DD256148A1 - PACKAGING METHOD OF DNA FOR GENTRANSFER TO ANIMAL CELLS - Google Patents

PACKAGING METHOD OF DNA FOR GENTRANSFER TO ANIMAL CELLS Download PDF

Info

Publication number
DD256148A1
DD256148A1 DD29456486A DD29456486A DD256148A1 DD 256148 A1 DD256148 A1 DD 256148A1 DD 29456486 A DD29456486 A DD 29456486A DD 29456486 A DD29456486 A DD 29456486A DD 256148 A1 DD256148 A1 DD 256148A1
Authority
DD
German Democratic Republic
Prior art keywords
dna
vector
proteins
hmg1
cells
Prior art date
Application number
DD29456486A
Other languages
German (de)
Inventor
Michael Boettger
Michael Strauss
Frank Vogel
Udo Kiessling
Mathias Platzer
Klaus Grade
Original Assignee
Akad Wissenschaften Ddr
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 Akad Wissenschaften Ddr filed Critical Akad Wissenschaften Ddr
Priority to DD29456486A priority Critical patent/DD256148A1/en
Publication of DD256148A1 publication Critical patent/DD256148A1/en

Links

Abstract

Das erfindungsgemaesse Verfahren zur Verpackung von DNA fuer den eukaryontischen Gentransfer loest herkoemmliche Methoden der Transfektion von Zellen mit Fremdgenen ab. Indem der Vektor sequenzspezifisch mit chromosomalen Proteinen in eine aktive Form ueberfuehrt wird und in monodisperser Form von den Rezipientenzellen aufgenommen wird, ergeben sich hohe Transfektionsraten. Eine zusaetzliche Kondensation des Vektors fuehrt zu einer weiteren Verbesserung der Ergebnisse. Das Verfahren eignet sich ferner zur Kombination mit anderen Transfektionsmethoden.The process according to the invention for packaging DNA for eukaryotic gene transfer triggers conventional methods of transfecting cells with foreign genes. By transferring the sequence-specific sequence of the vector into an active form with chromosomal proteins and taking it up in monodisperse form from the recipient cells, high transfection rates result. An additional condensation of the vector leads to a further improvement of the results. The method is also suitable for combination with other transfection methods.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verpackung von DNA für den eukaryontischen Gentransfer. Anwendungsgebiet ist die molekularbiologische und biomedizinische Forschung sowie die Wirkstoffproduktion auf biotechnologischem Wege.The invention relates to a method for packaging DNA for eukaryotic gene transfer. The field of application is molecular biology and biomedical research as well as biotechnology-based drug production.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es existieren verschiedene Methoden, um genetisches Material in vitro in Zellen zu transferieren und dort zur Expression zu bringen. Die wichtigsten sind die Kalziumphosphat-DNA-Kopräzipitation und dieTransfektion mit Hilfe von Polykationen, die sich durch einfache Handhabbarkeit auszeichnen. Da diese Methode jedoch eine Reihe von Nachteilen mit sich bringen, werden laufend neue Methoden publiziert.Various methods exist for transferring genetic material into cells in vitro and expressing them there. The most important are calcium phosphate DNA coprecipitation and transfection with the aid of polycations, which are characterized by easy handling. However, as this method has a number of disadvantages, new methods are constantly being published.

Der Einsatz dieser Methoden ist häufig an spezielle Zielstellungen angepaßt und erfordert oft einen erheblichen experimentellen bzw. apparativen Aufwand. Über die Mechanismen, die zur DNA-Aufnahme, den Transport durch das Zytoplasma und zur Expression im Zellkern führen, ist nur wenig bekannt. Eine zusammenfassende Übersicht, die ein ausführliches Literaturverzeichnis enthält, ist kürzlich erschienen (M. Strauss, U. Kiessling, M. Platzer [1986] Biol. Zentralbl. 105, 209-243). Die Methode der Kalziumphosphat-DNA-Kopräzipitation wird wegen ihrer einfachen Handhabung und ihrer guten Reproduzierbarkeit am häufigsten eingesetzt. Die zu transfizierende DNA, die sich in einer CaCI2-Lösung befindet, wird einer Phosphatpufferlösung zugesetzt, wobei DNA und Kalziumphosphat gemeinsame Präzipitate bilden. Die Präzipitate sedimentieren nach Zugabe zum Kulturmedium auf die Zellen, werden dort absorbiert und durch Phagozytose aufgenommen. Wesentliche Voraussetzung ist, daß enge Optimalbedingungen bezügliche des pH, der DNA-Konzentration und der Größe der Präzipitate eingehalten werden. Durch den Einsatz von Träger-DNA und Anwendung eines Glyzerin- bzw. DMSO-Schocks kann die Ausbeute transformierter Zellen unter Umständen verbessert werden. Folgende Nachteile der Methode müssen betrachtet werden:The use of these methods is often adapted to specific objectives and often requires a considerable amount of experimental and equipment. Little is known about the mechanisms leading to DNA uptake, transport through the cytoplasm, and expression in the nucleus. A comprehensive review containing a detailed bibliography has recently been published (M. Strauss, U. Kiessling, M. Platzer [1986] Biol. Zentralbl. 105, 209-243). The method of calcium phosphate-DNA coprecipitation is most commonly used because of its ease of handling and good reproducibility. The DNA to be transfected, which is in a CaCl 2 solution, is added to a phosphate buffer solution, with DNA and calcium phosphate forming common precipitates. The precipitates sediment after addition to the culture medium on the cells, where they are absorbed and absorbed by phagocytosis. The essential prerequisite is that close optimal conditions with respect to the pH, the DNA concentration and the size of the precipitates are met. By using carrier DNA and applying a glycerol or DMSO shock, the yield of transformed cells may be improved. The following disadvantages of the method must be considered:

1) Nur eine kleine Zellfraktion wird unter optimalen Bedingungen stabil transformiert.1) Only a small cell fraction is stably transformed under optimal conditions.

2) Die Fremd-DNA wird unphysiologisch als Präzipitat durch Phagozytose aufgenommen und wahrscheinlich in Lysosomen oder anderen zellulären Kompartimentenzum Kern transportiert. Das saure Milieu der Lysosbmen könnte zur Depurinisierung der DNA und damit zu Deletionsmutanten führen. Darüber hinaus wird der größte Teil der DNA im Zytoplasma abgebaut.2) The foreign DNA is taken up unphysiologically as a precipitate by phagocytosis and is probably transported to the nucleus in lysosomes or other cellular compartments. The acidic environment of the lysosbms could lead to depurinization of the DNA and thus to deletion mutants. In addition, most of the DNA in the cytoplasm is degraded.

3) Im Zellkern wird nur ein Teil der DNA in Chromatin verpackt, was eine Voraussetzung für deren Aktivierung und den Nukleaseschutz darstellt.3) In the cell nucleus, only part of the DNA is packed in chromatin, which is a prerequisite for their activation and protection against nuclease.

4) Dietransfizierte DNA liegt im Zellkern als Transgenom von Hunderten DNA-Kopien in die Wirtskern-DNA integriert vor, was auf einen unphysiologischen Integrationsmechanismus hindeutet. Das Ausmaß der Genexpression wird im allgemeinen dadurch nicht erhöht.4) Dietary transfected DNA resides in the nucleus as a transgenom of hundreds of copies of DNA into the host core DNA, suggesting an unphysiological integration mechanism. The extent of gene expression is generally not increased thereby.

Eine Variante der Kalziumphosphat-DNA-Kopräzipitationsmethode ist die Transfektion mit Hilfe von Polykationen, von denen DEAE-Dextran die breiteste Anwendung gefunden hat. Die elektrostatisch bedingte Komplexbildung, die auf der polyanionischen Natur der DNA beruht, erleichtert deren Absorption an der Zelloberfläche. Die Aufnahme durch die Zellen erfolgt gleichfalls durch Phagozytose. Die Komplexe bieten ferner einen gewissen Nukleaseschutz. Der Erfolg der Methode hängt kritisch von der Konzentration des Polykation und dessen Verweilzeit auf den Zellen ab. Die Methode eignet sich besonders für Kurzzeitexpressionstests, bei denen die vorübergehende Genexpression von nichtreplizierenden Vektoren untersucht und ausgenutzt wird. Die meisten der bei der Kopräzipitation dargelegten Nachteile treffen auch für diese Methode zu.One variant of the calcium phosphate-DNA coprecipitation method is transfection with the aid of polycations, of which DEAE-dextran has found the widest application. Electrostatically-induced complex formation, based on the polyanionic nature of DNA, facilitates its absorption at the cell surface. The uptake by the cells is likewise by phagocytosis. The complexes also provide some nuclease protection. The success of the method depends critically on the concentration of the polycation and its residence time on the cells. The method is particularly useful for short-term expression assays where transient gene expression from non-replicating vectors is investigated and exploited. Most of the disadvantages of coprecipitation also apply to this method.

Eine ähnliche Effizienz wie bei der Kopräzipitationsmethode wird nach Einschluß von zu transfizierender DNA in Liposomen erzielt. Die DNA wird dabei nach Fusionierung der Lipidmembran der Liposomen mit der Zellmembran ins Zellinnere eingeschleust. Durch Einbau von Antikörpern oder Glykolipiden in die Lipidmembran kann bei dieser Methode eine Selektivität für bestimmte Zelltypen erreicht werden. Hierin und in der möglichen Anwendung auf den in vivo-Gentransfer z. B. durch Injektion in die Blut-oder Lymphbahn sind die Vorteile dieser Methode zu sehen. Nachteilig ist die aufwendige Herstellung der Liposomen.Similar efficiency to the coprecipitation method is obtained after inclusion of DNA to be transfected into liposomes. The DNA is introduced into the cell interior after fusion of the lipid membrane of the liposomes with the cell membrane. By incorporation of antibodies or glycolipids into the lipid membrane, selectivity for certain cell types can be achieved with this method. Here and in the possible application to the in vivo gene transfer z. B. by injection into the blood or lymphatic system, the benefits of this method can be seen. A disadvantage is the complicated preparation of the liposomes.

Die Methode der Elektroporation beruht darauf, daß elektrische Felder die Membranpermeation der DNA erhöhen, indem transiente Membranporen induziert werden. Hierdurch bedingte Schädigungen der Zellen und insbesondere der Membranen können nicht ausgeschlossen werden. Die Methode ist besonders zum Einsatz bei schlecht kultivierbaren Zellen, wie Lymphozyten oder hämatopoeitischen Stammzellen geeignet. Voraussetzung ist eine Apparatur, die kurzzeitige elektrische „Feldsprünge" erzeugt.The method of electroporation is based on the fact that electric fields increase the membrane permeation of the DNA by inducing transient membrane pores. Damage caused by the cells and in particular the membranes can not be excluded. The method is particularly suitable for use in poorly cultured cells, such as lymphocytes or hematopoeitic stem cells. Prerequisite is an apparatus that generates short-term electrical "field jumps".

Die wirksamste DNA-Transfermethode ist die Mikroinjektionstechnikin Einzelzellen. Die DNA wird durch Mikrokapillaren mit einem Außendurchmesser von 0,5μιη direkt in den Zellkern injiziert, was einen beträchtlichen apparativen Aufwand und großes manuelles Geschick erfordert. Die Methode wird eingesetzt, wenn mit hoher Effizienz Fremd-DNA in Einzelzellen, z. B. einzellige Embryonen eingebracht werden soll und kann daher nicht mit den übrigen hier dargestellten Methoden verglichen werden. Eine kritische Wertung der o. a. Methoden wird auch in dem erwähnten Übersichtsartikel von Strauss et al. und in einer weiteren Übersicht von H. Hauser (1985) in Molekular-und Zellbiologie, Hrsg. A. Blin et al., Springerverlag Berlin, Heidelberg, S. 159-176, gegeben. Demnach erweisen sich die verfügbaren Methoden als an bestimmte Zellsysteme oder Versuchsanordnungen mehr oder weniger gut angepaßt. Die einzelnen Methoden sind jedoch nicht universell einsetzbar. Dies könnte darauf zurückgeführt werden, daß die Fremd-DNA in den meisten Fällen als unphysiologisches Präzipitat oder Aggregat oder im Komplex mit unphysiologischen Substanzen von der Zelle aufgenommen wird oder die Zellen physikalisch manipuliert werden müssen. Deutliche Verbesserungen sowohl in der Effizienz als auch im Anwendungsbereich bezüglich verschiedener Zellsysteme sind bei einer Verpackung der DNA zu erwarten, die zellulären Bedingungen näherkommt.The most effective DNA transfer method is the microinjection technique in single cells. The DNA is injected directly into the nucleus by microcapillaries with an outer diameter of 0.5μιη, which requires a considerable amount of equipment and great manual skill. The method is used when high-efficiency foreign DNA in single cells, eg. B. unicellular embryos is to be introduced and therefore can not be compared with the other methods shown here. A critical evaluation of the o. A. Methods are also described in the aforementioned review by Strauss et al. and in another review by H. Hauser (1985) in Molecular and Cell Biology, Ed. A. Blin et al., Springer Verlag, Berlin, pp. 159-176. Thus, the available methods prove more or less well adapted to particular cell systems or experimental arrangements. However, the individual methods are not universally applicable. This could be attributed to the fact that the foreign DNA is taken up in most cases as an unphysiological precipitate or aggregate or in complex with unphysiological substances from the cell or the cells must be physically manipulated. Significant improvements in both the efficiency and scope of various cell systems are expected in packaging the DNA, which is closer to cellular conditions.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch Einführung physiologischer Transferbedingungen eine wirkungsvolle Transfektionsmethode zu entwickeln, die bequem mit anderen Methoden zu kombinieren ist und damit neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnet. Die Methode soll leicht handhabbar sein und sich auch für industriell relevante Rezipientenzellinien eignen.The aim of the invention is to develop by the introduction of physiological transfer conditions an effective transfection method, which is convenient to combine with other methods and thus opens up new applications. The method should be easy to handle and also suitable for industrially relevant recipient cell lines.

Darstellung des Wesens der ErfindungPresentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein geeignetes DNA-Verpackungsverfahren fremde genetische Information in Form von Plasmid- oder viralen Vektoren in Empfängerzellen einzuführen und im Zellkerfi zur Expression zu bringen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man einen Vektor einer sequenzspezifischen Ligandierung mit speziellen chromosomalen Proteinen unterwirft und dadurch in einen für die Genaktivierung geeigneten Zustand versetzt. Durch die Überführung des Vektors in eine kondensierte Form wird zusätzlich die Aufnahme durch die Zellen erleichtert und ein wirkungsvoller Nukleaseschutz erreichtThe invention has for its object to introduce by a suitable DNA packaging method foreign genetic information in the form of plasmid or viral vectors in recipient cells and bring in Zellkerfi for expression. According to the invention, the object is achieved by subjecting a vector to a sequence-specific liganding with specific chromosomal proteins and thereby converting them into a state suitable for gene activation. By transferring the vector into a condensed form, in addition the uptake by the cells is facilitated and an effective nuclease protection is achieved

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet: The method according to the invention is characterized by the following features:

a) Die Expressionskontroll- bzw. Regulationsregionen eines Vektors werden bereits vor der Aufnahme durch die Empfängerzellen durch die Ligandierung in einen für die Genaktivierung geeigneten Zustand versetzt. Die angewandte Ligandierung bewirkt einen Schutz dieser Regionen vorder Histonverpackung im Zellkern bzw. die Ausbildung einer für Erkennungsprozesse zugänglichen modifizierten Histonverpackung, wodurch die zu übertragenden Gene bereits funktionell aktiv in beliebige Wirtszellen eingebracht werden.a) The expression control or regulatory regions of a vector are added to a suitable state for gene activation prior to ingestion by the recipient cells by liganding. The applied liganding protects these regions against histone packaging in the cell nucleus or the formation of a modified histone packaging accessible for recognition processes, whereby the genes to be transferred are already functionally actively introduced into any host cells.

b) Durch Anwendung der gleichen Proteine im Überschuß oder anderer chromosomaler Proteine und/oder gegebenenfalls von divalenten Kationen wird der Vektor zusätzlich kondensiert und stabilisiert, wobei die kondensierten Komplexe im Gegensatz zu anderen Verfahren hinsichtlich der DNA in monodisperser Form vorliegen.b) By applying the same proteins in excess or other chromosomal proteins and / or optionally divalent cations, the vector is additionally condensed and stabilized, the condensed complexes, in contrast to other methods, being present in monodisperse form with respect to the DNA.

Die Komplexbildung der Vektor-DNA mit den Proteinen, die zur Ligandierung und Kondensation der DNAführt, erfolgt dabei durch langsames schrittweises Mischen oder durch Dialyse. Hierdurch wird die Bildung unlöslicher Aggregate, die zu DNA-Verlusten führt, vermieden. Eine Dekondensation der Komplexe durch Verdünnung, wie sie bei der Behandlung der Zellen eintritt, wird durch die Anwendung der Proteine im Überschuß oder durch die Gegenwart divalenter Kationen bevorzugt CaCI2 verhindert.The complex formation of the vector DNA with the proteins, which leads to the liganding and condensation of the DNA, is carried out by slow stepwise mixing or by dialysis. This avoids the formation of insoluble aggregates, which leads to DNA losses. Decondensation of the complexes by dilution, as occurs in the treatment of the cells, is prevented by the use of the proteins in excess or by the presence of divalent cations, preferably CaCl 2 .

Auf diesem Wege wird der Transfektionsprozeß durch physiologische Bedingungen erleichtert, ohne daß für die Zellen toxische Substanzen eingeführt werden müssen. Die Kondensation bzw. Verpackung der DNA in monodisperser Form erlaubt ferner die Kombination mit anderen Transfermethoden, wie Einschluß in Liposomen, Elektroporation und Mikroinjektion.In this way, the transfection process is facilitated by physiological conditions without toxic substances having to be introduced for the cells. The condensation or packaging of the DNA in monodisperse form also allows the combination with other transfer methods, such as inclusion in liposomes, electroporation and microinjection.

Als geeignete chromosomale Proteine werden erfindungsgemäß die HMG-Proteine (high-mobility-group) 1 und 2 sowie die nukleosomalen Histone H2A, H2B, H3 und H4eingesetzt, die z.B. aus Kalbsthymusoder Rattenleber nach bekannten Verfahren isoliert werden (E. W. Johns, G. H. Goodwin, J. M. Walker, C. Sanders (1975) Ciba Found. Symp. 28,95-100). In Frage kommen auch äquivalente HMG-Proteine aus anderen Organismen (z. B. HMG E, HMG T) oder allgemein chromosomale Proteine mit ähnlichen Eigenschaften. HMG1 und 2 sind sehr ähnliche Proteine mit einem Molekulargewicht von etwa 25 000,According to the invention, the HMG proteins (high-mobility-group) 1 and 2 and the nucleosomal histones H2A, H2B, H3 and H4, which are used, for example, as suitable chromosomal proteins. from calf thymus or rat liver by known methods (E.W. Johns, G.H. Goodwin, J.M. Walker, C. Sanders (1975) Ciba Found, Symp., 28.95-100). Also suitable are equivalent HMG proteins from other organisms (eg HMG E, HMG T) or generally chromosomal proteins with similar properties. HMG1 and 2 are very similar proteins with a molecular weight of about 25,000,

-3- Z56 148-3- Z56 148

die eine ausgeprägte Domänenstruktur besitzen (G. R. Reeck, P. J. Isackson, D. C.Teller (1982) Nature 300,76-78). Zwei gefaltete basische Domänen treten mit der DNA in bevorzugt elektrostatische Wechselwirkung, eine stark saure Domäne am C-Terminus vermittelt eine gute Löslichkeit der Komplexe, eine in diesem Zusammenhang Wichtige Eigenschaft (M. Carballo, P. Puigdomenech, J.Palau [1983] EMBO-J. 2,1759-1764). HMG1 und 2 binden bevorzugt an einzelsträngige DNA, zeigen jedoch auch eine hohe Affinität für superhelikale DNA (C. Bonne, M.Duguet, A.-M. de Recondo [1980] Nucleic Acids Res. 8, 4955-4968). In den DNA-Komplexen sind beide HMG-Proteine unter geeigneten Bedingungen an Regionen mit geänderter DNA-Sekundärstruktur gebunden. Neben einsträngigen Regionen kommen B-Z-Verbindungen und Kruziformstrukturen in . Frage (H. Hamada, M.Bustin [1985] Biochem. 24.1428-1433). Diese Strukturen sind als möglicher Bestandteil der Kontrollregion von Genen von Interesse, Neben der Bindung an freie DNA sind HMG1 und 2 möglicherweise Bestandteil aktiver Nukleosomen, d. h. transkribierten Chromatins (J. B.Jackson, R. L. Rill [1981 ] Biochem. 20,1042-1046). Das biologische Wirkprinzip zu den Schritten a) und b) wird anhand der folgenden Experimente erklärt:which have a pronounced domain structure (GR Reeck, PJ Isackson, DC Teller (1982) Nature 300, 76-78). Two folded basic domains interact with the DNA in preferential electrostatic interaction, a strongly acidic domain at the C-terminus mediates a good solubility of the complexes, an important property in this context (M. Carballo, P. Puigdomenech, J.Palau [1983] EMBO -J.2 , 1759-1764). HMG1 and 2 preferentially bind to single stranded DNA but also show high affinity for superhelical DNA (C. Bonne, M. Duguet, A.M. de Recondo [1980] Nucleic Acids Res. 8, 4955-4968). In the DNA complexes, both HMG proteins bind to regions of altered DNA secondary structure under appropriate conditions. In addition to single-stranded regions BZ compounds and Kruziformstrukturen come in. Question (H.Hamada, M. Bustin [1985] Biochem 24.1428-1433). These structures are of interest as a possible component of the control region of genes. In addition to binding to free DNA, HMG1 and 2 may also be part of active nucleosomes, ie, transcribed chromatin (JB Jackson, RL Rill [1981] Biochem., 20, 1042-1046). The biological mode of action for steps a) and b) is explained by the following experiments:

Die Komplexbildung zwischen HMG1 und dem Vektor pLTEneo (6,8 kBP), der hier als Beispiel angeführt wird, wird in einer analytischen Ultrazentrifuge Spinco E (Beckman) mit Hilfe der UV-Absorptionsoptik analysiert. Eine detaillierte molekulargenetische Beschreibung des Vektors ist hierfür nicht erforderlich. Es sei lediglich erwähnt, daß er unter der Kontrolle von 3 Ori-Regionen steht (Py, SV 40, pBR322) und zu Selektionszwecken das neo-Gen trägt. Die Komplexe werden durch schrittweise Zugabe des Proteins in die Zentrifugenzelle, die die DNA enthält und durch Wechselwirkung mit dieser hergestellt und hinsichtlich ihres Sedimentationsverhaltens und der relativen Proteinbindung charakterisiert. Letztere wird als Extinktionsverhältnis E23o/E26sdes sedimentierenden, d.h. gebundenen Materials ausgedrückt. Als Puffer wird 0,15 M NaCI, 10mMTris-HCI, pH8 verwendet. Die Ergebnisse sind in Abb. 1 dargestellt. Man erkennt, daß die Sedimentationskoeffizienten beider DNA-Ringkomponenten mit steigendem HMG1-Zugabeverhältnis η zunehmen und bei etwa η = 10 zusammenfallen. Bei noch höheren η-Werten werden keine erheblichen s-Wertänderungen mehr beobachtet. Präzipitation wurde nicht festgestellt.The complex formation between HMG1 and the vector pLTEneo (6.8 kBP), which is given as an example here, is analyzed in an analytical ultracentrifuge Spinco E (Beckman) with the aid of UV absorption optics. A detailed molecular genetic description of the vector is not required. It should be noted that it is under the control of 3 Ori regions (Py, SV 40, pBR322) and carries the neo gene for selection purposes. The complexes are prepared by stepwise addition of the protein to the centrifuge cell containing and interacting with the DNA and characterized for its sedimentation behavior and relative protein binding. The latter is expressed as the extinction ratio E23o / E26s of the sedimenting, i. expressed in bound material. The buffer used is 0.15 M NaCl, 10 mM Tris-HCl, pH 8. The results are shown in Fig. 1. It can be seen that the sedimentation coefficients of both DNA ring components increase with increasing HMG1 addition ratio η and coincide at about η = 10. At even higher η values, no significant s value changes are observed. Precipitation was not detected.

• *• *

(gHMG1/gONA)(GHMG1 / gona)

1212

Abb. 1 Sedimentations- und relative Bindungsmessungen der superhelikalen I in Abhängigkeit von der HMG 1-ZugabeFig. 1 Sedimentation and relative binding measurements of the superhelical I as a function of the HMG 1 addition

\ und offenen (II) Ringform des Vektors pLTEneo \ And open (II) ring shape of the vector pLTEneo

Hieraus kann auf gleiche Struktur beider DNA-Formen nach Komplexbildung bei r-, > 10 geschlossen werden. Die Bindungsmessungen führten andererseits zu dem Ergebnis, daß bei η > 4 bereits Sättigung erreicht wird, d. h. daß die s-Wertzunahmebeiri > 4 weitgehend auf eine Kondensation der Komplexe und nicht auf Proteinbindung zurückzuführen ist. Die Proteine liegen hier zum größten Teil ungebunden im Überschuß vor.From this it can be concluded that the structure of both DNA forms is the same after complex formation at r- > 10. The binding measurements, on the other hand, led to the conclusion that saturation is already reached at η> 4, ie that the s-value increase in> 4 is largely due to condensation of the complexes and not to protein binding. The proteins are here for the most part unbound in excess.

Abb. 2 zeigt die Stabilität dieser Komplexe von 70-80S gegenüber Verdünnung mit verschiedenen Lösungsmitteln. Eine starke Verdünnung führt allgemein zur Dissoziation von auf elektrostatischen Wechselwirkungen beruhenden Komplexen. Die Komplexausgangskonzentration auf DNA bezogen, betrug 20-40Mg/ml.Figure 2 shows the stability of these complexes of 70-80S versus dilution with various solvents. Strong dilution generally results in the dissociation of electrostatic interaction-based complexes. The complex starting concentration based on DNA was 20-40 μg / ml.

Man erkennt, daß die Verdünnung mit Wasser oder Puffer zu einer Dissoziation und/oder Dekondensation der Komplexe führt, wobei die Ausgangs-s-Werte der freien DNA noch nicht erreicht werden. Die Verdünnung mit einer HMG1 -Lösung von 0,5 mg/ml im o. a. Puffer bzw. einer CaCI2-Lösung bis zu einer Endkonzentration von 12,0 mM CaCI2 erbrachte demgegenüber eine Stabilisierung der Komplexe.It can be seen that dilution with water or buffer leads to dissociation and / or decondensation of the complexes, whereby the starting s values of the free DNA are not yet reached. By contrast, dilution with an HMG1 solution of 0.5 mg / ml in the above buffer or a CaCl 2 solution up to a final concentration of 12.0 mM CaCl 2 resulted in stabilization of the complexes.

100100 I II i ·· —· ·· - · I ιI ι i '' Ii '' I XX II -- II 8Oi8Oi :::".:.;r"::: ".:.; r " CaCf2 __^' CaCf 2 __ ^ ' a.C3 "ω" 60a.C3 "ω" 60 " '"'"Cx"'"' "Cx Na Cl'Na Cl ' Sparmin\-._Sparmin \ -._ \ a\ a -..0.1SM- .. 0.1SM -- 4040 •m• m onon I ιI ι I ι II ι I II

0.80.8

0.60.6

DilutionDilution

0.40.4

0.20.2

Abb.2 Stabilität von Komplexen des Vektors pLTEneo mit HMG1 gegenüber Verdünnung mit verschiedenen MedienFig.2 Stability of complexes of the vector pLTEneo with HMG1 versus dilution with different media

Aus diesen Versuchen kann geschlossen werden, daß ein Überschuß von ungebundenem HMG1 oder die Anwesenheit von löslichem Kalzium die kompakte Struktur der Komplexe bei Verdünnung stabilisiert.From these experiments it can be concluded that an excess of unbound HMG1 or the presence of soluble calcium stabilizes the compact structure of the complexes upon dilution.

Die Komplexe wurden nach Verdünnung (1:10-20) mit dem o.a. Püffer, d. h. im dekondensiertem Zustand und/oder nach Dissoziation unspezifisch bzw. locker gebundenen Proteins nach der Dubochet-Methode elektronenmikroskopisch dargestellt (Philips EM 400T). Eine Fixierung des Materials mit Glutaraldehyd erwies sich als notwendig. Es wurden an 1-3 Stellen der DNA gebundene Proteine in Form von nukleosomenähnlichen Partikeln nachgewiesen. Um Aussagen über eine mögliche Sequenzspezifität dieser Bindung zu erhalten, wurden diese Komplexe mit der Restriktionsendonuklease Bam H1 einmal spezifisch gespalten und die Abstände der gebundenen Proteine vom Spaltort, die sich als reproduzierbar und damit sequenzspezifisch erwiesen, vermessen. Der Vergleich mit einer funktionellen Karte des Vektors ist in Abb. 3 dargestellt. Man erkennt, daß HMG1 an 3 Regionen des Vektors pLTEneo bindet, die u.a. durch die Anwesenheit der 3 Ori-Regionen und der frühen Polyoma-Gene ausgezeichnet sind, innerhalb dieser Regionen bindet HMG1 besonders signifikant an die Oris selbst, wie anhand der schmalen Häufigkeitsmaxima zu erkennen ist. Dies beweist eine selektive Bindung von HMG1 an Kontroll- und Regulationsregionen von Genen bei physiologischen Salzbedingungen. Aus Abb. 3 ist ferner zu entnehmen, daß keine AT-Spezifität der Bindung vorliegt. Diese elektronenmikroskopische Methode ist auch zum Auffinden anderer geeigneter selektiv bindender Proteine geeignet. *The complexes were diluted after dilution (1: 10-20) with the o.a. Püffer, d. H. in the decondensed state and / or after dissociation unspecifically or loosely bound protein by the Dubochet method electron microscopy shown (Philips EM 400T). A fixation of the material with glutaraldehyde proved necessary. Proteins bound to 1-3 sites of DNA were detected in the form of nucleosome-like particles. In order to obtain information about a possible sequence specificity of this binding, these complexes were once specifically cleaved with the restriction endonuclease Bam H1 and the distances of the bound proteins from the cleavage site, which proved to be reproducible and thus sequence-specific, measured. The comparison with a functional map of the vector is shown in Fig. 3. It can be seen that HMG1 binds to 3 regions of the vector pLTEneo, which i.a. are characterized by the presence of the 3 Ori regions and the early polyoma genes, within these regions HMG1 binds particularly significantly to the Oris itself, as indicated by the narrow abundance maxima. This demonstrates selective binding of HMG1 to control and regulatory regions of genes at physiological salt conditions. From Fig. 3 it can also be seen that there is no AT specificity of the binding. This electron microscopic method is also suitable for finding other suitable selective binding proteins. *

6,8 kb6.8 kb

SVWSVW

pBR322pBR322

PyPy

6,8kb6,8kb

EcoRIEcoRI

Abb.3 Häufigkeit der HMG 1-Bindung an selektive Abschnitte des pLTEneo-Genoms, Vergleich mit AT-Sequenzen und Vergleich mit einer vereinfachten funktioneilen Karte des VektorsFig.3 Frequency of HMG 1 binding to selective sections of the pLTEneo genome, comparison with AT sequences and comparison with a simplified functional map of the vector

Transfektionsversuche mit derartigen Komplexen, die hier als Anwendungsbeispiele dargestellt werden, erbrachten das Ergebnis, daß bereits im dekondensierten Zustand der Komplexe nach starker Verdünnung mit Puffer eine ähnliche oder bessere Transfektionseffizienz als mit der herkömmlichen Kopräzipitationsmethode erzielt werden kann (Vergl. Tabelle 1). Damit kommt der spezifischen Ligandierung der Kontroll- und Regulationssequenzen von Vektoren eine besondere Bedeutung bei der Transfektion zu. Die Transfektionseffizienz kann weiter gesteigert werden, wenn die Komplexe in kondensierter Form, d. h. im Überschuß von HMG1 oder in Anwesenheit von löslichem Kalzium von den Wirtszellen aufgenommen werden. Hierin äußert sich die verbesserte Membranpermeation kondensierter Komplexe und ein wirksamer Nukleaseschutz (K. Shastri, P. J. Isackson, J.LFishback, M.Daniel, G. Reeck [1982] Nucleic Adids Res. 10,5059-5072). HMG1 schützt demgemäß in vitro gegen einzelstrangspezifische Nukleasen und DNase I.Transfection experiments with such complexes, which are shown here as application examples, showed the result that already in the decondensed state of the complexes after dilution with buffer a similar or better transfection efficiency than with the conventional Kopräzipitationsmethode can be achieved (see Table 1). Thus, the specific liganding of the control and regulatory sequences of vectors is of particular importance in transfection. Transfection efficiency can be further increased when the complexes are in condensed form, i. H. in excess of HMG1 or in the presence of soluble calcium from the host cells. Herein expresses the improved membrane permeation of condensed complexes and effective nuclease protection (K. Shastri, P.J. Isackson, J.LFishback, M.Daniel, G. Reeck [1982] Nucleic Adids Res. 10, 5059-5072). Accordingly, HMG1 protects in vitro against single strand-specific nucleases and DNase I.

Damit wurde gezeigt, daß in dem hier eingeführten Transfektionssystem die für die Funktion der Vektoren relevanten Kontrollregionen funktionell ligandiert und in einen für die nachgeschalteten Regulationsprozesse ansprechbaren Zustand versetzt werden. Die Einschleusung des Fremdgen-Vektor-Ligand-Systems erfolgt ohne mechanische oder elektrische Zellschädigung in monodisperser Form und ist damit vom Rezipientenzelltyp unabhängig. Damit wird der oben formulierten Zielstellung entsprochenIt was thus shown that in the transfection system introduced here, the control regions which are relevant for the function of the vectors are functionally liganded and converted into a state which can be addressed for the downstream regulatory processes. The introduction of the foreign gene vector ligand system takes place without mechanical or electrical cell damage in monodisperse form and is thus independent of the recipient cell type. This meets the above stated objective

Anschließend wird die Erfindung an Beispielen näher erläutert. Subsequently, the invention will be explained in more detail by way of examples.

Ausführungsbeispieleembodiments

1. HMG 1-induzierte Transfektion von Maus-I-Zellen mit dem Vektor pLTEneo Vektor und HMG1 werden bei physiologischer Salzkonzentration und Zimmertemperatur so gemischt, daß nach mehrmaliger Zugabe von HMG1 in Portionen zur DNA ein HMG1/DNA-Verhältnis π in g HMGVg DNA von ca. 10 erreicht wird. Nach jeder HMG 1-Zugabe ist die Probe langsam zu schwenken und ca. 40 min bei Zimmertemperatur stehenzulassen. Die Mischung muß langsam bzw. schrittweise in kleinen Portionen erfolgen, um ein Ausfallen der Komplexe zu vermeiden. Die Zugabe von größeren Beträgen HMG1 führt unter Umständen zurTrübung der Lösung und damit zu DNA-Verlusten durch Präzipitation. Inkubation der1. HMG 1-induced transfection of mouse I cells with the vector pLTEneo vector and HMG1 are mixed at physiological salt concentration and room temperature so that after repeated addition of HMG1 in portions to the DNA HMG1 / DNA ratio π in g HMGVg DNA of about 10 is reached. After each addition of HMG 1, slowly swirl the sample and leave it at room temperature for about 40 minutes. The mixture must be made slowly or stepwise in small portions to avoid precipitation of the complexes. The addition of larger amounts of HMG1 may result in turbidity of the solution and hence in DNA losses due to precipitation. Incubation of

-6- Ζ56Ί48-6- Ζ56Ί48

Mischung bei 370C erbringt keine Verbesserung. Es kann auch eine Dialyse der Mischung beider Komponenten, die dann ursprünglich in 2 M NaCI gelöst werden, gegen Salzlösungen abnehmender Konzentration und schließlich gegen den o.a. Puffer vorgenommen werden. Wegen der guten Löslichkeit der Komplexe ist dieses Vorgehen jedoch nicht notwendig, lh der Regel werden 0,2ml pLTEneo einer Konzentration von 60-80jug/ml, gelöst in 0,15M NaCI, 1OmM Tris-HCI, pH8, mit 5 Portionen HMG1 zu je 50μ\ einer Konzentration von 0,5mg/ml im o.a. Puffer gemischt. Das Material sollte dann als einheitliche Komponente mit ca. 80S sedimentieren, was durch einen Sedimentationsgeschwindigkeitsversuch in einer analytischen Ultrazentrifuge ermittelt werden kann (vergl. Abb. 1). Die Mischung kann auch in einer Ultrazentrifugenzelle erfolgen, um den Verlauf der Komplexbildung sofort kontrollieren zu können.Mixture at 37 ° C. gives no improvement. Dialysis of the mixture of both components, which are then initially dissolved in 2 M NaCl, can also be carried out against saline solutions of decreasing concentration and finally against the abovementioned buffer. However, because of the good solubility of the complexes, this procedure is not necessary, usually 0.2 ml pLTEneo a concentration of 60-80jug / ml, dissolved in 0.15M NaCl, 1OmM Tris-HCl, pH 8, with 5 portions HMG1 each 50 μ \ a concentration of 0.5 mg / ml mixed in the above buffer. The material should then sediment as a uniform component with about 80S, which can be determined by a sedimentation velocity test in an analytical ultracentrifuge (see Fig. 1). The mixture can also be carried out in an ultracentrifuge cell in order to be able to control the course of the complex formation immediately.

Zwecks Transfektion kann der Komplex nach verschiedenen Verfahren den Zellen appliziert werden. Um hohe Transfektionsraten zu erzielen, sollte der Komplex trotz der für die Zugabe zu den Zellen erforderlichen Verdünnung, im kondensierten Zustand stabilisiert werden (vergl. Abb. 2). Es werden jedoch auch im dekondensierten Zustand befriedigende Transfektionsraten erhalten. Es sind folgende Varianten möglich:For the purpose of transfection, the complex can be applied to the cells by various methods. In order to achieve high transfection rates, the complex should be stabilized in the condensed state despite the dilution required for addition to the cells (see Fig. 2). However, satisfactory transfection rates are also obtained in the decondensed state. The following variants are possible:

1.1. 0,25 ml Komplexlösung mit einem Sedimentationskoeffizient von 70-80 S und einen DNA-Gehalt von 6^g werden 1:10 mit Kulturmedium verdünnt und zu etwa 10BMaus-L-Zellen zugesetzt. In diesem Fall ist mit einer Aufnahme des Komplexes durch die Zellen in dekondensierter Form zu rechnen.1.1. 0.25 ml of complex solution with a sedimentation coefficient of 70-80 S and a DNA content of 6 ^ g are diluted 1:10 with culture medium and added to about 10 B mouse L cells. In this case, a recording of the complex by the cells in decondensed form is to be expected.

1.2. Die gleiche Menge 75 S-Komplex wird mit Kulturmedium 1:10 verdünnt, dem 0,5 ml HMG 1-Lösung einer Konzentration von 2,5 mg/ml zugesetzt wurden. Gemäß Abb. 2 bleiben bei dieser Form der Applikation die Kondensate erhalten.1.2. The same amount of 75 S complex is diluted 1:10 with culture medium to which 0.5 ml HMG 1 solution at a concentration of 2.5 mg / ml has been added. According to Fig. 2, the condensates are retained in this form of application.

1.3. Dem Kulturmedium wird CaCI2 in einer Endkonzentration von 12,OmM zugesetzt. Die Verdünnung des 75S-Komplexes erfolgt wie bei a) und b). Auch hier bleiben die Kondensate weitgehend erhalten.1.3. CaCI 2 is added to the culture medium in a final concentration of 12, OmM. The dilution of the 75S complex is carried out as in a) and b). Again, the condensates are largely retained.

Die Ergebnisse eines repräsentativen Transfektionsversuchs sind in Tabelle 1 zusammengefaßt. Als Kontrolle wurde die Kalziumphosphat-DNA-Kopräzipitationsmethode in Abwesenheit von HMG1 herangezogen. Man erkennt, daß in Gegenwart von HMG1, aber unter nichtkondensierenden Bedingungen (Verdünnung des Komplexes mit Kulturmedium) eine gegenüber der Kalziumphosphatmethode erhöhte Transfektionsrate erzielt wird (1.1.). Bei einer noch höheren freien HMG1-Konzentration, d. h. unter kondensierenden Bedingungen, steigt diese weiter an (1.2.). Freie DNA in Abwesenheit von HMG1 bzw. Kalzium wird nicht von diesen Zellen aufgenommen.The results of a representative transfection experiment are summarized in Table 1. As a control, the calcium phosphate-DNA co-precipitation method was used in the absence of HMG1. It can be seen that in the presence of HMG1, but under non-condensing conditions (dilution of the complex with culture medium), an increased transfection rate compared to the calcium phosphate method is achieved (1.1.). At an even higher free HMG1 concentration, i. H. under condensing conditions, it continues to rise (1.2.). Free DNA in the absence of HMG1 or calcium is not absorbed by these cells.

Tabelle 1: Transfektion von Maus-L-Zellen mit pLTE neoTable 1: Transfection of mouse L cells with pLTE neo

Kalziumphosphat Kolonien Transfektionsrate01 Calcium phosphate colonies transfection rate 01

pLTEneo31 + 180 1,8· 10~3 pLTEneo 31 + 180 1.8 · 10 ~ 3

Kontrolle - 0 0Control - 0 0

HMGI-Komplex31·"1 HMGI complex 31 · " 1

+ Kulturmedium *- ca. 300 ca. 3-10~3 + Culture medium * - about 300 about 3-10 ~ 3

HMGI-Komplex3'·"1 HMGI complex 3 '× " 1

+ Kulturmedium mit HMG 1+ Culture medium with HMG 1

(Endkonzentration 0,05 mg/ml) - S 500 ca. 5-1O-3 (Final concentration 0.05 mg / ml) - S 500 approx. 5-1O -3

a) 6μgDNA,b) 75S-Komplex 1:10 verdünnt; HMG1/DNA (w/w) = 10:1 c) Zahl von Kolonien/105 Zellena) 6μg DNA, b) 75S complex diluted 1:10; HMG1 / DNA (w / w) = 10: 1 c) number of colonies / 10 5 cells

2. Transfektion von Maus-L-Zellen mit dem Vektor pCGBPV Z10 mit Hilfe von HMG1 und den Histonen H 2A, H 2 B, H 3 und H 4 Um zu entscheiden, ob für die beobachtete HMG 1-induzierte Transfektion die Kondensation des Vektors oder die spezifische Bindung an die Expressionskontrollregionen des Vektors verantwortlich ist, wurde auch dieTransfektionseffizienzvon Histon-DNA-Komplexen in Form von rekonstituierten Minichromosomen und von Komplexen aus HMG1,den4Kernhistonen H 2A, H2B, H3 und H4und dem Vektor pCGBPVZIO untersucht. Histon-DNA-Komplexe in Form von Minichromosomen stellen eine natürliche Kondensationsform von DNA dar. Die rekonstituierten Minichromosomen, die einen hohen Kondensationsgrad aufweisen, erwiesen sich in Abwesenheit von Kaziumphosphat als transfektionsinaktiv (S. Scherneck, H. Wählte, M.Theile, M.Böttger, CU. von Mickwitz, E.Geissler [1983] Acta virol. 27,1-11). Die 4 Kernhistone wurden dabei als äquimolare Mischung eingesetzt und im Verhältnis 1,5:1 zur DNA in Anwendung gebracht. Eine hohe DNA-Kondensation allein, auch in Form von chromatinähnlichen Komplexen, reicht demnach nicht aus, um Zellen zu transformieren.2. Transfection of mouse L cells with the vector pCGBPV Z10 using HMG1 and the histones H 2A, H 2 B, H 3 and H 4 To determine if for the observed HMG 1-induced transfection the condensation of the vector or the specific binding to the expression control regions of the vector is also responsible, the transfection efficiency of histone-DNA complexes in the form of reconstituted minichromosomes and complexes of HMG1, 4 nuclear histones H 2A, H2B, H3 and H4 and the vector pCGBPVZIO was also examined. Histone-DNA complexes in the form of minichromosomes represent a natural condensation form of DNA. The reconstituted minichromosomes, which have a high degree of condensation, proved to be transfection-inactive in the absence of kaziumphosphate (S. Scherneck, H. Selected, M. Theile, M. Böttger, CU of Mickwitz, E. Geissler [1983] Acta virol., 27: 1-11). The 4 core histones were used as an equimolar mixture and applied to the DNA in a ratio of 1.5: 1. A high DNA condensation alone, even in the form of chromatin-like complexes, is therefore not sufficient to transform cells.

Demgegenüber sind HMG1-Histon-DNA-Komplexe transfektionsaktiv. Derartige Komplexe wurden in Anlehnung an bereits publizierte Bedingungen hergestellt, unter denen das HMG1-Protein die Assemblierung von Nukleosomen unterstützt (C. Bonne-Andrea, F. Harper, J.Sobczak, A.-M. de Recondo [1984] EMBO-J.3,1193-1199). Die Komplexe werden durch Mischung der Konstituenten in 0,15M NaCI, 1OmM Tris-HCI, pH8 im Gewichtsverhältnis HMG 1/Histone/DNA = 3:1,5:1 hergestellt, wobei die Histone als äquimolare Mischung eingesetzt werden. Zunächst werden Stammlösungen der Histone und des HMG1 gemischt, wobei i.a.eine leichte Trübung auftritt, die durch niedertouriges Zentrifugieren bei 3000 Upm für 15 min entfernt wird. Eine Inkubation der Mischung bei 370C erbringt keine Verbesserung. Anschließend wird die DNA sehr langsam unter leichtem Schwenken zugegeben. Auch hierbei wird oft eine Trübung beobachtet, die sich ebenfalls durch niedertouriges Zentrifugieren entfernen läßt. Die gesamte Prozedur kann in der Meßzelle einer analytischen Ultrazentrifuge durchgeführt werden, wobei die Bildung von Aggregaten und deren Entfernung bei Wellenlängen von 230nm (Protein) und 265nm (DNA bzw. Komplex) mittels der Absorptionsoptik verfolgt wird.In contrast, HMG1 histone-DNA complexes are transfection-active. Such complexes were prepared following previously published conditions under which the HMG1 protein supports the assembly of nucleosomes (Bonne-Andrea, F. Harper, J. Sobczak, A.-M. de Recondo [1984] EMBO-J .3,1193-1199). The complexes are prepared by mixing the constituents in 0.15M NaCl, 10 mM Tris-HCl, pH 8 in the weight ratio HMG 1 / histone / DNA = 3: 1.5: 1, the histones being used as an equimolar mixture. First, stock solutions of histones and HMG1 are mixed, with a slight turbidity occurring, which is removed by low-speed centrifugation at 3000 rpm for 15 minutes. An incubation of the mixture at 37 0 C brings no improvement. Subsequently, the DNA is added very slowly with gentle swirling. Again, a turbidity is often observed, which can also be removed by low-speed centrifugation. The entire procedure can be carried out in the measuring cell of an analytical ultracentrifuge, whereby the formation of aggregates and their removal at wavelengths of 230 nm (protein) and 265 nm (DNA or complex) is monitored by means of the absorption optics.

Die Ausbildung von Komplexen läßt sich anhand ihres Sedimentationsverhaltens belegen. So wurde für pCGBPV Z10 ein Anstieg der Sedimentationskoeffizienten s2JS?& von 27,6S für die Form I-DNA auf 75-99S und von 20,4S für die Form II-DNA auf 61-76S in Abhängigkeit vom Versuchsansatz gemessen. Die Schwankungsbreite der s-Werte der Komplexe ist dabei auf wechselnde Anteile ausgefallenen Proteins zurückzuführen.The formation of complexes can be proven by their sedimentation behavior. Thus, for pCGBPV Z10, an increase in sedimentation coefficients s 2 JS? From 27.6S for Form I DNA to 75-99S and from 20.4S for Form II DNA to 61-76S was measured, depending on the experimental approach. The fluctuation range of the s-values of the complexes can be traced back to changing amounts of precipitated protein.

Tabelle2: Transfektion von Maus-L-Zellen mit pCGBPVZIO pCGBPVZ10a) RekonstituierteTable 2: Transfection of mouse L cells with pCGBPVZIO pCGBPVZ10 a) Reconstituted

Minichromosomen a, b)Minichromosomes a, b)

+Ca -Ca * +Ca -Ca+ Ca -Ca * + Ca -Ca

100cl 0 125 120 100cl 0 125 120

b) HMG 1/Histone/DNA (w/w/w) = 3:1,5:1,b) HMG 1 / histone / DNA (w / w / w) = 3: 1.5: 1,

c) Zahl von Kolonien/105 Zellenc) Number of colonies / 10 5 cells

Die Ergebnisse eines TranSfektionsversuchs mit diesen Komplexen sind in Tab. 2 wiedergegeben. Man erkennt, daß in Gegenwart von HMG1 eine ähnliche Ausbeute transformierter Kolonien erzielt wird, wie nach der Anwendung der Kalziumphosphat-Kopräzipitationsmethode auf den proteinfreien Vektor oder den Komplex. Damit kann die Schlußfolgerung gezogen werden, daß das Nichthistonprotein HMG1 für die Transfektionsaktivität der hier beschriebenen Komplexe verantwortlich ist und dem erfindungsgemäßen Prinzip der sequenzspezifischen Ligandierung der Kontrollregionen des Vektors eine entscheidende Bedeutung zukommt.The results of a TranSfektionsversuchs with these complexes are shown in Tab. 2. It can be seen that in the presence of HMG1 a similar yield of transformed colonies is achieved as after application of the calcium phosphate co-precipitation method to the protein-free vector or complex. Thus, it can be concluded that the non-histone protein HMG1 is responsible for the transfection activity of the complexes described herein and that the principle of the sequence-specific liganding of the control regions of the vector according to the invention is of crucial importance.

Claims (5)

1. Verpackungsverfäfrren von DNA zum Gentransfer in tierische Zellen, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Vektor durch eine sequenzspezifische Ligandierung mittels funktionellerchromosomaler Proteine in einen für die Genaktivierung geeigneten Zustand versetzt, den Vektor durch Wechselwirkung mit diesen Proteinen im Überschuß oder durch andere chromosomale Proteine und/oder gegebenenfalls divalente Kationen in einen transfektionsaktiven kondensierten Komplex überführt, gegen Dekondensation durch Verdünnung stabilisiert und in monodisperser Form in beliebige Wirtszellen einbringt.1. Packaging DNA for gene transfer into animal cells, characterized in that a vector is ligated by means of functional-chromosomal proteins in a sequence suitable for gene activation, the vector by interaction with these proteins in excess or by other chromosomal proteins and / or or optionally converted divalent cations in a transfection-active condensed complex, stabilized against decondensation by dilution and introduced in monodispersed form in any host cells. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sequenzspezifische Ligandierung und die Kondensation durch langsames schrittweises Mischen der Vektor-DNA und der Proteine ohne Trübung erfolgt.2. The method according to item 1, characterized in that the sequence-specific liganding and the condensation is carried out by slowly stepwise mixing of the vector DNA and the proteins without turbidity. 3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sequenzspezifische Ligandierung und Kondensation durch Dialyse erfolgt.3. The method according to item 1, characterized in that the sequence-specific liganding and condensation takes place by dialysis. 4. Verfahren nach Punkt 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als funktioneile chromosomale Proteine die Nichthistone HMG1 und HMG 2 sowie Mischungen dieser Proteine mit den Histonen H 2 A, H 2 B, und H 4 eingesetzt werden.4. The method according to item 1-3, characterized in that the non-histones HMG1 and HMG 2 and mixtures of these proteins with the histones H 2 A, H 2 B, and H 4 are used as functional chromosomal proteins. 5. Verfahren nach Punkt 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Transfektionskonzentration des Vektors durch Verdünnen mit Kulturmedium hergestellt wird, dem HMG1 oder CaCI2 zugesetzt wird.5. The method according to item 1-4, characterized in that the optimal transfection concentration of the vector is prepared by dilution with culture medium to which HMG1 or CaCl 2 is added.
DD29456486A 1986-09-21 1986-09-21 PACKAGING METHOD OF DNA FOR GENTRANSFER TO ANIMAL CELLS DD256148A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD29456486A DD256148A1 (en) 1986-09-21 1986-09-21 PACKAGING METHOD OF DNA FOR GENTRANSFER TO ANIMAL CELLS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD29456486A DD256148A1 (en) 1986-09-21 1986-09-21 PACKAGING METHOD OF DNA FOR GENTRANSFER TO ANIMAL CELLS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DD256148A1 true DD256148A1 (en) 1988-04-27

Family

ID=5582547

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DD29456486A DD256148A1 (en) 1986-09-21 1986-09-21 PACKAGING METHOD OF DNA FOR GENTRANSFER TO ANIMAL CELLS

Country Status (1)

Country Link
DD (1) DD256148A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996014424A1 (en) * 1994-11-08 1996-05-17 Medical Research Council Dna transfer method
EP0908521A1 (en) * 1997-10-10 1999-04-14 Hoechst Marion Roussel Deutschland GmbH Transfection system for the transfer of nucleic acids into cells
WO1999019502A1 (en) * 1997-10-10 1999-04-22 Aventis Pharma Deutschland Gmbh Transfection system for the transfer of nucleic acids into cells
EP0967288A1 (en) * 1998-06-16 1999-12-29 Hoechst Marion Roussel Deutschland GmbH Transfection system for the transfer of nucleic acids into cells

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996014424A1 (en) * 1994-11-08 1996-05-17 Medical Research Council Dna transfer method
EP0908521A1 (en) * 1997-10-10 1999-04-14 Hoechst Marion Roussel Deutschland GmbH Transfection system for the transfer of nucleic acids into cells
WO1999019502A1 (en) * 1997-10-10 1999-04-22 Aventis Pharma Deutschland Gmbh Transfection system for the transfer of nucleic acids into cells
EP0967288A1 (en) * 1998-06-16 1999-12-29 Hoechst Marion Roussel Deutschland GmbH Transfection system for the transfer of nucleic acids into cells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2535554C2 (en) Biological process
DE60112398T2 (en) Method for introducing foreign material into higher cells using a laser beam
DE69836491T2 (en) FIBRINE MICROBALLETS AND ITS USES
DE2915082C2 (en)
DE69735127T2 (en) ENZYME SENSOR
DE69633725T2 (en) CATIONIC LIPIDES / DNA COMPLEXES FOR TARGETING GENES
EP0043075A2 (en) Process for increasing the incorporation and expression of genetic material in nuclei of intact cells with the aid of liposomes
EP0065069A2 (en) Latex for immobilizing biologically active substances
DE2026076B2 (en) Process for the selective adsorption of one or more specific, non-viral proteins from liquid plasma or serum
DE60038664T2 (en) gene carriers
WO2008145587A1 (en) Method for purifying cells, recovering cells, and transfecting cells gently
JP7219451B2 (en) COMPOSITION FOR PREPARATION OF BIOLOGICAL MATERIAL EXCELLENT IN LIGHT TRANSMISSION AND USE THEREOF
DE1642662A1 (en) Process for the production of urokinase
DE4333805C2 (en) Method for extracting nucleic acids and method for detecting specified nucleic acid sequences
Kás Ultrastructural localization of choline acetyltransferase and acetylcholinesterase in central and peripheral nervous tissue
DD256148A1 (en) PACKAGING METHOD OF DNA FOR GENTRANSFER TO ANIMAL CELLS
DD296842A5 (en) PROCESS FOR PRODUCING CLEANED ALBUMIN SOLUTIONS
DE102006060717B4 (en) Process for the purification of at least one target substance to be detected
DE102013009744A1 (en) Fusion mixture for the lipid-containing membrane modification of any lipid membrane, a cell membrane, a component of a cell membrane or a cell membrane separated from the other cell constituents in vivo or in vitro
CH668005A5 (en) FUSOGENIC LIPOSOMES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF.
DE10157799A1 (en) Gene transfer to animal cells, useful in vitro or for gene therapy, using vector DNA treated sequentially in water with oppositely charged polyelectrolytes
DE3716907A1 (en) METHOD FOR PROPAGING EPITHELIAL CELLS
DE69735374T2 (en) METHOD FOR OBTAINING PHYSIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
EP1490112A1 (en) Method and agent for producing therapeutically active blood compositions
DE19616645A1 (en) Method for transfection of animal cells

Legal Events

Date Code Title Description
RPI Change in the person, name or address of the patentee (searches according to art. 11 and 12 extension act)
ENJ Ceased due to non-payment of renewal fee