WO2002081675A2 - Method for detecting homologous recombination events - Google Patents

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WO2002081675A2
WO2002081675A2 PCT/DE2002/001207 DE0201207W WO02081675A2 WO 2002081675 A2 WO2002081675 A2 WO 2002081675A2 DE 0201207 W DE0201207 W DE 0201207W WO 02081675 A2 WO02081675 A2 WO 02081675A2
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recombination
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Felix Bestvater
Tobias A. Knoch
Eberhard Spiess
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Deutsches Krebsforschungszentrum
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    • 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
    • C12N15/10Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/102Mutagenizing nucleic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining recombination events which is based on the transfection of the desired cell with one or more vectors which contain different genes for detectable proteins, e.g. contain different fluorescence proteins, a recombination event taking place due to homology between the different genes leading to a detectable altered expression pattern of the different genes.
  • the previous determinations of recombination processes within the cell are essentially based that the cells are lysed and then the proteins involved in the recombination are quantified with the aid of ELISA tests, Western blots, DNA expression chips or similar methods, from which one can then indirectly deduce the ability, for example, for homologous recombination.
  • Another method is the detection of proteins using immunohistological staining methods.
  • the cells have to be fixed here, then a corresponding dye-carrying antibody is allowed to bind to them and the binding is detected, for example, by microscopic methods.
  • the methods used to date have a number of disadvantages. So the previous in vivo investigations of homologous recombination were mostly measured by the amount of a protein / substance involved and not directly by the DNA sequence, which therefore does not allow any statement about the actual activity of the factors involved necessary preparation of the cells is not artifact-free. It is also disadvantageous that the tests cannot be continued on the same cells without cell consumption and that measurements on individual cells are also not possible. Finally, these methods are also expensive due to the need for a number of different substances, kits, etc.
  • DNA sequence is introduced into the cells or the organism, which is then changed (e.g. repaired) in the cells themselves or a sequence that is already in the cells is changed.
  • this only leads to a positive / negative decision with regard to whether homologous recombination occurs or not, and even with this procedure no in vivo tests are possible.
  • this process is also associated with high costs and is time-consuming, since the required DNA constructs have to be produced via complex restriction, ligation, transfection, knockout or chemical synthesis processes.
  • the present invention is therefore based on the technical problem of providing a method for examining homologous recombination which does not have the disadvantages of the previous methods discussed above.
  • a DNA sequence dependency can also be determined by means of the above investigations, and these can also relate to viruses or the relationship of viruses to cellular organisms.
  • the present invention thus relates to a method for determining recombination events, the method comprising the following steps:
  • step (d) can follow, which involves the production of a cell lysate, the purification of nucleic acids and the determination of the recombination event Sequencing includes.
  • a cell lysate for the production of the nucleic acids, their purification and sequencing can be produced using routine methods known to the person skilled in the art, for example using the method described in the examples below.
  • the genes coding for NPi and NP 2 or other required genetic elements can be distributed on a single vector or on two or more vectors.
  • General methods known in the art can be used to construct vectors containing the NP-encoding genes and appropriate control sequences. These methods include, for example, in vitro recombination techniques, synthetic methods, and in vivo recombination methods, as described, for example, in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratoty Manual, 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor NY ( 1989)). are described.
  • the genes coding for NP can also be inserted in connection with a DNA sequence coding for another protein or peptide, so that the NPs can be expressed, for example, in the form of fusion proteins.
  • the method can be carried out both in vivo and in vitro.
  • the in vivo procedure is carried out on the living organism, while the in vitro procedure works with appropriate cell extracts.
  • the nucleic acid product can be detected by sequencing or by the expression of the corresponding construct. Since protein synthesis is not quite straightforward in vitro, the corresponding nucleic acid can also be brought back into cells in order to be expressed and detected there. Care should then be taken to ensure that recombination etc. can occur again. In order to then quantify the recombination more precisely, an exact calibration of the system is necessary.
  • step (c) The person skilled in the art can also produce the above vector or vectors according to standard methods in such a way that the conditions relating to step (c) are met.
  • the expression of NP 2 is used instead of NP1 is an indication of a recombination event.
  • a vector according to the invention for the detection of conversion (recombination) events can be constructed from the following four elements, three of these elements being the DNA sequences of genetic marker genes, e.g. encode fluorescent proteins (see also FIG. 6):
  • the first genetic marker eg NP ⁇ is the marker to be analyzed. It is expressed by means of a promoter and can be fused with a specific localization sequence. The marker contains a mutation which inactivates it (knockout), so this construct is only correctly expressed after a conversion
  • the promoter can also be an inducible promoter (eg the TetOn / TetOff system), so the conversion control can be switched on or off.
  • the second genetic marker (eg NP 2 ) has the correct sequence ready for the first genetic marker, so after the conversion this correct sequence is introduced into the first genetic marker and as a result the first genetic marker is correctly expressed.
  • the second genetic marker is not expressed and, to prevent expression under foreign promoters, should preferably have no ATG start sequence at its beginning.
  • the third (optional) genetic marker can be used as an internal standard regarding transfection and expression for the correct quantification of the conversion. It is either expressed via a normal promoter or a bidirectional double promoter which controls both the expression of the third genetic marker and the first genetic marker.
  • the latter procedure has the advantage that the converted first genetic marker is directly connected to the internal standard, thus quantifying the conversion delivers even better results.
  • the third marker must differ from the second genetic marker in such a way that it is not functional as such. This means that the third marker has little homology with the first marker and the second marker and therefore cannot undergo conversion.
  • the fourth element contains a common resistance gene for selection in bacteria, mammalian cells etc.
  • XFP general name for fluorescent protein
  • the third genetic marker is a third XFP (especially DsRed).
  • recombination event refers not only to homologous recombination events, but also to processes such as replication or repair mechanisms.
  • nucleic acid means DNA or RNA.
  • proteins (NP) are suitable for the method according to the invention, which can be detected using the following detection means: different fluorescence, different spectral excitation and / or emission, different lifespan and quantum yield, different diffusion time, etc.
  • detectable proteins are fluorescent proteins, ⁇ -galactosidase, luciferase, resistance genes and other marker genes.
  • cell refers to any cell, which can be a prokaryotic or eukaryotic cell.
  • Preferred eukaryotic cells are animal cells or tissues / organs, with mammalian cells being particularly preferred.
  • a transfection reagent for example a reagent described in the examples below, electroporation, Ca precipitation, microinjection, etc.
  • NPi is a first fluorescent protein (XFP ⁇ and NP 2 is a second fluorescent protein (XFP 2 ), the two proteins differing in their fluorescence.
  • the fluorescent proteins Blue Fluorescent Protein (BFP) are particularly preferred, Cyan fluorescent protein (CFP), yellow fluorescent protein (YFP), red fluorescent protein (RFP) and green fluorescent protein (GFP) (from Clontech, Heidelberg).
  • the NPi to be detected after the recombination event is not originally expressed, wherein in a particularly preferred embodiment of the method according to the invention the gene encoding NP * (for example as a fusion protein) is functionally linked and expressed with a promoter and that NP 2 coding gene is functionally linked to no promoter or an inactive promoter and is not expressed. After a recombination event, the gene coding for NP 2 comes under the control of the promoter, is expressed and is only then detectable.
  • NP * for example as a fusion protein
  • NP 2 corresponds to a mutated form of NPi (or vice versa), the mutation leads to a protein that is modified or inactivated in its biological function.
  • the DNA sequence encoding the mutated version of NP1 differs from the sequence encoding the active protein by deletion (s), insertion (s), exchange (s) and / or other modifications known in the art or represents a fragment of the original DNA molecule.
  • Methods for generating the above changes in the DNA sequence are known to the person skilled in the art and are described in standard works in molecular biology, for example in Sambrook et al., supra.
  • the person skilled in the art is also able to determine whether a protein encoded by a DNA sequence modified in this way is changed or inactivated with regard to its biological properties, for example by examining in an XFP whether it still has fluorescence properties.
  • NPi is an XFP-i and NP 2 is a mutated form of XFP-i (or vice versa), the mutation resulting in a protein which is no longer fluorescent.
  • other spectral properties can also be changed, for example a change in excitation / emission, lifetime or quantum yield.
  • Most preferred is a method in which the NP 2 , preferably XFP 2 coding gene is functionally linked to a promoter and is expressed, but is inactive due to a mutation, and the NPi, preferably XFP 2 coding gene with no promoter or an inactive Promoter is functionally linked and is not expressed.
  • the method according to the invention is characterized in that
  • NP! and NP 2 are expressed as fusion proteins, the fusion partners differing in such a way that the fusion proteins are located in different cell compartments; and (c) wherein a change in the localization or the degree of expression in the different cell compartments indicates a homologous recombination event.
  • the NP preferably XFP
  • XFP is replaced by a recombination event in one or both fusion proteins, so that this change is then documented by the new localization in the case of an XFP by a new localization of the different fluorescences within the cell; see also the following examples relating to this embodiment.
  • the person skilled in the art can produce the fusion proteins required for the process according to the invention or the DNA sequences coding for them according to standard methods, taking care that both partners still have the desired biological properties, i.e. the NP, e.g. XFP, must be detectable, i.e. in the case of an XFP still have fluorescence, the partner required for the localization of the fusion protein must still be able to achieve the desired localization.
  • the localization polypeptide is preferably the N-terminal partner of the fusion protein. Suitable localization signals or polypeptides are known to the person skilled in the art and include e.g.
  • Polypeptides for nuclear localization, for localization in the Golgi apparatus and / or endoplasmic reticulum and / or mitochondria or on / in the cell membrane are preferably a polypeptide for nuclear localization and the fusion partner for the other NP is a polypeptide for localization in / on the cell membrane.
  • the one NP fusion partner is a polypeptide for the nuclear localization and the fusion partner for the other NP is a polypeptide for the localization in the Golgi apparatus and / or endoplasmic reticulum.
  • the NP fusion partner is a human histone, for example H1, H2A, H2B, H3 or H4, preferably H2A.1, and / or the NP 2 fusion partner human catepsin B protein.
  • the method according to the invention also allows the investigation of sequence-dependent recombination effects.
  • the vector or the vectors for the investigation of sequence-dependent recombination effects also contain sequences flanking the NP * and / or NP 2 coding genes. These can be, for example, those which induce a certain curvature in the DNA, which have special symmetries, which bring about splicing or which represent certain binding sequences for proteins.
  • the vector or the vectors (DNA or RNA vector (s), viruses) used for the method according to the invention can contain further genetic elements, preferably a further genetic marker NP3 as internal standard with regard to the transfection and expression efficiency.
  • This marker can e.g. is another XFP that differs from the XFP1 and XFP2 in terms of its fluorescence properties and homologies.
  • This additional marker is preferably under the control of a constitutive promoter.
  • the present invention also relates to vectors or vector mixtures with the elements or properties defined above, and to a kit containing this vector or a vector mixture and optionally detection means for NP1 and / or NP2.
  • the detection means can be freely available or immobilized on a solid support, for example a plastic dish, a test tube, a microtiter plate, a test stick etc.
  • the kit can also contain instructions on how to use the detection means contained in an assay for the determination explain the NP 1 / NP 2 activity or localization.
  • the kit can also contain suitable reagents for the detection of labels or for labeling positive and negative controls, washing solutions, dilution buffers etc.
  • the present invention also relates to cells (eukaryotic or prokaryotic) or cell lines which are transfected with a vector or vector mixture according to the invention and are suitable for investigating recombination events, for example with regard to the effect of carcinogenic substances or other chemical or physical noxae on the recombination events. or repair rate within the cell. Furthermore, the present invention also relates to organs and whole organisms which are transfected with a vector or vector mixture according to the invention and are therefore suitable for the investigation of recombination events. The present invention further relates to an in vivo and in vitro method for producing nucleic acid sequences. This procedure has the following steps:
  • step (b) transfecting the desired cell with the vector or vectors from step (a) and culturing the cell;
  • the aforementioned method allows the production of nucleic acid constructs which normally cannot be completely amplified in vitro or in vivo in a single step and / or can be introduced into a cell. If you want to insert a nucleic acid sequence into a cell whose length is too long or cannot be produced in one piece for various reasons, there is the option of dividing the sequence, taking care that the two sequences overlap, For example, for a 1000 bp sequence, one would make one piece of 1-600 bp and the other of 400-1000 bp, and both would be introduced into cells, tissues, or organisms, where recombination into a single sequence would occur. Entire gene banks can be produced in this way.
  • pSV-H2A-CFP was used and H2A-YFP or H2A-GFP were expressed.
  • LCLC103H cells express PSV-H2A-CFP in the nucleus and pcDNA3-HCB-eYFP in the endoplasmic reticulum and Goloi apparatus
  • One nucleus contains a mixture of H2A-CFP and H2A-YFP, which is a positive
  • the population showed an enriched fraction of H2A-YFP and H2A-CFP +
  • Figure 5 The results of the sequencing and a homology comparison of the genomic PCR (see also FIG. 4A) confirm the conversion from the expression of H2A-CFP to H2A-YFP
  • the plasmid can also contain other functional elements such as e.g.
  • the region coding for the human histone H2A.1 was amplified (DE 100 13 204.9) and cloned into a eukaryotic expression vector derived from the promoterless plasmid pECFP-1 (Clontech, Heidelberg) via the EcoRI and BamHI restriction sites.
  • This vector contains an SV40 promoter region in reverse orientation (which in this case leads to a higher expression efficiency) and the ECFP (Enhanced cyan fluorescent protein) coding sequence at the 3 'terminus of the fusion gene.
  • a plasmid with the following structure was obtained by this procedure: p- (Hindlll) -P R y. l niN- (Hindlin- (EcoRn-hH2A.1- (BamHn-ECFP-1 ( Figure 1A)
  • the nucleic acid sequence encoding the human cathepsin B protein without the C-terminal propeptide was amplified by PCR from the IMAGE clone ID380482. Restriction sites for Kpnl (5 'end) and Sall (3' end) were added during amplification.
  • the nucleic acid sequence encoding eYFP was also obtained via PCR from a plasmid (Clontech) derived from pEYFP-1, the restriction sites for Sall (5 'end) and NotI (3' end) being added at the same time.
  • the expression of the fusion protein is under the control of the CMV promoter from the cytomegalovirus.
  • the pcDNA3 is available from Invitrogen.
  • the cells were transfected with the FuGENE TM 6 transfection reagent (Röche Molecular Biochemicals, Mannheim) according to the standard method. For this purpose, 0.5 ⁇ 10 5 cells were sown on Lab-Tek TM “2-well” chamber supports (Nunc, Wiesbaden) and transfected with the plasmids indicated 12 hours later.
  • the FuGENE TM 6 reagent was used for each well to be transfected incomplete RPMI-1640 culture medium mixed (final volume: 50 ⁇ l) After 5 min. incubation, 1 ⁇ g plasmid DNA was added to the transfection mixture and after a further 15 min the mixture was administered to the cells.
  • the following reagents were also tested: Dmrie-C, Cellfectin, Lipofectin and GibcoPlus. (Transfection Reagent Sample Pack, Cat # 10552-016 from Gibco Life-Technologies, Gaithersburg, MD, USA).
  • Electroporation with 5 ⁇ g plasmid DNA was carried out at room temperature under the following conditions:
  • the cells were grown to 50% confluence in 10 cm diameter petri dishes. The medium was changed 2 hours before the transfection. Two solutions were made:
  • Lung carcinoma cells (LCLC103H), HeLa and Cos7 cells were used to establish stably transfected cell lines. Permanently transfected cells were obtained by selection with G418 (800 ⁇ g / ml) for at least 1 week and these were kept in RPMI-1640 culture medium with 10% FCS and 6 mM glutamine at 37 ° C. with 5% CO 2 .
  • the cultures of the living cells were analyzed with a Zeiss "Axiovert S100 TV" microscope using 10x, 20x and 40x objectives for the phase contrast and fluorescence mode.
  • the fluorescence signals were analyzed using single excitation filters for ECFP (436/10, Omega, Brattleboro, VT05302, USA) and EYFP (515/10, Omega), a two-band emission filter (470 / 30-555 / 40, Omega) and a two-band beam splitter (475/565, Omega
  • the images were stored using a cooled digital CCD camera (Hamamatsu C4742-95) and evaluated on a Macintosh computer using the "OpenLab” cell imaging software (Improvision, Warwick, UK).
  • the cells were seeded in dishes with a diameter of 10 cm at a suitable density (approx. 10 6 cells per 20 cm 2 ) for the statistical analyzes.
  • Three images were taken at a given time: a phase contrast image with 30 ms exposure time, the ECFP channel at 500 ms and the EYFP channel at 1 min. And at 30% amplification for signal amplification.
  • the images of the two fluorescence channels cut with a basic intensity threshold of approximately 5%
  • were cut with this only the histone GFP signals could be measured due to the lower signal intensity of the CB-GFP expression
  • the binary mask was applied to both channels and the mean gray values of the nuclear signals were measured and plotted against each other.
  • the genomic DNA was removed from the solution using a Pasteur pipette and resuspended in TE buffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA). The remaining DNA fragments were incubated at -20 ° C. and centrifuged at 15,000 rpm for 45 min. The pellet obtained was washed with ethanol and also resuspended in TE buffer.
  • the extracted DNA containing the recombined XFP sequences was checked by PCR with various primers, either for XFP or Vector sequences had been designed.
  • the PCR was carried out on a "minicycler” from Biozym Diagnostik (Hess. Oldendorf) with a preheating step for 1 min at 94 ° C. and 35 cycles (denaturation: 30 seconds at 94 ° C.; elongation: 210 seconds at 65 ° C. End annealing: 1 min at 65 ° C.
  • the same primers were used for direct sequencing of the genomic DNA.

Abstract

The invention relates to a method for detecting recombination events which are based on the transfection of the desired cell with one or more vectors which contain different genes for detecting proteins, preferably different fluorescent proteins. According to the invention, recombination event occurring one the basis of homology between different genes leads to a detectable alteration in an expression pattern of said different genes.

Description

Nachweisverfahren für homologe Rekombinationsereignisse Detection method for homologous recombination events
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Rekombinationsereignissen, das auf der Transfektion der gewünschten Zelle mit einem oder mehreren Vektoren basiert, die unterschiedliche Gene für nachweisbare Proteine, z.B. unterschiedliche Fluoreszenz-Proteine, enthalten, wobei ein aufgrund einer Homologie zwischen den unterschiedlichen Genen stattgefundenes Rekombinationsereignis zu einem nachweisbaren veränderten Expressionsmuster der unterschiedlichen Gene führt.The present invention relates to a method for determining recombination events which is based on the transfection of the desired cell with one or more vectors which contain different genes for detectable proteins, e.g. contain different fluorescence proteins, a recombination event taking place due to homology between the different genes leading to a detectable altered expression pattern of the different genes.
Die bisher durchgeführten Bestimmungen von Rekombinationsprozessen innerhalb der Zelle (z.B. homologe Rekombination, Reparaturmechanismen) über in vivo- oder in vitro-Verfahren, z.B. zur Untersuchung der Auswirkung von chemischen oder physikalischen (z.B. Strahlung, Hitze etc.) Einflüssen etc., basieren im wesentlichen darauf, daß die Zellen lysiert und danach mit Hilfe von ELISA-Tests, Western-Blots, DNA-Expressions-Chips oder ähnlichen Verfahren die an der Rekombination beteiligten Proteine quantifiziert werden, woraus man dann indirekt auf die Fähigkeit z.B. zur homologen Rekombination schließen kann. Eine weitere Methode ist der Nachweis von Proteinen mittels immunhistologischer Färbeverfahren. Hierbei müssen die Zellen fixiert werden, anschließend läßt man an diese einen entsprechenden farbstofftragenden Antikörper binden und weist die Bindung z.B. über mikroskopische Verfahren nach. Die bisher angewandten Verfahren weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. So wurden die bisherigen in vivo- Untersuchungen zur homologen Rekombination meist an der Menge eines beteiligten Proteins/Stoffs gemessen und nicht direkt an der DNA-Sequenz, was somit keine Aussage über die tatsächliche Aktivität der beteiligten Faktoren zuläßt, auch sind die bisherigen Verfahren aufgrund der notwendigen Präparation der Zellen nicht artefaktfrei. Nachteilig ist auch, daß bisher die Versuche ohne Zellverbrauch nicht an denselben Zellen fortgeführt werden können und Messungen an einzelnen Zellen ebenfalls nicht möglich sind. Schließlich sind diese Verfahren auch aufgrund des Benötigens einer Reihe von verschiedenen Substanzen, Kits etc. mit hohen Kosten verbunden. Diese Nachteile treten auch bei den bisher für ein Massenscreening eingesetzten immunologischen Färbemethoden, ELISA-Tests etc. ein. Außerdem sind Massenscreenings nur eingeschränkt und nicht in vivo möglich und eine Selektion und Züchtung von Zellen mit bestimmten Rekombinationseigenschaften ist kaum möglich.The previous determinations of recombination processes within the cell (e.g. homologous recombination, repair mechanisms) via in vivo or in vitro methods, e.g. for examining the effects of chemical or physical (e.g. radiation, heat etc.) influences etc., are essentially based that the cells are lysed and then the proteins involved in the recombination are quantified with the aid of ELISA tests, Western blots, DNA expression chips or similar methods, from which one can then indirectly deduce the ability, for example, for homologous recombination. Another method is the detection of proteins using immunohistological staining methods. The cells have to be fixed here, then a corresponding dye-carrying antibody is allowed to bind to them and the binding is detected, for example, by microscopic methods. However, the methods used to date have a number of disadvantages. So the previous in vivo investigations of homologous recombination were mostly measured by the amount of a protein / substance involved and not directly by the DNA sequence, which therefore does not allow any statement about the actual activity of the factors involved necessary preparation of the cells is not artifact-free. It is also disadvantageous that the tests cannot be continued on the same cells without cell consumption and that measurements on individual cells are also not possible. Finally, these methods are also expensive due to the need for a number of different substances, kits, etc. These disadvantages also occur with the immunological staining methods, ELISA tests etc. previously used for mass screening. on. In addition, mass screening is only possible to a limited extent and is not possible in vivo, and selection and cultivation of cells with certain recombination properties is hardly possible.
Neben des Nachweises von Proteinen wurde bisher zur Untersuchung von Rekombinationsereignissen auch direkt eine veränderte DNA-Sequenz untersucht, d.h. aus den Zellen gewonnen und anschließend sequenziert. Dabei wird zuerst eine DNA-Sequenz in die Zellen oder den Organismus eingeschleust, die dann in den Zellen selbst verändert (z.B. repariert) wird oder eine bereits in den Zellen befindliche Sequenz verändert. Dies führt allerdings lediglich zu einer positiv/negativ-Entscheidung hinsichtlich darüber, ob homologe Rekombination auftritt oder nicht und auch mit diesem Vorgehen sind auch keine in vivo- Untersuchungen möglich. Darüber hinaus ist dieses Verfahren ebenfalls mit hohen Kosten verbunden und zeitaufwendig, da die benötigten DNA-Konstrukte über aufwendige Restriktions-, Ligations-, Transfektions-, Knockout- oder chemische Syntheseverfahren hergestellt werden müssen.In addition to the detection of proteins, an altered DNA sequence has also been examined directly to investigate recombination events, i.e. obtained from the cells and then sequenced. First, a DNA sequence is introduced into the cells or the organism, which is then changed (e.g. repaired) in the cells themselves or a sequence that is already in the cells is changed. However, this only leads to a positive / negative decision with regard to whether homologous recombination occurs or not, and even with this procedure no in vivo tests are possible. In addition, this process is also associated with high costs and is time-consuming, since the required DNA constructs have to be produced via complex restriction, ligation, transfection, knockout or chemical synthesis processes.
Somit liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, ein Verfahren zur Untersuchung der homologen Rekombination bereitzustellen, das die vorstehend diskutierten Nachteile der bisherigen Verfahren nicht aufweist.The present invention is therefore based on the technical problem of providing a method for examining homologous recombination which does not have the disadvantages of the previous methods discussed above.
Die Lösung dieses technischen Problems wird durch die Bereitstellung der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Ausführungsformen erzielt. Es stellte sich während den zu dieser Erfindung führenden Experimenten heraus, daß die vorstehend beschriebenen Nachteile der bisherigen Verfahren durch Anwendung eines Verfahrens vermieden werden können, das auf der Transfektion der Zelle, in der Rekombinationsvorgänge (z.B. homologe Rekombination, Replikation, Reparaturmechanismen und ähnliche Prozesse, nachstehend mit „RRRP" bezeichnet) untersucht werden sollen, mit einem oder mehreren Vektoren basiert, die unterschiedliche Gene für nachweisbare Proteine, z.B. unterschiedliche Fluoreszenz-Proteine, enthalten, wobei ein aufgrund einer Homologie zwischen den unterschiedlichen Genen stattgefundenes Rekombinationsereignis zu einem nachweisbaren veränderten Expressionsmuster der unterschiedlichen Gene führt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können folgende Probleme in vitro und in vivo gelöst werden:This technical problem is solved by providing the embodiments characterized in the claims. It emerged during the experiments leading to this invention that the disadvantages of the previous methods described above can be avoided by using a method which is based on the transfection of the cell, in the recombination processes (eg homologous recombination, replication, repair mechanisms and similar processes, hereinafter referred to as “RRRP”) are to be investigated, based on one or more vectors which contain different genes for detectable proteins, for example different fluorescent proteins, a recombination event taking place due to a homology between the different genes demonstrably changes in expression patterns of the different genes leads. The following problems can be solved in vitro and in vivo with the method according to the invention:
(1) Bestimmung des Auftretens und Quantifizierung von RRRP in Zellen unter Einwirkung chemischer oder physikalischer Einflüsse;(1) determining the occurrence and quantification of RRRP in cells under the influence of chemical or physical influences;
(2) Bestimmung des Auftretens und Quantifizierung von RRRP in lebenden Zellen in Abhängigkeit von der DNA-, Chromatin-, Kern-, Zellstruktur und Zelidynamik, im Zellzyklus, bei der Zelldifferenzierung, in unterschiedlichen Zellarten oder in Abhängigkeit von sonstigen zellabhängigen/physiologischen Faktoren, z.B. zellphysiologische Veränderungen wie erhöhte homologe Rekombination;(2) Determination of the occurrence and quantification of RRRP in living cells depending on the DNA, chromatin, nucleus, cell structure and cell dynamics, in the cell cycle, in cell differentiation, in different cell types or in dependence on other cell-dependent / physiological factors, eg cell physiological changes such as increased homologous recombination;
(3) Bestimmung des Auftretens und Quantifizierung von RRRP in lebenden Zellen in Abhängigkeit von der Tumorgenizität der Zellen und damit umgekehrt eine Bestimmung der Tumorgenizität der Zellen;(3) determining the occurrence and quantification of RRRP in living cells as a function of the tumor genicity of the cells and, conversely, determining the tumor genicity of the cells;
(4) Bestimmung des Auftretens und Quantifizierung von RRRP in Geweben/Organen im lebenden Organismus in Abhängigkeit von den vorstehenden Punkten 1 bis 3;(4) Determination of the occurrence and quantification of RRRP in tissues / organs in the living organism depending on the above items 1 to 3;
(5) Untersuchung von Reparaturmechanismen und Genregulationskontrolle in Zellen oder in einem Organismus in Abhängigkeit von den vorstehenden Punkten 1 bis 4;(5) Investigation of repair mechanisms and gene regulation control in cells or in an organism depending on items 1 to 4 above;
(6) Untersuchung von Replikationsvorgängen in Zellen oder in einem Organismus in Abhängigkeit von den vorstehenden Punkten 1 bis 4;(6) Examination of replication processes in cells or in an organism depending on items 1 to 4 above;
(7) Optimierung und Screening von Rekombinations-, Replikations-, und Reparatursystemen sowie deren Einzelkomponenten in Abhängigkeit von den vorstehenden Punkten 1 bis 6; und(7) Optimization and screening of recombination, replication and repair systems as well as their individual components depending on items 1 to 6 above; and
(8) Selektion und Züchtung von Zellen oder Organismen mit bestimmten (gewünschten) Rekombinationseigenschaften.(8) Selection and cultivation of cells or organisms with certain (desired) recombination properties.
Dabei kann mittels den vorstehenden Untersuchungen auch eine DNA- Sequenzabhängigkeit ermittelt werden und außerdem können sich diese auch auf Viren bzw. die Beziehung von Viren zu zellulären Organismen beziehen.A DNA sequence dependency can also be determined by means of the above investigations, and these can also relate to viruses or the relationship of viruses to cellular organisms.
Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbaren Vorteile sind somit u.a.: (1) Die Möglichkeit der integralen in vivo-Untersuchung der RRRP, d.h., z.B. der Prozeß der homologen Rekombination wird direkt an der DNA-Sequenz gemessen und nicht z.B. an der Menge eines beteiligten Proteins oder Stoffs.The advantages which can be achieved by means of the method according to the invention are therefore, among others: (1) The possibility of integral in vivo analysis of the RRRP, ie, for example, the process of homologous recombination is measured directly on the DNA sequence and not, for example, on the amount of a protein or substance involved.
(2) Die Möglichkeit der in vivo-Analyse der vorstehend diskutierten Fragestellungen.(2) The possibility of in vivo analysis of the issues discussed above.
(3) Weitgehende Artefaktfreiheit und Kosten- und Zeitersparnis durch Wegfall aufwendiger Präparationsmethoden durch Begutachtung in vivo am Mikroskop (Echtzeit-Analyse).(3) Extensive freedom from artifacts and cost and time savings due to the elimination of complex preparation methods by in-vivo assessment under a microscope (real-time analysis).
(4) Die Untersuchungen können ohne Zellverbrauch an denselben Zellen fortgeführt werden; Messungen an einzelnen Zellen sind nun möglich.(4) The investigations can be continued on the same cells without cell consumption; Measurements on individual cells are now possible.
(5) Massen-Screenings sind einfach (und auch in vivo) möglich.(5) Mass screening is easy (and also in vivo).
(6) Die Möglichkeit der Selektion und Züchtung von Zellen mit bestimmten Rekombinationseigenschaften.(6) The possibility of selecting and growing cells with certain recombination properties.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Bestimmung von Rekombinationsereignissen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:The present invention thus relates to a method for determining recombination events, the method comprising the following steps:
(a) Herstellung eines Vektors oder mehrerer Vektoren, die ein ein erstes nachweisbares Protein (NP^ kodierendes Gen und ein ein zweites nachweisbares Protein (NP2) kodierendes Gen enthalten, wobei beide Gene homologe Bereiche zueinander aufweisen und wobei vor dem nachzuweisenden Rekombinationsereignis (1) kein oder nur ein NP nachweisbar ist oder (2) die beiden NP in unterschiedlichen Zellkompartimenten nachweisbar sind;(a) Production of a vector or a plurality of vectors which contain a gene coding for a first detectable protein (NP ^ gene and a gene coding for a second detectable protein (NP 2 ), both genes having regions which are homologous to one another and wherein before the recombination event to be detected (1 ) no or only one NP is detectable or (2) the two NPs are detectable in different cell compartments;
(b) Transfektion der gewünschten Zelle und Kultivieren der Zelle; und(b) transfecting the desired cell and culturing the cell; and
(c) Bestimmung der Anwesenheit und/oder Konzentration der Proteine NP-i und NP2, wobei eine veränderte Anwesenheit, Konzentration und/oder subzelluläre Lokalisation der Proteine NPi und NP2 ein Anzeichen für ein stattgefundenes Rekombinationsereignis ist.(c) Determining the presence and / or concentration of the proteins NP-i and NP 2 , a changed presence, concentration and / or subcellular localization of the proteins NPi and NP 2 being an indication of a recombination event that has taken place.
Falls in Schritt (c) ein Rekombinationsereignis festgestellt wird, kann sich ein Schritt (d) anschließen, der die Herstellung eines Zellysats, die Reinigung von Nukleinsäuren und die Bestimmung des Rekombinationsereignisses über Sequenzierung beinhaltet. Die Herstellung eines Zellysats zur Gewinnung der Nukleinsäuren, deren Reinigung und Sequenzierung kann mittels dem Fachmann bekannten Routineverfahren erfolgen, z.B. mittels des in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Verfahrens.If a recombination event is detected in step (c), step (d) can follow, which involves the production of a cell lysate, the purification of nucleic acids and the determination of the recombination event Sequencing includes. A cell lysate for the production of the nucleic acids, their purification and sequencing can be produced using routine methods known to the person skilled in the art, for example using the method described in the examples below.
Je nach Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die NPi und NP2 kodierenden Gene bzw. weitere benötigte genetische Elemente sich auf einem einzigen Vektor oder auf zwei oder mehrere Vektoren verteilt befinden. Allgemeine, auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren können zur Konstruktion von Vektoren, die die NP kodierenden Gene und geeignete Kontrollsequenzen enthalten, verwendet werden. Zu diesen Verfahren zählen beispielsweise in vitro-Rekombinationstechniken, synthetische Verfahren, sowie in vivo-Rekombinationsverfahren, wie sie beispielsweise in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratoty Manual, 2. Ausgabe, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor NY (1989)). beschrieben sind. Die NP kodierenden Gene können auch in Verbindung mit einer für ein anderes Protein bzw. Peptid kodierenden DNA-Sequenz inseriert werden, so daß die NP beispielsweise in Form von Fusionsproteinen exprimiert werden können.Depending on the design of the method according to the invention, the genes coding for NPi and NP 2 or other required genetic elements can be distributed on a single vector or on two or more vectors. General methods known in the art can be used to construct vectors containing the NP-encoding genes and appropriate control sequences. These methods include, for example, in vitro recombination techniques, synthetic methods, and in vivo recombination methods, as described, for example, in Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratoty Manual, 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor NY ( 1989)). are described. The genes coding for NP can also be inserted in connection with a DNA sequence coding for another protein or peptide, so that the NPs can be expressed, for example, in the form of fusion proteins.
Das Verfahren läßt sich sowohl in vivo als auch in vitro durchführen. Die in vivo- Durchführung erfolgt am lebenden Organismus, während die in-vitro Durchführung mit entsprechenden Zellextrakten funktioniert. Dabei kann dann entweder das Nukleinsäureprodukt über Sequenzierung nachgewiesen werden oder durch die Expression des entsprechenden Konstruktes. Da die Proteinsynthese in vitro nicht ganz unkompliziert ist, kann die entsprechende Nukleinsäure auch wieder in Zellen gebracht werden, um dort exprimiert und nachgewiesen zu werden. Dabei sollte dann darauf geachtet werden, daß hierbei wieder Rekombination etc. auftreten kann. Um die Rekombination dann genauer zu quantifizieren, ist eine genaue Eichung des Systems notwendig.The method can be carried out both in vivo and in vitro. The in vivo procedure is carried out on the living organism, while the in vitro procedure works with appropriate cell extracts. Then either the nucleic acid product can be detected by sequencing or by the expression of the corresponding construct. Since protein synthesis is not quite straightforward in vitro, the corresponding nucleic acid can also be brought back into cells in order to be expressed and detected there. Care should then be taken to ensure that recombination etc. can occur again. In order to then quantify the recombination more precisely, an exact calibration of the system is necessary.
Der Fachmann kann auch gemäß Standardverfahren den vorstehenden Vektor bzw. die Vektoren so herstellen, daß die Bedingungen bezüglich Schritt (c) erfüllt werden. Beispielsweise kann bei der Konstruktion des Vektors bzw. der Vektoren so vorgegangen werden, daß nur das Gen für NPi mit einem Promotor funktionell verknüpft ist, nicht jedoch das Gen für NP2. Nach der Transfektion der Zellen wird somit nur NP*ι exprimiert. Bei einer stattgefundenen Rekombination zwischen dem Gen für NPi und NP2 gerät jedoch das Gen für NP2 unter Kontrolle des Promotors und somit ist die Expression von NP2 anstelle von NP1 ein Indiz für ein Rekombinationsereignis.The person skilled in the art can also produce the above vector or vectors according to standard methods in such a way that the conditions relating to step (c) are met. For example, in the construction of the vector or vectors that only the gene for NPi is functionally linked to a promoter, but not the gene for NP 2 . After transfection of the cells, only NP * ι is thus expressed. In an occurred recombination between the gene and NP NPi 2, however, the gene for NP 2 comes under control of the promoter and thus the expression of NP 2 is used instead of NP1 is an indication of a recombination event.
Beispielsweise kann ein erfindungsgemäßer Vektor zum Nachweis von Konversions(Rekombinations)ereignissen aus den folgenden vier Elementen aufgebaut sein, wobei drei dieser Elemente die DNA-Sequenzen von genetischen Markergenen, die z.B. fluoreszierende Proteine kodieren, enthalten (siehe auch Figur 6):For example, a vector according to the invention for the detection of conversion (recombination) events can be constructed from the following four elements, three of these elements being the DNA sequences of genetic marker genes, e.g. encode fluorescent proteins (see also FIG. 6):
(1) Der erste genetische Marker (z.B. NP^ ist der zu analysierende Marker. Er wird mittels eines Promotors exprimiert und kann mit einer spezifischen Lokalisierungssequenz fusioniert sein. Der Marker enthält eine Mutation, die diesen inaktiviert (Knockout), somit wird dieses Konstrukt erst nach einer Konversion korrekt exprimiert. Bei dem Promotor kann es sich auch um einen induzierbaren Promotor handeln (z.B. das TetOn/TetOff-System), somit kann die Konversionskontrolle an- oder ausgeschaltet werden.(1) The first genetic marker (eg NP ^ is the marker to be analyzed. It is expressed by means of a promoter and can be fused with a specific localization sequence. The marker contains a mutation which inactivates it (knockout), so this construct is only correctly expressed after a conversion The promoter can also be an inducible promoter (eg the TetOn / TetOff system), so the conversion control can be switched on or off.
(2) Der zweite genetische Marker (z.B. NP2) hält die korrekte Sequenz für den ersten genetischen Marker bereit, somit wird nach der Konversion diese korrekte Sequenz in den ersten genetischen Marker eingeführt und als Folge davon wird der erste genetische Marker korrekt exprimiert. Der zweite genetische Marker wird nicht exprimiert und sollte zur Verhinderung der Expression unter fremden Promotoren vorzugsweise an seinem Anfang keine ATG-Startsequenz aufweisen.(2) The second genetic marker (eg NP 2 ) has the correct sequence ready for the first genetic marker, so after the conversion this correct sequence is introduced into the first genetic marker and as a result the first genetic marker is correctly expressed. The second genetic marker is not expressed and, to prevent expression under foreign promoters, should preferably have no ATG start sequence at its beginning.
(3) Der dritte (optionale) genetische Marker kann als interner Standard hinsichtlich Transfektion und Expression zur korrekten Quantifizierung der Konversion verwendet werden. Er wird entweder über einen normalen Promotor exprimiert oder einen bidirektionalen Doppelpromotor, der sowohl die Expression des dritten genetischen Markers als auch des ersten genetischen Markers steuert. Die letztere Vorgehensweise hat den Vorteil, daß der konvertierte erste genetische Marker direkt mit dem internen Standard verbunden ist, somit die Quantifizierung der Konversion noch bessere Ergebnisse liefert. Der dritte Marker muß sich so von dem zweiten genetischen Marker unterscheiden, daß er als solcher nicht funktioneil ist. Dies bedeutet, daß der dritte Marker, geringe Homologie zum ersten Marker und zweiten Marker hat und somit keine Konversion eingehen kann.(3) The third (optional) genetic marker can be used as an internal standard regarding transfection and expression for the correct quantification of the conversion. It is either expressed via a normal promoter or a bidirectional double promoter which controls both the expression of the third genetic marker and the first genetic marker. The latter procedure has the advantage that the converted first genetic marker is directly connected to the internal standard, thus quantifying the conversion delivers even better results. The third marker must differ from the second genetic marker in such a way that it is not functional as such. This means that the third marker has little homology with the first marker and the second marker and therefore cannot undergo conversion.
(4) Das vierte Element enthält ein übliches Resistenzgen zur Selektion in Bakterien, Säugerzellen etc.(4) The fourth element contains a common resistance gene for selection in bacteria, mammalian cells etc.
Der erste genetische Marker kann z.B. ein nichtmutiertes XFP (XFP = allgemeine Bezeichnung für fluoreszierendes Protein) sein, der zweite genetische Marker ein anderes XFP und der dritte genetische Marker ein drittes XFP (insbesondere DsRed). In diesem Zusammenhang wird auch auf die nachstehend näher beschriebenen Ausführungsformen und die nachstehenden Beispiele verwiesen.The first genetic marker can e.g. a non-mutated XFP (XFP = general name for fluorescent protein), the second genetic marker is another XFP and the third genetic marker is a third XFP (especially DsRed). In this context, reference is also made to the embodiments described in more detail below and the examples below.
Der hier verwendete Ausdruck „Rekombinationsereignis", betrifft nicht nur homologe Rekombinationsereignisse, sondern auch Prozesse wie Replikation oder Reparaturmechanismen.The term “recombination event” used here refers not only to homologous recombination events, but also to processes such as replication or repair mechanisms.
Der hier verwendete Ausdruck „wobei beide Gene homologe Bereiche zueinander aufweisen" meint, daß der Homologiegrad zwischen beiden Genen so hoch ist, daß Ereignisse wie ein homologe Rekombination stattfinden können.The expression "where both genes have regions homologous to one another" used here means that the degree of homology between the two genes is so high that events such as homologous recombination can take place.
Der verwendete Ausdruck „Nukleinsäure" bedeutet DNA oder RNA.The term "nucleic acid" used means DNA or RNA.
Die nachweisbaren Proteine NPi und NP2 müssen sich insofern voneinander unterscheiden als sie über unterschiedliche Nachweismittel, d.h. getrennt nachweisbar sein müssen. Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich grundsätzlich Proteine (NP), die über folgende Nachweismittel nachweisbar sind: unterschiedliche Fluoreszenz., andere spektrale Excitation und/oder Emission, unterschiedliche Lebensdauer und Quantenausbeute, andere Diffusionszeit, etc. Beispiele für nachweisbare Proteine sind fluorescierende Proteine, ß-Galactosidase, Luciferase, Resistenzgene und andere Markergene.The detectable proteins NPi and NP 2 must differ from each other insofar as they have to be detectable separately using different detection means. In principle, proteins (NP) are suitable for the method according to the invention, which can be detected using the following detection means: different fluorescence, different spectral excitation and / or emission, different lifespan and quantum yield, different diffusion time, etc. Examples of detectable proteins are fluorescent proteins, β-galactosidase, luciferase, resistance genes and other marker genes.
Der hier verwendete Ausdruck „Zelle" betrifft jede Zelle, wobei es sich um eine prokaryotische oder eukaryotischen Zelle handeln kann. Bevorzugte eukaryotische Zellen sind tierische Zellen oder Gewebe/Organe, wobei Säugerzellen besonders bevorzugt sind. Der Fachmann kennt auch Verfahren zur Transfektion und Kultivierung der Zellen. Zu den Transfektionsverfahren zählen z.B. Transfektion mit einem Transfektionsreagens, z.B. einem in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Reagens, Elektroporation, Ca-Präzipitation, Mikroinjektion etc.The term "cell" used here refers to any cell, which can be a prokaryotic or eukaryotic cell. Preferred eukaryotic cells are animal cells or tissues / organs, with mammalian cells being particularly preferred. Those skilled in the art are also familiar with methods for transfection and cultivation of the The transfection methods include, for example, transfection with a transfection reagent, for example a reagent described in the examples below, electroporation, Ca precipitation, microinjection, etc.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist NPi ein erstes fluoreszierendes Protein (XFP^ und NP2 ein zweites fluoreszierendes Protein (XFP2), wobei sich beide Proteine hinsichtlich ihrer Fluoreszenz unterscheiden. Besonders bevorzugt sind die fluoreszierenden Proteine Blue Fluorescent Protein (BFP), Cyan Fluorescent Protein (CFP), Yellow Fluorescent Protein (YFP), Red Fluorescent Protein (RFP) und Green Fluorescent Protein (GFP) (Fa. Clontech, Heidelberg).In a preferred embodiment of the method according to the invention, NPi is a first fluorescent protein (XFP ^ and NP 2 is a second fluorescent protein (XFP 2 ), the two proteins differing in their fluorescence. The fluorescent proteins Blue Fluorescent Protein (BFP) are particularly preferred, Cyan fluorescent protein (CFP), yellow fluorescent protein (YFP), red fluorescent protein (RFP) and green fluorescent protein (GFP) (from Clontech, Heidelberg).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das nach dem Rekombinationsereignis nachzuweisende NPi ursprünglich nicht exprimiert, wobei in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das NP*ι (z.B. als Fusionsprotein) kodierende Gen mit einem Promotor funktioneil verknüpft ist und exprimiert wird und das NP2 kodierende Gen mit keinem Promotor oder einem inaktiven Promotor funktioneil verknüpft ist und nicht exprimiert wird. Nach einem Rekombinationsereignis gerät das NP2 kodierende Gen unter die Kontrolle des Promotors, wird exprimiert und ist dann erst nachweisbar.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, the NPi to be detected after the recombination event is not originally expressed, wherein in a particularly preferred embodiment of the method according to the invention the gene encoding NP * (for example as a fusion protein) is functionally linked and expressed with a promoter and that NP 2 coding gene is functionally linked to no promoter or an inactive promoter and is not expressed. After a recombination event, the gene coding for NP 2 comes under the control of the promoter, is expressed and is only then detectable.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht NP2 einer mutierten Form von NPi (oder umgekehrt), wobei die Mutation zu einem in seiner biologischen Funktion veränderten oder inaktivierten Protein führt. Dabei unterscheidet sich die die mutierte Version von NP1 kodierende DNA- Sequenz gegenüber der das aktive Protein kodierenden Sequenz durch Deletion(en), lnsertion(en), Austausch(e) und/oder andere im Stand der Technik bekannte Modifikationen bzw. stellt ein Fragment des ursprünglichen DNA-Moleküls dar. Verfahren zur Erzeugung der vorstehenden Änderungen in der DNA-Sequenz sind dem Fachmann bekannt und in Standardwerken der Molekularbiologie beschrieben, beispielsweise in Sambrook et al., supra. Der Fachmann ist auch in der Lage, zu bestimmen, ob ein von einer so veränderten DNA-Sequenz kodiertes Protein hinsichtlich seiner biologischen Eigenschaften verändert bzw. inaktiviert ist, z.B. indem bei einem XFP untersucht wird, ob es noch Fluoreszenzeigenschaften aufweist.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, NP 2 corresponds to a mutated form of NPi (or vice versa), the mutation leads to a protein that is modified or inactivated in its biological function. The DNA sequence encoding the mutated version of NP1 differs from the sequence encoding the active protein by deletion (s), insertion (s), exchange (s) and / or other modifications known in the art or represents a fragment of the original DNA molecule. Methods for generating the above changes in the DNA sequence are known to the person skilled in the art and are described in standard works in molecular biology, for example in Sambrook et al., supra. The person skilled in the art is also able to determine whether a protein encoded by a DNA sequence modified in this way is changed or inactivated with regard to its biological properties, for example by examining in an XFP whether it still has fluorescence properties.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrens ist NPi ein XFP-i und NP2 eine mutierte Form von XFP-i (oder umgekehrt), wobei die Mutation zu einem nicht mehr fluoreszierenden Protein führt. Andererseits kann auch eine Veränderung anderer spektraler Eigenschaften erfolgen, z.B. Änderung der Excitation/Emission, Lebensdauer oder Quantenausbeute. Am meisten bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem das NP2, vorzugsweise XFP2 kodierende Gen mit einem Promotor funktioneil verknüpft ist und exprimiert wird, jedoch aufgrund einer Mutation inaktiv ist, und das NPi, vorzugsweise XFP2 kodierende Gen mit keinem Promotor oder einem inaktiven Promotor funktioneil verknüpft ist und nicht exprimiert wird.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, NPi is an XFP-i and NP 2 is a mutated form of XFP-i (or vice versa), the mutation resulting in a protein which is no longer fluorescent. On the other hand, other spectral properties can also be changed, for example a change in excitation / emission, lifetime or quantum yield. Most preferred is a method in which the NP 2 , preferably XFP 2 coding gene is functionally linked to a promoter and is expressed, but is inactive due to a mutation, and the NPi, preferably XFP 2 coding gene with no promoter or an inactive Promoter is functionally linked and is not expressed.
In einer alternativen Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daßIn an alternative embodiment, the method according to the invention is characterized in that
(a) die NP und NP2 kodierenden Gene jeweils mit einem Promotor funktionell verknüpft sind und exprimiert werden;(a) the genes encoding NP and NP 2 are each functionally linked to a promoter and are expressed;
(b) NP! und NP2 als Fusionsproteine exprimiert werden, wobei sich die Fusionspartner so unterscheiden, daß die Fusionsproteine in unterschiedlichen Zellkompartimenten lokalisiert sind; und (c) wobei eine Veränderung der Lokalisierung oder des Expressionsgrads in den unterschiedlichen Zellkompartimenten ein homologes Rekombinationsereignis anzeigt.(b) NP! and NP 2 are expressed as fusion proteins, the fusion partners differing in such a way that the fusion proteins are located in different cell compartments; and (c) wherein a change in the localization or the degree of expression in the different cell compartments indicates a homologous recombination event.
Dabei wird durch ein Rekombinationsereignis bei einem oder beiden Fusionsproteinen das NP, vorzugsweise XFP ausgetauscht, so daß dann diese Veränderung durch die neue Lokalisation im Falle eines XFP durch eine neue Lokalisierung der unterschiedlichen Fluoreszenzen innerhalb der Zelle dokumentiert wird; siehe dazu auch die nachstehenden Beispiele, die sich auf diese Ausführungsform beziehen.The NP, preferably XFP, is replaced by a recombination event in one or both fusion proteins, so that this change is then documented by the new localization in the case of an XFP by a new localization of the different fluorescences within the cell; see also the following examples relating to this embodiment.
Der Fachmann kann gemäß Standardverfahren die für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten Fusionsproteine bzw. die diese kodierenden DNA-Sequenzen herstellen, wobei er darauf achtet, daß beide Partner noch über die gewünschten biologischen Eigenschaften verfügen, d.h. das NP, z.B. XFP, muß nach nachweisbar sein, d.h. im Fall eines XFP noch Fluoreszenz aufweisen, der für die Lokalisierung des Fusionsproteins benötigte Partner muß noch die gewünschte Lokalisierung bewirken können. Vorzugsweise stellt das Lokalisierungs-Polypeptid den N- terminalen Partner des Fusionsproteins dar. Geeignete Lokalisierungs-Signale bzw. -Polypeptide sind dem Fachmann bekannt und dazu zählen z.B. Polypeptide für nukleare Lokalisation, für Lokalisation im Golgi-Apparat und/oder endoplasmatischem Retikulum und/oder Mitochondrien bzw. an/in der Zellmembran. Vorzugsweise ist der eine NP-Fusionspartner ein Polypeptid für nukleare Lokalisation und der Fusionspartner für das andere NP ein Polypeptid für die Lokalisation in/an der Zellmembran. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der eine NP-Fusionspartner ein Polypeptid für die nukleare Lokalisation und der Fusionspartner für das andere NP ein Polypeptid für die Lokalisation im Golgi- Apparat und/oder endoplasmatischen Retikulum.The person skilled in the art can produce the fusion proteins required for the process according to the invention or the DNA sequences coding for them according to standard methods, taking care that both partners still have the desired biological properties, i.e. the NP, e.g. XFP, must be detectable, i.e. in the case of an XFP still have fluorescence, the partner required for the localization of the fusion protein must still be able to achieve the desired localization. The localization polypeptide is preferably the N-terminal partner of the fusion protein. Suitable localization signals or polypeptides are known to the person skilled in the art and include e.g. Polypeptides for nuclear localization, for localization in the Golgi apparatus and / or endoplasmic reticulum and / or mitochondria or on / in the cell membrane. The one NP fusion partner is preferably a polypeptide for nuclear localization and the fusion partner for the other NP is a polypeptide for localization in / on the cell membrane. In a further preferred embodiment, the one NP fusion partner is a polypeptide for the nuclear localization and the fusion partner for the other NP is a polypeptide for the localization in the Golgi apparatus and / or endoplasmic reticulum.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der NP-Fusionspartner ein humanes Histon, z.B. H1, H2A, H2B, H3 oder H4, vorzugsweise H2A.1, und/oder der NP2-Fusionspartner humanes Catepsin B Protein.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the NP fusion partner is a human histone, for example H1, H2A, H2B, H3 or H4, preferably H2A.1, and / or the NP 2 fusion partner human catepsin B protein.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch die Untersuchung von sequenzabhängigen Rekombinationseffekten. Somit enthalten in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Vektor oder die Vektoren zur Untersuchung von sequenzabhängigen Rekombinationseffekten noch die NP-* und/oder NP2 kodierenden Gene flankierende Sequenzen. Diese können beispielsweise solche sein, die eine bestimmte Krümmung in der DNA induzieren, die spezielle Symmetrien aufweisen, die Splicing bewirken oder betimmte Bindesequenzen für Proteine darstellen.The method according to the invention also allows the investigation of sequence-dependent recombination effects. Thus, in a further preferred embodiment of the method according to the invention, the vector or the vectors for the investigation of sequence-dependent recombination effects also contain sequences flanking the NP * and / or NP 2 coding genes. These can be, for example, those which induce a certain curvature in the DNA, which have special symmetries, which bring about splicing or which represent certain binding sequences for proteins.
Der für das erfindungsgemäße Verfahren verwendete Vektor bzw. die Vektoren (DNA- oder RNA-Vektor(en), Viren) können weitere genetische Elemente enthalten, vorzugsweise einen weiteren genetischen Marker NP3 als internen Standard hinsichtlich der Transfektions- und Expressionseffizienz. Bei diesem Marker kann es sich z.B. um ein weiteres XFP handeln, das sich hinsichtlich seiner Fluoreszenzeigenschaften und Homologien von dem XFP1 und XFP2 unterscheidet. Dieser weitere Marker steht vorzugsweise unter der Kontrolle eines konstitutiven Promotors.The vector or the vectors (DNA or RNA vector (s), viruses) used for the method according to the invention can contain further genetic elements, preferably a further genetic marker NP3 as internal standard with regard to the transfection and expression efficiency. This marker can e.g. is another XFP that differs from the XFP1 and XFP2 in terms of its fluorescence properties and homologies. This additional marker is preferably under the control of a constitutive promoter.
Es besteht auch die Möglichkeit, eine doppelte oder mehrfach simultane Transfektion von Zellen mit den Vektoren durchzuführen. Dies sollte so beschaffen sein, daß kein RRRP mehr auftritt. RRRP kann verhindert werden durchIt is also possible to carry out a double or multiple simultaneous transfection of cells with the vectors. This should be such that RRRP no longer occurs. RRRP can be prevented by
(a) Einsatz eines Transporters für die Konstrukte, die RRRP weniger unterstützen,(a) use of a transporter for the constructs that support RRRP less,
(b) Senkung des Homologiegrades der verwendeten Konstrukte, z.B. durch Veränderung der „Codon-Usage". Damit kann das resultierende Protein nach der Transkription gleich sein, der Homologiegrad aber weit abgesenkt werden.(b) lowering the degree of homology of the constructs used, e.g. by changing the "codon usage". This means that the resulting protein can be the same after transcription, but the degree of homology can be greatly reduced.
Es wird deshalb ein Verfahren zur getrennten Amplifikation mehrerer DNA- Sequenzen in vivo unter Vermeidung von Rekombinationsereignissen zwischen einzelnen DNA-Sequenzen beansprucht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist::It is therefore a method for the separate amplification of several DNA sequences in vivo while avoiding recombination events between individual DNA sequences, the method comprising the following steps:
(a) Herstellung eines Vektors oder mehrerer Vektoren, die mehr als eine DNA- Sequenz enthalten, wobei die DNA-Sequenzen einen so geringen Homologiegrad zueinander aufweisen, daß keine Rekombination zwischen den einzelnen DNA-Sequenzen auftreten kann;(a) Production of a vector or several vectors which contain more than one DNA sequence, the DNA sequences having such a low degree of homology to one another that no recombination between the individual DNA sequences can occur;
(b) Transfektion der gewünschten Zelle und Kultivieren der Zelle; und(b) transfecting the desired cell and culturing the cell; and
(c) Selektion von transfizierten Zellen und Isolierung der amplifizierten DNA- Sequenzen.(c) Selection of transfected cells and isolation of the amplified DNA sequences.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Vektoren bzw. Vektorgemische mit den vorstehend definierten Elementen bzw. Eigenschaften sowie einen diesen Vektor bzw. ein Vektorgemisch und gegebenenfalls Nachweismittel für NP1 und/oder NP2 enthaltenden Kit. Je nach Ausgestaltung des Kits können die Nachweismittel frei vorliegen oder an einen festen Träger immobilisiert sein, beispielsweise eine Plastikschale, ein Teströhrchen, eine Mikrotiterplatte, ein Teststäbchen etc. Der Kit kann auch Anleitungen enthalten, die die Verwendung der enthaltenen Nachweismittel in einem Assay zur Bestimmung der NP1/NP2-Aktivität bzw. Lokalisation erläutern. Der Kit kann weiterhin geeignete Reagenzien zum Nachweis von Markierungen oder zur Markierung positiver und negativer Kontrollen, Waschlösungen, Verdünnungspuffer etc. enthalten.The present invention also relates to vectors or vector mixtures with the elements or properties defined above, and to a kit containing this vector or a vector mixture and optionally detection means for NP1 and / or NP2. Depending on the design of the kit, the detection means can be freely available or immobilized on a solid support, for example a plastic dish, a test tube, a microtiter plate, a test stick etc. The kit can also contain instructions on how to use the detection means contained in an assay for the determination explain the NP 1 / NP 2 activity or localization. The kit can also contain suitable reagents for the detection of labels or for labeling positive and negative controls, washing solutions, dilution buffers etc.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch Zellen (eukaryotisch oder prokaryotisch) bzw. Zellinien, die mit einem erfindungsgemäßen Vektor oder Vektorgemisch transfiziert sind und zur Untersuchung von Rekombinationsereignissen geeignet sind, z.B. hinsichtlich der Auswirkung von karzinogen Substanzen oder sonstigen chemischen oder physikalischen Noxen auf die Rekombinations- oder Reparaturrate innerhalb der Zelle. Desweiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch Organe und ganze Organismen, die mit einem erfindungsgemäßen Vektor oder Vektorgemisch transfiziert sind und sich somit zur Untersuchung von Rekombinationsereignissen eignen. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein in vivo und in vitro Verfahren zur Herstellung von Nukleinsäure-Sequenzen. Dieses Verfahren weist die folgenden Schritte auf:Finally, the present invention also relates to cells (eukaryotic or prokaryotic) or cell lines which are transfected with a vector or vector mixture according to the invention and are suitable for investigating recombination events, for example with regard to the effect of carcinogenic substances or other chemical or physical noxae on the recombination events. or repair rate within the cell. Furthermore, the present invention also relates to organs and whole organisms which are transfected with a vector or vector mixture according to the invention and are therefore suitable for the investigation of recombination events. The present invention further relates to an in vivo and in vitro method for producing nucleic acid sequences. This procedure has the following steps:
(a) Herstellung eines Vektors oder mehrerer Vektoren, die eine erste und eine zweite oder mehrere Teilsequenz(en) enthalten, wobei die Teilsequenzen homologe Bereiche zueinander aufweisen.;(a) producing a vector or a plurality of vectors which contain a first and a second or more partial sequence (s), the partial sequences having regions which are homologous to one another;
(b) Transfektion der gewünschten Zelle mit dem Vektor oder den Vektoren aus Schritt (a) und Kultivieren der Zelle; und(b) transfecting the desired cell with the vector or vectors from step (a) and culturing the cell; and
(c) Selektion von transfizierten Zellen, bei denen ein Rekombination der Teilsequenzen stattgefunden hat.(c) Selection of transfected cells in which the partial sequences have been recombined.
Das vorgenannte Verfahren erlaubt die Herstellung von Nukleinsäure-Konstrukten, die normalerweise nicht komplett in einem einzigen Schritt in vitro oder in vivo amplifiziert werden können und/oder in eine Zelle eingebracht werden können. Falls man in eine Zelle eine Nukleinsäure-Sequenz einbringen möchte, deren Länge zu lang ist oder aus verschiedensten Gründen nicht in einem Stück herstellbar ist, gibt es die Möglichkeit, die Sequenz zu teilen, wobei darauf zu achten ist, daß die beiden Sequenzen überlappen, z.B. bei einer 1000 bp langen Sequenz würde man z.B. ein Stück von 1-600 bp und das andere von 400-1000 bp herstellen und beide in Zellen, Gewebe oder Organismen einbringen, wo die Rekombination zu einer einzigen Sequenz erfolgt. Auf diese Art sind ganze Genbanken herstellbar. Genauso ist es denkbar, z.B. zwei nicht-funktionelle Konstrukte in Zellen einzubringen, die nach Stattfinden eines Rekombinationsereignisses zu einem einzigen funktionellen Konstrukt werden. Das Verfahren kann somit Anwendung finden, wenn ein gewünschtes Nukleinsäure-Konstrukt z.B. aufgrund einer bestimmten Faltung etc. nicht in eine Zelle eingeschleust werden kann. Diese Faltung kann zwar z:B. durch eine bestimmte Mutation verhindert werden, aber dies führt in der Regel dazu, daß das Konstrukt nicht mehr funktionell ist. Auch dieses Problem kann man durch das erfindungsgemäße Verfahren umgangen werden, nämlich wiederum dadurch, daß das Ursprungskonstrukt in zwei oder mehrere Teilsequenzen aufgespalten wird, die zueinander homologe Bereiche aufweisen, die entsprechende Mutation tragen und nicht funktionell sind, aber in eine Zelle eingebracht werden können. Durch homologe Rekombination in der Zelle wird dann das gewünschte Konstrukt erhalten. Kurze Beschreibung der Figuren:The aforementioned method allows the production of nucleic acid constructs which normally cannot be completely amplified in vitro or in vivo in a single step and / or can be introduced into a cell. If you want to insert a nucleic acid sequence into a cell whose length is too long or cannot be produced in one piece for various reasons, there is the option of dividing the sequence, taking care that the two sequences overlap, For example, for a 1000 bp sequence, one would make one piece of 1-600 bp and the other of 400-1000 bp, and both would be introduced into cells, tissues, or organisms, where recombination into a single sequence would occur. Entire gene banks can be produced in this way. It is also conceivable, for example, to introduce two non-functional constructs into cells which, after a recombination event has taken place, become a single functional construct. The method can thus be used if a desired nucleic acid construct cannot be introduced into a cell, for example due to a certain folding, etc. This folding can, for example: can be prevented by a certain mutation, but this usually leads to the fact that the construct is no longer functional. This problem can also be avoided by the method according to the invention, namely again by splitting the original construct into two or more partial sequences which have mutually homologous regions, which carry the corresponding mutation and are not functional, but can be introduced into a cell. The desired construct is then obtained by homologous recombination in the cell. Brief description of the figures:
Figur 1:Figure 1:
(A) Physikalische Karte für pSV-Hx-XFP(A) Physical map for pSV-Hx-XFP
In den Beispielen wurde pSV-H2A-CFP verwendet und H2A-YFP oder H2A-GFP wurden exprimiert.In the examples, pSV-H2A-CFP was used and H2A-YFP or H2A-GFP were expressed.
(B) Physikalische Karte von pcDNA3-hCB-eYFP(B) Physical map of pcDNA3-hCB-eYFP
Figur 2:Figure 2:
Homologievergleich der Vektoren pSV-H2A-CFP und pcDNA3-HCB-eYFP Die vergrößerten Sequenzen von CFP und YFP offenbaren einen Unterschied von 16 Basenpaaren. Pfeile markieren die Primer, die in der genomischen PCR zum Nachweis der Sequenzkonversion von H2A-CFP zu H2A-YFP verwendet wurden, und deren Richtungen.Homology comparison of the vectors pSV-H2A-CFP and pcDNA3-HCB-eYFP The enlarged sequences of CFP and YFP reveal a difference of 16 base pairs. Arrows mark the primers used in genomic PCR to demonstrate the sequence conversion from H2A-CFP to H2A-YFP and their directions.
Figur 3:Figure 3:
Mögliche Phänotvpen nach gleichzeitiger Co-Transformation mit PSV-H2A-CFP und pcDNA3-hCB-eYFPPossible phenotypes after co-transformation with PSV-H2A-CFP and pcDNA3-hCB-eYFP
Figur 4:Figure 4:
(A. LCLC103H-Zellen exprimieren PSV-H2A-CFP im Nukleus und pcDNA3-HCB- eYFP im endoplasmatischen Retikulum und Goloi-Apparat(A. LCLC103H cells express PSV-H2A-CFP in the nucleus and pcDNA3-HCB-eYFP in the endoplasmic reticulum and Goloi apparatus
Ein Nukleus enthält ein Gemisch aus H2A-CFP und H2A-YFP, was eine positiveOne nucleus contains a mixture of H2A-CFP and H2A-YFP, which is a positive
Genkonversion anzeigt.Gene conversion indicates.
(B) Übersicht (Falschfarbe) über LCLC103H-Zellen. die mit pSV-H2A-CFP (grün und pcDNA3-HCB-eYFP (rot) transfiziert wurden(B) Overview (false color) of LCLC103H cells. which were transfected with pSV-H2A-CFP (green and pcDNA3-HCB-eYFP (red)
Die Population zeigte eine angereicherte Fraktion von H2A-YFP und H2A-CFP +The population showed an enriched fraction of H2A-YFP and H2A-CFP +
H2A-YFP.H2A-YFP.
Figur 5: Die Ergebnisse der Seguenzierung und ein Homologie-Vergleich der genomischen PCR (siehe auch Figur 4A) belegen die Konversion von der Expression von H2A- CFP zu H2A-YFPFigure 5: The results of the sequencing and a homology comparison of the genomic PCR (see also FIG. 4A) confirm the conversion from the expression of H2A-CFP to H2A-YFP
Figur 6:Figure 6:
Plasmidkarte für den Test auf KonversionenPlasmid card for the conversion test
Das Plasmid kann außerdem auch weitere funktioneile Elemente wie z.B.The plasmid can also contain other functional elements such as e.g.
Replikationsursprünge etc. enthalten.Origins of replication etc. included.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Dabei wurden simultane Co- Transfektionen mit DNA-Konstrukten (siehe Figur 1 ), die mit unterschiedliche Fluoreszenzproteine (XFPs) kodierenden Genen ausgestattet waren, mittels einer Reihe unterschiedlicher Transfektionsverfahren und Zellinien (Tabelle 1 ) durchgeführt. Entsprechend den verwendeten Konstrukten und Verfahren (Figuren 2 und 3) trat eine Konversion der Fluoreszenzeigenschaften der DNA-Konstrukte ein (Figur 4). Die Tatsache, daß die Konversion auf der DNA-Ebene eintrat, wurde mittels genomischer PCR und Sequenzierung (Figuren 2 und 5) nachgewiesen.The following examples illustrate the invention. Simultaneous co-transfections with DNA constructs (see FIG. 1), which were equipped with genes encoding different fluorescent proteins (XFPs), were carried out by means of a number of different transfection methods and cell lines (Table 1). In accordance with the constructs and methods used (FIGS. 2 and 3), the fluorescence properties of the DNA constructs were converted (FIG. 4). The fact that the conversion occurred at the DNA level was demonstrated by genomic PCR and sequencing (Figures 2 and 5).
Beispiel 1 Konstruktion von Vektoren mit XFP-Fusionsproteine kodierenden InsertionenExample 1 Construction of vectors with inserts encoding XFP fusion proteins
(a) PSV-HX-XFP(a) PSV-HX-XFP
Der für das humane Histon H2A.1 kodierende Bereich wurde amplifiziert (DE 100 13 204.9) und in einen von dem promotorlosen Plasmid pECFP-1 (Clontech, Heidelberg) abstammenden eukaryontischen Expressionsvektor über die EcoRI- und BamHI-Restriktionsstellen kloniert. Dieser Vektor enthält einen SV40- Promotorbereich in reverser Orientierung (was in diesem Fall zu einer höheren Expressionseffizienz führt) und die ECFP (Enhanced cyan fluorescent protein) kodierende Sequenz am 3'-Terminus des Fusionsgens. Durch diese Vorgehensweise wurde ein Plasmid mit folgender Struktur erhalten: p-(Hindlll)-PRy.lniN-(Hindlin-(EcoRn-hH2A.1-(BamHn-ECFP-1 (Figur 1A)The region coding for the human histone H2A.1 was amplified (DE 100 13 204.9) and cloned into a eukaryotic expression vector derived from the promoterless plasmid pECFP-1 (Clontech, Heidelberg) via the EcoRI and BamHI restriction sites. This vector contains an SV40 promoter region in reverse orientation (which in this case leads to a higher expression efficiency) and the ECFP (Enhanced cyan fluorescent protein) coding sequence at the 3 'terminus of the fusion gene. A plasmid with the following structure was obtained by this procedure: p- (Hindlll) -P R y. l niN- (Hindlin- (EcoRn-hH2A.1- (BamHn-ECFP-1 (Figure 1A)
(b) pcDNA3-hCB-eYFP(b) pcDNA3-hCB-eYFP
Die das humane Cathepsin B-Protein ohne das C-terminale Propeptid kodierende Nukleinsäuresequenz wurde mittels PCR von dem IMAGE-Klon ID380482 amplifiziert. Während der Amplifikation wurden die Restriktionssstellen für Kpnl (5'- Ende) und Sall (3' -Ende) angefügt. Die eYFP (enhanced yellow fluorescent protein) kodierende Nukleinsäuresequenz wurde von einem von pEYFP-1 stammenden Plasmid (Clontech) ebenfalls über PCR erhalten, wobei gleichzeitig die Restriktionsstellen für Sall (5'-Ende) und Notl (3'-Ende) angefügt wurden. Unter Verwendung dieser Restriktionsstellen wurde nach verschiedenen Klonierungsschritten ein Säuger-Expressionsvektor mit folgender Struktur erhalten: pcDNA3-(Kpnn-hCB(flmCpro-)-(Sall)-ECFP-(Notl) (Figur 1B)The nucleic acid sequence encoding the human cathepsin B protein without the C-terminal propeptide was amplified by PCR from the IMAGE clone ID380482. Restriction sites for Kpnl (5 'end) and Sall (3' end) were added during amplification. The nucleic acid sequence encoding eYFP (enhanced yellow fluorescent protein) was also obtained via PCR from a plasmid (Clontech) derived from pEYFP-1, the restriction sites for Sall (5 'end) and NotI (3' end) being added at the same time. Using these restriction sites, a mammalian expression vector with the following structure was obtained after various cloning steps: pcDNA3- (Kpnn-hCB (flmCpro -) - (Sall) -ECFP- (NotI) (FIG. 1B)
Die Expression des Fusionsproteins ist dabei unter der Kontrolle des CMV- Promotors aus dem Cytomegalievirus. Die pcDNA3 ist von Invitrogen erhältlich.The expression of the fusion protein is under the control of the CMV promoter from the cytomegalovirus. The pcDNA3 is available from Invitrogen.
Beispiel 2 (I) Verwendete TransfektionsverfahrenExample 2 (I) Transfection procedures used
(a Transfektion mit FuGENE™ 6(a Transfection with FuGENE ™ 6
Die Transfektion der Zellen wurde mit dem FuGENE™ 6 Transfektionsreagens (Röche Molecular Biochemicals, Mannheim) gemäß dem Standardverfahren durchgeführt. Dazu wurden 0,5 x 105 Zellen auf Lab-Tek™ „2-well"-Kammerträger (Nunc, Wiesbaden) ausgesät und 12 Stunden später mit den angegebenen Plasmiden transfiziert. Für jede zu transfizierende Vertiefung wurde das FuGENE™ 6-Reagenz mit nicht-komplettem RPMI-1640 Kulturmedium vermischt (Endvolumen: 50 μl) Nach 5 Min. Inkubation wurde zu dem Transfektionsgemisch 1 μg Plasmid- DNA gegeben und nach weiteren 15 Min. wurde das Gemisch den Zellen verabreicht. Außerdem wurden die folgenden Reagenzien getestet: Dmrie-C, Cellfectin, Lipofectin und GibcoPlus. (Transfection Reagent Sample Pack, Cat #10552-016 von Gibco Life-Technologies, Gaithersburg, MD, USA).The cells were transfected with the FuGENE ™ 6 transfection reagent (Röche Molecular Biochemicals, Mannheim) according to the standard method. For this purpose, 0.5 × 10 5 cells were sown on Lab-Tek ™ “2-well” chamber supports (Nunc, Wiesbaden) and transfected with the plasmids indicated 12 hours later. The FuGENE ™ 6 reagent was used for each well to be transfected incomplete RPMI-1640 culture medium mixed (final volume: 50 μl) After 5 min. incubation, 1 μg plasmid DNA was added to the transfection mixture and after a further 15 min the mixture was administered to the cells. The following reagents were also tested: Dmrie-C, Cellfectin, Lipofectin and GibcoPlus. (Transfection Reagent Sample Pack, Cat # 10552-016 from Gibco Life-Technologies, Gaithersburg, MD, USA).
(b) Transfektion über Elektroporation(b) Transfection via electroporation
Etwa 107 Zellen wurden geerntet und in 1 ml Zellkulturmedium suspendiert. Die Elektroporation mit 5 μg Plasmid-DNA wurde bei Raumtemperatur unter den folgenden Bedingungen durchgeführt:About 10 7 cells were harvested and suspended in 1 ml cell culture medium. Electroporation with 5 μg plasmid DNA was carried out at room temperature under the following conditions:
#1 #2 #3# 1 # 2 # 3
Spannung [V] 250 300 400Voltage [V] 250 300 400
Strom [A] 3,9 3,3 3,2Current [A] 3.9 3.3 3.2
Kapazität [μF] 125 125 125Capacitance [μF] 125 125 125
Bei #1 und #2 überlebten die Zellen quantitativ.At # 1 and # 2, the cells survived quantitatively.
(c) Transfektion mittels Ca?POa(c) Transfection using Ca? POa
Die Zellen wurden zu 50% Konfluenz in Petrischalen mit einem Durchmesser von 10 cm wachsen gelassen. Das Medium wurde 2 Stunden vor der Transfektion gewechselt. Es wurden zwei Lösungen hergestellt:The cells were grown to 50% confluence in 10 cm diameter petri dishes. The medium was changed 2 hours before the transfection. Two solutions were made:
A: 2 x HBS (50 mM Hepes, 280 mM NaCI, 1 ,5 mM Na2HPO4, pH-Wert: genau 6,95)A: 2 x HBS (50 mM Hepes, 280 mM NaCI, 1, 5 mM Na 2 HPO 4 , pH: exactly 6.95)
B: 2,5 M CaCI2, 20 μg DNA, mit Wasser auf 500 μl aufgefüllt.B: 2.5 M CaCl 2 , 20 μg DNA, made up to 500 μl with water.
Die Lösungen A und B wurden tropfenweise vermischt und nach jedem Tropfen wurde gevortext. Nach 20 Min. bei Raumtemperatur wurde das Gemisch einschließlich der Ca-Präzipitate zu dem Medium gegeben. Das Medium wurde erneut nach 16 Stunden gewechselt. (II) Kultivierung der ZellenSolutions A and B were mixed dropwise and vortexed after each drop. After 20 minutes at room temperature, the mixture including the Ca precipitates was added to the medium. The medium was changed again after 16 hours. (II) Culturing the cells
Lungenkarzinom-Zellen (LCLC103H), HeLa- und Cos7-Zellen wurden zur Etablierung stabil transfizierter Zellinien verwendet. Permanent transfizierte Zellen wurden durch Selektion mit G418 (800 μg/ml) für mindestens 1 Woche erhalten und diese wurden in RPMI-1640 Kulturmedium mit 10% FCS und 6 mM Glutamin bei 37°C mit 5% CO2 gehalten.Lung carcinoma cells (LCLC103H), HeLa and Cos7 cells were used to establish stably transfected cell lines. Permanently transfected cells were obtained by selection with G418 (800 μg / ml) for at least 1 week and these were kept in RPMI-1640 culture medium with 10% FCS and 6 mM glutamine at 37 ° C. with 5% CO 2 .
(III) Fluoreszenz-Mikroskopie und Quantifizierung der zellulären Fluoreszenz(III) Fluorescence microscopy and quantification of cellular fluorescence
(a) Fluoreszenz-Mikroskopie(a) Fluorescence microscopy
Einen Tag nach der Transfektion wurden die Kulturen der lebenden Zellen mit einem Zeiss-Mikroskop „Axiovert S100 TV" unter Verwendung von 10x, 20x und 40x Objektiven für den Phasenkontrast- und Fluoreszenz-Modus analysiert. Die Fluoreszenzsignale wurden unter Verwendung von Einzel-Anregungsfiltern für ECFP (436/10, Omega, Brattleboro, VT05302, USA) und EYFP (515/10, Omega), einem Zweiband-Emissionsfilter (470/30-555/40, Omega) und einem Zweiband- Strahlenteiler (475/565, Omega) überwacht. Die Bilder wurden mittels einer gekühlten Digital-CCD-Kamera (Hamamatsu C4742-95) gespeichert und mittels der Software für Zell-Bilddarstellung „OpenLab" (Improvision, Warwick, UK) auf einem Macintosh-Computer ausgewertet.One day after transfection, the cultures of the living cells were analyzed with a Zeiss "Axiovert S100 TV" microscope using 10x, 20x and 40x objectives for the phase contrast and fluorescence mode. The fluorescence signals were analyzed using single excitation filters for ECFP (436/10, Omega, Brattleboro, VT05302, USA) and EYFP (515/10, Omega), a two-band emission filter (470 / 30-555 / 40, Omega) and a two-band beam splitter (475/565, Omega The images were stored using a cooled digital CCD camera (Hamamatsu C4742-95) and evaluated on a Macintosh computer using the "OpenLab" cell imaging software (Improvision, Warwick, UK).
(b) Quantifizierung der zellulären Fluoreszenz(b) Quantification of cellular fluorescence
Nach neun Tagen G418-Selektion wurden für die statistischen Analysen die Zellen in Schalen mit einem Durchmesser von 10 cm bei einer geeigneten Dichte (ca. 106 Zellen pro 20 cm2 ) ausgesät. Zu einer gegebenen Zeit wurden drei Bilder (kalibriert zu den hellsten Intensitäten) aufgenommen: Ein Phasenkontrastbild mit 30 ms Belichtungszeit, dem ECFP-Kanal bei 500 ms und dem EYFP-Kanal bei 1 Min. sowie bei 30% Verstärkung für die Signalamplifikation. Nach der Hintergrund-Subtraktion wurden die Bilder der beiden Fluoreszenz-Kanäle (mit einer Basis- Intensitätsschwelle von etwa 5% geschnitten) dichtegeschnitten (wobei damit nur die Histon-GFP-Signale aufgrund der geringeren Signalintensität der CB-GFP- Expression gemessen werden konnten). Dann wurden die Fluoreszenz-Kanäle verbunden. Die binäre Maske wurde auf beide Kanäle angewendet und die mittleren Grauwerte der nuklearen Signale wurden gemessen und gegeneinander aufgetragen..After nine days of G418 selection, the cells were seeded in dishes with a diameter of 10 cm at a suitable density (approx. 10 6 cells per 20 cm 2 ) for the statistical analyzes. Three images (calibrated to the brightest intensities) were taken at a given time: a phase contrast image with 30 ms exposure time, the ECFP channel at 500 ms and the EYFP channel at 1 min. And at 30% amplification for signal amplification. After background subtraction, the images of the two fluorescence channels (cut with a basic intensity threshold of approximately 5%) were cut (with this only the histone GFP signals could be measured due to the lower signal intensity of the CB-GFP expression) , Then the fluorescence channels connected. The binary mask was applied to both channels and the mean gray values of the nuclear signals were measured and plotted against each other.
Tabelle 1Table 1
Quantifizierung der Konversion von H2A-CFP zu H2A-YFP unter Verwendung unterschiedlicher Konstrukte, Zellinien und TransfektionsverfahrenQuantification of the conversion of H2A-CFP to H2A-YFP using different constructs, cell lines and transfection methods
Konstrukt Zellinie Transfektions- Konversion bedingungen [+/-] und [%]Construct cell line transfection conversion conditions [+/-] and [%]
H2A-CFP CLC103H FuGene 6 - 0,0H2A-CFP CLC103H FuGene 6 - 0.0
CB-YFP LCLC103H FuGene 6 - 0,0CB-YFP LCLC103H FuGene 6 - 0.0
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / simultan + 4,0 ± 0,2H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / simultaneous + 4.0 ± 0.2
H2A-CFP + DsRed LCLC103H FuGene 6 / simultan - 0,0H2A-CFP + DsRed LCLC103H FuGene 6 / simultaneous - 0.0
H2A-CFP + reines GFP LCLC103H FuGene 6 / simultan + > 0,1H2A-CFP + pure GFP LCLC103H FuGene 6 / simultaneous +> 0.1
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / getrenntes + > 0,1 Gemisch + simultanH2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / separated +> 0.1 mixture + simultaneous
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / getrenntes - (+) 0,0 (7,3)H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / separate - (+) 0.0 (7.3)
Gemisch + 4 Std.Mixed + 4 hours
Verzögerungdelay
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / - 0,0.H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / - 0.0.
Übertransfektion der stabilen LinieOver-transfection of the stable line
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / 5x DNA- + n.b. Konz.H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / 5x DNA- + n.b. Conc.
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / 10x DNA- + n.b. Konz.H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / 10x DNA- + n.b. Conc.
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / linearisiert + 3,4H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / linearized + 3.4
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / linearisiert + +++ 10,3 96°CH2A-CFP + CB-YFP LCLC103H FuGene 6 / linearized + +++ 10.3 96 ° C
H2A-CFP + CB-YFP CLC103H Dmrie-C / simultan + 3,8H2A-CFP + CB-YFP CLC103H Dmrie-C / simultaneous + 3.8
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H Cellfectin / simultan + > 1 ,0H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H cellfectin / simultaneous +> 1, 0
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H Lipofectin / simultan + 2,4 H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H GibcoPlus / simultan + > 1,0H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H lipofectin / simultaneous + 2.4 H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H GibcoPlus / simultaneous +> 1.0
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H Elektroporation / + ca. 1 ,0 simultanH2A-CFP + CB-YFP LCLC103H electroporation / + approx. 1.0 simultaneously
H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H Ca-Phosphat / simultan + ca. 1 ,0H2A-CFP + CB-YFP LCLC103H Ca phosphate / simultaneous + approx. 1.0
H2A-CFP HeLa FuGene 6 - 0,0H2A-CFP HeLa FuGene 6 - 0.0
H2A-CFP + CB-YFP HeLa Fugene 6 / simultan + n.b.H2A-CFP + CB-YFP HeLa Fugene 6 / simultaneous + n.b.
H2A-CFP Cos-7 FuGene 6 - 0,0H2A-CFP Cos-7 FuGene 6 - 0.0
H2A-CFP + CB-YFP Cos-7 FuGene 6 / simultan + n.b.H2A-CFP + CB-YFP Cos-7 FuGene 6 / simultaneous + n.b.
Beispiel 3 Bestimmung der NukleotidsequenzExample 3 Determination of the nucleotide sequence
(a) Lvsatextraktion und Reinigung der genomischen DNA(a) Lvsa extraction and purification of the genomic DNA
Einzelne H2A-Zellklone mit konvertierten Fluoreszenzeigenschaften wurden bis zur Konfluenz in Zellkulturflaschen (25 cm2, etwa 107 Zellen) gezüchtet. 5 ml Lysatpuffer (1% SDS, 10 mM EDTA, 50 mM Tris) und 0,1 mg/ml (Endkonzentration) Proteinase K wurden zugegeben und dann wurde bei 37°C ü.N. inkubiert. Das extrahierte Lysat wurde zweimal durch Zugabe von 5 ml Phenol/Chloroform (1:1, V/V.), anschließender Verwirbelung ( 1 bis 3 Min.) und fünfminütiger Zentrifugation bei 3.000 UpM gereinigt. Die DNA wurde durch Zugabe von NaCI (0,1 M Endkonzentration) und 10 ml 10% Ethanol präzipitiert. Die genomische DNA wurde mit einer Pasteurpipette aus der Lösung entnommen und in TE-Puffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA) resuspendiert. Die verbliebenen DNA-Fragmente wurden bei -20°C inkubiert und 45 Min. bei 15.000 UpM zentrifugiert. Das erhaltenen Pellet wurde mit Ethanol gewaschen und auch in TE-Puffer resuspendiert.Individual H2A cell clones with converted fluorescence properties were grown to confluence in cell culture bottles (25 cm 2 , approximately 10 7 cells). 5 ml lysate buffer (1% SDS, 10 mM EDTA, 50 mM Tris) and 0.1 mg / ml (final concentration) Proteinase K were added and then at 37 ° C above sea level. incubated. The extracted lysate was purified twice by adding 5 ml of phenol / chloroform (1: 1, v / v.), Followed by vortexing (1 to 3 min.) And centrifugation for 5 minutes at 3,000 rpm. The DNA was precipitated by adding NaCl (0.1 M final concentration) and 10 ml 10% ethanol. The genomic DNA was removed from the solution using a Pasteur pipette and resuspended in TE buffer (10 mM Tris, 1 mM EDTA). The remaining DNA fragments were incubated at -20 ° C. and centrifuged at 15,000 rpm for 45 min. The pellet obtained was washed with ethanol and also resuspended in TE buffer.
(b) Bestimmung der Nukleotidseguenz(b) Determination of the nucleotide sequence
Die die rekombinierten XFP-Sequenzen enthaltende extrahierte DNA wurde mittels PCR mit verschiedenen Primern überprüft, die entweder für XFP- oder Vektorsequenzen entworfen worden waren. Die PCR wurde auf einem „Minicycler" von Biozym Diagnostik (Hess. Oldendorf) mit einem Vorerhitzungsschritt für 1 Min. bei 94°C und 35 Zyklen (Denaturierung: 30 Sek. bei 94°C; Elongation: 210 Sek. bei 65°C; End-Annealing: 1 Min. bei 65°C) durchgeführt. Die gleichen Primer wurden zur direkten Sequenzierung der genomischen DNA verwendet.The extracted DNA containing the recombined XFP sequences was checked by PCR with various primers, either for XFP or Vector sequences had been designed. The PCR was carried out on a "minicycler" from Biozym Diagnostik (Hess. Oldendorf) with a preheating step for 1 min at 94 ° C. and 35 cycles (denaturation: 30 seconds at 94 ° C.; elongation: 210 seconds at 65 ° C. End annealing: 1 min at 65 ° C. The same primers were used for direct sequencing of the genomic DNA.
Richtung Restriktionsstelle Sequenz der Sequenz innerhalb PrimerlängeDirection of restriction site Sequence of sequence within primer length
Restriktionsstelle des Histons und des XFPRestriction site of the histone and the XFP
Vorwärts EcoRI CTTCGAATTCTG ATGCCTGAACCA 27 bpForward EcoRI CTTCGAATTCTG ATGCCTGAACCA 27 bp
GCTGCT
Rückwärts Kpnl GGGTACC CTTGTACAGCTC 30 bpReverse Kpnl GGGTACC CTTGTACAGCTC 30 bp
GTCCATGCCGAGTCCATGCCGA
(c) Seguenzvergleiche(c) Comparison of Segments
Die Homologiestudien für Nukleinsäuresequenzen wurden mit dem Sequenzvergleichsprogrammen „AlignPlus" (Scientific & Educational Software) und MACAW von Greg Schuler (Version 2.0.5) durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Figur 5 dargestellt. The homology studies for nucleic acid sequences were carried out using the sequence comparison program “AlignPlus” (Scientific & Educational Software) and MACAW from Greg Schuler (version 2.0.5). The results are shown in FIG.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Bestimmung von Rekombinationsereignissen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:1. A method for determining recombination events, the method comprising the following steps:
(a) Herstellung eines Vektors oder mehrerer Vektoren, die ein ein erstes nachweisbares Protein (NP^ kodierendes Gen und ein ein zweites nachweisbares Protein (NP2) kodierendes Gen enthalten, wobei beide Gene homologe Bereiche zueinander aufweisen und wobei vor dem nachzuweisenden Rekombinationsereignis (1) kein oder nur ein NP nachweisbar ist oder (2) die beiden NP in unterschiedlichen Zellkompartimenten nachweisbar sind oder (3) ihre Fluoreszenzeigenschaften geändert sind;(a) Production of a vector or a plurality of vectors which contain a gene coding for a first detectable protein (NP ^ gene and a gene coding for a second detectable protein (NP 2 ), both genes having regions which are homologous to one another and wherein before the recombination event to be detected (1 ) no or only one NP is detectable or (2) the two NPs are detectable in different cell compartments or (3) their fluorescence properties have changed;
(b) Transfektion der gewünschten Zelle und Kultivieren der Zelle; und(b) transfecting the desired cell and culturing the cell; and
(c) Bestimmung der Anwesenheit und/oder Konzentration der Proteine NPT und NP2, wobei eine veränderte Anwesenheit, Konzentration und/oder subzelluläre Lokalisation der Proteine NPi und NP2 ein Anzeichen für ein stattgefundenes Rekombinationsereignis ist.(c) Determination of the presence and / or concentration of the proteins NP T and NP 2 , a changed presence, concentration and / or subcellular localization of the proteins NPi and NP 2 being an indication of a recombination event that has taken place.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei NP*ι ein erstes fluoreszierendes Protein (XFP^ ist und NP2 ein zweites fluoreszierenden Protein (XFP2) und wobei sich beide Proteine hinsichtlich ihrer Fluoreszenz unterscheiden.2. The method of claim 1, wherein NP * ι is a first fluorescent protein (XFP ^ and NP 2 is a second fluorescent protein (XFP 2 ) and wherein both proteins differ in their fluorescence.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das fluoreszierende Protein BFP, (e)CFP, (e)YFP, RFP oder GFP ist.3. The method of claim 2, wherein the fluorescent protein is BFP, (e) CFP, (e) YFP, RFP or GFP.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das nach dem Rekombinationsereignis nachzuweisende NPi ursprünglich nicht exprimiert wird. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the NPi to be detected after the recombination event is not originally expressed.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das NPi kodierende Gen mit einem Promotor funktionell verknüpft ist und exprimiert wird und das NP2 kodierende Gen mit keinem Promotor oder einem inaktiven Promotor funktionell verknüpft ist und nicht exprimiert wird. The method of claim 4, wherein the NPi-encoding gene is operably linked to a promoter and is expressed, and the NP 2- encoding gene is not operably linked to a promoter or an inactive promoter and is not expressed.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei NP2 eine mutierte Form von NPi ist (oder umgekehrt) und wobei die Mutation zu einem in seiner biologischen Funktion veränderten oder inaktivierten Protein führt.6. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein NP 2 is a mutated form of NPi (or vice versa) and wherein the mutation leads to a protein whose biological function is changed or inactivated.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei NPi ein XFP-* ist und NP2 ein mutierte Form von XFPi (oder umgekehrt) und wobei die Mutation zu einem nicht mehr fluoreszierenden Protein führt.7. The method of claim 6, wherein NPi is an XFP- * and NP 2 is a mutated form of XFPi (or vice versa) and wherein the mutation results in a no longer fluorescent protein.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei das NP2 kodierende Gen mit einem Promotor funktionell verknüpft ist und exprimiert wird, jedoch aufgrund einer Mutation inaktiv ist, und das NPi kodierende Gen mit keinem Promotor oder einem inaktiven Promotor funktionell verknüpft ist und nicht exprimiert wird.8. The method of claim 6 or 7, wherein the NP 2 coding gene is functionally linked to a promoter and is expressed, but is inactive due to a mutation, and the NPi coding gene is not linked to any promoter or an inactive promoter and is not expressed becomes.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei9. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein
(a) die NPi und NP2 kodierenden Gene jeweils mit einem Promotor funktionell verknüpft sind und exprimiert werden;(a) the genes encoding NPi and NP 2 are each functionally linked to a promoter and are expressed;
(b) NPi und NP2 als Fusionsproteine exprimiert werden, wobei sich die Fusionspartner so unterscheiden, daß die Fusionsproteine in unterschiedlichen Zellkompartimenten lokalisiert sind; und(b) NPi and NP 2 are expressed as fusion proteins, the fusion partners differing in such a way that the fusion proteins are located in different cell compartments; and
(c) wobei eine Veränderung der Lokalisierung in den unterschiedlichen Zellkompartimenten ein homologes Rekombinationsereignis anzeigt.(c) a change in the localization in the different cell compartments indicating a homologous recombination event.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der NP Fusionspartner ein Polypeptid für nukleare Lokalisation und der NP2-Fusionspartner ein Polypeptid für Lokalisation im Golgi-Apparat und/oder endoplasmatischem Retikulum (oder umgekehrt) ist.10. The method of claim 9, wherein the NP fusion partner is a polypeptide for nuclear localization and the NP 2 fusion partner is a polypeptide for Localization in the Golgi apparatus and / or endoplasmic reticulum (or vice versa).
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der NP Fusionspartner humanes Histon H2A.1 ist und der NP2-Fusionspartner humanes Catepsin B Protein.11. The method according to claim 10, wherein the NP fusion partner is human histone H2A.1 and the NP 2 fusion partner is human catepsin B protein.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der Vektor oder die Vektoren zur Untersuchung von sequenzabhängigen Rekombinationseffekten noch die NPi und/oder NP2 kodierenden Gene flankierende Sequenzen enthalten.12. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein the vector or vectors for the investigation of sequence-dependent recombination effects still contain the NPi and / or NP 2 encoding genes flanking sequences.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der (die) Vektor(en) außerdem einen weiteren genetischen Marker als internen Standard hinsichtlich der Transfektions- und Expressionseffizienz enthalten.13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein the vector (s) also contain a further genetic marker as an internal standard with regard to transfection and expression efficiency.
14. Verfahren zur Herstellung einer gewünschten Nukleinsäure-Sequenz aus Teilsequenzen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt::14. A method for producing a desired nucleic acid sequence from partial sequences, the method comprising the following steps:
(a) Herstellung eines Vektors oder mehrerer Vektoren, die eine erste Teilsequenz und eine zweite oder mehrere Teilsequenz(en) enthalten, wobei die Teilsequenzen homologe Bereiche zueinander aufweisen;(a) producing a vector or a plurality of vectors which contain a first partial sequence and a second or more partial sequence (s), the partial sequences having regions which are homologous to one another;
(b) Transfektion der gewünschten Zelle mit dem Vektor oder den Vektoren aus Schritt (a) und Kultivieren der Zelle; und(b) transfecting the desired cell with the vector or vectors from step (a) and culturing the cell; and
(c) Selektion von transfizierten Zellen, bei denen eine Rekombination der Teilsequenzen stattgefunden hat.(c) Selection of transfected cells in which the partial sequences have been recombined.
15. Verfahren zur getrennten Amplifikation mehrerer DNA-Sequenzen in vivo unter Vermeidung von Rekombinationsereignissen zwischen einzelnen DNA- Sequenzen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: (a) Herstellung eines Vektors oder mehrerer Vektoren, die mehr als eine DNA- Sequenz enthalten, wobei die DNA-Sequenzen einen so geringen Homologiegrad zueinander aufweisen, daß keine Rekombination zwischen den einzelnen DNA-Sequenzen auftreten kann;15. A method for separately amplifying several DNA sequences in vivo while avoiding recombination events between individual DNA sequences, the method comprising the following steps: (a) Production of a vector or several vectors which contain more than one DNA sequence, the DNA sequences having such a low degree of homology to one another that no recombination between the individual DNA sequences can occur;
(b) Transfektion der gewünschten Zelle und Kultivieren der Zelle;(b) transfecting the desired cell and culturing the cell;
(c) Selektion von transfizierten Zellen und Isolierung der amplifizierten DNA- Sequenzen.(c) Selection of transfected cells and isolation of the amplified DNA sequences.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die DNA-Sequenzen ein erstes nachweisbares Protein (NP1) und/oder ein zweites nachweisbares Protein (NP2) gemäß der Definition in einem der Ansprüche 1-9 kodieren.16. The method according to claim 15, wherein the DNA sequences encode a first detectable protein (NP1) and / or a second detectable protein (NP2) as defined in one of claims 1-9.
17. Vektor oder Vektorgemisch, der (das) die in Ansprüchen 1 bis 16 definierten Elemente enthält.17. Vector or vector mixture containing the elements defined in claims 1 to 16.
18. Kit, der den Vektor oder das Vektorgemisch gemäß Anspruch 17 enthält und gegebenenfalls Nachweismittel für NP! und/oder NP2.18. Kit containing the vector or the vector mixture according to claim 17 and optionally detection means for NP! and / or NP 2 .
19. Zelle, die mit einem Vektor oder Vektorgemisch nach Anspruch 14 transfiziert ist.19. A cell transfected with a vector or vector mixture according to claim 14.
20. Zelle nach Anspruch 19, wobei diese eukaryotisch oder prokaryotisch ist.20. The cell of claim 19, which is eukaryotic or prokaryotic.
21. Verwendung der Zelle nach Anspruch 19 oder 20 zur Untersuchung von homologen Rekombinationsereignissen. 21. Use of the cell according to claim 19 or 20 for the investigation of homologous recombination events.
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