במאמר זה וידאו, אנו מתארים את הסינתזה במבחנה של mRNA שונה לזירוז של ביטוי חלבון בתאים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
במאמר זה וידאו, אנו מתארים את הסינתזה במבחנה של mRNA שונה לזירוז של ביטוי חלבון בתאים.
המשלוח אקסוגני של קידוד RNA שליח סינטטי (mRNA) לזירוז סינתזה של חלבונים בתאים רצויים יש פוטנציאל עצום בתחומים של רפואת רגנרטיבית, ביולוגיה של תא בסיסי, טיפול במחלות, ותכנות מחדש של תאים. כאן, אנו מתארים צעד אחר צעד פרוטוקול לדור של mRNA שונה עם פוטנציאל מופחת חיסוני הפעלה ויציבות מוגברת, בקרת איכות של ה- mRNA מיוצר, transfection של תאים עם mRNA ואימות של ביטוי חלבון הנגרם על ידי זרימת cytometry. עד 3 ימים לאחר transfection יחיד עם eGFP mRNA, HEK293 תאי transfected לייצר eGFP. במאמר זה וידאו, הסינתזה של eGFP mRNA מתוארת כדוגמא. עם זאת, ההליך יכול להיות מיושם לייצור של ה- mRNA הרצוי האחר. שימוש בסינטטי שונה mRNA, יכולים להיגרם תאים לבטא את החלבונים הרצויים, שבו הם בדרך כלל לא מביעים זמניים.
בתאים, השעתוק של RNA שליח (mRNA) והתרגום הבא של ה- mRNA לחלבונים רצויים להבטיח את התפקוד התקין של תאים. הפרעות גנטיות תורשתיות או נרכשות יכולות להוביל לסינתזה מספיקה ולא מתפקדת של חלבונים וגורמות למחלות קשות. כך, גישה טיפולית חדשה ללעורר את הייצור של חלבונים חסרים או פגומים הוא המשלוח אקסוגני של סינטטי שונה mRNA לתאים, שקודים לחלבון הרצוי. וכך, תאים מופעלים לסנתז חלבונים פונקציונליים, שבו הם בדרך כלל לא יכולים לייצר או באופן טבעי לא צריכים. שימוש בגישה זו, ניתן לתקן הפרעות גנטיות על ידי הקדמה של mRNA שמקודד לחלבון הפגום או חסר 1. גם טיפול mRNA יכול לשמש לחיסון לאנטיגנים synthetize חלבון, אשר באים לידי ביטוי על ידי תאי גידול או פתוגנים. ובכך, מערכת חיסונית מארח יכולה להיות מופעלת כדי לחסל ביעילות תאים סרטניים או למנוע infections 2,3. יתר על כן, בשנים האחרונות, mRNA היה בהצלחה המשמש לייצור תאים מושרה pluripotent גזע (iPSCs). לצורך כך, fibroblasts היה transfected עם mRNAs לגרום הביטוי של תכנות מחדש גורמי 4-6 ולהמיר אותם בiPSCs עם פוטנציאל עצום ברפואת רגנרטיבית.
בעבר, השימוש בmRNA הקונבנציונלי היה קשור ביציבות נמוכה וחיסוני חזקים. כך, יישומים קליניים של mRNAs הקונבנציונלי היו מוגבלים. עם זאת, החלפת cytidine וuridine על ידי 5-methylcytidine וpseudouridine בתוך מולקולת mRNA על ידי Kariko ועמיתים שניתנו מולקולות mRNA יציבים בנוזלים ביולוגיים והפחתה דרמטית בהפעלת מערכת חיסונית 7-10, אשר כעת מאפשרת יישום הקליני של mRNAs שונה.
באמצעות מיוצר באופן סינטטי mRNAs שונה, תמלילי גן רצויים יכולים להיות מועברים באופן זמני בvivo 11או במבחנה כדי לגרום לביטוי חלבון. MRNA הציג מתורגם בתנאים פיסיולוגיים על ידי מכונות תרגום הסלולריות. בשל חוסר האינטגרציה לתוך הגנום של התא הפונדקאי לעומת וקטורי ריפוי גנטי נגיפיים, הסיכון של oncogenesis נמנע 12,13. כך, טיפול באמצעות mRNA הסינתטי שונה יקבל קבלה קלינית טובה יותר בעתיד.
כאן אנו מתארים פרוטוקול מפורט לייצור של ה- mRNA שונה, transfection של תאים עם mRNA וההערכה של ביטוי חלבון בתאי transfected (איור 1).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הגדלת של פלסמידים המכילים נדרש קידוד רצפי DNA (CDS)
3. בקרת שלב: איכות של מוצר ה- PCR
4. שעתוק במבחנה (IVT)
5. טיפול מזוקק mRNA עם אנטארקטיקה phosphatase
6. בקרת שלב: איכות המסונתזת mRNA השתנה
7. הכנה של תאים לTransfection
8. ביצוע mRNA Transfection של תאים
9. ניתוח תזרים Cytometric ביטוי eGFP בתאים
10. מדידה של ביטוי חלבון לאורך זמן
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
באמצעות פלסמיד pcDNA 3.3 המכיל את ה- CDS של eGFP, הסינתזה של eGFP mRNA שונה הוקמה (איור 1). לאחר הגברה להוסיף על ידי PCR ופולי T-עוקב, להקה ברורה באורך של כ -1,100 נ"ב הוא זוהה (איור 2). הגדלת זמן IVT Augmented התשואה של mRNA (איור 3). לאחר IVT, להקת mRNA ברורה באורך של כ -1,100 נ"ב זוהתה, אשר תואמת את אורכו של eGFP mRNA שיופק (איור 4).
הפונקציונ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
יש טיפול mRNA פוטנציאל עצום בתחום של רפואת רגנרטיבית, טיפול במחלות וחיסונים. בסרטון הזה, אנחנו מדגימים את הייצור של ה- mRNA התייצב, שונה לזירוז של ביטוי חלבון בתאים. שימוש בפרוטוקול זה, יכול להיות שנוצר mRNA הרצוי אחר. הסינתזה במבחנה של mRNA שונה מאפשרת transfection של תאים עם mRNAs הרצוי כדי לגרום לביטוי של חלבוני יעד. וכך, החלבון הרצוי בא לידי ביטוי זמני בתנאים פיסיולוגיים עד mRNA מועבר באופן אקסוגני הוא מושפל לחלוטין.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.
פרויקט זה מומן על ידי קרנות החברתיות האירופיות באדן-וירטמברג, גרמניה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>תרבית תאים | |||
| DMEM, גלוקוז גבוה | PAA | E15-009 | |
| FBS | Life Technologies | 10500 | |
| פניצילין/סטרפטומיצין | PAA | P11-010 | 100x |
| L-גלוטמין | PAA | M11-004 | 200 מ"מ |
| DPBS ללא סידן ומגנזיום | PAA | E15-002 | |
| 0.04% טריפסין / 0.03% EDTA | Promocell | C-41020 | |
| TNS | Promocell | C-41120 | תמיסת נטרול טריפסין, 0.05% מעכב טריפסין ב-0.1% תאי |
| BSA HEK-293 | ATCC | CRL-1573 | |
| <חזק>חומרים מתכלים | |||
| צלחות תרבית רקמות, 12-well | קורנינג | 3512 | |
| בקבוק תרבית תאים (75 ס"מ2) | קורנינג | 430641 | |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה סטריליים ללא DNase ו-RNase 1.5 מ"ל | Eppendorf | 0030 121.589 | Safe-Lock, Biopur |
| 15 מ"ל צינורות חרוטיים | greiner bio-one | 188271 | |
| PCR נקי וסטרילי epT.I.P.S. טיפים לפיפטה כפולה | אפנדורף | 10 ומיקרו; l: 022491202; 100 ומיקרו; l: 022491237; 1,000 ומיקרו; l: 022491253 | |
| Cryovial | greiner bio-one | 122279-128 | Cryo.s |
| צינור תחתון עגול מפוליפרופילן 14 מ"ל לתרבית חיידקים | BD Falcon | 352059 | |
| <חזק>הגברה וטיהור פלסמיד | |||
| pcDNA 3.3_eGFP פלסמיד | Addgene | 26822 | |
| One Shot Top10 מרכיב כימי Escherichia coli | Invitrogen | C4040-10 | |
| מים סטריליים (אמפווה) | Fresenius Kabi | 1636071 | |
| LB בינוני (לוריא/מילר) | Carl Roth | X968.1 | ממיס 25 גרם L-1 במים סטריליים. |
| LB אגר (לוריא/מילר) | Carl Roth | X969.1 | ממיס 40 גרם L-1 במים סטריליים. |
| Ampicillin Ready Made Solution | Sigma Aldrich | A5354 | , 100 מ"ג/מ"ל |
| גליצרול | סיגמא אולדריץ' | G2025 | |
| QIAprep Spin Miniprep Kit | Qiagen | 27104 | |
| <ייצור חזק>mRNA | |||
| HotStar HiFidelity Polymerase Kit | Qiagen | 202602 | |
| QIAערכת טיהור PCR מהירה | ערכת Qiagen | 28106 | |
| MEGAscript T7 | לייף טכנולוג'יז | AM1334 | |
| 5-מתילציטידין-5&אקוטי;-טריפוספט | טרילינק | N1014 | 5-מתיל-CTP |
| פסאודורידין-5&אקוטי;-טריפוספט | Trilink | N1019 | פסאודו-UTP |
| 3´-O-Me-m7G(5´)ppp(5´)מבנה כובע G RNA אנלוגי | ניו אינגלנד Biolabs | S1411L | |
| RiboLock RNase מעכב | Thermo Scientific | EO0381 | 40 U/µ l |
| טורבו DNase | Life Technologies | AM1334 | 2 U/µ l (מתוך ערכת MEGAscript T7) |
| פוספטאז אנטארקטי | ניו אינגלנד Biolabs | MO289S | |
| RNeasy מיני קיט | פתרון Qiagen | 74104 | |
| RNaseZap | Life Technologies | AM9780 | |
| Transfection | |||
| Lipofectamine 2000 Transfection Reagent | Invitrogen | 11668-019 | מגיב טרנספקציה ליפידים קטיוני |
| Opti-MEM I מדיה סרום מופחתת | Invitrogen | 11058-021 | מדיום חיוני מינימלי משופר (MEM) המאפשר הפחתה של תוספי סרום בקר עוברי (FBS) |
| <חזק>ג'ל אלקטרופורזה | |||
| אגרוז | סיגמא-אולדריץ' | A9539 | |
| ג'לרד חומצת גרעין ג'ל כתם | ביוטיום | 41003 | 10,000x במים |
| מגוון peqGOLD מיקס DNA-סולם | Peqlab | 25-2210 | |
| Flow cytometry analysiss | |||
| CellFIX (1x) | BD Biosciences | 340181 | תרכיז פי 10 |
| <חזק>פריימר להגברת הכנסה ופולי (T) זנב PCR | |||
| פריימר קדימה (דרגת HPLC) 10 ומיקרו; M | Ella Biotech | 5´-TTGGACCCTCGTAC AGAAGCTAATACG-3´ | |
| פריימר הפוך (דרגת HPLC) 10 ומיקרו; M | Ella Biotech | 5´- T120-CTTCCTACT CAGGCTTTATTCAA AGACCA-3´ | |
| <חזק>ציוד | |||
| חממת תאים | קלסר | CO<תת>2 (5%) ו-O2 (20%) | |
| מונה תאי CASY | Schä מערכת | ||
| שולחן עבודה סטרילי | BDK Luft-und Reinraumtecknik GmbH | ||
| אינקובטור חיידקים | אמבט מים Incutec | ||
| מחזור תרמי אנליטי Jena | |||
| PCR | Eppendorf | ||
| Microcentrifuge | Eppendorf | ||
| Vortex | peqlab | ||
| Thermomixer | Eppendorf | ||
| ג'ל מכשיר לאלקטרופורזה | ביו-ראד | ||
| ג'ל | Bio-Rad | ||
| FACScan | BD Biosciences | ||
| מיקרוסקופ פלואורסצנטי | מיקרוסקופ ניגודיות פאזה של Nikon | ||
| צייס |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.