ES2333228T3 - Nuevas herramientas de expresion para aplicaciones multiproteicas. - Google Patents

Nuevas herramientas de expresion para aplicaciones multiproteicas. Download PDF

Info

Publication number
ES2333228T3
ES2333228T3 ES04803271T ES04803271T ES2333228T3 ES 2333228 T3 ES2333228 T3 ES 2333228T3 ES 04803271 T ES04803271 T ES 04803271T ES 04803271 T ES04803271 T ES 04803271T ES 2333228 T3 ES2333228 T3 ES 2333228T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
vector
cells
site
baculovirus
baselineskip
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
ES04803271T
Other languages
English (en)
Inventor
Imre Berger
Daniel J. Fitzgerald
Timothy Richmond
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Original Assignee
Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
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 Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ filed Critical Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Application granted granted Critical
Publication of ES2333228T3 publication Critical patent/ES2333228T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • C12N15/86Viral vectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P5/00Drugs for disorders of the endocrine system
    • A61P5/10Drugs for disorders of the endocrine system of the posterior pituitary hormones, e.g. oxytocin, ADH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/64General methods for preparing the vector, for introducing it into the cell or for selecting the vector-containing host
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N7/00Viruses; Bacteriophages; Compositions thereof; Preparation or purification thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K2217/00Genetically modified animals
    • A01K2217/05Animals comprising random inserted nucleic acids (transgenic)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2710/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA dsDNA viruses
    • C12N2710/00011Details
    • C12N2710/14011Baculoviridae
    • C12N2710/14041Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
    • C12N2710/14043Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vectore
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2710/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA dsDNA viruses
    • C12N2710/00011Details
    • C12N2710/14011Baculoviridae
    • C12N2710/14111Nucleopolyhedrovirus, e.g. autographa californica nucleopolyhedrovirus
    • C12N2710/14141Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
    • C12N2710/14143Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vector
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2800/00Nucleic acids vectors
    • C12N2800/30Vector systems comprising sequences for excision in presence of a recombinase, e.g. loxP or FRT
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2800/00Nucleic acids vectors
    • C12N2800/70Vectors containing special elements for cloning, e.g. topoisomerase, adaptor sites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2800/00Nucleic acids vectors
    • C12N2800/90Vectors containing a transposable element
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2830/00Vector systems having a special element relevant for transcription
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2830/00Vector systems having a special element relevant for transcription
    • C12N2830/15Vector systems having a special element relevant for transcription chimeric enhancer/promoter combination
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2830/00Vector systems having a special element relevant for transcription
    • C12N2830/60Vector systems having a special element relevant for transcription from viruses

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

Polinucleótido para aplicaciones multigénicas, que comprende una disposición funcional según la figura I: comprendiendo dicha disposición: (a) por lo menos dos casetes de expresión: T1 - MCS1 - P1 y P2 - MCS2 - T2 en una disposición de cabeza con cabeza, cabeza con cola o cola con cola, comprendiendo cada uno un sitio de clonación múltiple MCS1 o MCS2, flanqueado por un promotor P1 y una secuencia de terminador T1 para MCS1 y flanqueado por un promotor P2 y una secuencia de terminador T2 para MCS2, (b) por lo menos un módulo de multiplicación M intermedio de los promotores P1 y P2 que comprende por lo menos dos sitios de restricción A y B, (c) por lo menos dos sitios de restricción X e Y, flanqueando cada uno uno de los casetes de expresión, en el que: (i) los sitios de restricción A y X, así como B e Y son compatibles, pero (ii) los productos de ligación de AY y de BX no son divididos enzimáticamente por los enzimas de restricción a, b, x o y, específicos para los sitios de restricción A, B, X e Y, e (iii) los sitios de restricción A y B, así como X e Y no son compatibles.

Description

Nuevas herramientas de expresión para aplicaciones multiproteicas.
La presente invención se refiere a polinucleótidos para aplicaciones multigénicas, que comprende una nueva disposición funcional, así como vectores, células huésped y animales recombinantes que comprenden dichos polinucleótidos.
Asimismo, la presente invención se refiere a procedimientos para generar casetes de expresión multigénica, procedimientos para producir complejos multiproteicos in vitro e in vivo, y procedimientos para producir una vacuna.
Además, la presente invención comprende procedimientos para cribar interacciones entre complejos de proteínas o modificaciones de proteínas, y procedimientos para el cribado in vitro o in vivo de compuestos candidatos que pueden presentar entre complejos de proteínas o de modificaciones de proteínas, o capaces de inhibir interacciones entre complejos de proteínas o de inhibir modificaciones de proteínas.
Además, la presente invención se refiere a la utilización de los polinucleótidos, vectores, células huésped o animales recombinantes de la invención para: (i) la preparación de un medicamento para la terapia génica, (ii) la producción recombinante de complejos multiproteicos, (iii) la producción de una vacuna, o (iv) el cribado de compuestos de interés.
Finalmente, e igualmente importante, la invención se refiere a un kit de partes que comprende por lo menos un polinucleótido, un vector y/o una célula huésped según la invención.
Antecedentes de la invención
La identificación de nuevos complejos multiproteicos en las células eucarióticas se ha acelerado considerablemente, en particular debido a la aparición del análisis genómico de las interacciones proteína-proteína, a la introducción de potentes procedimientos de purificación de proteínas de afinidad múltiple y al desarrollo de técnicas analíticas ultrasensibles. Basándose en búsquedas exhaustivas de dos híbridos, se ha estimado que el número de parejas de interacción para una proteína determinada de la levadura de panadería es de entre cinco y ocho (Schwikowski et al., A network of protein-protein interactions in yeast, Nat. Biotechnol. 18:1257-1261, 2000; Bader et al., Analyzing protein-protein interaction data obtained from different sources, Nat. Biotechnol. 20:991-997, 2002; Von Mering et al., Comparative assessment of large-scale data sets of protein-protein interacions, Nature 417:399-403, 2002; Grigoriev, A., On the number of protein-protein interacions in the yeast proteome, Nucleic Acids Res. 31:4157-4161, 2003). De esta manera, ha surgido el concepto de la célula como una colección de máquinas proteicas multicomponente, con una proteína para esencialmente cada proceso importante. Lo expuesto anteriormente plantea retos significativos para las tecnologías de producción de proteínas centradas en estudios moleculares de tipo estructural y funcional de los complejos multiproteicos eucarióticos, debido a que las cantidades intracelulares típicamente son refractarias a la extracción a gran escala a partir de la fuente.
Se han utilizado vectores policistrónicos portadores de varios genes que codifican componentes de complejos multiproteicos para casos seleccionados de administración en la terapia génica (De Felipe, P., Polycistronic viral vectors, Curr. Gene Ther. 2:355-378, 2002; Planelles, V., Hybrid lentivirus vectors, Methods Mol. Biol. 229:273-284, 2003). Recientemente se ha utilizado un vector policistrónico para la expresión de un complejo de factor transcripcional compuesto de cuatro subunidades en E. coli (Selleck et al., A histone fold TAF octamer within the yeast TFIID transcriptional coactivator, Nat. Struct. Biol. 8:695-700, 2001). Los constructos de ADN en estos estudios se generaron mediante procedimientos convencionales utilizando endonucleasas y ligasa. Sin embargo, los complejos de proteínas en los eucariotas con frecuencia contienen diez o más subunidades con polipéptidos individuales de tamaños variables, de hasta varios cientos de kDa, lo que limita severamente la aplicabilidad de las estrategias convencionales de clonación y en gran parte descarta a E. coli como sistema huésped útil para la expresión de proteínas heterólogas.
Los baculovirus recombinantes resultan particularmente atractivos para la producción de nivel elevado de conjuntos grandes de proteínas (O'Reilly et al., Baculovirus expression vectors. A laboratory manual. Oxford Press, New York, 1994). Los genes regulados por promotores tardíos del virus de la polihedrosis nuclear de Autographa californica (AcNVP) con frecuencia se expresan abundantemente, se procesan fielmente y se direccionan a su compartimiento celular apropiado. Incluso partículas de arquitectura compleja, tales como las estructuras de cápside, se han ensamblado con éxito en células de insecto utilizando el sistema baculovirus (Roy et al., Baculovirus multigene expression vectores and their use for understanding the assembly process of architecturally complex virus particles, Gene 190:119-129, 1997). La expresión de varios genes en una célula puede conseguirse mediante coinfección con virus que transportan un gen foráneo cada uno. Sin embargo, este enfoque inevitablemente conduce a considerables variaciones en los niveles de producción de las proteínas individuales como resultado de la varianza estadística entre células infectadas en la estequiometría vírica. Una alternativa mejor es la infección con un baculovirus que contenga todos los genes heterólogos seleccionados (Roy et al., ver anteriormente; Bertolotti-Ciarlet et al., Immunogenicity and protective efficacy of rotavirus 2/6-virus-like particles produced by a dual baculovirus expression vector and administered intramuscularly, intranasally, or orally to mice, Vaccine 21:3885-3990, 2003). Lo expuesto anteriormente resulta posible debido a la naturaleza flexible de la cubierta de AcNVP, que permite alojar inserciones de ADN de gran tamaño en el genoma circular de 130 kb de ADNds. Tradicionalmente, la generación de baculovirus recombinante se lleva a cabo en dos etapas. En primer lugar se clonan los genes foráneos en un vector de transferencia de tamaño reducido propagado en E. coli y después se insertan en el genoma de baculovirus, de gran tamaño, mediante recombinación homóloga en células de insecto en una reacción que proporciona progenie recombinante al 30%-80% en el caso de que se utilice ADN vírico parental linearizado (O'Reilly et al., ver anteriormente). Este procedimiento se simplificó sustancialmente mediante la introducción de un vector lanzadera baculovírico (bácmido bMON14272) propagado en E. coli (Luckow et al., Efficient generation of infectious recombinant baculoviruses by site-specific transposon-mediated insertion of foreign genes into a baculovirus genome propagated in E. coli, J. Virol. 67:4566-4579, 1993). El bácmido contiene el sitio de unión de Tn7 para la transposición de genes foráneos procedentes de un vector de transferencia (Bac-to-Bac^{TM}, Invitrogen) (Luckow et al., ver anteriormente; Bac-to-Bac^{TM} Baculovirus Expression Systems Manual, Invitrogen, Life Technologies Incorporated, 2000). Para la coexpresión se introdujo un vector de transferencia bicistrónico, pFastBac^{TM} Dual, que contenía los promotores víricos tardíos polihedrina (polh) y p10 en dos casetes de expresión separados con conjuntos de sitios de restricción destinados a la subclonación secuencial de dos genes
foráneos.
Para la producción de complejos multiproteicos que contienen subunidades grandes y además muchas subunidades, todavía existe una fuerte necesidad de vectores de transferencia que permitan ensamblar genes de una manera modular no secuencial, para aliviar las limitaciones impuestas por la escasez de sitios de restricción útiles en una colección de secuencias codificantes, cada una de las cuales comprende varios miles de pares de bases.
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención consiste en proporcionar nuevas herramientas y procedimientos para la generación rápida y flexible de complejos multiproteicos.
También existe una necesidad de nuevas herramientas y procedimientos para producir complejos multiproteicos de diez o más subunidades con polipéptidos individuales de tamaños de hasta varios cientos de kDa.
Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar nuevas herramientas y procedimientos para generar complejos multiproteicos grandes con muchas subunidades y simultáneamente minimizar los requisitos de sitios de restricción únicos.
Otro objetivo de la presente invención consiste en proporcionar un sistema altamente flexible de producción de complejos multiproteicos en el que las secuencias codificantes de subunidades individuales pueden sustituirse de manera modular, evitando la regeneración de novo del conjunto completo de secuencias codificantes.
También existe una necesidad de herramientas y procedimientos en los que resulte posible el intercambio modular sencillo de promotores específicos de organismo, de tejido o de tipo celular, para producir recombinantemente un complejo multiproteína particular en diversos organismos, eucarióticos (de mamífero, levadura, etc.) y procarióticos, o bajo condiciones seleccionadas (por ejemplo etapas tempranas, tardías o muy tardías de la infección vírica de una célula huésped, etc.).
La solubilidad y actividad de las macromoléculas biológicas con frecuencia se encuentra comprometida en casos de producción y purificación aislada de los componentes interaccionantes, y en estos casos la reconstitución en condiciones in vitro no genera datos fisiológicamente significativos. Por lo tanto, para investigar interacciones entre complejos macromoleculares existe una necesidad de sistemas potentes y expandibles que permitan la coexpresión de dos o varios complejos de proteínas idealmente en una sola célula, consistiendo cada uno de varios componentes.
\vskip1.000000\baselineskip
Sumario de la invención
En un primer aspecto, el objetivo anteriormente indicado se consigue proporcionando un nuevo polinucleótido para aplicaciones multigénicas que comprende una disposición funcional según la fig. I;
\vskip1.000000\baselineskip
1
\vskip1.000000\baselineskip
comprendiendo dicha disposición:
(a)
por lo menos dos casetes de expresión \underbar{T1 - MCS1 - P1} y \underbar{P2 - MCS2 - T2} en disposición de cabeza con cabeza, de cabeza con cola o de cola con cola, comprendiendo cada uno un sitio de clonación múltiple MCS1 o MCS2, flanqueado MCS1 por un promotor P1 y una secuencia terminadora T1, y flanqueado MCS2 por un promotor P2 y una secuencia terminadora T2,
(b)
por lo menos un módulo de multiplicación M entre los promotores P1 y P2, que comprende por lo menos 2 sitios de restricción A y B,
(c)
por lo menos dos sitios de restricción X e Y, cada uno flanqueando uno de los casetes de expresión,
en los que:
(i)
los sitios de restricción A y X y B e Y son compatibles, aunque:
(ii)
los productos de ligación de AY y de BX no resultan divididos enzimáticamente por los enzimas de restricción a, b, x o y, específicos para los sitios de restricción A, B, X e Y, y
(iii)
los sitios de restricción A y B, así como X e Y, no son compatibles.
\vskip1.000000\baselineskip
Un polinucleótido según la invención puede ser un ADN, un ARN, o un polinucleótido que comprende uno o más análogos sintéticos de nucleótido, preferentemente un ADN, más preferentemente un ADN de doble cadena.
Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "casete de expresión" debe interpretarse que se refiere a un fragmento de ADN que contiene una secuencia de promotor utilizada para reclutar la maquinaria de transcripción del ADN, seguido de un oligonucleótido codificante de una secuencia de señal para reclutar la maquinaria de traducción del ARN (por ejemplo la secuencia de consenso Kozak en eucariotas o la secuencia Shine-Dalgarno en procariotas), seguido de una secuencia oligonucleótida que contiene por lo menos una secuencia de ADN dividida por un enzima de restricción (sitio de clonación múltiple MCS) que se utilizará para la inserción de fragmentos de ADN codificantes de productos génicos de elección, y una secuencia de terminador que dirige los procesos relacionados con el final de la transcripción y la modificación del transcrito de ARN (por ejemplo la poliadenilación en eucariotas).
Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "módulo de multiplicación" hace referencia a un conjunto de fragmentos de ADN situados en el exterior de los casetes de expresión y/o entre casetes de expresión, que permite la combinación iterativa de varios o muchos casetes de expresión.
Los sitios de restricción compatibles son sitios de restricción que, al ser divididos por enzimas afines, resultan en regiones monocatenarias protuberantes o recesivas de ADN de igual longitud de nucleótidos que son cohesivas, es decir, que pueden hibridarse entre sí mediante apareamiento de bases complementarias de Watson-Crick, y que de esta manera pueden ser nuevamente unidas por ligasas, proporcionando una molécula de ADN funcional unida covalentemente. Alternativamente, los sitios de restricción que al dividirse resultan en fragmentos de ADN de extremos romos, también son compatibles, es decir, pueden ser nuevamente unidas por ligasas proporcionando moléculas de ADN funcional covalentemente unidas.
Son ejemplos no limitativos de endonucleasas de restricción que producen extremos protuberantes compatibles: SpeI/AvrII; AgeI/XmaI/SgrA; BamHI/BgIII; BsrGI/BanI; EagI/NotI; EcoRI/MfeI; NdeI/AseI; NheI/XbaI; PstI/NsiI; SalI/XhoI.
Son ejemplos no limitativos de endonucleasas de restricción que producen extremos romos compatibles, es decir pueden ligarse entre sí todas las combinaciones, las endonucleasas siguientes: BstZ17I, EcoRV, FspI, HpaI, MluNI, PmeI, ScaI, SnaBI, StuI, XmnI.
Las expresiones "cabeza con cabeza", "cabeza con cola" y "cola con cola" definen la disposición relativa de los promotores y terminadores de los casetes de expresión individuales. Por ejemplo, T1-T2 es una disposición "cola con cola", P1-P2 es una disposición "cabeza con cabeza" y P1/P2-T2/T1 es una disposición "cabeza con cola". Debe apreciarse que la fig. 1 muestra una disposición cabeza con cabeza y que, evidentemente, diferentes disposiciones en las que el sitio de multiplicación M se encuentra entre casetes de expresión y los sitios de restricción X e Y flanquean, cada uno, los límites exteriores de los casetes de expresión de la disposición de la fig. 1 se encuentran comprendidos dentro del alcance de la invención.
Preferentemente los dos o más casetes de expresión se disponen en una disposición de "cabeza con cabeza".
En una forma de realización preferida, la presente invención se refiere a polinucleótidos, en los que los sitios de restricción A y B en el módulo de multiplicación M se seleccionan de entre el grupo que consiste en BstZ17I, SpeI, ClaI y NruI o enzimas de restricción que presentan sitios de división idénticos a los de dichos enzimas ("isoesquizómeros").
En otra forma de realización preferida, la presente invención se refiere a polinucleótidos, en los que los sitios de restricción X e Y se seleccionan de entre el grupo que consiste en PmeI y AvrlI o enzimas de restricción que presentan sitios de división idénticos a los de dichos enzimas ("isoesquizómeros").
En otra forma de realización preferida, la presente invención se refiere a polinucleótidos, en los que los promotores P1 y P2 se seleccionan de entre el grupo que consiste en los promotores baculovíricos muy tardíos polh, p10 y p_{XIV}, el promotor baculovírico tardío vp39, el promotor baculovírico híbrido tardío/muy tardío vp39polh, promotores baculovíricos tempranos P_{cap/polh}, pcna, etl, p35, egt, da26; CMV, SV40, UbC, EF-1\alpha, RSVLTR, MT, P_{DS47}, Ac5, P_{GAL} y P_{ADH}.
Además, una forma de realización preferida de la presente invención se refiere a polinucleótidos, en los que las secuencias de terminador T1 y T2 se seleccionan de entre SV40, HSVtk o BGH (hormona del crecimiento bovina).
Además de la disposición funcional en la fig. 1, resulta preferido que un polinucleótido de la presente invención comprenda además por lo menos un sitio para su integración en un vector o célula huésped. Dicho sitio de integración permitirá la incorporación genómica o transitoria conveniente del polinucleótido en vectores y células huésped. Los sitios de integración para la incorporación genómica resultan más preferentes.
Resultan particularmente preferidos los polinucleótidos, en los que el sitio de integración es compatible para la integración del polinucleótido en un virus seleccionado de entre el grupo que consiste en adenovirus, virus adenoasociado (AAV), parvovirus autónomo, virus del herpes simplex (HSV), retrovirus, radinovirus, virus Epstein-Barr, lentivirus, virus del bosque de Semliki y baculovirus.
Resultan más preferidos los polinucleótidos según la invención en los que el sitio de integración es compatible para la integración del polinucleótido en un baculovirus.
El sistema de expresión baculovirus ha sido muy utilizado para la expresión de proteínas recombinantes en células de insecto. Recientemente se han utilizado con éxito vectores baculovíricos recombinantes manipulados para que contengan elementos promotores activos en células de mamífero para la administración génica transitoria y estable en un amplio espectro de líneas celulares primarias y establecidas de mamífero. También se ha demostrado la aplicabilidad de los baculovirus modificados en la administración génica in vivo. En contraste con otros vectores víricos utilizados comúnmente, los baculovirus presentan la propiedad única de replicarse en células de insecto, no pudiendo iniciar un ciclo de replicación y produciendo virus infecciosos en células de mamífero. Los virus pueden manipularse fácilmente, pueden alojar inserciones grandes de ADN foráneo, inician un efecto citopático microscópicamente observable reducido o nulo en células de mamífero y presentan un buen perfil de seguridad biológica (Kost et al., Recombinant baculoviruses as mammalian cell gene-delivery vectors, Trends in Biotechnology 20(4), abril de 2002). Estos atributos implican que los baculovirus resultan particularmente útiles para la práctica de la presente invención.
En una forma de realización más preferida, dicho/s sitio o sitios de integración opcionalmente comprendidos en el polinucléotido de la presente invención se seleccionan de entre el grupo que consiste en los elementos del transposón Tn7, los sitios de unión específicos de la integrasa \lambda y las SSR (recombinasas específicas de sitio), preferentemente el sitio de recombinación específico cre-lox (LoxP) o el sitio de recombinación específico de la recombinasa FLP (FRT).
Preferentemente, el sitio o sitios de integración son compatibles para la integración del polinucleótido en una célula huésped eucariótica seleccionada de entre el grupo que consiste en células de mamífero, preferentemente humanas; células porcinas, preferentemente CPK, FS-13, PK-15; células bovinas, preferentemente MDB, BT; células ovinas, preferentemente FLL-YFT; C. elegans; células de levadura, preferentemente S. cerevisiae, S. pombe, C. albicans, P. pastoris, y células de insecto.
Para las células huésped humanas, el sitio de integración preferentemente es compatible para la integración del polinucleótido en una célula huésped seleccionada de entre el grupo que consiste en células HeLa, Huh7, HEK293, HepG2, KATO-III, IMR32, MT-2, células \beta pancreáticas, queratinocitos, fibroblastos de médula ósea, células de CHP212, células neurales primarias, células W12, SK-N-MC, Saos-2, WI38, hepatocitos primarios, células FLC4, 143TK-, DLD-1, fibroblastos pulmonares embrionarios derivados de feto humano, fibroblastos primarios de prepucio, células de osteosarcoma Saos-2, y células MRC5 y MG63.
Para las células huésped de insecto, el sitio de integración preferentemente es compatible para la integración del polinucleótido en una célula huésped seleccionada de entre el grupo que consiste en células de S. frugiperda, más preferentemente células Sf9, Sf21, Express Sf+, células High Five H5 y células de D. melanogaster, más preferentemente células Schneider S2.
En una forma de realización preferida, el polinucleótido según la invención comprende además uno o más marcadores de resistencia para seleccionar las células huésped que presentan las propiedades deseadas, basándose en la resistencia de las mismas a sustancias tóxicas. Más preferentemente, dichos marcadores de resistencia se seleccionan de entre los marcadores de resistencia a ampicilina, cloranfenicol, gentamicina, espectinomicina y canamicina.
En el caso de que se desee una célula huésped procariótica para incorporar un nucleótido de la presente invención, resulta preferido que el polinucleótido según la invención comprenda además un origen de replicación condicional R6K\gamma para que la propagación dependa del gen pir en un huésped procariótico.
\vskip1.000000\baselineskip
En una forma de realización muy preferida, el polinucleótido según la invención comprende:
(a)
promotores P1 y P2, seleccionados de entre polh y p10,
(b)
secuencias de terminador, seleccionadas de entre SV40 y HSVtk,
(c)
sitios de restricción A y B en el módulo de multiplicación M, seleccionados de entre el grupo que consiste en BstZ171, SpeI, ClaI y NruI,
(d)
sitios de restricción X e Y, seleccionados de entre el grupo que consiste en PmeI y AvrlI,
(e)
sitios para la integración vírica, seleccionados del sistema de recombinación cre-lox y Tn7.
\vskip1.000000\baselineskip
En otro aspecto, la presente invención se refiere a un vector que comprende una secuencia de polinucleótido según la presente invención.
En una forma de realización preferida, dicho vector se selecciona de entre el grupo que consiste en plásmidos, vectores de expresión y vectores de transferencia.
Dichos vectores resultan útiles para la incorporación de elementos de ADN heterólogo, preferentemente genes. Dichos vectores pueden ser vectores de expresión o vectores de transferencia, preferentemente útiles para la transferencia de genes eucarióticos, y la transferencia génica mediada por vectores transitorios o víricos.
Más preferentemente, dicho vector es un plásmido o un virus.
En una forma de realización específicamente preferida, dicho virus se selecciona de entre el grupo que consiste en adenovirus, virus adenoasociado (AAV), parvovirus autónomo, virus del herpes simplex (HSV), retrovirus, radinovirus, virus Epstein-Barr, lentivirus, virus del bosque de Semliki y baculovirus.
En una forma de realización todavía más preferida, el vector de la presente invención es un vector de expresión baculovirus.
Al manipular los vectores de expresión baculovirus, inesperadamente se encontró que la ruptura funcional de dos genes baculovíricos, v-cath y chiA, conducía a un mantenimiento mejorado de los compartimientos celulares durante la infección y la expresión de las proteínas. La calidad de las proteínas producidas mediante dicho nuevo sistema baculovirus mejoró significativamente mediante la reducción de la actividad proteolítica dependiente del virus y la reducción de la lisis celular.
Por lo tanto, en un aspecto diferente, la presente invención también se refiere a baculovirus en general, en los que los dos genes baculovíricos v-cath y chiA se alteran funcionalmente.
En una forma de realización preferida, la presente invención se refiere a un vector baculovirus según la invención, en el que los dos genes baculovíricos v-cath y chiA son alterados funcionalmente.
Preferentemente, los vectores según la presente invención comprenden además un sitio para las SSR (recombinasas específicas de sitio), preferentemente LoxP para la recombinación específica de sitio cre-lox.
Más preferentemente, el sitio cre-lox se encuentra situado en uno o en ambos genes baculovíricos v-cath y chiA y altera la función de los mismos.
En otra forma de realización preferida, la presente invención se refiere a vectores que comprenden un elemento transposón, preferentemente el sitio de unión Tn7.
Preferentemente, dicho sitio de unión se encuentra situado dentro de un gen marcador. De esta manera, puede evaluarse el éxito de la integración mediante transposición utilizando el gen marcador.
Más preferentemente, el gen marcador se selecciona de entre el grupo que consiste en luciferasa, \beta-gal, CAT, genes codificantes de proteína fluorescente, preferentemente GFP, BFP, YFP, CFP y variantes de las mismas y el gen lacZ\alpha. Las variantes de los genes marcadores son las que presentan diferencias de secuencias inferiores a 30%, preferentemente inferiores a 20%, más preferentemente inferiores a 10%, aunque conservan sustancialmente propiedades funcionales de marcador iguales a la del gen marcador original.
En una forma de realización más preferida, el vector de la presente invención presenta la secuencia según SEC ID nº 1 (pFBDM). Ver también la fig. 2.
En otra forma de realización todavía más preferida, el vector de la presente invención presenta la secuencia según SEC ID nº 2 (pUCDM). Ver también la fig. 3.
A continuación, se ejemplifican los vectores según la presente invención haciendo referencia a los vectores baculovíricos más preferentes pFBDM y pUCDM. Sin embargo, la descripción siguiente de dichos vectores específicos de la presente invención no debe interpretarse como limitativa del alcance de la invención.
Los nuevos vectores de transferencia baculovirus preferidos mencionados anteriormente se construyeron específicamente para aplicaciones multigénicas. Dichos vectores comprenden ADN baculovírico receptor manipulado para una producción de proteínas mejorada, y proporcionan un procedimiento simple y rápido para integrar genes mediante dos sitios de acceso (attTn7 y LoxP) en dicho ADN baculovírico en células de E. coli adaptadas con dicho fin.
Los vectores según la presente invención permitirán elucidar las redes de interacción de proteínas (el interactoma). Debido a que muchos de los complejos multiproteicos identificados no se encuentran presentes en cantidades suficientes en sus células nativas para el análisis biológico molecular detallado, el estudio de dichos complejos depende de tecnologías recombinantes para la producción a gran escala de proteínas heterólogas. En la actualidad los procedimientos de expresión recombinante requieren una inversión desproporcionada tanto en horas de trabajo como en materiales antes de la expresión de las multiproteínas, y tras la expresión no proporcionan flexibilidad para alterar rápidamente los componentes multiproteína para estudios revisados de la expresión.
Los vectores de la presente invención, en particular los sistemas de expresión baculovirus según la invención, facilitan y aceleran inmensamente la expresión de multiproteínas.
Los vectores de transferencia de la invención, en particular pFBDM y pUCDM, que contienen un módulo de multiplicación, facilitan mucho la combinación modular de genes heterólogos con requisitos mínimos de sitios de restricción únicos. Los promotores víricos (por ejemplo los promotores muy tardíos p10 y polh) en estos vectores pueden intercambiarse por otras secuencias de promotor (temprano, tardío) en caso necesario. De manera similar, pueden sustituirse las secuencias de terminador (en la actualidad SV40, HSVtk).
La utilización de vectores baculovíricos con genes v-cath y chiA funcionalmente alterados permite un mantenimiento mejorado de los compartimientos celulares durante la infección y producción de proteínas. La calidad de las proteínas producidas mediante dicho sistema vector mejoró significativamente mediante la reducción de la actividad proteolítica dependiente del virus y la reducción de la lisis celular.
Además, los vectores según de la presente invención proporcionan un protocolo completamente nuevo para la generación combinatorial rápida de ADN recombinante, preferentemente ADN baculovírico, mediante el acceso al genoma del vector a través de dos sitios específicos.
Además de un sitio de transposón Tn7, se introdujo una secuencia LoxP en un sitio separado en el genoma baculovírico que podía aceptar casetes de expresión multigénica desde el plásmido pUCDM mediante recombinación específica de sitio. Se desarrolló un protocolo para llevar a cabo la transposición de Tn7 (procedente de derivados de pFBDM que portaban casetes multigénicos) y la recombinación específica de sitio de LoxP (procedente de derivados de pUCDM que portaban casetes multigénicos) de manera eficiente en una única etapa en E. coli. Estos protocolos pueden utilizarse no sólo para integrar casetes multigénicos con secuencias codificantes de subunidades de complejo multiproteína en vectores (por ejemplo vectores baculovirus), sino también para integrar enzimas específicos (quinasas, acetilasas, etc.) que modifiquen las proteínas que se investigan (ver la fig. 1 para una ilustración adicional).
El vector de transferencia pFBDM contiene dos casetes de expresión en disposición de cabeza con cabeza, que presentan múltiples sitios de clonación MCS1 y MCS2 flanqueados por promotores polh o p10 y secuencias de señal poliA SV40 o HSVtk, respectivamente. El módulo de multiplicación M se encuentra situado entre las secuencias de promotor. Las secuencias utilizadas para la transposición de Tn7 (Tn7L y Tn7R) comprenden los casetes de expresión y un marcador de resistencia a la gentamicina (ver la fig. 2 para más detalles).
El vector de transferencia pUCDM presenta un casete de expresión idéntico que incluye un módulo de multiplicación, al igual que pFBDM. Este casete de expresión se encuentra flanqueado por una repetición invertida de LoxP. El vector pUCDM contiene un marcador de resistencia al cloranfenicol y un origen de replicación condicional R6K\gamma que provoca que su propagación dependa de la expresión del gen pir en el huésped procariótico (ver la fig. 3 para más detalles).
Los vectores pFBDM y pUCDM resultan particularmente adecuados para generar casetes de expresión multigénica gracias al módulo de multiplicación insertado entre los dos promotores. La lógica de la multiplicación se ilustra en la fig. 4. El único requisito previo para ensamblar casetes de expresión multigénica es que los enzimas de restricción utilizados para la multiplicación (por ejemplo PmeI, AvrlI, SpeI y BstZ17I o NruI) sean únicos, lo que puede conseguirse fácilmente, por ejemplo mediante mutagénesis sitio-dirigida antes del ensamblaje de los casetes multigénicos. Los genes se clonan en MCS1 y MCS2 de pFBDM. A continuación, se extrae el casete de expresión completo mediante digestión con PmeI y AvrlI. El fragmento resultante se introduce en el módulo de multiplicación de un derivado de pFBDM que contiene grupos adicionales de genes, mediante sitios SpeI/BstZ17l o SpeI/NruI (SpeI produce un extremo cohesivo compatible con AvrlI, mientras que BstZ17l, NruI y PmeI generan extremos romos en el corte). Los sitios de restricción implicados se eliminan durante el procedimiento y la multiplicación puede repetirse iterativamente utilizando el módulo presente en el casete insertado. La misma lógica resulta aplicable también a la generación de derivados de pUCDM con casetes de expresión multigénica. Además, las secuencias de promotor y de terminador pueden modificarse fácilmente si se desea utilizando sitios de restricción apropiados en dichos vectores. Ver la fig. 4 para más detalles.
Además, se modificó el genoma de baculovirus para obtener propiedades de producción de proteína mejoradas. Se alteraron dos genes baculovíricos, v-cath y chiA, conduciendo a un mantenimiento mejorado de los comportamientos celulares durante la infección y la producción de proteínas. El gen v-cath codifica una proteasa vírica, V-CATH, que se activa al morir la célula mediante un proceso que depende de un gen contiguo en el ADN vírico, chiA, que codifica una quitinasa. Se alteraron ambos genes para eliminar la actividad de V-CATH y ganar la opción de utilizar cromatografía de afinidad por la quitina para la purificación sin interferencia del producto del gen chiA. La calidad de las proteínas producidas por el baculovirus MultiBac resultó significativamente mejorada mediante la reducción de la actividad proteolítica dependiente de virus y la lisis celular reducida. En sustitución de la secuencia de ADN vírico alterada, se introdujo una secuencia LoxP para la recombinación específica de sitio de cre-lox. Ver la fig. 5 para más detalles.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "MultiBac" es sinónimo de la forma de realización ejemplificativa y preferida de dicho vector vírico baculovirus, es decir, un genoma modificado de baculovirus que no presenta los genes v-cath y chiA. Además, "MultiBac" en el contexto de "sistema MultiBac" comprendida dicho vector vírico baculovirus modificado, así como los tipos celulares de E. coli derivados de la cepa DH10\alpha que contienen dicho vector baculovírico (DH10MultiBac^{ET}, DH10MultiBac^{Cre}, etc.), conjuntamente con los factores necesarios para llevar a cabo las reacciones de recombinación indicadas en la presente memoria (transposición de Tn7, recombinación específica de sitio) y además los vectores ejemplificativos y preferidos, pFBDM y pUCDM, según la presente invención.
Todos los vectores según la presente invención, en particular los vectores de transferencia preferidos pFBDM y pUCDM, resultan útiles para introducir complejos multiproteicos en células huésped.
En otro aspecto, la presente invención se refiere a una célula huésped que comprende un polinucleótido y/o un vector según la invención.
Las células huésped preferidas para la practica de la invención son las seleccionadas de entre el grupo que consiste en células de mamífero, preferentemente células humanas, células de roedor, células porcinas, células bovinas, células ovinas, células de C. elegans, células de levadura, células de insecto y células de E. coli.
Las células de levadura preferentes para la práctica de la invención son: S. cerevisiae, S. pombe, C. albicans y P. pastoris.
Las células de E. coli preferidas para la práctica de la invención son las células Top10, DH5\alpha, DH10\alpha, HB101, TG1, BW23473, BW23474.
Las células de insecto preferentes para la práctica de la invención son las células de S. frugiperda, preferentemente Sf9, Sf21, Express Sf+ o High Five H5, y las células de D. melanogaster, preferentemente las células Schneider S2.
Las células humanas preferentes para la práctica de la invención se seleccionan de entre el grupo que consiste en células HeLa, Huh7, HEK293, HepG2, KATO-III, IMR32, MT-2, células \beta pancreáticas, queratinocitos, fibroblastos de médula ósea, CHP212, células neurales primarias, W12, SK-N-MC, Saos-2, WI38, hepatocitos primarios, FLC4, 143TK-, DLD-1, fibroblastos pulmonares embrionarios derivados de feto humano, fibroblastos primarios de prepucio, células de osteosarcoma Saos-2, MRC5 y MG63.
Evidentemente las células que comprenden un polinucleótido y/o un vector según la presente invención en modo alguno se encuentran limitadas a células o tejidos celulares aislados.
En otro aspecto, la presente invención se refiere asimismo a un animal recombinante no humano que comprende una secuencia polinucleótido y/o un vector según la invención.
Dichos animales recombinantes no humanos resultan útiles para elucidar el papel de los complejos multienzimáticos o para cribar compuestos para actividades biológicas in vivo.
Preferentemente, los animales no humanos según la invención se seleccionan de entre los mamíferos, preferentemente roedores, porcinos y bovinos, C. elegans, e insectos, preferentemente S. frugiperda y D. melanogaster.
Las herramientas de la presente invención, es decir, los polinucleótidos, vectores, células huésped y animales recombinantes, permiten la combinación modular conveniente, rápida y simple de genes heterólogos con requisitos mínimos de sitios de restricción únicos.
\vskip1.000000\baselineskip
En otro aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento para generar casetes de expresión multigénica, que comprende las etapas siguientes:
(a)
clonación de uno o más genes en MCS1 y/o MCS2 de un primer vector según la invención,
(b)
clonación de uno o más genes en MCS1 y/o MCS2 de un segundo vector según la invención,
(c)
extracción de la disposición funcional completa en los sitios de restricción X e Y en el primer vector de transferencia,
(d)
corte del segundo vector de transferencia en el módulo de multiplicación M,
(e)
ligación de la disposición funcional extraída de la etapa (c) en el sitio de multiplicación del segundo vector de la etapa (d), produciendo de esta manera un tercer vector de transferencia que presenta el módulo de multiplicación del primer vector de transferencia y casetes de expresión de tanto el primer como el segundo vector, y
(f)
opcionalmente repetición de las etapas (a) a (e) para ensamblar un vector de transferencia con múltiples casetes de expresión.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferentemente, los sitios de restricción X e Y en la etapa (c) son PmeI y AvrlI o isoesquizómeros de estos enzimas, y los sitios de restricción en el módulo de multiplicación del segundo vector en la etapa (d) se seleccionan de entre BstZ17I, SpeI, ClaI y NruI o isoesquizómeros de estos enzimas.
Más preferentemente, puede utilizarse el vector de transferencia baculovirus pFBDM para la etapa (a) y/o (b).
Además, más preferentemente, el vector de transferencia baculovirus pUCDM puede utilizarse para la etapa (a) y/o (b).
Para una mejor comprensión del procedimiento de la invención en general, se ilustra en la fig. 4 un procedimiento ejemplificativo utilizando el vector preferente pFBDM.
El procedimiento de la invención permite la introducción convencional de genes en uno o más casetes de expresión de la invención y posteriormente facilita el ensamblaje modular de estos casetes de expresión en un único vector, minimizando simultáneamente el número de sitios de restricción requeridos para ello.
\vskip1.000000\baselineskip
Otro aspecto de la presente invención se refiere a un procedimiento para producir complejos multiproteicos in vitro, que comprende las etapas siguientes:
(a)
generación de casetes de expresión multigénica según la invención tal como se ha descrito anteriormente,
(b)
transferencia de los casetes de expresión multigénica a una célula huésped capaz de expresar dichos genes simultáneamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferentemente, la transferencia en la etapa (b) se lleva a cabo por medio de un vector, preferentemente un virus.
Preferentemente, la célula huésped se selecciona de entre células de mamífero, de levadura, de E. coli y de insecto.
En el caso de que la célula huésped sea una célula de insecto, son preferentemente las células S. frugiperda, más preferentemente Sf9, Sf21, células H5 high five o Express SF+, o células melanogaster, más preferentemente las células Schneider S2.
Cuando la célula huésped es una célula de mamífero, preferentemente es una célula humana seleccionada de entre el grupo que consiste en células HeLa, Huh7, HEK293, HepG2, KATO-III, IMR32, MT-2, células \beta pancreáticas, queratinocitos, fibroblastos de médula ósea, CHP212, células neurales primarias, W12, SK-N-MC, Saos-2, WI38, hepatocitos primarios, FLC4, 143TK-, DLD-1, fibroblastos pulmonares embrionarios derivados de feto humano, fibroblastos primarios de prepucio, osteosarcoma Saos-2, y células MRC5 y MG63.
En el caso de que la célula huésped sea una célula de levadura, preferentemente es de S. cerevisiae, S. pombe, C. albicans o P. pastoris.
La presente exposición no se encuentra limitada a procedimientos in vitro.
\vskip1.000000\baselineskip
Un aspecto diferente de la presente exposición se refiere a un procedimiento para producir complejos multiproteicos in vivo, que comprende las etapas siguientes:
(a)
generación de casetes de expresión multigénica según las reivindicaciones 39 a 42,
(b)
transferencia de los casetes de expresión multigénica a un animal en el que dichos genes se expresan simultáneamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferentemente, la transferencia de la etapa (b) se lleva a cabo por medio de un vector, preferentemente un vector virus, más preferentemente un vector baculovirus.
Tal como se ha indicado anteriormente, los baculovirus resultan particularmente útiles como vehículos de administración génica de células de mamífero.
Para producir complejos multiproteicos in vivo, dicho animal preferentemente se selecciona de entre mamíferos, C. elegans o insectos.
Los insectos preferidos para la puesta en práctica de dicho procedimiento son S. frugiperda y D. melanogaster.
Los mamíferos preferidos para la puesta en práctica de la invención son el ser humano, roedores, porcinos o bovinos.
El descubrimiento reciente de un número continuamente creciente de complejos multiproteicos en células eucarióticas (el "interactoma") exige técnicas de expresión heteróloga mejoradas, en particular para complejos de proteínas con cantidades intracelulares refractarias a la extracción a partir de la fuente (por ejemplo próximas a las de todos los complejos multiproteicos humanos). Las proteínas eucarióticas con frecuencia son entidades multidominio grandes (>100 kDa) y existen en la célula en forma de complejos de 5 a 8 proteínas de promedio. En general, los complejos de proteínas que contienen proteínas grandes no pueden producirse en un estado funcionalmente activo con tecnologías de expresión genéricas (por ejemplo procarióticas). Además, los componentes de los complejos multiproteicos con frecuencia muestran problemas de plegamiento y compromiso de la actividad biológica al producirse en aislamiento. Las tecnologías actuales de expresión eucariótica (sistema baculovirus, sistemas de expresión de levadura y de mamífero, etc.) no han sido diseñadas para la expresión rápida y flexible de varios genes grandes codificantes de complejos multiproteicos.
Sin embargo, los vectores de la presente invención se han adaptado para satisfacer dichos requisitos. Dichos vectores son capaces de transportar casetes de expresión de múltiples genes para la inserción, por ejemplo, en un baculovirus modificado con propiedades mejoradas de producción de proteínas en virtud de sitios de entrada independientes (Cre-loxP y Tn7 y/o otros). En combinación con las tasas de producción elevadas obtenidas, por ejemplo, en células de insecto, de esta manera pueden utilizarse vectores según la presente invención de manera flexible para generar complejos multiproteicos destinados a estudios estructurales y funcionales, proporcionando información significativa para la utilización en investigación y en el desarrollo de fármacos, por ejemplo como dianas fisiológicamente significativas para el descubrimiento de ligandos que influyan sobre su actividad (inhibidores, anticuerpos, etc.).
La exposición también resulta particularmente útil para preparar una vacuna dirigida contra complejos de proteínas de múltiples subunidades en mamíferos. Las unidades complejas multiproteína con frecuencia muestran epítopos diferentes a los de las proteínas individuales y, por lo tanto, son más estrechamente similares a los epítopos relevantes de muchos complejos de proteínas naturales, proporcionando así mejores antígenos diana para la producción de anticuerpos. Además, pueden introducirse múltiples proteínas para vacunas multivalentes y opcionalmente incluso proteínas adyuvantes en un vector únicamente y expresarse simultáneamente para garantizar la máxima eficacia.
Recientemente, se han construido partículas similares a viriones (VLP) que consisten de cuatro proteínas procedentes del coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS) utilizando un vector de expresión baculovirus recombinante (Mortola et al., Efficient assembly and release of SARS coronavirus-like particles by a heterologous expression system, FEBS Letters 576:174-178, 2004), ofreciendo un candidato potencial a vacuna para esta enfermedad. La utilización de vectores según la presente invención, debido a la capacidad modular de los mismos de transportar múltiples unidades de expresión génica, facilitará en gran medida la generación de dichas vacunas, consistentes de componentes incluso más numerosos que las VLP de SARS.
\vskip1.000000\baselineskip
Por lo tanto, la presente exposición también se refiere a un procedimiento para producir una vacuna, que comprende las etapas siguientes:
(a)
administrar por lo menos un polinucleótido y/o vectores según la invención en un mamífero, de manera que por lo menos una proteína codificada por lo menos por un casete de expresión de dicho polinucleótido se exprese dentro del animal,
(b)
opcionalmente administrar un adyuvante en dicho animal,
(c)
opcionalmente aislar anticuerpos y/o células de bazo productoras de anticuerpos, específicos para dicha proteína o proteínas.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención proporciona un protocolo conveniente y simple para producir recombinantemente complejos multiproteicos que se encuentran en la Naturaleza. Estos complejos multiproteicos pueden someterse a ensayo para interacciones de complejos de proteínas o modificaciones de proteínas. También pueden someterse a ensayo para la interacción con compuestos que se sospecha presentan actividad biológica o incluso valor médico.
En otro aspecto, la presente exposición se refiere a un procedimiento para someter a ensayo interacciones de complejos de proteínas o modificaciones de proteínas.
\newpage
En una forma de realización preferida, la presente exposición se refiere a un procedimiento para el cribado in vitro para interacciones de complejos de proteínas o modificaciones de proteínas, que comprende las etapas siguientes:
(a)
proporcionar una célula huésped que comprende por lo menos un polinucleótido y/o un vector según la invención, que comprende por lo menos un casete de expresión con genes para por lo menos dos proteínas de interés y capaz de expresar dichas proteínas simultáneamente,
(b)
detección de las interacciones o modificaciones en una o más de las proteínas expresadas.
\vskip1.000000\baselineskip
En otra forma de realización preferida, la presente exposición comprende un procedimiento para el cribado in vitro de compuestos candidatos capaces de:
(i)
interacciones de complejos de proteínas, o (ii) una o más modificaciones de una o más proteínas (de un complejo multiproteína), o (iii) inhibir interacciones entre complejos de proteínas, o (iv) inhibir una o más modificaciones de una o más proteínas, comprendiendo las etapas siguientes:
(a)
proporcionar una célula huésped que comprende por lo menos un polinucleótido según la invención y/o un vector según la invención, que comprende por lo menos un casete de expresión con genes para por lo menos dos proteínas de interés y capaz de expresar dichas proteínas simultáneamente,
(b)
administrar el compuesto candidato en la célula huésped de la etapa (a),
(c)
detectar interacciones entre complejos de proteínas o modificaciones de una o más de las proteínas expresadas o detectar la inhibición de las interacciones entre complejos de proteínas o la inhibición de modificaciones de las proteínas.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente exposición también comprende ensayos de cribado in vivo.
Los polinucleótidos y/o vectores de la presente invención también pueden utilizarse para el cribado in vivo de interacciones proteína-proteína o complejo multiproteína-complejo multiproteína (ver la fig. 13I para una ilustración general de este tipo de procedimiento de cribado), también de bibliotecas aleatorizadas o grupos de ADNc, así como modificaciones fisiológicas (fosforilación, glucosilación, etc.) de complejos de proteínas particulares o de ensamblajes multiproteína (ver la fig. 13II para una ilustración general de este tipo de procedimiento de cribado).
\vskip1.000000\baselineskip
En otra forma de realización preferida, la presente exposición enseña un procedimiento para el cribado in vivo de compuestos candidatos capaces de: (i) interacciones entre complejos de proteínas o una o más modificaciones de una o más proteínas (de un complejo multiproteína), o (iii) capaces de inhibir las interacciones entre complejos de proteínas o de inhibir una o más modificaciones de una o más proteínas, que comprende las etapas siguientes:
(a)
proporcionar un animal que comprende por lo menos un polinucleótido según la invención y/o un vector según la invención, que comprende por lo menos un casete de expresión con genes para por lo menos dos proteína de interés y capaz de expresar dichas proteínas simultáneamente,
(b)
administrar el compuesto candidato al animal de la etapa (a),
(c)
detectar interacciones entre complejos de proteína o modificaciones en una o más de las proteínas expresadas o detectar la inhibición de las interacciones entre complejos de proteínas o la inhibición de las modificaciones de proteínas.
\vskip1.000000\baselineskip
Pueden administrarse en mamíferos complejos multiproteicos bioactivos, aunque también combinaciones médicamente ventajosas de proteínas, tales como, por ejemplo, mezclas de anticuerpos, opcionalmente con interleuquinas y/o adyuvantes, simultáneamente por medio de los polinucleótidos de la presente invención y/o vectores de administración génica de la presente invención.
Por lo tanto, en un aspecto adicional, la presente exposición también se refiere asimismo a la utilización de un polinucleótido y/o vector según la invención para la preparación de un medicamento que comprende un vehículo de transferencia multigénica para la terapia génica.
Se están realizando grandes esfuerzos para desarrollar sistemas de administración génica para aplicaciones terapéuticas. En el pasado, la terapia génica ha despertado tanto un gran entusiasmo como críticas. Hasta hoy, se han realizado grandes progresos en la evaluación de la terapia génica en ensayos clínicos sobre el modo de conseguir estrategias clínicas seguras aplicables in vivo y ex vivo para enfermedades humanas (Worgall S., A realistic chance for gene therapy in the future, Pediatr. Nephrol., 2004). Globalmente, la terapia génica en la actualidad representa un camino muy prometedor para la corrección de trastornos tanto genéticos como adquiridos, que implican la expresión permanente o transitoria de un producto génico terapéutico (Worgall S., ver anteriormente). Los vectores basados en virus recombinantes, en particular los que no son de replicación competente en huéspedes mamíferos (por ejemplo los vectores baculovíricos), recientemente se han convertido en potentes herramientas para la administración génica en células de mamífero y se han aplicado con éxito en un amplio abanico de líneas celulares de mamífero, incluyendo seres humanos, primates, roedores, bovinos, porcinos y ovinos (revisión en Kost y Condreay, Recombinant baculoviruses as mammalian cell gene-delivery vectores. Trends Biotechnol. 20:173-180, 2002). Para obtener efectos complejos de transferencia/terapia génica tanto ex vivo como in vivo, ha surgido una creciente demanda de vectores víricos policistrónicos para conseguir resultados más potentes mediante terapia génica combinada que los obtenidos mediante terapia de genes individuales (de Felipe, P., Polycistronic viral vectors, Curr. Gene Ther. 2:355-378, 2002; Planelles, V., Hybrid lentivirus vectors, Methods Mol. Biol. 229:273-284, 2003). La necesidad de incorporación de genes accesorios en un virus portador que debe administrarse in vivo, por ejemplo para bloquear la inactivación por el sistema del complemento, también ha sido demostrada mediante la utilización de un baculovirus pseudotipado con proteína de cubierta baculovírica gp64 que porta una fusión de dominio proteico del factor humano de aceleración del decaimiento (Hueser et al., Incorporation of decay-accelerating factor into the baculovirus envelope generates complement-resistant gene transfer vectors, Nat. Biotechnol. 19:451-455, 2001), ejemplificando la necesidad de proporcionar modificaciones recombinantes del nivel de producción de virus, además de los múltiples genes que deben transferirse con fines terapéuticos.
Preferentemente el vector utilizado para preparar un medicamento es un baculovirus recombinante.
\vskip1.000000\baselineskip
Más preferentemente, el vector utilizado para preparar un medicamento dado a conocer en la presente memoria es un baculovirus que comprende por lo menos un casete de expresión multigénica codificante de:
(i)
uno o más productos génicos, preferentemente proteínas, para la terapia, y
(ii)
una o más proteínas baculovíricas,
y en el que el baculovirus es capaz de expresar los genes de los productos génicos terapéuticos, preferentemente proteínas, bajo el control de uno o más promotores de mamífero activos en el animal bajo tratamiento, y los genes para las proteínas baculovíricas bajo el control de promotores baculovíricos.
\vskip1.000000\baselineskip
En una forma de realización preferida, la proteína o proteínas de la etapa (ii) son proteínas baculovíricas humanizadas expresadas a partir de un baculovirus pseudotipado, preferentemente una proteína de cubierta baculovírica gp64 humanizada, por ejemplo gp64 fusionada con una proteína humana, tal como, por ejemplo, factor acelerador del decaimiento.
En un aspecto más general, la presente invención se refiere a la utilización de un polinucleótido y/o un vector y/o una célula huésped y/o un animal según la invención para la producción recombinante de complejos multiproteicos.
Mediante la utilización de genes codificantes de las proteínas fluorescentes EYFP y ECFP inesperadamente se observó un incremento prácticamente lineal de la producción de proteína fluorescente ligado al número de genes codificantes de esta proteína integrados en los vectores según la presente invención. Más exactamente, el rendimiento productivo (por 1 l de cultivo de células de insecto) de proteína fluorescente era de 6 a 8 mg/l en caso de encontrarse una copia del gen, de aproximadamente 11 mg si se encontraban presentes dos copias, y de aproximadamente 18 mg en caso de encontrarse tres copias del gen en un vector según la presente invención utilizado para la expresión. Lo expuesto anteriormente sugiere una manera simple no conocida anteriormente de incrementar drásticamente la cantidad de una proteína recombinante expresada utilizando un sistema de expresión según la invención, es decir simplemente proporcionando dos, tres o más copias del mismo gen y no una sola copia. Lo expuesto anteriormente resulta de especial interés para la producción de proteínas a escala industrial, por ejemplo con fines farmacéuticos, en particular para proteínas membranales que resultan de interés primordial para el desarrollo de fármacos (por ejemplo GPCR), la producción de los cuales en la actualidad se ve dificultada en gran parte por los bajos rendimientos productivos.
Además, los complejos multiproteicos recombinantes producidos según la presente invención resultan particularmente útiles para el análisis biofísico, estructural, cristalográfico, de microscopía electrónica y basado en RMN de complejos multiproteicos para la investigación y también para el desarrollo de fármacos.
Preferentemente, la exposición se refiere a la utilización de un polinucleótido y/o un vector y/o una célula huésped y/o un animal según la invención para producir una vacuna.
También resulta preferida la utilización de un polinucleótido y/o un vector y/o una célula huésped y/o un animal dado a conocer en la presente memoria para el cribado de por lo menos una proteína in vitro o in vivo, opcionalmente conjuntamente con un compuesto candidato, para la asociación de proteínas, la modificación de proteínas, o un efecto biológico en una célula huésped o animal o para la inhibición de la asociación de proteínas, de la modificación de proteínas o de un efecto biológico en una célula huésped o animal.
En otro aspecto, la presente exposición se refiere a un kit de partes que comprende por lo menos un polinucleótido y/o un vector y/o una célula huésped según la invención, opcionalmente comprendiendo asimismo un manual de instrucciones, antibióticos, tampones y/o compuestos marcadores.
\vskip1.000000\baselineskip
Descripción de las figuras Figura 1 El sistema MultiBac en vista esquemática
Se ensamblan genes de interés en casetes de expresión multigénica utilizando el módulo de multiplicación presente en los vectores de transferencia pFBDM y pUCDM. Los vectores resultantes se introducen en ADN baculovírico MultiBac en células de E. coli DH10MultiBac^{Cre}, que contienen los factores para la transposición de Tn7 (para los derivados de pFBDM) y para la recombinación específica de sitio cre-lox (para los derivados de pUCDM). Las colonias que contienen bácmido que transporta casetes multigénicos integrados se identifican mediante cribado azul/blanco (la transposición de Tn7 interrumpe el gen lacZ\alpha) y la resistencia al cloranfenicol (proporcionada por la integración catalizada por Cre del derivado de pUCDM). La transposición y la recombinación específica de sitio se llevan a cabo secuencialmente o, alternativamente, simultáneamente, en una reacción de una etapa. El ADN del bácmido se prepara a partir de clones seleccionados y se utiliza para transfectar células de insecto para la producción de proteínas.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 2 Vector de transferencia pFBDM
El mapa circular de pFBDM representa los promotores (polh, p10), terminadores (SV40, HSVtk), sitios de clonación múltiple (MCS1, MCS2), elementos transposones (Tn7L, Tn7R) y marcadores de resistencia (ampicilina y gentamicina). Los genes de interés se clonan en MCS1 o MCS2 utilizando sitios de restricción únicos. El módulo de multiplicación (M) se encuentra situado entre los promotores p10 y polh.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 3 Vector de transferencia pUCDM
El mapa circular de pUCDM muestra promotores (polh, p10), terminadores (SV40, HSVtk), sitios de clonación múltiple (MCS1, MCS2), la repetición invertida para la recombinación específica de sitio cre-lox (LoxP) y un marcador de resistencia (al cloranfenicol). Los genes de interés se clonan en MCS1 o en MCS2 utilizando sitios de restricción únicos. El módulo de multiplicación (M) se encuentra situado entre los promotores p10 y polh.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 4 Ensamblaje de casetes de expresión multigénica
Se muestra la lógica de la multiplicación para pFBDM. El casete de expresión que contiene dos genes de elección (denominados a y b) se extrae mediante digestión con AvrlI y PmeI (en cajas) y se introducen en un módulo de multiplicación de un constructo que contiene genes adicionales (c, d) en sitios BstZ17I/SpeI (o, alternativamente NruI/SpeI) presentes en el módulo de multiplicación (M). SpeI produce un extremo cohesivo compatible con AvrlI, mientras que BstZ17I, NruI y PmeI generan extremos romos. Los derivados multigénicos de pUCDM pueden generarse siguiendo la misma lógica.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 5 ADN baculovírico MultiBac
El genoma vírico modificado se muestra en una representación esquemática. El sitio de unión de Tn7 se encuentra situado dentro de un gen LacZ\alpha; la inserción de elementos Tn7 de derivados de pFBDM produce, por lo tanto, un fenotipo blanco al sembrarse en agar que contiene BluoGal e IPTG. En lugar de los genes víricos interrumpidos v-cath y chiA, se insertó una secuencia LoxP para aceptar derivados de pUCDM mediante catálisis con Cre, produciendo un fenotipo resistente al cloranfenicol.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 6 Eficiencia de la recombinación específica de sitio cre-lox en MultiBac
El gen codificante de la proteína fluorescente amarilla EYFP se clonó en pUCDM y se integró en MultiBac mediante catálisis con Cre. El virus se separó clonalmente mediante ensayo en placa. Se sometieron a ensayo 32 placas para la expresión de EYFP mediante espectroscopía de fluorescencia. La excitación se llevó a cabo a 488 nm. Se muestran los espectros registrados del lisado celular de los virus 1 a 12 (parte superior). En el presente experimento, 91% (29 de 32) de los especímenes mostró una emisión fuerte de fluorescencia, indicando que se había expresado la proteína EYFP (Tabla en la parte inferior).
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 7 Efecto de la deleción de v-cath y de chiA en MultiBac
Comparación entre el lisado de células infectadas por virus MultiBac y por un baculovirus disponible comercialmente ("tipo salvaje"). La producción de proteínas dependiente de virus en ambas muestras era virtualmente idéntica 48 horas después de las infecciones (fig. A). La incubación de lisado celular durante 96 horas a temperatura ambiente tras la recolección mostró un contenido de proteínas en la muestra prácticamente no alterado respecto a las células infectadas por MultiBac. En contraste, la proteolisis resultaba evidente en la muestra de células infectadas por el virus de tipo salvaje (fig. B). El efecto de la deleción de proteasa sobre la morfología celular 72 horas después de la infección se muestra en micrografías de células infectadas por MultiBac sin v-cath ni chiA (MultiBac) o por virus comercial que contenía los genes de proteasa y de quitinasa (tipo salvaje). Las células en la micrografía superior eran uniformemente redondas y presentaban una apariencia intacta. En contraste, la lisis celular era prevalente en la micrografía inferior (fig. C).
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 8 Expresión del complejo Isw2 de 275 kDa de remodelado de la cromatina utilizando MultiBac
Se expresó el complejo Isw2 a partir del sitio attTn7 o, alternativamente, a partir de los sitios AttTn7 y LoxP de MultiBac. El lisado celular, así como el complejo de proteínas purificado a partir de ambos bácmidos compuestos mostraba niveles de producción de proteínas prácticamente iguales. La muestra de células Sf21 no infectadas se incluyó como control.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 9 Expresión de Isw2 de levadura, Isw1b y un subcomplejo de TFIID humano utilizando MultiBac
Los sitios de integración se ilustran esquemáticamente en la parte superior de secciones de gel teñidas con Coomassie, que muestran los componentes de los complejos multiproteicos respectivos. Se indican los rendimientos. La expresión de EYFP se muestra en la parte inferior mediante secciones de filtros western de los lisados celulares respectivos, con rendimientos calculados a partir de los espectros de absorbancia.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 10 Utilización de MultiBac para la transferencia génica a células de mamífero ("BacMam")
Un virus híbrido (parte izquierda) resulta en la expresión de EYFP y ECFP en células de insecto (parte superior derecha) y en la expresión de REDds en células COS infectadas por virus que ha sido amplificado en células Sf21 (parte inferior derecha).
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 11 Vector baculovírico circular de transferencia pFBDM
La figura 11 representa la secuencia polinucleótida completa de una forma de realización preferida de la presente invención, el vector baculovírico circular de transferencia pFBDM.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 12 Vector baculovírico circular de transferencia pUCDM
La figura 12 representa la secuencia polinucleótida completa de una forma de realización preferida de la presente invención, el vector baculovírico circular de transferencia pUCDM.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura 13 Cribado in vivo de interacciones proteína-proteína y de modificaciones utilizando MultiBac
La figura 13 ilustra las estrategias de cribado con vectores según la presente invención para la evaluación de la asociación física entre proteínas/complejos de proteínas (I.) y/o de las modificaciones de los mismos (II.) in vivo.
A continuación se describen las formas de realización específicas de la invención a título de ejemplo no limitativo del alcance de la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos I. Nuevas herramientas baculovíricas para aplicaciones multigénicas
A continuación se describen en detalle nuevos vectores baculovíricos de transferencia según la presente invención construidos específicamente para aplicaciones multigénicas. Estos vectores de transferencia presentan un ADN baculovírico receptor modificado que se ha manipulado para una producción de proteínas mejorada, y un procedimiento simple y rápido para integrar genes a través de dos sitios de acceso (attTn7 y LoxP) en dicho ADN baculovírico en células de E. coli adaptadas a este fin. Dichos vectores (pFBDM y pUCDM) contienen un módulo de multiplicación y facilitan en gran medida la combinación modular de genes heterólogos con una necesidad mínima de sitios de restricción únicos. Los promotores víricos (en la actualidad los promotores muy tardíos p10 y polh) pueden intercambiarse en estos vectores por otras secuencias de promotor (tempranas, tardías) en caso necesario. De manera similar, pueden sustituirse las secuencias de terminador (en la actualidad SV40, HSVtk).
Dichos vectores comprenden un genoma baculovírico manipulado (MultiBac) con propiedades mejoradas de producción de proteínas. Se interrumpieron dos genes baculovíricos, conduciendo a un mantenimiento mejorado de los compartimientos celulares durante la infección y la producción de proteínas. La calidad de las proteínas producidas por dicho sistema mejoró significativamente mediante la reducción de la actividad proteolítica dependiente del virus y la reducción de los niveles de lisis celular.
Los vectores según la invención proporcionan un nuevo procedimiento para la rápida generación combinatorial de ADN baculovírico recombinante mediante el acceso al genoma vírico a través de dos sitios específicos (ver la fig. 1 para una visión general). Además del sitio de transposón Tn7 comercializado, se introdujo una secuencia LoxP en un sitio separado del genoma de baculovirus que podía aceptar casetes de expresión multigénica del plásmido pUCDM mediante recombinación específica de sitio. Se desarrolló un protocolo para llevar a cabo la transposición de Tn7 (procedente de derivados de pFBDM que transportaban casetes multigénicos) y la recombinación específica de sitio LoxP (procedente de derivados de pUCDM que transportaban casetes multigénicos) eficientemente en una única etapa en E. coli. Estos protocolos resultan útiles no sólo para integrar casetes multigénicos con secuencias codificantes de subunidades de complejo multiproteína en MultiBac, sino también para integrar enzimas específicos (quinasas, acetilasas, etc.) para la modificación de las proteínas investigadas.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 1 Vectores de transferencia pFBDM y pUCDM y vector baculovirus MultiBac
El vector de transferencia pFBDM (SEC ID nº 1, fig. 11) contiene dos casetes de expresión en orientación cabeza con cabeza con múltiples sitios de clonación MCS1 y MCS2 flanqueados por los promotores polh o p10 y secuencias de señal poliA de SV40 o de HSVtk, respectivamente. El módulo de multiplicación M se encuentra situado entre las secuencias promotoras. Las secuencias utilizadas para la transposición de Tn7 (Tn7L y Tn7R) comprenden los casetes de expresión y un marcador de resistencia a la gentamicina. Para más detalles ver la fig. 2.
El vector de transferencia pUCDM (SEC ID nº:2, figura 12) presenta un casete de expresión que comprende un módulo de multiplicación como pFBDM. Este casete de expresión es flanqueado por una repetición inversa de LoxP. El vector pUCDM contiene un marcador de resistencia de cloranfenicol y un origen de R6K\gamma condicional de replicación que hace su propagación dependiente de la expresión del gen pir en el huésped procariótico. Para más detalles, ver la figura 3.
\newpage
En resumen, ambos vectores fueron preparados como se expone a continuación. El vector de transferencia pFBDM se obtuvo a partir de pFastBac^{TM}DUAL (Invitrogen). La secuencia 5'-TACTAGTATCGATTCGCG-ACC se insertó en el sitio BstZ17l entre los promotores p10 y polh generando el módulo de multiplicación que contiene, en orden, los sitios de división BstZ17l, SpeI, ClaI y NruI. Se añadió un sitio para el cortador raro PmeI sustituyendo la secuencia de reconocimiento SnaBI con el oligonucleótido 5'-AGCTTTGTTTAAACAAAGCT. El vector pUCDM se generó combinando el fragmento EcoRV/AlwNI de 998 bp del univector pUNI10 que contiene el origen de R6K\gamma con el fragmento AlwNI de 1258 bp a partir de pLysS (Novagen) tras el tratamiento con nucleasa mung bean (New England Biolabs). Este fragmento pLysS contiene el marcador de resistencia de cloranfenicol. El constructo resultante fue digerido con SmaI y XbaI, y se ligó al fragmento PmeI/AvrII de 1016 bp de pFBDM. Los sitios de restricción única para las endonucleasas de restricción de AvrII y PmeI se reintrodujeron mediante mutagénesis sitio-dirigida utilizando utilizando el protocolo QuickChange (Stratagene). Los vectores pUCDM y pFBDM contienen los casetes de expresión idénticos que comprenden el módulo de multiplicación.
El vector baculovírico, denominado MultiBac, que representa un bácmido debido a que contiene un origen de replicación (replicón F) que permite su propagación en cepas de E. coli (por ejemplo DH10\alpha y derivados), se construyó de la manera siguiente. Se utilizó plásmido pKIIoxP, que contiene el fragmento lineal utilizado para sustituir los genes v-cath y chiA en bMON14272 mediante recombinación de ET, se generó a partir de pFastBaC^{TM}DUAL mediante recircularización del fragmento StuI/FspI de 3.385 pb, eliminando de esta manera dichos sitios e interrumpiendo el gen de resistencia a la ampicilina. Este vector, pKI, presenta un marcador gentamicina y pFastBac^{TM}DUAL p10 MCS, que contiene los sitios de restricción XhoI, NcoI y KpnI. Se modificó pKI para proporcionar pKIIoxP de la manera siguiente. Se introdujo en el sitio NcoI el fragmento BspHI de 1.008 pb de pFastBac^{TM}DUAL que contenía el marcador de resistencia a la ampicilina. A continuación, se amplificó la región de homología HomA del gen baculovírico chiA a partir de bMON14272 con los cebadores 5'-GCGCGCCTCGAGGCCTCCCACGTGCCC
GACCCCGGCCCG y 5'-GCGCGCCTCGAGGGAGGAGCTGCGCGCAATGC y se digirió con XhoI. El fragmento de 408 pb resultante se insertó en el sitio XhoI de pKI. La región de homología HomB del gen v-cath se amplificó con los cebadores 5'-GCGCGCGGTACCGCGTTCGAAGCCATCATTA y 5'-GCGCGCGGTACCAGGCCTGAAAAATCCGTCCTCTCC, se digirió con KpnI y el fragmento de 372 pb resultante se insertó en el sitio KpnI de pKI. Finalmente, se introdujo una secuencia Cre-loxP en el sitio NheI con el oligonucleótido 5'-CTAGAATAACT TCGTATAGCATACATTATACGAAGTTAGTTTA AACT. Se generó el gen codificante de la recombinasa Cre y una etiqueta de seis histidinas directamente contigua al codón de inicio a partir de oligonucleótidos sintéticos (Microsynth, CH) y se ligó en vector pBAD22 digerido con NcoI/KpnI. El marcador de resistencia a la ampicilina se inactivó mediante digestión con FspI/ScaI. Se extrajo de pPICZA (Invitrogen) mediante digestión con PvuII/EcoRV un gen de resistencia a la zeocina bajo el control de un promotor procariótico sintético (EM7), y se ligó con el fragmento FspI/ScaI de 5.388 pb, proporcionando pBADZ-His_{6}Cre.
El vector de transferencia pFBDM, pKILoxP y pBADZ-His_{6}Cre se propagaron en cepas genéricas de E. coli, tal como células TOP10 (Invitrogen), pUCDM se propagó en los huéspedes bacterianos BW23473 o BW23474 que expresaban el gen pir.
A continuación, para la generación del bácmido baculovírico MultiBac, se modificó el vector pBAD-ET\gamma que portaba recE truncado bajo el promotor PBAD inducible con arabinosa y recT bajo el promotor EM7, introduciendo el gen de resistencia a la zeocina procedente de pPICZA en los sitios FspI y ScaI, tal como se ha descrito para pBADZ-His_{6}Cre, proporcionando pBADZ-ET\gamma. Este vector se transformó en células DH10BAC^{TM} (Invitrogen) que portaban el bácmido bMON14272 y el plásmido ayudante pMON7124, proporcionando colonias resistentes a canamicina, tetraciclina y zeocina. Se utilizó una colonia individual para inocular 500 ml de medio 2xTY (bactotriptona al 1,6%, extracto de levadura al 1%, NaCl al 0,5%) en presencia de dichos tres antibióticos, a 20ºC. A DO_{600}=0,25, se añadió L-arabinosa (Fluka BioChemicals) hasta el 0,1% y el cultivo se incubó hasta alcanzar DO_{600}=0,5. A continuación, se generaron células DH10BacET electrocompetentes siguiendo los procedimientos estándares y se almacenaron a -80ºC. Se transformó el vector pKIloxP en células JM110 (Stratagene) que no presentaban actividad de dam ni de dcm. Se digirió ADN de plásmido no metilado con StuI, proporcionando un fragmento de 1.827 pb que contenía el marcador de resistencia a la ampicilina y una secuencia Cre-LoxP flanqueada por regiones de homología de chiA y v-cath. A continuación, se electroporó un mínimo de 0,3 \mug de ADN lineal en las células DH10BacET. Las células transformadas se cultivaron durante 4 horas a 37ºC y se sembraron en placas de agar que contenían canamicina, tetraciclina y ampicilina. Se analizó mediante amplificación por PCR el ADN de bácmido procedente de dos colonias individuales triplemente resistentes, utilizando los cebadores 5'-AGGTACTAAATATGGCG y 5'-CTGAGCGACATCACT, que se hibridan en el exterior de las regiones de homología, y mediante secuenciación del fragmento de PCR para confirmar la integración correcta. Se prepararon tal como anteriormente células DH10MultiBac electrocompetentes congeladas que contenían el bácmido modificado en el que los genes v-cath y chiA se habían sustituido por un marcador ampicilina y LoxP, en medio de cultivo en el que la ampicilina sustituía a la zeocina.
Para generar bácmidos MultiBac compuestos, se transformó pBADZ-His_{6}Cre en DH10MultiBac mediante electroporación para la expresión de clones productores de recombinasa Cre resistentes a canamicina, tetraciclina y zeocina. Se utilizó una colonia individual para inocular 500 ml de medio 2xTY en presencia de dichos antibióticos, a 20ºC. Se añadió L-arabinosa hasta el 0,1% a DO_{600}=0,25. A DO_{600}=0,5 se prepararon células DH10MultiBac^{Cre} electrocompetentes congeladas que contenían recombinasa Cre sobreexpresada. Se electroporaron plásmidos pUCDM o derivados en células DH10MultiBac^{Cre} y se sembraron en placas de agar que contenían canamicina, tetraciclina y cloranfenicol. Los clones triplemente resistentes se sometieron a ensayo en placas que contenían IPTG y Bluogal para la integridad del gen lacZ\alpha con Tn7, proporcionando colonias azules en todos los casos ensayados. Los clones se analizaron para identificar el suceso correcto de recombinación específica de sitio Cre-loxP mediante amplificación por PCR y secuenciación, tal como se ha indicado anteriormente. La pérdida de pBADZ-His_{6}Cre se confirmó mediante nueva siembra en placa en presencia de zeocina. Se prepararon células electrocompetentes a partir de los clones individuales en presencia de canamicina, tetraciclina y cloranfenicol. La transposición de elementos Tn7 de derivados de pFBDM a Tn7, la identificación de recombinantes mediante cribado azul/blanco, y la transfección de bácmido compuesto purificado se llevaron a cabo según los protocolos establecidos (por ejemplo O'Reilly, D.R., Miller, L.K. y Luckow, V.A., "Baculovirus expression vectors. A laboratory manual", Oxford University Press, New York-Oxford, 1994; "Bac-to-Bac^{TM} Baculovirus Expression Systems Manual", Invitrogen, Life Technologies Incorporated, 2000). Para la transformación simultánea de DH10MultiBac^{Cre} con derivados de pUCDM y de pFBDM, se utilizó por lo menos 1 \mug de
cada uno.
Una función del replicón F en el bácmido es limitar el número de copia a uno o dos, reduciendo el potencial de recombinación no deseada. La introducción de derivados de pFBDM en MultiBac interrumpe el gen lacZ\alpha, permitiendo la identificación inequívoca de células que contienen únicamente el bácmido compuesto. Sin embargo, en el caso de la fusión catalizada por Cre de derivados de pUCDM, no puede descartarse la coexistencia de una copia de bácmidos tanto compuesto como parental, basándose en la resistencia al cloranfenicol. Por lo tanto, se separaron clonalmente mediante purificación en placa los virus de las transfecciones iniciales con MultiBac que contenían el gen EYFP insertado mediante catálisis con Cre. Debido a que 29 de 32 (91%) de los especímenes purificados en placa expresaba EYFP, se produjo recombinación específica de sitio Cre-loxP a eficacia prácticamente saturante. A pesar de la presencia de varias copias de promotores (p10, polh) y terminadores (SV40, HSVtk) víricos, los derivados MultiBac pudieron subcultivarse en serie por lo menos cinco veces en células Sf21 a una multiplicidad de infección (MOI) \leq 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 2 Generación de casetes de expresión multigénica
Los vectores pFBDM y pUCDM resultan particularmente adecuados para generar casetes de expresión multigénica debido al módulo de multiplicación insertado entre los dos promotores. La lógica de la multiplicación se ilustra en la fig. 4. El único requisito previo para ensamblar casetes de expresión multigénica es que los enzimas de restricción utilizados para la multiplicación (por ejemplo PmeI, AvrlI, SpeI y BstZ17I o NruI) son únicos, lo que puede conseguirse fácilmente por ejemplo mediante mutagénesis sitio-dirigida previamente al ensamblaje del casete multigénico o a la provisión de compuestos (por ejemplo ácidos nucleicos péptidos) capaces de enmascarar sitios adicionales que no deben dividirse en las secuencias de ADN codificantes insertadas. Se clonaron genes en MCS1 y MCS2 de pFBDM. A continuación, se extrajo el casete de expresión completo mediante digestión con PmeI y AvrlI. El fragmento resultante se introdujo en el módulo de multiplicación de un derivado de pFBDM que contenía conjuntos adicionales de genes mediante sitios SpeI/BstZ17I o SpeI/NruI. SpeI produce un extremo cohesivo compatible con AvrlI, mientras que BstZ17I, NruI y PmeI generan extremos romos. Los sitios de restricción implicados se eliminan durante el proceso y la multiplicación puede repetirse iterativamente utilizando el módulo presente en el casete insertado. También se aplica el mismo razonamiento a la generación de derivados de pUCDM con casetes de expresión multigénica. Además, las secuencias de promotor y de terminador pueden modificarse fácilmente, si se desea, utilizando sitios de restricción apropiados en los vectores de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 3 Baculovirus manipulados para una producción de proteínas mejorada
Se modificó el genoma baculovírico para obtener propiedades mejoradas de producción de proteínas. Se interrumpieron dos genes baculovíricos, v-cath y chiA, conduciendo a un mantenimiento mejorado de los compartimientos celulares durante la infección y la producción de proteínas. El gen v-cath codifica una proteasa vírica, V-CATH, que se activa con la muerte celular mediante un proceso dependiente de un gen contiguo en el ADN vírico, chiA, que codifica una quitinasa. Ambos genes se interrumpieron para eliminar la actividad de V-CATH y para ganar la opción de poder utilizar cromatografía de afinidad para la quitina para la purificación sin interferencia del producto del gen chiA. La calidad de las proteínas producidas mediante el denominado baculovirus MultiBac mejoró significativamente al reducirse la actividad proteolítica dependiente de virus y los niveles de lisis celular. En lugar de la secuencia de ADN vírico interrumpida, se introdujo una secuencia LoxP para la recombinación específica de sitio cre-lox. Para más detalles ver la fig. 5.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 4 Clonación en los vectores de transferencia pFBDM o pUCDM
Se clonaron los genes seleccionados en los sitios de clonación múltiple MCS1 o MCS2 (ver las figs. 2 y 3) de pFBDM y pUCDM utilizando procedimientos de clonación estándares. Se transformaron reacciones de ligación de los derivados de pFBDM en células de E. coli estándares para la clonación (tales como TOP10, DH5\alpha, HB101) y se sembraron en placas de agar que contenían ampicilina (100 \mug/ml). Las reacciones de ligación para los derivados de pUCDM se transformaron en células de E. coli que expresaban el gen pir (tales como BW23473, BW23474) y se sembraron en placas de agar que contenían cloranfenicol (25 \mug/ml). Se seleccionaron los clones correctos basándose en la digestión de restricción específica y la secuenciación del ADN de los insertos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 5 Protocolo de recombinación específica de sitio Cre-lox
Se incubaron sobre hielo (15 minutos) aproximadamente 5 a 10 ng del derivado de pUCDM con 50 a 100 \mul de células DH10MultiBac^{Cre} electrocompetentes. Tras la electroporación (pulso de 200 ohms, 25 \muF, 1,8 kV), las células se incubaron a 37ºC durante 8 horas y se sembraron en placa de agar que contenía canamicina (50 \mug/ml), cloranfenicol (25 \mug/ml) y ampicilina (100 \mug/ml). Aparecieron colonias tras la incubación a 37ºC (12 a 15 horas). A continuación, se prepararon bácmidos para la transfección de células de insecto (ver III.6) o clones para la integración de un derivado de pFBDM mediante transposición de Tn7 (ver posteriormente).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 6 Protocolo de transposición para los derivados de pFBDM
Se incubaron sobre hielo (15 minutos) aproximadamente 5 a 10 ng del derivado de pFBDM con 50 a 100 \mul de células DH10MultiBac^{Cre} electrocompetentes. Tras la electroporación (pulso de 200 ohms, 25 \muF, 1,8 kV), las células se incubaron a 37ºC durante 8 horas y se sembraron en placas de agar que contenían canamicina (50 \mug/ml), gentamicina (7 \mug/ml), ampicilina (100 \mug/ml), tetraciclina (10 \mug/ml), BluoGal (100 \mug/ml) e IPTG (40 \mug/ml). Se seleccionaron las colonias blancas tras la incubación a 37ºC (18 a 24 horas). A continuación, se prepararon bácmidos para la infección de células de insecto (ver posteriormente).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 7 Transposición en una etapa/recombinación específica de sitio cre-lox
La recombinación específica de sitio Cre-lox y la transposición de Tn7 pueden llevarse a cabo simultáneamente en células DH10MultiBac^{Cre}, si se desea. Debido a que la eficacia de una doble transformación es reducida en comparación con la transformación con un plásmido únicamente, deben utilizarse cantidades significativamente mayores de ADN en esta reacción. Se incubaron aproximadamente 2 a 4 \mug del derivado de pFBDM y 2 a 4 \mug del derivado de pUCDM seleccionado, sobre hielo (15 minutos) con 50 a 100 \mul de células DH10MultiBac^{Cre} electrocompetentes. Tras la electroporación (pulso de 200 ohms, 25 \muF, 1,8 kV), las células se incubaron a 37ºC durante 8 horas y se sembraron en placas de agar que contenían cloranfenicol (25 \mug/ml), canamicina (50 \mug/ml), gentamicina (7 \mug/ml), tetraciclina (10 \mug/ml), BluoGal (100 \mug/ml) e IPTG (40 \mug/ml). Se seleccionaron las colonias blancas tras la incubación a 37ºC (18 a 24 horas). A continuación, se prepararon bácmidos para la infección de células de insecto (ver posteriormente).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 8 Preparación de integrandos cre-lox para la transposición de Tn7
Para determinadas aplicaciones, puede resultar ventajoso añadir genes de proteínas para la expresión de un ADN baculovírico MultiBac que ya porte un conjunto de genes foráneos integrados mediante catálisis con Cre. A continuación, las células DH10MultiBac^{Cre} que portaban MultiBac recombinante con un derivado de pUCDM integrado (ver III.2) se sembraron nuevamente en agar que contenía cloranfenicol (25 \mug/ml), canamicina (50 \mug/ml), ampicilina (100 \mug/ml), tetraciclina (10 \mug/ml), BluoGal (100 \mug/ml) e IPTG (40 \mug/ml). A continuación, una colonia azul con un derivado de MultiBac competente para la transposición se incubó en 500 ml de medio 2xTY que contenía cloranfenicol (25 \mug/ml), canamicina (50 \mug/ml), ampicilina (50 \mug/ml) y tetraciclina (10 \mug/ml) a 37ºC hasta que la DO_{600} alcanzó 0,5. A continuación, se enfrió el cultivo sobre hielo (15 minutos) y se centrifugó (4.000 rpm, 8 minutos). El pellet celular se resuspendió en 250 ml de solución helada de glicerol al 10% (estéril) y se centrifugó (4.000 rpm, 8 minutos). El pellet celular se resuspendió a continuación en 200 ml de solución helada de glicerol al 10% (estéril) y se centrifugó nuevamente (4.000 rpm, 8 minutos). A continuación, el pellet celular se resuspendió en 50 ml de solución helada de glicerol al 10% (estéril) y finalmente, tras la centrifugación, en 1 ml de solución de glicerol al 10% (estéril). Las células se congelaron en alícuotas de 50 a 100 \mul en nitrógeno líquido y se almacenaron a -80ºC. La transposición de los derivados de pFBDM puede llevarse a cabo tal como se indica a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 9 Preparación de bácmido e infección de células de insecto
La preparación de ADN de bácmido, la infección de células de insecto y la expresión de proteínas se llevaron a cabo según los protocolos establecidos (por ejemplo O'Reilly, D.R., Miller, L.K. y Luckow, V.A., "Baculovirus expression vectors. A laboratory manual", Oxford University Press, New York-Oxford, 1994; "Bac-to-Bac^{TM} Baculovirus Expression Systems Manual", Invitrogen, Life Technologies Incorporated, 2000).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 10 Eficiencia de la recombinación específica de sitio cre-lox en MultiBac
La propagación de MultiBac en las células DH10MultiBac^{Cre} depende de la presencia del replicón F en el bácmido. Una función del replicón F es el control estrecho del número de copia (una o dos), reduciendo el potencial de recombinación no deseada. La introducción de derivados de pFBDM en MultiBac interrumpe el gen lacZ\alpha, permitiendo de esta manera la identificación inequívoca de las células que contienen únicamente bácmido compuesto. En el caso de la integración catalizada por Cre de los derivados de pUCDM, sin embargo, no puede descartarse la coexistencia de un bácmido compuesto y una molécula parental de MultiBac basándose en la resistencia al cloranfenicol. Por lo tanto, el virus de las transfecciones iniciales con MultiBac que contenía un gen de la proteína fluorescente amarilla EYFP insertada mediante catálisis con Cre se separó clonalmente mediante purificación de placas. 29 de 32 (91%) de los especímenes purificados de placas expresaban EYFP, apoyando que se había producido una reacción de recombinación específica de sitio cre-lox con eficacia prácticamente saturante (para más detalles ver la fig. 6).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 11 Efecto de la deleción de chiA y v-cath sobre MultiBac
Durante la producción de proteínas heterólogas con un sistema de expresión baculovírico comercializado, se observó una rotura proteolítica dependiente de virus que concordaba con la acción de una cisteína proteasa. El gen baculovírico v-cath codifica una cisteína proteasa que se encuentra directamente implicada en la licuefacción de la célula huésped de insecto. V-CATH se activa tras la muerta celular mediante un proceso dependiente de un gen contiguo en el ADN vírico, chiA, que codifica una quitinasa. La interrupción de ambos genes eliminó la actividad de V-CATH y además proporcionó la opción de utilizar cromatografía de afinidad para la quitina para la purificación sin interferencias del producto del gen chiA. El efecto de la interrupción se sometió a ensayo comparando muestras de células infectadas por virus MultiBac con células infectadas por un baculovirus comercializado que portaba v-cath y chiA. Se observó una actividad proteolítica fuertemente reducida, concomitantemente con un mantenimiento muy mejorado de la integridad celular, en el lisado de células infectadas con MultiBac (para más detalles ver la fig. 7).
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 12 Producción de un complejo proteico de 275 kDa utilizando MultiBac
En un experimento, se expresó el complejo Isw2 de la levadura de remodelado de la cromatina, que consiste en las proteínas Isw2p de 130 kDa y ltc1p de 145 kDa. Se creó una versión de MultiBac con ambas proteínas integradas en el sitio attTn7, y una segunda versión con Isw2p integrado en el sitio attTn7 y ltc1p insertado en el sitio LoxP. El desacoplamiento espacial de los dos genes en el virus no afectó adversamente a los niveles relativos de producción de las subunidades ni al ensamblaje funcional del complejo Isw2 en las células de insecto, ejemplificando la utilidad de los sitios tanto Cre-lox como Tn7 para la integración y expresión simultáneas de las proteínas. Para más detalles ver la fig. 8.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 13 Producción de complejos multiproteicos utilizando MultiBac
Además del complejo de remodelado Isw2 de la levadura también se expresó el complejo Isw1b de la levadura de tres componentes (360 kD) y un complejo de factor transcripcional humano (700 kDa) utilizando MultiBac. Además, en todos los casos, también se coexpresó la proteína fluorescente EYFP. El rendimiento constante de EYFP y los complejos respectivos en los experimentos de coexpresión ilustran que la expresión no es saturante en este sistema y sugieren que pueden expresarse complejos incluso mucho mayores que contengan muchas mas subunidades utilizando MultiBac. Para más detalles ver la fig. 9.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 14 MultiBac para la transferencia génica a células de mamífero ("BacMam")
Se generó un virus derivado de MultiBac que contenía las proteínas fluorescentes EYFP y ECFP bajo el control de promotores baculovíricos y REDds bajo el control del promotor tardío de CMV. Las células de insecto infectadas por dicho virus híbrido mostraron expresión de EYFP y ECFP. Las células COS de mamífero infectadas por virus amplificado en células de insecto mostraron fluorescencia fuerte de proteína REDds, demostrando el uso potencial de MultiBac para la transferencia multigénica en células de mamífero ("BacMam"). Para más detalles ver la fig. 10.
\vskip1.000000\baselineskip
II. El kit de sistemas MultiBac
En la presente memoria se da a conocer un kit de sistema MultiBac que puede comprender uno o más de los elementos siguientes:
células DH10MultiBac^{Cre}, células BW23474, BW23474^{\ding{61}}, vector pFBDM, vector pUCDM, plásmido de control para la transposición de Tn7*, plásmido de control para la recombinación específica de sitio cre-lox*, un reactivo transfectante genérico^{#}
\ding{61}cepas de E. coli que expresan el gen pir para la propagación de derivados de pUCDM (puede utilizarse cualquier otra cepa con fondo pir+)
*en los experimentos, se utilizaron como controles vectores con genes para las proteínas fluorescentes ECFP y EYFP. Estos genes se comercializan bajo licencia de Molecular Probes. Resultan particularmente útiles como controles debido a que la observación de la fluorescencia, mediante microscopía fluorescente o mediante la utilización de un espectrofotómetro, es muy sencilla. Sin embargo, puede utilizarse cualquier tipo de plásmido de control portador de un gen codificante de una proteína que pueda identificarse con facilidad (glucurodinasa, catecol desoxigenasa, XylE, luciferasa, etc.).
^{#}Por ejemplo, CellFECTIN (Invitrogen), el reactivo de transfección LipoTAXI® (Stratagene, etc.).
<110> Eidgenoessische Technische Hochschule zurich
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Nuevas herramientas de expresión para aplicaciones multiproteicas
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> RP20504
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<140>
\vskip0.400000\baselineskip
<141> 2004-11-25
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> US 60/552.072
\vskip0.400000\baselineskip
<151> 2004-03-09
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> PatentIn versión 3.2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 5279
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> baculovirus
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia: vector de baculovirus pFBDM
\newpage
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
2
3
4
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 3005
\vskip0.400000\baselineskip
<212> ADN
\vskip0.400000\baselineskip
<213> baculovirus
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<220>
\vskip0.400000\baselineskip
<221> misc_feature
\vskip0.400000\baselineskip
<223> Descripción de la secuencia: vector de baculovirus pUCDM
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
5
6

Claims (23)

1. Polinucleótido para aplicaciones multigénicas, que comprende una disposición funcional según la figura I:
7
comprendiendo dicha disposición:
(a)
por lo menos dos casetes de expresión: \underbar{T1 - MCS1 - P1} y \underbar{P2 - MCS2 - T2} en una disposición de cabeza con cabeza, cabeza con cola o cola con cola, comprendiendo cada uno un sitio de clonación múltiple MCS1 o MCS2, flanqueado por un promotor P1 y una secuencia de terminador T1 para MCS1 y flanqueado por un promotor P2 y una secuencia de terminador T2 para MCS2,
(b)
por lo menos un módulo de multiplicación M intermedio de los promotores P1 y P2 que comprende por lo menos dos sitios de restricción A y B,
(c)
por lo menos dos sitios de restricción X e Y, flanqueando cada uno uno de los casetes de expresión,
en el que:
(i)
los sitios de restricción A y X, así como B e Y son compatibles, pero
(ii)
los productos de ligación de AY y de BX no son divididos enzimáticamente por los enzimas de restricción a, b, x o y, específicos para los sitios de restricción A, B, X e Y, e
(iii)
los sitios de restricción A y B, así como X e Y no son compatibles.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Polinucleótido según la reivindicación 1, en el que los sitios de restricción A y B en el módulo de multiplicación M se seleccionan de entre el grupo que consiste en BstZ17I, Spe, ClaI y NruI o enzimas de restricción que presentan sitios de división idénticos a los de dichos enzimas ("isoesquizómeros").
3. Polinucleótido según la reivindicación 1 ó 2, en el que los sitios de restricción X e Y se seleccionan de entre el grupo que consiste en PmeI y AvrlI o enzimas de restricción que presentan sitios de división idénticos a los de dichos enzimas ("isoesquizómeros").
4. Polinucleótido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los promotores P1 y P2 se seleccionan de entre el grupo que consiste en promotores baculovíricos muy tardíos polh, p10 y p_{XIV}, promotor baculovírico tardío vp39, promotor baculovírico híbrido tardío/muy tardío vp39polh, promotores baculovíricos tempranos P_{cap/polh}, pcna, etl, p35, egt, da26; CMV, SV40, UbC, EF-1\alpha, RSVLTR, MT, P_{DS47}, Ac5, P_{GAL} y P_{ADH}.
5. Polinucleótido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las secuencias de terminador T1 y T2 se seleccionan de entre SV40, HSVtk o BGH (hormona de crecimiento bovina).
6. Polinucleótido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende además por lo menos un sitio para su integración en un vector o célula huésped.
7. Polinucleótido según la reivindicación 6, en el que el sitio de integración se selecciona de entre el grupo que consiste en los elementos transposones de Tn7, sitios de unión específica de integrasa \lambda y SSR (recombinasas específicas de sitio), preferentemente el sitio de recombinación específica cre-lox (LoxP) o el sitio de recombinación específica de recombinasa FLP (FRT).
\vskip1.000000\baselineskip
8. Polinucleótido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho polinucleótido comprende:
(a)
los promotores P1 y P2 seleccionados de entre polh y p10,
(b)
las secuencias de terminador seleccionadas de entre SV40 y HSVtk,
(c)
los sitios de restricción A y B en el módulo de multiplicación M seleccionados de entre el grupo que consiste en BstZ17I, SpeI, ClaI y NruI,
(d)
los sitios de restricción X e Y seleccionados de entre el grupo que consiste en PmeI y AvrII,
(e)
los sitios para la integración vírica seleccionados de entre el sistema de recombinación Tn7 y cre-lox.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Vector que comprende una secuencia de polinucleótido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
10. Vector según la reivindicación 9, en el que dicho vector es un virus seleccionado de entre el grupo que consiste en adenovirus, virus adenoasociado (AAV), parvovirus autónomo, virus del herpes simplex (HSV), retrovirus, radinovirus, virus de Epstein-Barr, lentivirus, virus del bosque de Semliki y baculovirus.
11. Vector según la reivindicación 10, en el que el vector es un vector de expresión baculovírico.
12. Vector según la reivindicación 11, en el que los dos genes baculovíricos v-cath y chiA se encuentran funcionalmente alterados.
13. Vector según las reivindicaciones 9 a 12, que comprende además un sitio para las SSR (recombinasas específicas de sitio), preferentemente LoxP para la recombinación específica de sitio cre-lox.
14. Vector según las reivindicaciones 12 y 13, en el que el sitio cre-lox se encuentra situado en uno o en ambos de los genes baculovíricos v-cath y chiA.
15. Vector según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 14, que comprende un elemento transposón, preferentemente el sitio de unión de Tn7.
16. Vector según la reivindicación 9, en el que dicho vector presenta la secuencia según la SEC ID nº 1 (pFBDM).
17. Vector según la reivindicación 9, en el que dicho vector presenta la secuencia según la SEC ID nº 2 (pUCDM).
18. Célula huésped que comprende un polinucleótido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y/o un vector según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17.
19. Célula huésped según la reivindicación 18, seleccionada de entre el grupo que consiste en células de mamífero, preferentemente células humanas, células de roedor, células porcinas, células bovinas, células ovinas, y células de C. elegans; células de levadura, preferentemente S. cerevisiae, S. pombe, C. albicans y P. pastoris; células de insecto; y células de E. coli.
20. Animal no humano recombinante que comprende un polinucleótido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y/o un vector según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17.
21. Animal no humano según la reivindicación 20, en el que el animal se selecciona de entre los mamíferos, preferentemente roedor, porcino y bovino y C. elegans.
\vskip1.000000\baselineskip
22. Procedimiento para generar casetes de expresión multigénica, que comprende las etapas siguientes:
(a)
clonar uno o más genes en MCS1 y/o MCS2 de un primer vector según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17,
(b)
clonar uno o más genes en MCS1 y/o MCS2 de un segundo vector según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 17,
(c)
extraer la disposición funcional completa en los sitios de restricción X e Y en el primer vector de transferencia,
(d)
cortar el segundo vector de transferencia en el módulo de multiplicación M,
(e)
ligar la disposición funcional extraída de la etapa (c) en el sitio de multiplicación cortado del segundo vector de la etapa (d), produciendo así un tercer vector de transferencia que presenta el módulo de multiplicación del primer vector de transferencia y los casetes de expresión del primer y del segundo vector, y
(f)
repetir opcionalmente las etapas (a) a (e) para ensamblar un vector de transferencia con múltiples casetes de expresión.
\vskip1.000000\baselineskip
23. Procedimiento para producir complejos multiproteicos in vitro, que comprende las etapas siguientes:
(a)
generar casetes de expresión multigénica según la reivindicación 22,
(b)
transferir los casetes de expresión multigénica a una célula huésped que puede expresar dichos genes simultáneamente.
ES04803271T 2004-03-09 2004-11-25 Nuevas herramientas de expresion para aplicaciones multiproteicas. Active ES2333228T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US55207204P 2004-03-09 2004-03-09
US552072P 2004-03-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2333228T3 true ES2333228T3 (es) 2010-02-18

Family

ID=34919595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES04803271T Active ES2333228T3 (es) 2004-03-09 2004-11-25 Nuevas herramientas de expresion para aplicaciones multiproteicas.

Country Status (9)

Country Link
US (2) US20080004228A1 (es)
EP (2) EP2133428A1 (es)
JP (1) JP4597188B2 (es)
AT (1) ATE442450T1 (es)
AU (1) AU2004316874B2 (es)
CA (1) CA2558313C (es)
DE (1) DE602004023128D1 (es)
ES (1) ES2333228T3 (es)
WO (1) WO2005085456A1 (es)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1910550A4 (en) 2005-07-21 2009-11-04 Abbott Lab MULTIGENIC EXPRESSION COMPRISING SORF CONSTRUCTS AND METHODS USING POLYPROTEINS, PRO-PROTEINS, AND PROTEOLYSIS
EP1783228A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-09 ETH Zürich Recombinant expression of multiprotein complexes using polygenes
JP5152962B2 (ja) * 2007-06-08 2013-02-27 国立大学法人静岡大学 目的タンパク質の製造方法
GB0820631D0 (en) * 2008-11-11 2008-12-17 London School Hygiene & Tropical Medicine Vectors
JP2012519476A (ja) 2009-03-06 2012-08-30 ヨーロピアン モレキュラー バイオロジー ラボラトリー 多タンパク質複合体のクローニング及び発現のための核酸
WO2010112533A1 (en) 2009-04-03 2010-10-07 Deutsches Krebsforschungszentrum Enhanced production of papillomavirus-like particles with a modified baculovirus expression system
KR20120018783A (ko) 2009-05-01 2012-03-05 레드바이오텍 아게 다중 유전자 벡터에 의해 암호화된 재조합 바이러스-유사 입자
CN101947317B (zh) * 2010-09-27 2012-05-30 武汉大学 一种h5n1禽流感病毒样颗粒疫苗的规模化制备方法
FR2978456B1 (fr) 2011-07-27 2015-02-20 Genethon Systeme baculoviral pour l'expression d'un vecteur de therapie genique
US8945876B2 (en) 2011-11-23 2015-02-03 University Of Hawaii Auto-processing domains for polypeptide expression
WO2013100713A2 (ko) * 2011-12-30 2013-07-04 이화여자대학교 산학협력단 효모 염색체 통합 또는 산업 스트레인 형질전환용 효모 발현 벡터, 그리고 이들의 용도
KR101328481B1 (ko) * 2011-12-30 2013-11-13 이화여자대학교 산학협력단 염색체 통합용 효모 발현 벡터 및 이의 용도
ES2612854T3 (es) * 2012-06-12 2017-05-19 Alternative Gene Expression, S.L. Elementos de ADN recombinante para la expresión de proteínas recombinantes en una célula huésped
US9701983B2 (en) 2012-06-12 2017-07-11 Alternative Gene Expression S.L. Baculoviral DNA elements for the expression of recombinant proteins in a host insect
CN104735977B (zh) 2012-06-12 2016-09-21 替代基因表达公司 用于在宿主细胞中表达重组蛋白的杆状病毒dna元件
WO2014141170A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Friedrich Miescher Institute For Biomedical Research Method for the generation of polycystronic vectors
EP3246406B1 (en) 2015-01-16 2022-03-09 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Gene expression system using stealthy rna, and gene introduction/expression vector including said rna
CN104630271A (zh) * 2015-02-05 2015-05-20 浙江大学 可视化红色荧光杆状病毒的构建方法
US10611800B2 (en) 2016-03-11 2020-04-07 Pfizer Inc. Human cytomegalovirus gB polypeptide
US10262981B2 (en) * 2016-04-29 2019-04-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Integrated circuit, system for and method of forming an integrated circuit
CN107988259B (zh) * 2018-01-12 2020-01-21 中国科学院生物物理研究所 SmartBac杆状病毒表达系统及其应用
MX2021001163A (es) 2018-07-31 2021-07-15 Imophoron Ltd Péptidos multimerizantes derivados del dominio de pliegue kelly roll del capsómero pentagonal de adenovirus.
US11629172B2 (en) 2018-12-21 2023-04-18 Pfizer Inc. Human cytomegalovirus gB polypeptide
WO2020264139A1 (en) * 2019-06-26 2020-12-30 Virovek, Inc. Baculovirus expression system
WO2021110993A1 (en) * 2019-12-04 2021-06-10 Synbionik Gmbh An efficient shuttle vector system for the expression of heterologous and homologous proteins for the genus zymomonas
CA3166852A1 (en) 2020-02-05 2021-08-12 Frederic Garzoni Engineered polypeptides derived from variable domain of adenovirus penton base
CN111593072B (zh) * 2020-05-12 2021-04-27 深圳海关动植物检验检疫技术中心 一种在昆虫细胞中共表达非洲猪瘟病毒四种结构蛋白的方法及其应用
CA3183207A1 (en) 2020-06-18 2021-12-23 Daniel Joseph Fitzgerald Fatty acid complexes of coronavirus spike protein and their use
TWI810589B (zh) 2020-06-21 2023-08-01 美商輝瑞股份有限公司 人巨細胞病毒糖蛋白B(gB)多肽
AU2022334711A1 (en) * 2021-08-23 2024-04-04 Bioverativ Therapeutics Inc. Baculovirus expression system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5169784A (en) * 1990-09-17 1992-12-08 The Texas A & M University System Baculovirus dual promoter expression vector
US5871986A (en) * 1994-09-23 1999-02-16 The General Hospital Corporation Use of a baculovirus to express and exogenous gene in a mammalian cell
US6355240B1 (en) * 1995-07-26 2002-03-12 Basf Aktiengellschaft Enhanced insecticidal insect virus through the expression of heterologous proteins with early promoters
EP2316919B1 (en) * 2001-02-14 2015-10-07 Anthrogenesis Corporation Post-partum mammalian placenta, its use and placental stem cells therefrom
WO2004009768A2 (en) * 2002-07-18 2004-01-29 Invitrogen Corporation Viral vectors containing recombination sites

Also Published As

Publication number Publication date
ATE442450T1 (de) 2009-09-15
CA2558313C (en) 2011-05-17
WO2005085456A1 (en) 2005-09-15
JP4597188B2 (ja) 2010-12-15
CA2558313A1 (en) 2005-09-15
EP1723246A1 (en) 2006-11-22
AU2004316874B2 (en) 2011-01-06
EP1723246B1 (en) 2009-09-09
JP2007527722A (ja) 2007-10-04
DE602004023128D1 (de) 2009-10-22
EP2133428A1 (en) 2009-12-16
US20080004228A1 (en) 2008-01-03
US20160177336A1 (en) 2016-06-23
AU2004316874A1 (en) 2005-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2333228T3 (es) Nuevas herramientas de expresion para aplicaciones multiproteicas.
JP5075833B2 (ja) ポリジーンを使用する多タンパク質複合体の組換え発現
Van Oers et al. Thirty years of baculovirus–insect cell protein expression: from dark horse to mainstream technology
Kouprina et al. A new generation of human artificial chromosomes for functional genomics and gene therapy
Mansouri et al. Baculovirus for gene delivery to mammalian cells: Past, present and future
US6291214B1 (en) System for generating recombinant viruses
Zitzmann et al. Process optimization for recombinant protein expression in insect cells
CN1418224A (zh) Tcf效应元件
US20050201983A1 (en) Engineered baculoviruses and their use
Kaleri et al. Generation of transgenic chicks using an oviduct-specific expression system
US20220154149A1 (en) Syncytial oncolytic herpes simplex mutants as potent cancer therapeutics
Liskovykh et al. Highly Efficient Microcell‐Mediated Transfer of HACs Containing a Genomic Region of Interest into Mammalian Cells
KR100717091B1 (ko) 레콤비나제 발현 세포
ES2554561B1 (es) Nuevos promotores derivados de baculovirus con elevada actividad en sistemas de expresión basados en baculovirus
JP4288259B2 (ja) 動物細胞感染用の組換えdnaウイルスベクター
Kumari et al. Transgenic animals in biotechnology
Yu et al. YBac: A novel and simple baculovirus system for heterologous protein production in Spodoptera frugiperda 9 (Sf9) cells
US20160130588A1 (en) Method for the generation of polycystronic vectors
CN110117578A (zh) 人博卡病毒1型感染性克隆的构建方法及其应用
CN114292879A (zh) 一种用于在对虾中递送和表达外源基因的对虾病毒表达系统
US20160002643A1 (en) Compositions And Methods To Enhance Protein Expression
Fernandes Establishment and evaluation of flexible insect cell lines for rapid production of recombinant proteins
WO2005067506A2 (en) Method for monitoring and generating high capacity gutless adenoviral vector
JPH104973A (ja) 組換えバキュロウイルス及びその利用