terminus while maintaining fluorescence.

GFP fluoreskuje díky chromoforu, který vzniká autokatalyticky cyklizaci tří aminokyselin za přítomnosti molekulárního kyslíku. Nevyžaduje pro svou fluorescenci žádné další substráty nebo kofaktory (1). Proces intramolekulární biosyntézy GFP chromoforu vyžaduje oxidaci O2 a vedlejším produktem této reakce je uvolnění molekul H2O2 v stechiometrickém poměru 1:1 vztažené k počtu vzniklých molekul GFP s aktivním chloroformem (2), viz Obr. 1. Generované kyslíkové radikály se stávají pro buňky toxickými s následnou indukcí apoptózy (3).GFP fluoresces due to the chromophore that results from autocatalytic cyclization of three amino acids in the presence of molecular oxygen. It requires no further substrates or cofactors for its fluorescence (1). The process of intramolecular biosynthesis of the GFP chromophore requires O 2 oxidation, and a byproduct of this reaction is the release of H 2 O 2 molecules in a stoichiometric ratio of 1: 1 based on the number of GFP molecules formed with active chloroform (2). 1. Generated oxygen radicals become toxic to cells with subsequent induction of apoptosis (3).

V současné době je známo několik typů mutant GFP, které se dělí do skupin podle typu jejich chromoforu, který je zodpovědný za fluorescenci. EGFP (ethanced GFP) je mutantní variantou divokého typu (wild-type) GFP, ve které došlo k substituci dvou aminokyselin, a to k záměně Phe za Leu v poloze 64 a Ser za Thr v poloze 65. EGFP má na rozdíl od divokého typu jiné spektrální vlastnosti, jasnější fluorescenci a výrazně se liší ve schopnosti fluorescence při 37 °C. Zatímco divoký typ fluoreskuje při teplotě místnosti a teplotách nižších, EGFP má schopnost fluoreskovat při 37 °C. Jinak jsou si mutanty strukturálně velice podobné (4).Several types of GFP mutants are currently known to be grouped according to the type of their chromophore that is responsible for fluorescence. EGFP (ethanced GFP) is a mutant variant of the wild-type GFP in which two amino acids have been substituted, namely the replacement of Phe to Leu at position 64 and Ser to Thr at position 65. EGFP, unlike the wild type other spectral properties, clearer fluorescence, and differ significantly in fluorescence at 37 ° C. While wild type fluoresces at room and lower temperatures, EGFP has the ability to fluoresce at 37 ° C. Otherwise, the mutants are structurally very similar (4).

Použití GFP nebo EGFP je předmětem mnoha řešení patent. Příkladem může být patent US2002009712. Příkladem využití GFP fúzního proteinu, např. sGas proteinem je patentová přihláška W003008435.The use of GFP or EGFP is the subject of many patent solutions. An example is US2002009712. An example of the use of a GFP fusion protein, e.g., a sGas protein, is WO003008435.

Nukleární lokalizační signál (NLS) je jedním z řady lokalizačních signálů, který řídí jaderný transport látek. Kromě mitózy, kdy je jaderná membrána rozpadlá, je transport látek řízen komplexem jaderných pórů NPC (nuclar póre complex), které jsou tvořeny asi sto různých proteiny, tzv. nukleoporiny. Ty jsou uspořádány do kruhu tak, že tvoří podobu basketbalového koše, kterým se NLS protein spolu s přenášeným substrátem přenese z cytoplazmy do jádra.Nuclear localization signal (NLS) is one of a number of localization signals that direct nuclear transport of substances. In addition to mitosis, when the nuclear membrane is disintegrated, the transport of substances is controlled by the nuclear nucleate pore complex (NPC), which is made up of about a hundred different proteins, called nucleoporins. These are arranged in a circle to form a basketball basket by which the NLS protein, along with the transferred substrate, is transferred from the cytoplasm to the nucleus.

Proteiny do velikosti přibližně 40 kDa mohou do jádra procházet prostou difúzi. Proteiny o velikosti větší než 40 kDa vstupují do jádra zprostředkovaně, vyžadují energii a NLS. Navzdory tomu oligonukleotidy o velikosti 10 až 25 bps (což odpovídá průměrně 6 kDa) mají limitující schopnost penetrace. Oligonukleotidy mají hydrofílní charakter a nepříliš snadno prostupují buněčnými membránami.Proteins of up to about 40 kDa can be diffused into the nucleus. Proteins larger than 40 kDa enter the nucleus indirectly, requiring energy and NLS. Despite this, oligonucleotides of 10 to 25 bps (corresponding to an average of 6 kDa) have a limiting penetration capability. Oligonucleotides are hydrophilic in nature and do not readily penetrate cell membranes.

Mechanismus přenosu přes jadernou membránu je následující: NLS obsahuje vazebné místo pro importin α. V první fázi transportu se NLS váže k heterodimeru α,β importinu prostřednictvím zmiňovaného vazebného místa. Importin β je zodpovědný za dopravu NLS spolu s importovaným substrátem k cytoplazmatickým fílamentům NPC. Ihned proběhne translokace systému na jadernou stranu NPC. Translace je energeticky náročný proces, vyžaduje hydrolýzu GTP. Trans- 1 CZ 295047 B6 nukleární proces je ukončen uvolnění importovaného substrátu v jádře a uvolněním heterodimeru importinu, který se v disociovaném stavu vrací zpět do cytoplazmy (5).The mechanism of nuclear membrane transfer is as follows: NLS contains an importin α binding site. In the first phase of transport, NLS binds to the α, β importin heterodimer via the binding site. Importin β is responsible for transporting NLS together with the imported substrate to the cytoplasmic NPC parliaments. The system will immediately be translocated to the nuclear side of the NPC. Translation is an energy-intensive process, requiring GTP hydrolysis. The nuclear process is terminated by releasing the imported substrate in the nucleus and releasing the importod heterodimer, which in the dissociated state returns to the cytoplasm (5).

NLS se v molekulární biologii využívá ke studiu zprostředkovaného transportu nebo pasivní difúze látek, proteinů přes jaderný obal v eukaryotických buňkách. Využívá se fúzních proteinů NLS s např. GFP nebo EGFP, čímž se také zabývá patent od přihlášky WO9849325.NLS is used in molecular biology to study the mediated transport or passive diffusion of substances, proteins through the nuclear envelope in eukaryotic cells. NLS fusion proteins with, e.g., GFP or EGFP are utilized, which is also discussed in patent application WO9849325.

Ubiquitin je součástí proteolytického degradačního systému, který má význam v mnoha regulačních procesech buňky, jako jsou např. regulace buněčného cyklu, diferenciace, apoptóza. nezanedbatelný význam má také v regulaci transkripce a v onkogenezi.Ubiquitin is part of a proteolytic degradation system that is important in many cell regulatory processes, such as cell cycle regulation, differentiation, apoptosis. It is also of considerable importance in the regulation of transcription and in oncogenesis.

Ubiquitinylace je jedním z hlavních nelysozomálních procesů odbourávání proteinů s krátkým i dlouhým poločasem rozpadu v savčích buňkách. Specificky rozpoznává chybné, abnormální, nadbytečné nebo buňce cizí proteiny. Nejprve se substrát váže kovalentně k řetězci polybiquitinu, následně 26S proteazom pomocí specifického signálu rozpoznává takto navázaný substrát a degraduje jej (6).Ubiquitinylation is one of the major non-lysosomal degradation processes of both short and long half-life proteins in mammalian cells. Specifically, it recognizes erroneous, abnormal, redundant or cellular proteins. First, the substrate binds covalently to the polybiquitin chain, then the 26S proteasome recognizes the substrate so bound by a specific signal and degrades it (6).

Ubiquitin je v praxi také využíván ke studiu aktivity proteazomu. K vyhodnocení aktivity na základě akumulace reportérového proteinu v živých buňkách slouží vektor kódující fúzní protein ubiquitin-GFP, čímž se zabývá patentová přihláška WO0181427.Ubiquitin is also used in practice to study proteasome activity. The vector encoding the ubiquitin-GFP fusion protein serves to evaluate activity based on reporter protein accumulation in living cells, which is the subject of patent application WO0181427.

Kromě ubiquitinu je známá PĚST sekvence (sekvence bohatá na prolin (P), glutámovou kyselinu (E), serin (S) a threonin (T)), která se podílí také na degradaci proteinů. Tato sekvence byla použita při zkonstruování vektoru obsahující fúzní protein a EGFP proto, aby se zvýšil obrat EGFP, jehož zvýšená exprese se stává pro buňku toxickou. Příkladem je patentová přihláška WO9954348, kde je výše zmíněné předmětem řešení.In addition to ubiquitin, the FIST sequence (a sequence rich in proline (P), glutamic acid (E), serine (S) and threonine (T)) is also known to be involved in protein degradation. This sequence was used in the construction of a vector containing the fusion protein and EGFP to increase EGFP turnover, whose overexpression becomes toxic to the cell. An example is patent application WO9954348, where the above-mentioned subject matter is solved.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Tento buněčný systém pro testování vstupu látek do jader je založen na konstrukci expresního vektoru kódující sekvenci pro fúzní protein ubiquitinu, EGFP a amplifikovaného jaderného lokalizačního signálu (Ubi EGFP NLS). Dále, námi předkládané řešení je založeno na využití výše zmíněného expresního vektoru pro vytvoření stabilně transfekové buněčné linie produkující fúzní protein Ubi_EGFP_NLS.This cellular system for testing entry of substances into nuclei is based on the construction of an expression vector encoding a sequence for the ubiquitin fusion protein, EGFP, and an amplified nuclear localization signal (Ubi EGFP NLS). Further, the present invention is based on the use of the aforementioned expression vector to create a stably transfected cell line producing the Ubi_EGFP_NLS fusion protein.

EGFP je zde pro svou schopnost fluorescence využíván jako reportérový gen. EGFP si zachovává svou funkčnost i po spojení s cílovým proteinem jak na C-, tak i na N-konci. Tohoto faktu bylo využito při konstrukci fúzního proteinu s amplifikovanou NLS sekvencí na C-konci EGFP. V tomto případě jaderný lokalizační signál (odvozen od SV40 T-large antigenu izolovaného z opičího viru) zabezpečí transport EGFP do jádra a zajistí tak zelenou jadernou fluorescenci za daných podmínek.EGFP is used here as a reporter gene for its fluorescence ability. EGFP retains its functionality even after coupling to the target protein at both the C- and N-terminus. This has been used to construct a fusion protein with an amplified NLS sequence at the C-terminus of EGFP. In this case, the nuclear localization signal (derived from the SV40 T-large antigen isolated from the simian virus) will ensure the transport of EGFP to the nucleus, thereby ensuring green nuclear fluorescence under the conditions.

Jak bylo zmíněno v části Dosavadní stav techniky, jsou patentové vektory kódující fúzní protein GFP, příp. EGFP s NLS. Námi předkládaný návrh se odlišuje od výše citovaného patentu zejména tím, že ve vektorovém konstruktu je také začleněna sekvence ubiquitinu, jehož funkcí je zajistit zvýšenou degradaci EGFP a tím zabránit možnému toxickému působení na živé buňky a také uspořádáním amplifikované NLS sekvence.As mentioned in the Prior Art section, patent vectors encoding a GFP fusion protein, respectively. EGFP with NLS. Our proposal differs from the above-cited patent in particular in that the ubiquitin sequence is also included in the vector construct, the function of which is to ensure increased degradation of EGFP and thereby prevent possible toxic effects on living cells, as well as the arrangement of the amplified NLS sequence.

Exprese EGFP je řízena silným eukaryotním CMV promotorem, který je zakódován ve vektoru pUF2. Při vysoké expresi EGFP se tento protein může stát pro buňky toxickým a ta na to reaguje spuštěním apoptické kaskády. Zvýšené množství EGFP proteinu je možné regulovat specifickým proteinem ubiquitinem, který se účastní proteolytických pochodů v buňce.EGFP expression is driven by a strong eukaryotic CMV promoter, which is encoded in the pUF2 vector. With high EGFP expression, this protein can become toxic to cells and it responds by triggering an apoptotic cascade. The increased amount of EGFP protein can be regulated by the specific ubiquitin protein involved in proteolytic processes in the cell.

-2CZ 295047 B6-2GB 295047 B6

Fúzní protein ubiquitinu s EGFP zajistí degradaci fúzního proteinu a tedy i jeho rychlejší obrat, čímž se snižuje toxický vliv kyslíkových radikálů vznikajících při tvorbě EGFP aktivního chromoforu. V námi navrhovaném řešení je ubiquitin připojen k EGFP na jeho N-konci. Jedinečností tohoto návrhu je to, že oproti jiným patentům námi předkládaná sekvence kóduje „in frame“ nejen ubiquitin a EGFP, aleje také spojen s amplifikovanou NLS sekvencí.The ubiquitin fusion protein with EGFP ensures degradation of the fusion protein and hence its faster turnover, thereby reducing the toxic effect of the oxygen radicals resulting from the formation of the EGFP active chromophore. In our proposed solution, ubiquitin is attached to EGFP at its N-terminus. The uniqueness of this design is that, unlike other patents, the sequence we present encodes not only ubiquitin and EGFP in-frame, but is also associated with the amplified NLS sequence.

Fúzní protein ubiquitinu, EGFP a amplifikované NLS sekvence zajistí na jedné straně lokalizaci EGFP v jádře a následně jeho zelenou fluorescenci, na druhé straně se zvýší celkový obrat EGFP a tím se sníží jeho možné toxické působení na buněčnou kulturu.The ubiquitin fusion protein, EGFP, and amplified NLS sequences, on the one hand, localize the EGFP in the nucleus and subsequently its green fluorescence, on the other hand, increase the overall turnover of EGFP and thereby reduce its possible toxic effect on cell culture.

Jak již bylo zmíněno, vektor kódující UbiEGFPNLS je použit pro přípravu stabilní linie exprimující EGFP do jádra při současném zvýšeném obratu EGFP. Takto připravený buněčný testovací systém je vhodný pro testování a monitorování vstupu, transportu fluorescenčně značených látek různé chemické povahy do jader eukaryotických buněk.As mentioned, the vector encoding UbiEGFPNLS is used to prepare a stable EGFP expressing line into the nucleus while increasing EGFP turnover. The cell assay system thus prepared is suitable for testing and monitoring the entry, transport of fluorescently labeled substances of different chemical nature into the nuclei of eukaryotic cells.

Tento systém je vhodný pro testování vstupu nemodifikovaných i modifikovaných fluorescenčně značených oligonukleotidů do buněčných jader jako potenciální genových terapeutik.This system is suitable for testing the entry of unmodified and modified fluorescently labeled oligonucleotides into cell nuclei as potential gene therapeutics.

Vektorové konstrukty kódující Ubi EGFP NLS nejsou zatím předmětem žádného řešení patentů.The vector constructs encoding the Ubi EGFP NLS have not yet been the subject of any patent solution.

Příklad provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Základní kostru vektoru pUF2_Ubi_EGFP_NLS tvoří plazmid pUF2. je tvořen 6252 bps, nese geny pro neomycinovou a amplicilinovou rezistenci, CMV promotor. Do tohoto plazmidů je restiktázami Xbal a Notl vklonován „im frame“ gen kódující fúzí protein pro Ubi EGFP NLS.The backbone of the vector pUF2_Ubi_EGFP_NLS is the plasmid pUF2. It consists of 6252 bps, carries genes for neomycin and amplicillin resistance, the CMV promoter. The im frame gene encoding the Ubi EGFP NLS protein fusion is cloned into this plasmid by Xbal and Notl restictases.

Sekvence ubiquitinu byla namnožena pomocí PCR. Templátovou DNA byla lidská cDNA. Za použití DNA/RNA syntetizéru (ABI 394; Applied Biosystems, Foster City, USA) byly nasyntetizovány primery:The ubiquitin sequence was amplified by PCR. The template DNA was human cDNA. Using a DNA / RNA synthesizer (ABI 394; Applied Biosystems, Foster City, USA), primers were synthesized:

Ubisense: 5'-CGG GAT CCC CGC GCC ATC ATG GAG ATC TTC GTG AAG ACC-3'Ubisense: 5'-CGG GAT CCC CGC GCC ATC ATG

Ubiantisense: 5'- GGA ATT CGG TAC CGC GCA GAC GCA GCA CCA GGT GCA AGG-3'Ubiantisense: 5'- GGA ATT CGG TAC CGC GCA GAC GCA GCA

Primer Ubi sense je navržen tak, že kóduje restrikční místo pro BamHI a Bblll, primer obsahuje také ATG kodon s Kozákovou sekvencí. Primer Ubi antisense kóduje restrikční místo pro KpnI a EcoRI.The Ubi sense primer is designed to encode a BamHI and Bblll restriction site, the primer also contains an ATG codon with a Kozak sequence. The Ubi antisense primer encodes a restriction site for KpnI and EcoRI.

Namnožená DNA byla štěpena enzymy KpnI a BamHI a vligována T4 DNA ligázou do vektoru pUC131 štěpeného týmiž restrikčními enzymy, viz Obr. 2. Takto připravený rekombinantní plazmid pUC131_Ubi byl namnožen v bakteriální kultuře E. coli, poté byla izolována plazmidová DNA (QUIGEN kit). Insert byl ověřen restrikcí a sekvenací.The amplified DNA was digested with KpnI and BamHI and ligated with T4 DNA ligase into the pUC131 vector digested with the same restriction enzymes. 2. The recombinant plasmid pUC131_Ubi thus prepared was amplified in E. coli bacterial culture, and plasmid DNA (QUIGEN kit) was then isolated. The insert was verified by restriction and sequencing.

Sekvence ubiquitinu o velikosti 242 bps byla dále překlonována restriktázami BamHi a Ncol do vektoru pEGFP (Clontech) štěpeného stejnými enzymy, viz Obr. 3.The ubiquitin sequence of 242 bps was further cloned with BamHi and NcoI into the pEGFP vector (Clontech) digested with the same enzymes, see FIG. 3.

Velikost plazmidů pEGFP je 3355 bps. Úsek od 289 do 1008 bps kóduje gen pro EGFP. EGFP z vektoru pEGFP je modifikovanou variantou wild-typu GFP a vyznačuje se jasnější fluorescencí s excitačním maximem 488 nm a emisním maximem 507 nm.The size of the plasmids pEGFP is 3355 bps. The region from 289 to 1008 bps encodes the EGFP gene. EGFP from the pEGFP vector is a modified wild-type GFP variant and is characterized by brighter fluorescence with an excitation peak of 488 nm and an emission peak of 507 nm.

Do vzniklého rekombinantního vektoru pUbi EGFP byla vklonována amplifikovaná NLS sekvence, viz Obr. 4. Tato sekvence o velikosti 84 bps je vložena ze 4 dílčích oligonukleotidů ozna-3 CZ 295047 B6 čených NLS1-4, přičemž oligonukleotidy NLS1 a NLS2 tvoří řetězec ve směru 5-3', oligonukleotidy NLS3 a NLS4 tvoří k tomu řetězec komplementární ve směru 3'-5'.The amplified NLS sequence was cloned into the resulting recombinant vector pUbi EGFP, see FIG. This 84 bps sequence is inserted from 4 partial oligonucleotides designated NLS1-4, wherein the NLS1 and NLS2 oligonucleotides form a 5-3 'strand, the NLS3 and NLS4 oligonucleotides form a complementary strand in this direction. 3'-5 '.

Za použití DNA/RNA syntetizéru (ABI 394) byla nasyntetizovány na 5'konci fosforylované oligonukleotidy NLS 1-4 o následující sekvenci:Using a DNA / RNA synthesizer (ABI 394), phosphorylated NLS 1-4 oligonucleotides of the following sequence were synthesized at the 5 'end:

NLS 1: 5-GTA CAT AGA TCC AAA AAA GAA GAG AAA GGT AGA TCC AAA AAA GAA GAG AAA GGT AGA-3'NLS 1: 5-GTA CAT AGA TCA AAA AAA GAA GAG AAA AAA TCC AAA AAA AAA GAA AAA GGT AGA-3 '

NLS 2: 5-TCC AAA AAA GAA GAG AAA GGT ATA AGC-3'NLS 2: 5-TCC AAA AAA AAA GAA AAA GGT ATA AGC-3 '

NLS 3: 5'-TTT TGG ATC TAC CTT TCT CTT CTT TTT TGG ATC TAT-3'NLS 3: 5'-TTT TGG ATC TAC TCT CTT CTT CTT TTT TGG ATC TAT-3 '

NLS 4: 5-GGC CGC TTA TAC CTT TCT CTT CTT TTT TGG ATC TAC CTT TCT CTT CTT-3'NLS 4: 5-GGC CGC TTA TAC CTT TCT CTT CTT TTT TGG ATC TAC CTT TCT CTT CTT-3 '

Tyto sekvence jsou navrženy tak, že po příslušné hybridizací vzájemně komplementárních úseků (NLS 1 a 3; NLS 2 a 4) vytvářejí na obou koncích konce kohezivní pro restrikční enzymy BsrGI(5'-konec)aNotI (3'-konec).These sequences are designed such that, after appropriate hybridization of mutually complementary regions (NLS 1 and 3; NLS 2 and 4), they form cohesive ends at both ends cohesive for the restriction enzymes BsrGI (5'-end) andNotI (3'-end).

NLS 1 a 2 po spojení enzymem T4 DNA ligázou tvoří řetězec 5'-3', kdežto oligonukleotidy NLS 3 a 4 tvoří k tomu řetězec komplementární ve směru 3'-5'.NLS 1 and 2, when coupled with T4 DNA ligase, form a 5'-3 'strand, while the NLS 3 and 4 oligonucleotides form a complementary 3'-5' strand.

Tato navržená amplifikovaná NLS sekvence kóduje tři po sobě jdoucí opakování motivu GAC CCA AAA AAG AAG AGA AAG GTA. Sekvence kóduje také stup kodon TAG.This designed amplified NLS sequence encodes three consecutive repeats of the GAC CCA motif AAA AAG AAG AGA AAG GTA. The sequence also encodes the TAG stup codon.

Protokol skládání umělého genu:Artificial gene folding protocol:

1. Ve zkumavce A smíchat 200 pmolů oligonukleotidů NLS1 a NLS3.1. In tube A, mix 200 pmoles of NLS1 and NLS3 oligonucleotides.

2. Ve zkumavce B smíchat 200 pmolů oligonukleotidů NLS2 a NLS4.2. Mix 200 pmoles of NLS2 and NLS4 oligonucleotides in tube B.

3. Inkubovat 2 min při 80 °C.3. Incubate at 80 ° C for 2 min.

4. Poté inkubovat 30 min při pokojové teplotě.4. Incubate for 30 min at room temperature.

5. Smíchat obsah zkumavky A s obsahem zkumavky B a inkubovat 5 min při 40 °C.5. Mix tube A contents with tube B and incubate for 5 min at 40 ° C.

6. Poté inkubovat 20 min při pokojové teplotě.6. Incubate for 20 min at room temperature.

7. Ligace hybridizovaných oligonukleotidů T4 DNA ligázou (New England Biolabs) 1 hod. při 16 °C.7. Ligation of hybridized oligonucleotides with T4 DNA ligase (New England Biolabs) for 1 hour at 16 ° C.

Produkt byl izolován pomocí gelové elektroforézy.The product was isolated by gel electrophoresis.

Vlastní klonování pak zahrnuje štěpení pUbi EGFP restriktázami BsrGIaNotl a do takto připraveného plazmidů byla vklonována sekvence NLS s navrženými lepivými konci pro oba zmiňované enzymy. Vzniklý plazmid pUbiEGFPNLS o velikosti 3646 bps byl transformován E. coli, namnožen pod selekčním tlakem ampicilinového antibiotika. Jednotlivé klony byly izolovány a plazmidy s inserty ověřeny restrikcí.The actual cloning then involves digestion of pUbi EGFP with BsrGIaNot1 and the NLS sequence with the designed sticky ends for the two enzymes was cloned into the plasmids thus prepared. The resulting 3646 bps plasmid pUbiEGFPNLS was transformed with E. coli, multiplied under the selection pressure of the ampicillin antibiotic. Individual clones were isolated and plasmids with inserts verified by restriction.

Z pUbi EGFP NLS byla vyštěpena enzymy Xbal a Notl kazeta kódující fúzní protein Ubi EGFP NLS o délce 1043 bps a vložena do cílového vektoru pUF2 naštěpeného týmiž enzymy, viz Obr. 5. Insert byl po namnožení vE. coli opět izolován a ověřen restrikcí.XbaI and NotI cassettes encoding the 1043 bps Ubi EGFP NLS fusion protein were excised from pUbi EGFP NLS and inserted into the target vector pUF2 digested with the same enzymes, see FIG. 5. Insert was after vE multiplication. coli again isolated and verified by restriction.

-4CZ 295047 B6-4GB 295047 B6

Tato kazeta UbiEGFPNLS může být vklonována do jakéhokoli vektoru vhodnými restrikčními enzymy. Příklade může být klonování kazety vyštěpené z vektoru pUbiEGFPNLS enzymy Sáli, Notl do plazmidů pLNCX2 štěpeného Xhol, Not, přičemž Sáli a Xhol mají navzájem 5 kompatibilní kohezivní konce.This UbiEGFPNLS cassette can be cloned into any vector by suitable restriction enzymes. For example, cloning a cassette cleaved from the pUbiEGFPNLS vector with SalI, NotI enzymes into XhoI, Not digested pLNCX2 plasmids, with SalI and XhoI having 5 compatible cohesive ends.

Vektor pUF2_Ubi_EGFP_NLS byl testován v eukaryotické buněčné linii Hep2 (human larynx carcinoma cells). Buňky byly kultivovány v DMEM lx high glucose (L-glutamin 584 mg/1, pyruvát sodný 110 mg/1) médium (PAA Laboratories) obsahující 10% FCS (PAA Laboratories) io 50 pg/ml gentamycinu (PAA Laboratories). Buňky byly kultivovány v inkubátoru při 37 °C, 5% CO2.The vector pUF2_Ubi_EGFP_NLS was tested in the human larynx carcinoma cells (Hep2) eukaryotic cell line. Cells were cultured in DMEM 1x high glucose (L-glutamine 584 mg / l, sodium pyruvate 110 mg / l) medium (PAA Laboratories) containing 10% FCS (PAA Laboratories) and 50 µg / ml gentamycin (PAA Laboratories). Cells were cultured in an incubator at 37 ° C, 5% CO 2 .

Den před transfekci byly buňky rozesety v hustotě 4x104 na 24 jamkovou destičku. 0,4 pg plazmidů pUF2_Ubi_EGFP_NLS bylo transfekováno pomocí Effectene. Transfection Reagent 15 (QIAGEN). 24 hodin po transfekci byly pozitivně transfekované buňky detekovány fluorescenční mikroskopií (Nicol Eclipse TE300) s použitím B-2A filtr bloku (Nikon, ex 450-490 nm, DM 505 nm, BA 520 nm). 24 hodin po transfekci byla buněčná linie podrobena selekčnímu tlaku antibiotika G418 (PAA Laboratories) o koncentraci 400 pg/ml média po dobu 20 dnů. Klony exprimující EGFP byly dále izolovány pomocí klonovacích disků (Sigma).The day before transfection, cells were plated at a density of 4x10 4 per 24-well plate. 0.4 µg of plasmids pUF2_Ubi_EGFP_NLS were transfected with Effectene. Transfection Reagent 15 (QIAGEN). 24 hours after transfection, positively transfected cells were detected by fluorescence microscopy (Nicol Eclipse TE300) using a B-2A filter block (Nikon, ex 450-490 nm, DM 505 nm, BA 520 nm). 24 hours after transfection, the cell line was subjected to selection pressure of antibiotic G418 (PAA Laboratories) at a concentration of 400 pg / ml medium for 20 days. Clones expressing EGFP were further isolated using cloning disks (Sigma).

Přehled obrazové dokumentaceOverview of picture documentation

Obr. 1: Giant. 1: Reakční mechanismus vzniku aktivního chromatografíí GFP/EGFP, Reaction mechanism of GFP / EGFP active chromatography 25 25 převzato z: Tsien R.Y.: The green fluorescent protein, Annu, Rev. Biochem., 67, 509-44, 1998 Taken from: Tsien R.Y .: The Green Fluorescent Protein, Annu, Rev. Biochem., 67, 509-44 (1998) Obr. 2: Giant. 2: Klonovací schéma pUC131_Ubi Cloning scheme pUC131_Ubi 30 Obr. 3: 30 FIG. 3: Klonovací schéma pUbi EGFP Cloning scheme of pUbi EGFP Obr. 4: Giant. 4: Klonovací schéma pUbi EGFP NLS Cloning scheme of pUbi EGFP NLS Obr. 5: Giant. 5: Klonovací schéma pUF2_Ubi_EGFP_NLS Cloning scheme pUF2_Ubi_EGFP_NLS

Použité zkratky v textu a obrázcích:Abbreviations used in text and figures:

ampRampR

BGHpA bps cut EGFP GFP GTPBGHpA bps cut EGFP GFP GTP

LacZ lITRleft neoR NL S pCMF pLac POenh pTK ampicilinová rezistence bovine growth hormone polyadenilační signál base pais, páry baží označení štěpeného plazmidů restrikčním enzymem enhancovaný zeleně fluoreskující protein zeleně fluoreskující protein geunozintrifosfát gen pro β-galaktosidázu inverted terminál repeat neomycinová rezistence jaderný lokalizační signál promotor odvozený od cytomegaloviru laktózový promotor polyoma enhancer thimidin kinázový promotor uUC ori rITRLacZ lITRleft neoR NL With pCMF pLac POenh pTK ampicillin resistance bovine growth hormone base pais polyadenilization signal, pairs are usually labeled with cleaved plasmids by restriction enzyme enhanced green fluorescing protein green fluorescing protein geunosine triphosphate gene for β-galactosinase promoter signaling repeat nucleotide inverted locator repeat cytomegalovirus lactose promoter polyoma enhancer thimidine kinase promoter uUC ori rITR

SD/SA intronSD / SA intron

SV40pASV40pA

Ubi pUC plazmid replikační počátek right inverted terminál repeat splice donor/splice akceptor místo polyadenilační signál ubiquitinUbi pUC plasmid replication origin right inverted terminal repeat splice donor / splice acceptor site ubiquitin polyadenlation signal

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Tento buněčný testovaní systém lze využít pro testování a monitorování vstupu, transportu fluorescenčně značených látek různé chemické povahy do jader eukaryotických buněk.This cellular assay system can be used to test and monitor the entry, transport of fluorescently labeled substances of various chemical nature into nuclei of eukaryotic cells.

Tento systém je vhodný pro testování vstupu nemodifikovaných i modifikovaných fluorescenčně značených oligonukleotidů do buněčných jader jako potenciálních genových terapeutik.This system is suitable for testing the entry of unmodified and modified fluorescently labeled oligonucleotides into cell nuclei as potential gene therapeutics.

Reference:Reference:

(1) Dopf J. Horiagon T.M.: Deletion mapping of the Aequorea victoria green fluorescent protein, Gene, 173, 39-44, 1996 (2) Tsien R.Y.: The green fluorescent protein, Annu. Rev. Biochem., 67, 509-44, 1998 (3) Hsioa-Sheng L., Ming-Shiou J. et al.: Is green fluorescent protein toxic to the living cells?, Biochem. and Biophys. Res. Communications, 260, 712-717, 1999 (4) Zimmer M.: Green fluorescent protein (GFP): Applications, structure, and related photophysical behavior, Chem. Rev., 102, 759-781, 2002 (5) Escriou V., Carriere M. et al.: NLS bioconjugates for targeting therapeutic genec to the nucleus, Advanced Drug Delivery Reviews, 55, 295-306, 2003 (6) Attaix D., Combaret L. et al.: Regulation of proteolysis, Current Op. In clin. nutrition and metabolic care, 4, 45-49, 2001(1) Dopf J. Horiagon T. M.: Deletion mapping of Aequorea victoria green fluorescent protein, Gene, 173, 39-44, 1996. (2) Tsien R.Y .: The green fluorescent protein, Annu. Roar. Biochem., 67, 509-44, 1998 (3) Hsioa-Sheng L., Ming-Shiou J. et al., Is: Green fluorescent protein toxic to the living cells, Biochem. and Biophys. Res. Communications, 260, 712-717, 1999 (4) Zimmer M .: Green Fluorescent Protein (GFP): Applications, Structure, and Related Photophysical Behavior, Chem. Rev., 102, 759-781, 2002 (5) Escriou V., Carriere M. et al .: NLS bioconjugates for targeting therapeutic genes to the nucleus, Advanced Drug Delivery Reviews, 55, 295-306, 2003 (6) Attaix D., Combaret L. et al.: Regulation of Proteolysis, Current Op. In clin. Nutrition and Metabolic Care, 4, 45-49, 2001

Claims (7)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Fúzní protein Ubi EGFP NLS o sekvenci aminokyselinUbi EGFP NLS fusion protein of amino acid sequence NH2-MEIFVKTLTGKTITLEVEPSDTIENVKAKIQDKEGIPPDQQRLIFAGKQLEDGRTLSDYNIQKESTLHLVLRLRGT$$$MVSKGEELFTGVVPILVELDGDVNGHKFSVSGEGEGDAT YGKLTLKFICTTGKLPVPWPTLVTTLTYGVQCFSRYPDHMKQHDFFKSAMPEGYVQERTIFFKDDGNYKTRAEVKFEGDTLVNRILLKGIDFKEDGNILGHKLEYNYNSHNVYIMAD KQKNGIKVNFKIRHNIEDGSVQLADHYQQNTPIGDGPVLLPDNHYLSTQSALSKDPNEKRDHMVLLEFVTAAGITLGMDELYI$$$DPKKKRKVDPKKKRKVDPKKKRKV-COOH, kdy $ je jakákoliv aminokyselina. NH2 -MEIFVKTLTGKTITLEVEPSDTIENVKAKIQDKEGIPPDQQRLIFAGKQLEDGRTLSDYNIQKESTLHLVLRLRGT $$$ MVSKGEELFTGVVPILVELDGDVNGHKFSVSGEGEGDAT YGKLTLKFICTTGKLPVPWPTLVTTLTYGVQCFSRYPDHMKQHDFFKSAMPEGYVQERTIFFKDDGNYKTRAEVKFEGDTLVNRILLKGIDFKEDGNILGHKLEYNYNSHNVYIMAD KQKNGIKVNFKIRHNIEDGSVQLADHYQQNTPIGDGPVLLPDNHYLSTQSALSKDPNEKRDHMVLLEFVTAAGITLGMDELYI $$$ DPKKKRKVDPKKKRKVDPKKKRKV-COOH, where $ is any amino acid. 2. Oligonukleotidy NLS1 až NLS4 o sekvenci NLS 1: 5'GTACATAGATCCAAAAAAGAAGAGAAAGGTAGATCCAAAAAAGAAGAGAAAGGTAGA-3'; NLS 2: 5-TCCAAAAAAGAAGAGAAAGGTATAAGC-3'; NLS 3: 5'TTTTGGATCTACCTTTCTCTTCTTTTTTGGATCTAT-3'; NLS 4: 5-GGCCGCTTATACCTTTCTCTTCTTTTTTGGATCTACCTTTCTCTTCTT-3' použité pro fůzi amplifikované sekvence NLS na C-konce EGFP2. NLS1 to NLS4 oligonucleotides having NLS 1 sequence: 5'GTACATAGATCCAAAAAAGAAGAGAAAGGTAGATCCAAAAAAGAAGAGAAAGGTAGA-3 '; NLS 2: 5-TCCAAAAAAGAAGAGAAAGGTATAAGC-3 '; NLS 3: 5'TTTTGGATCTACCTTTCTCTTCTTTTTTGGATCTAT-3 '; NLS 4: 5-GGCCGCTTATACCTTTCTCTTCTTTTTTGGATCTACCTTTCTCTTCTT-3 'used to fuse the amplified NLS sequence to the C-terminus of EGFP 3. Plazmid nebo virový DNA či RNA vektor obsahující sekvenci kódující polypeptid podle nároku 1.A plasmid or viral DNA or RNA vector comprising the sequence encoding the polypeptide of claim 1. 4. Prokaryontní hostitelská buňka transformovaná vektorem podle nároku 3.A prokaryotic host cell transformed with the vector of claim 3. 5. Eukaryotní hostitelská buňka, do které byl vnesen, transfekcí či jiným způsobem, vektor podle nároku 3.The eukaryotic host cell into which it has been introduced, by transfection or other means, a vector according to claim 3. 6. Použití plazmidu nebo virového DNA či RNA vektoru podle nároku3 a/nebo buněk podle nároku 5 pro testování a monitorování vstupu a/nebo transportu fluorescenčně značených syntetických molekul různé chemické povahy do jader eukaryotických buněk.Use of the plasmid or viral DNA or RNA vector according to claim 3 and / or the cells according to claim 5 for testing and monitoring the entry and / or transport of fluorescently labeled synthetic molecules of different chemical nature into the nuclei of eukaryotic cells. 7. Použití plazmidu nebo virového DNA či RNA vektoru podle nároku 3 a/nebo buněk podle nároku 5 pro testování a monitorování vstupu a/nebo transportu fluorescenčně značených syntetických molekul různé chemické povahy do jader eukaryotických buněk, kdy syntetickou molekulou je oligonukleotid; nebo jiná molekula schopná vazby na strukturu DNA.Use of the plasmid or viral DNA or RNA vector according to claim 3 and / or the cells according to claim 5 for testing and monitoring the entry and / or transport of fluorescently labeled synthetic molecules of different chemical nature into nuclei of eukaryotic cells, wherein the synthetic molecule is an oligonucleotide; or another molecule capable of binding to the DNA structure.
CZ200475A 2004-01-15 2004-01-15 General-purposes cell system for testing ingression of substances into cell nuclei CZ200475A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200475A CZ200475A3 (en) 2004-01-15 2004-01-15 General-purposes cell system for testing ingression of substances into cell nuclei

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ200475A CZ200475A3 (en) 2004-01-15 2004-01-15 General-purposes cell system for testing ingression of substances into cell nuclei

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ295047B6 true CZ295047B6 (en) 2005-05-18
CZ200475A3 CZ200475A3 (en) 2005-05-18

Family

ID=34529463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ200475A CZ200475A3 (en) 2004-01-15 2004-01-15 General-purposes cell system for testing ingression of substances into cell nuclei

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ200475A3 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CZ200475A3 (en) 2005-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2023241400A1 (en) Novel crispr enzymes and systems
Iwamoto et al. A general chemical method to regulate protein stability in the mammalian central nervous system
BR112020005323A2 (en) polynucleotides, compositions and methods for genome editing
ES2746803T3 (en) Intracellular translation of circular RNA
US5591601A (en) DNA polymerase gene expression system utilizing an RNA polymerase co-delivered with the gene expression vector system
JP2009232862A (en) New property-effecting and/or new property-exhibiting composition for therapeutic and diagnostic use
KR20210102882A (en) Nucleic acid constructs and methods of use
US20220169993A1 (en) Destabilising domains for conditionally stabilising a protein
JP2008200041A (en) Modular transfection system
KR20220002609A (en) Modification of Mammalian Cells Using Artificial Micro-RNAs and Compositions of These Products to Alter Properties of Mammalian Cells
US6740524B1 (en) Nucleic acid transfer phage
KR20220098384A (en) Therapeutic adeno-associated virus comprising a liver-specific promoter for treating Pompe disease and lysosomal disorders
JP2023548957A (en) New PiggyBac transposon system and its application
KR20220097414A (en) CRISPR and AAV Strategies for X-Linked Combustion Retinal Delaminization Therapy
US5925548A (en) Modified receptors that continuously signal
EP1470224B1 (en) Molecular libraries
Cohen et al. Functional expression of rat GLUT 1 glucose transporter in Dictyostelium discoideum
WO2002099104A1 (en) Polypeptide unstabilizing protein in cells under aerobic conditions and dna encoding the same
WO1998047916A9 (en) Bifunctional polypeptides for cell-specific viral targeting
CZ295047B6 (en) General-purposes cell system for testing ingression of substances into cell nuclei
US9243234B2 (en) Sequence-specific MRNA interferase and uses thereof
JP2003523722A (en) Antineoplastic compositions and uses thereof
KR20230066453A (en) Non-viral DNA vectors and their use for expressing FVIII therapeutics
JP2023150865A (en) Novel polypeptide and use thereof
KR101527349B1 (en) Inducer-independent engineered transcripition factor AraC and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20130115