$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Aktywność biologiczna jest kontrolowana przez zespoły białek i innych biomolekuł, które działają wspólnie, katalizując funkcje komórkowe. Godnymi uwagi przykładami są maszyneria, która transkrybuje dziedziczną informację zawartą w DNA na informacyjny RNA. U ludzi ponad 100 białek łączy się w zdefiniowanym i regulowanym procesie transkrypcji genów, tworząc duże kompleksy wielobiałkowe z 10 i więcej podjednostkami, w tym polimerazą RNA II i ogólnymi czynnikami transkrypcyjnymi, takimi jak TFIID, TFIIH i inne. 9 Innymi przykładami są rybosom, składający się z wielu białek i cząsteczek RNA, który katalizuje syntezę białek, lub kompleks porów jądrowych, który jest odpowiedzialny za przenoszenie biomolekuł przez otoczkę jądrową u eukariontów. Szczegółowa analiza architektoniczna i biochemiczna zasadniczo wszystkich wieloskładnikowych maszyn w komórce jest niezbędna do zrozumienia ich funkcji. Na przykład wyjaśnienie struktury rybosomów prokariotycznych i eukariotycznych stanowiło przełomowe wydarzenia dające bezprecedensowy wgląd w to, w jaki sposób te makromolekularne maszyny wykonują wyznaczone im funkcje w komórce. 10,11
Rybosomy można uzyskać w wystarczającej jakości i ilości do szczegółowych badań poprzez oczyszczanie endogennego materiału z hodowanych komórek, ze względu na fakt, że do 30% masy komórkowej składa się z rybosomów. Polimeraza RNA II jest już mniej obfita o rzędy wielkości, a wiele tysięcy litrów kultur drożdży musiało zostać przetworzonych, aby uzyskać szczegółowy obraz atomowy tego niezbędnego kompleksu kluczowego dla transkrypcji. 12 Przytłaczająca większość innych niezbędnych kompleksów jest jednak obecna w znacznie mniejszych ilościach w komórkach natywnych, a zatem nie może być odpowiednio oczyszczona z rodzimego materiału źródłowego. Udostępnienie takich kompleksów do szczegółowej analizy strukturalnej i funkcjonalnej wymaga produkcji heterologicznej przy użyciu technik rekombinowanych.
Produkcja białek rekombinowanych miała duży wpływ na badania w dziedzinie nauk przyrodniczych. Wiele białek wyprodukowano w sposób rekombinowany, a ich strukturę i funkcję przeanalizowano w wysokiej rozdzielczości. Programy genomiki strukturalnej wykorzystały wyjaśnienie genomów wielu organizmów do zajęcia się repertuarem produktów genowych całych organizmów w trybie wysokoprzepustowym (HT). W ten sposób określono tysiące struktur białkowych. Do tej pory najpowszechniej stosowanym systemem do produkcji rekombinowanych białek była E. coli, a na przestrzeni lat opracowano i udoskonalono wiele systemów ekspresji do produkcji heterologicznej w tym gospodarzu. Plazmidy kryjące w sobie mnóstwo funkcji umożliwiających produkcję białek u E. coli wypełniają całe katalogi komercyjnych dostawców.
Jednakże, E. coli ma pewne ograniczenia, które sprawiają, że nie nadaje się do produkcji wielu białek eukariotycznych, a w szczególności kompleksów białkowych z wieloma podjednostkami. Dlatego produkcja białka w gospodarzach eukariotycznych staje się w ostatnich latach coraz częściej wybieraną metodą. Szczególnie dobrze nadającym się systemem do produkcji białek eukariotycznych jest system wektorów ekspresyjnych bakulowirusa (BEVS), który opiera się na rekombinowanym bakulowirusie przenoszącym heterologiczne geny w celu infekowania kultur komórek owadów hodowanych w laboratorium. System MultiBac jest niedawno opracowanym BEVS, który jest specjalnie dostosowany do produkcji eukariotycznych kompleksów białkowych z wieloma podjednostkami (ryc. 1). MultiBac został po raz pierwszy wprowadzony na rynek w 2004 roku. 13 Od momentu wprowadzenia na rynek, MultiBac jest stale udoskonalany i usprawniany w celu uproszczenia obsługi, poprawy jakości docelowego białka i ogólnego udostępnienia systemu użytkownikom niebędącym specjalistami poprzez opracowanie skutecznych standardowych procedur operacyjnych (SOP). 4 MultiBac został wdrożony w wielu laboratoriach na całym świecie, w środowisku akademickim i przemyśle. Na EMBL w Grenoble Komisja Europejska wdrożyła ponadnarodowe programy dostępu, aby zapewnić szkolenia eksperckie na platformie MultiBac dla naukowców, którzy chcieliby wykorzystać ten system produkcji do rozwoju swoich badań. Struktura i funkcja wielu kompleksów białkowych, które do tej pory były niedostępne, została wyjaśniona na podstawie próbek wytworzonych za pomocą MultiBac. 4 Poniżej podsumowano podstawowe etapy produkcji MultiBac w protokołach obowiązujących w zakładzie MultiBac w EMBL Grenoble.