DE4400748A1 - Screening test for inhibitors of renin expression - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Testverfahren zur Identi fizierung von Substanzen, die die Expression des Reningens regu lieren können.The present invention relates to a test method for identi fication of substances that regulate the expression of the reningen can lieren.
Renin ist ein an der Blutdruckregulation beteiligtes Protein. Renin wird als Prorenin in den juxtaglomerulären Zellen der Niere synthetisiert, prozessiert und in Vesikeln gespeichert. Bei einem Blutdruckabfall oder einer erhöhten Natriumionenkonzentration wird Renin aus den Speichervesikel der juxtaglomerulären Zellen ausgeschüttet und katalysiert als Aspartylprotease die Frei setzung des Decapeptids Angiotensin I aus dem in der Leber syn thetisierten Angiotensinogen des Blutplasmas. Das Angiotensin I wird dann vom Angiotensin-Converting-Enzyme (ACE) zum Octapeptid Angiotensin II verkürzt. Über die Bindung des Angiotensin II an den Typ I Angiotensinogenrezeptor auf den glatten Muskelzellen der Gefäße und die anschließenden intrazellulären Signale kommt es zur Gefäßkonstriktion und somit zur Blutdruckerhöhung. Neben diesem endokrin wirksamen renalen RAS ist auch ein parakrin oder autokrin wirksames Gewebe RAS bekannt. Hierbei wird das Angioten sinogen und möglicherweise auch das Renin in Organen wie dem Herz, dem Gehirn oder auch den Blutgefäßen exprimiert. Während man glaubt, daß das renale RAS bei der akuten Blutdruckregulation von Bedeutung ist, wird dem Gewebe-RAS eher eine Funktion bei der langfristigen Regulation des Gefäßtonus und des Blutdrucks zuge schrieben. Die stark blutdruckregulierende Wirkung von ACE- Inhibitoren zeigt, daß das RAS einen klaren Angriffspunkt zur Senkung des Hypertonischen Blutdrucks darstellt (Lee et al., Am. J. Cardiol 70, 12C-19C, 1992).Renin is a protein involved in regulating blood pressure. Renin acts as a prorenin in the juxtaglomerular cells of the kidney synthesized, processed and stored in vesicles. At a Drop in blood pressure or increased sodium ion concentration Renin is made from the storage vesicles of the juxtaglomerular cells distributed and catalyzes the free as aspartyl protease setting of the decapeptide angiotensin I from the syn thetized angiotensinogen of blood plasma. The angiotensin I then turns from angiotensin converting enzyme (ACE) to octapeptide Angiotensin II shortened. About the binding of angiotensin II to the type I angiotensinogen receptor on the smooth muscle cells of the vessels and the subsequent intracellular signals comes it for vascular constriction and thus for increasing blood pressure. Next This endocrine disrupting RAS is also a paracrine or autocrine effective tissue known as RAS. Here the angiote sinogenic and possibly also the renin in organs like that Heart, brain or blood vessels. While Renal RAS is believed to be used in acute blood pressure regulation is important, the tissue RAS is more of a function in the long-term regulation of vascular tone and blood pressure wrote. The strong blood pressure regulating effect of ACE Inhibitors show that the RAS is a clear target for Reduction in hypertensive blood pressure (Lee et al., Am. J. Cardiol 70, 12C-19C, 1992).
Zur weiteren, nebenwirkungsfreieren Verbesserung der Blutdruck senkung, der Regulation des Gefäßtonus und insbesondere der Ge fäß- und Organprotektion sind über das ACE hinaus auch andere Komponenten des RAS potentielle Angriffspunkte für neue Pharmaka. Hierbei ist gerade die Umsetzung des Angiotensinogens zu Angio tensin I durch Renin aus zwei Gründen besonders interessant:To further improve the blood pressure without side effects lowering, the regulation of the vascular tone and especially the Ge Barrel and organ protection are other than the ACE Components of the RAS potential targets for new pharmaceuticals. Here is the conversion of angiotensinogen to angio Renin's tensin I is particularly interesting for two reasons:
- I) Die geschwindigkeitsbestimmende Enzymreaktion des RAS ist die Umsetzung von Angiotensinogen zu Angiotensin I durch Renin; I) The rate-determining enzyme reaction of the RAS is Conversion of angiotensinogen to angiotensin I by renin;
- II) Die Plasmakonzentration des Angiotensinogens liegt in der Größenordnung der Michaelis-Menten-Konstante des Renins. Kleinere Schwankungen in der Angiotensinogen- oder Renin konzentration haben somit schon einen deutlichen Einfluß auf die synthetisierte Menge an Angiotensin I.II) The plasma concentration of the angiotensinogen is in the Magnitude of the Michaelis-Menten constant of the renin. Minor fluctuations in the angiotensinogen or renin concentration therefore have a significant influence on the amount of angiotensin I synthesized
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, das die Identifizierung von Substanzen erlaubt, die durch Hemmung der Reninexpression die Konzentration des Renins senken.The object was therefore to provide a method which allows the identification of substances by inhibiting the Renin expression lower the concentration of renin.
Gegenstand der Erfindung ist ein Testverfahren zur Identi fizierung von Substanzen, die die Reninexpression beeinflussen und das die folgende Schritte umfaßt:The invention relates to a test method for identi Identification of substances that influence renin expression and which comprises the following steps:
-
a) Transfektion einer Wirtszelle mit einem rekombinanten Vektor
der
- a₁) die regulatorische Regionen des Reningens,
- a₂) ein Reportergen, funktionell mit der in a₁) beschriebener regulatorischen Region verknüpft, trägt,
- a₁) the regulatory regions of the race,
- a₂) carries a reporter gene, functionally linked to the regulatory region described in a₁),
- b) Etablieren von Zellen, die den unter a) beschriebenen Vektor transient enthalten, oder Züchtung einer Zellinie, die den unter Schritt a) beschriebenen Vektor stabil integriert ent hält,b) Establishing cells containing the vector described under a) contain transient, or cultivation of a cell line that the The vector described in step a) is stably integrated holds,
- c) Exposition der Zellen aus Schritt b) mit verschiedenen zu testenden Substanzen,c) Exposure of the cells from step b) to different ones testing substances,
- d) Messung der Expression des Reportergens in den Zellen nach Schritt c).d) Measurement of the expression of the reporter gene in the cells after Step c).
Im ersten Schritt (a) des erfindungsgemäßen Testverfahrens wird ein rekombinanter Vektor hergestellt, der die regulatorische Gen region des Renin-Gens trägt. Darunter ist der Sequenzbereich zu verstehen, der den Promotor, den Enhancer sowie gegebenenfalls weitere, die Transkription von Renin positiv oder negativ beein flussende Kontrollsequenzen enthält.In the first step (a) of the test method according to the invention produced a recombinant vector that contains the regulatory gene region of the renin gene. Below that is the sequence area understand the promoter, enhancer and, if necessary others that positively or negatively affect the transcription of renin contains flowing control sequences.
Die regulatorische Region von Renin läßt sich beispielsweise aus humaner genomischer DNA oder einer humanen genomischen Genbank isolieren (siehe Beispiel 1). An diese regulatorische Genregion wird ein Reportergen funktionell angeknüpft. Reportergene sind solche Gene, deren exprimiertes Genprodukt ein leicht meß- bzw. quantifizierbares Signal liefert.For example, the regulatory region of renin can be identified human genomic DNA or a human genomic library isolate (see example 1). To this regulatory gene region a reporter gene is linked functionally. Are reporter genes genes whose expressed gene product is an easily measured or provides quantifiable signal.
In der Regel sind geeignete Reportergene Gene für solche Pro teine, die mit gängigen Methoden nachweisbar sind. Bevorzugt werden als Reportergene Gene für Enzyme, die eine leicht nach weisbare Reaktion katalysieren, verwendet. As a rule, suitable reporter genes are genes for such professionals stones that can be detected using common methods. Prefers are used as reporter genes for enzymes that are easily identified catalyze detectable reaction.
Besonders geeignete Reportergene sind die Gene für Chlor amphenicol-Acetyl-Transferase (CAT), β-Galaktosidase, sezernierte alkalische Phosphatase oder Luziferase.The genes for chlorine are particularly suitable reporter genes amphenicol acetyl transferase (CAT), β-galactosidase alkaline phosphatase or luciferase.
Die funktionelle Verknüpfung von regulatorischer Genregion von Renin und Reportergen bedeutet, daß die Transkription des Reportergens unter Promotorkontrolle von Renin erfolgt.The functional linkage of the regulatory gene region of Renin and reporter gene means that the transcription of the Reporter gene is carried out under the promoter control of Renin.
Neben diesen beiden Genbereichen kann der rekombinante Vektor noch weitere Genabschnitte tragen. Insbesondere ist die Ver wendung eines Selektionsmarkers wie die Neomycin-Resistenz (neo®) von Vorteil.In addition to these two gene areas, the recombinant vector carry even more gene segments. In particular, the Ver using a selection marker such as neomycin resistance (neo®) advantageous.
Die Transformation einer Wirtszelle durch den rekombinanten Vek tor kann durch alle gängigen Transformationsverfahren wie Elek troporation, Calciumphosphat oder Liposomen vermittelte Transfek tion erfolgen. Besonders gut geeignet für die Transformation ist die Liposomen vermittelte Transfektion.The transformation of a host cell by the recombinant Vek tor can be transformed using all common transformation processes such as elec troporation, calcium phosphate or liposome mediated transfec tion. It is particularly well suited for the transformation transfection mediated by liposomes.
Als Wirtszellen sind eukaryontische Zellinien gut geeignet. Ins besondere SK-LMS-1-Zellen (ATCC Nr. HTB 88).Eukaryotic cell lines are well suited as host cells. Ins special SK-LMS-1 cells (ATCC No. HTB 88).
Nachdem die Wirtszelle mit dem rekombinanten Vektor transformiert worden ist, werden in einem weiteren Schritt (b) solche Zellen etabliert, die den Vektor entweder transient oder stabil inte griert enthalten. Unter transienter Expression versteht man eine Expression von nur begrenzter Dauer. Unter stabiler Integration versteht man die Aufnahme des rekombinanten Vektors in das Genom der Wirtszelle.After the host cell is transformed with the recombinant vector in a further step (b), such cells established that the vector is either transient or stable inte free included. Transient expression means one Expression of limited duration. With stable integration one understands the inclusion of the recombinant vector in the genome the host cell.
In einem dritten Schritt (c) werden die im Schritt (b) isolierten Zellen den auf Renin-Senkung zu testenden Substanzen ausgesetzt. Dies geschieht dadurch, daß die zu testenden Substanzen üblicher weise in einer Konzentration von 10-3M bis 10-6M dem Zellkultur medium zugesetzt werden. Die zu testenden Substanzen bleiben in der Regel 2 bis 24 Stunden mit den transformierten Wirtszellen in Kontakt.In a third step (c), the cells isolated in step (b) are exposed to the substances to be tested for renin reduction. This is done by adding the substances to be tested to the cell culture medium in a concentration of 10 -3 M to 10 -6 M. The substances to be tested usually remain in contact with the transformed host cells for 2 to 24 hours.
Anschließend werden die Zellen lysiert und für die Auswertung der Reportergen-Expression vorbereitet, wie es in Beispiel 3 ange geben ist.The cells are then lysed and used to evaluate the Reporter gene expression prepared as indicated in Example 3 give is.
Die Expression des Reportergens in einer mit einer zu testenden Substanz behandelten Wirtszelle wird gemessen und verglichen mit einer Kontrolle, d. h. der Expression in Abwesenheit einer zu testenden Substanz. Durch Vergleich dieser beiden Meßwerte läßt sich sofort eine Aussage darüber machen, ob die zu testende Sub stanz die Reportergenexpression reprimiert.Expression of the reporter gene in one with one to be tested Substance treated host cell is measured and compared to a control, d. H. expression in the absence of one testing substance. By comparing these two measured values immediately make a statement as to whether the sub punch reporter gene expression repressed.
Das erfindungsgemäße Testverfahren hat den Vorteil, daß es leicht und schnell auszuwerten ist und somit einen großen Probendurch satz gestattet. Dadurch wird es möglich, ein effektives Massen screening auf Substanzen mit Renin-senkender Wirkung durchzu führen.The test method according to the invention has the advantage that it is easy and can be evaluated quickly and thus a large sample sentence allowed. This makes it possible to have an effective mass screening for substances with renin-lowering effects to lead.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veran schaulicht.The invention is further illustrated by the following examples clear.
Aus einem genomischen Klon des humanen Reningens (Hardiman et al., DNA, 3, 457-468, 1984) wurde das KpnI/XbaI Fragment (ca. 480 bp), das das ATG Startcoden für die Translation des Prorenins enthält, herausgeschnitten und in den Blueskriptvektor (Strata gene) subkloniert. Der Bereich um das ATG Startcodon wurde dann so mutagenisiert, daß er anschließend eine NcoI-Schnittstelle aufwies, die das ATG-Startcodon entsprechend den Regeln zur Translationsinitiation für eukaryontische Transkripte (Kozak, Nu cleic Acids Res., 15, 8125-8148, 1987) erhält (ACCATGGAT). Vor dieses am ATG mutagenesierte genomische Fragment wurde dann das auch im Reningen weiter upstream befindliche 3kb BglII/KpnI Frag ment kloniert (Hardman et al., 1984, s. o.). Dieses Konstrukt wurde pRen 3kb + 0,5kb (NcoI) genannt. Im käuflich erhältlichen pMaMneo-luc Vektor (Clontech) wurde die DNA, die für das Reportergen Luziferase codiert durch xbaI und BamHI herausge schnitten und mit Linkern versehen, so daß am 3′Ende des Frag ments das ATG-Startcodon der Luziferase im pMaMneo-luc (AAAATG- GAA) nun auch eine NcoI Schnittstelle enthielt (ACCATGGAA). Am 5′Ende wurde eine NcoI Schnittstelle an die BamHI Schnittstelle angefügt. Das Luziferasegen wurde dann über NcoI in sense Orien tierung hinter den Promotor des Reningens in die mutagenisierte NcoI Schnittstelle des Prorenin-ATG Startcodons in den pRen 3kb+ 0,5kb (NcoI) ligiert. Das neue Konstrukt wurde pRen 3kb + 0,5kb - luc genannt. Aus diesem Konstrukt wurde dann mit XhoI und NotI (beide im Blueskript polylinker gelegen) das Fragment bestehend aus dem ca. 3kb Reninpromotor gefolgt von dem Reportergen Luzife rase herausgeschnitten und die Schnittstellen durch Klenow-Enzym aufgefüllt. From a genomic clone of human reningen (Hardiman et al., DNA, 3, 457-468, 1984) the KpnI / XbaI fragment (approx. 480 bp), which is the ATG start code for the translation of prorenin contains, cut out and into the blues script vector (Strata gene) subcloned. The area around the ATG start codon was then mutagenized so that it subsequently an NcoI interface which the ATG start codon according to the rules Translation initiation for eukaryotic transcripts (Kozak, Nu cleic Acids Res., 15, 8125-8148, 1987) (ACCATGGAT). In front this genomic fragment mutagenized at the ATG then became the 3kb BglII / KpnI Frag cloned (Hardman et al., 1984, supra). This construct was called pRen 3kb + 0.5kb (NcoI). In the commercially available pMaMneo-luc vector (Clontech) was the DNA responsible for the Reporter gene luciferase encoded by xbaI and BamHI cut and provided with linkers so that at the 3 ′ end of the question the ATG start codon of luciferase in pMaMneo-luc (AAAATG- GAA) now also contained an NcoI interface (ACCATGGAA). At the 5'End became an NcoI interface to the BamHI interface added. The luciferase gene was then transferred into sense orien via NcoI tation behind the promoter of the reningen in the mutagenized NcoI interface of the Prorenin-ATG start codon in the pRen 3kb + 0.5 kb (NcoI) ligated. The new construct was pRen 3kb + 0.5kb - called luc. This construct then became XhoI and NotI (both located in the bluescript polylinker) consisting of the fragment from the approx. 3kb renin promoter followed by the reporter gene Luzife lawn cut out and the interfaces by Klenow enzyme replenished.
Das käuflich erhältliche eukaryontische Reporterkonstruktplasmid pMaMneo-luc (Clontech) wurde durch Sal I aufgeschnitten und da durch das Luziferasegen entfernt. In die durch Klenow-Enzym auf gefüllten Sal I Restriktionsschnittstellen des pMaMneo-luc wurde 3 nun das XhoI/MotI Reninpromotor-Luziferase-Fragment aus dem pRen 3kb + 0,5kb - luc blunt einkloniert.The commercially available eukaryotic reporter construct plasmid pMaMneo-luc (Clontech) was cut open by Sal I and there removed by the luciferase gene. In by Klenow enzyme filled Sal I restriction sites of the pMaMneo-luc 3 now the XhoI / MotI renin promoter luciferase fragment from the pRen 3kb + 0.5kb - luc blunt cloned in.
SK-LMS-1-Zellen (ATCC HTB 88) wurden in DMEM/F12 (1 : 1)-Medium mit 10% FCS kultiviert. Die Transfektion erfolgte mit dem in Bei spiel 1 beschriebenen Reporterkonstrukt durch Liposomen vermit telten DNA-Transfer. Dazu wurden 1×10⁶ Zellen in 10 cm-Zellkultur- Schalen ausgesät. Nach Übernachtinkubation in FCS haltigem Medium wurden die Zellen für 6 Std. in 2 µl DNA, 10 µl Transfectam (Fa. Promega No. E 1231) in 2 ml Serum-freiem Medium transfiziert. Da nach erfolgte ein Mediumwechsel zu FCS haltigem Medium. Nach 24 Std. wurde auf Selektionsmedium (DMEM/F12, 10% FCS, 600 µl/ml G418-Sulfat) umgestellt. Stabile G418-resistente Zellklone wurden nach 10 bis 20 Tagen isoliert.SK-LMS-1 cells (ATCC HTB 88) were in DMEM / F12 (1: 1) medium 10% FCS cultivated. The transfection was carried out using the in Game 1 described reporter construct by liposomes Communicate DNA. For this purpose, 1 × 10⁶ cells in 10 cm cell culture Seeded trays. After overnight incubation in FCS-containing medium the cells were 6 hours in 2 ul DNA, 10 ul Transfectam (Fa. Promega No. E 1231) transfected in 2 ml serum-free medium. There after a medium was changed to FCS-containing medium. To 24 hours was on selection medium (DMEM / F12, 10% FCS, 600 ul / ml G418 sulfate). Stable G418-resistant cell clones were found isolated after 10 to 20 days.
Zellen gemäß Beispiel 2 wurden in Mikrotiterplatten eingesät (1×10⁵ Zellen/well) und nach 16 h in DMEM/HamF12 (1 : 1)-Medium ohne FCS überführt. Nach zwei Stunden werden Verdünnungen der zu testenden Substanz zugegeben. Nicht behandelte Zellen dienten als Negativkontrolle. Nach 2 bis 24 Stunden Inkubation wurden die Zellen durch Zugabe von 30 µl/well Lysispuffer (25 mM Tris-Phos phat, pH 7,8; 2 mM DTT; 2 mM 1,2-Diaminocyclohexan-N,N.N′,N′-te traessigsäure, 10% Glycerol, 1% Triton X-100®) aufgeschlossen (15 min. bei Raumtemperatur). Zu diesem Zellextrakt wurden 50 µl Luciferase Assay Substrate (270 µM Coenzym A, 470 µM Luciferin, 530 µM ATP) zugegeben. Die Messung der Luciferase-Aktivität kann in herkömmlichen Luminometern durchgeführt werden; vorzugsweise erfolgt die Messung in einem 2-D-Luminometer der Firma Hamamatsu. Cells according to Example 2 were sown in microtiter plates (1 × 10⁵ cells / well) and after 16 h in DMEM / HamF12 (1: 1) medium without FCS convicted. After two hours, the dilutions become too test substance added. Untreated cells served as Negative control. After 2 to 24 hours of incubation, the Cells by adding 30 µl / well lysis buffer (25 mM Tris-Phos phat, pH 7.8; 2mM DTT; 2 mM 1,2-diaminocyclohexane-N, N.N ′, N′-th traacetic acid, 10% glycerol, 1% Triton X-100®) digested (15 min at room temperature). 50 μl were added to this cell extract Luciferase assay substrates (270 µM coenzyme A, 470 µM luciferin, 530 µM ATP) added. Measurement of luciferase activity can be carried out in conventional luminometers; preferably the measurement is carried out in a 2-D luminometer from Hamamatsu.
Das Assaysystem aus Beispiel 3 wird eingesetzt für ein "random screening" nach Substanzen, die die Regulation des Renin promotors beeinflussen.The assay system from Example 3 is used for a "random screening" for substances that regulate the renin influence promotors.
Substanzen, die im screening verwendet werden sollen, werden in Konzentrationen von 1 bis 5 mM in DMSO gelöst und in geeigneten Verdünnungen gemäß Beispiel 3 in Tests eingesetzt.Substances to be used in the screening are in Concentrations of 1 to 5 mM dissolved in DMSO and in suitable Dilutions according to Example 3 used in tests.
Claims (2)
- a) Transfektion einer Wirtszelle mit einem rekombinanten
Vektor der
- a₁) die regulatorische Regionen des Reningens,
- a₂) ein Reportergen, funktionell mit der in a₁) beschrie bener regulatorischen Region verknüpft, trägt,
- b) Etablieren von Zellen, die den unter a) beschriebenen Vektor transient enthalten, oder Züchtung einer Zellinie, die den unter Schritt a) beschriebenen Vektor stabil in tegriert enthält,
- c) Exposition der Zellen aus Schritt b) mit verschiedenen zu testenden Substanzen,
- d) Messung der Expression des Reportergens in den Zellen nach Schritt c).
- a) Transfection of a host cell with a recombinant vector
- a₁) the regulatory regions of the race,
- a₂) carries a reporter gene, functionally linked to the regulatory region described in a₁),
- b) establishing cells which transiently contain the vector described under a), or culturing a cell line which stably integrates the vector described under step a),
- c) exposure of the cells from step b) to various substances to be tested,
- d) Measurement of the expression of the reporter gene in the cells after step c).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4400748A DE4400748A1 (en) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | Screening test for inhibitors of renin expression |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4400748A DE4400748A1 (en) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | Screening test for inhibitors of renin expression |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4400748A1 true DE4400748A1 (en) | 1995-07-20 |
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ID=6507805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE4400748A Withdrawn DE4400748A1 (en) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | Screening test for inhibitors of renin expression |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4400748A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19713530A1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | Volker Dr Stoldt | Haemo-dynamically modulated reporter system comprises reporter gene under control of haemo-dynamically modulated promoter |
-
1994
- 1994-01-13 DE DE4400748A patent/DE4400748A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19713530A1 (en) * | 1997-04-01 | 1998-10-08 | Volker Dr Stoldt | Haemo-dynamically modulated reporter system comprises reporter gene under control of haemo-dynamically modulated promoter |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8130 | Withdrawal |