$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Dwa systemy ekspresji białek były powszechnie używane do produkcji białek: systemy ekspresji białek prokariotów (system ekspresji genów Escherichia coli) i systemy ekspresji białek eukariotów. Jednym z popularnych systemów ekspresji białek eukariotycznych jest system wektorów ekspresyjnych bakulowirusa (BEVS)1. Bakulowirusy zostały po raz pierwszy użyte na całym świecie jako środki kontroli biologicznej szkodników rolniczych i leśnych. W ciągu ostatnich kilku dekad bakulowirusy zostały opracowane jako narzędzia biotechnologiczne dla wektorów ekspresji białek. Genomy bakulowirusów składają się z dwuniciowego kolistego DNA i otoczkowych nukleokapsydów2. Do tej pory zsekwencjonowano ponad siedemdziesiąt osiem izolatów bakulowirusa3. Opierając się na kaskadzie czasowej ekspresji genów bakulowirusa w komórkach owadów gospodarza, transkrypcję genu można podzielić na cztery kaskady czasowe, w tym geny natychmiastowo-wczesne, opóźnione-wczesne, późne i bardzo późne4.
BEVS zostały wyznaczone tak, że bardzo późne promotory genów (np. wielościan lub promotor p10) były używane do kierowania genami docelowymi, podczas gdy rekombinowany bakulowirus był generowany przez rekombinację homologiczną. Ekspresja obcych białek w komórkach owadów przez rekombinowanego bakulowirusa jest podobna do ekspresji białek ssaków w modyfikacjach potranslacyjnych (odpowiednich do produkcji glikoproteiny). W związku z tym bakulowirus jest szeroko stosowany5,6,7. Jednak jednym z ograniczeń jest obecność różnych szlaków N-glikozylacji w komórkach owadów7.
Dlatego też opracowano nowy system ekspresji wirusa bakulowirusa, system przejściowej ekspresji genów. System ten ulega ekspresji obcych genów pod wpływem promotorów natychmiast-wczesnych bakulowirusów (tj. promotora 1) w komórkach owadów. Dzięki zastosowaniu tego systemu, białko docelowe może być natychmiast wyrażane pod kontrolą promotora ie-1, jednocześnie modyfikując szlak N-glikozylacji w komórkach owadów, co skutkuje lepszymi oligosacharydami sprzężonymi z N7. Co więcej, geny bakulowirusa są transkrybowane przez polimerazę II RNA komórki gospodarza i nie wymagają żadnego czynnika wirusowego do aktywacji4. Dlatego obce białka mogą ulegać ekspresji w komórkach owadów w krótkim czasie. Do tej pory system przejściowej ekspresji genów jest jedną z najważniejszych technologii wykonywania testów funkcjonalnych białek w systemie hodowli komórkowych bakulowirusa in vitro. System może być stosowany do analizy funkcji bakulowirusa lub obcych białek. Jeden z dostępnych na rynku przejściowych systemów ekspresji genów opiera się na promotorach genu o natychmiastowej wczesnej fazie (IE) wirusa polihedrozy jądrowej Orgyia pseudotsugata multicapsid (OpMNPV) (promotory OpIE2 i OpIE1).
Jednak niższy poziom ekspresji obcych genów w komórkach owadów nadal stanowił problem, gdy zastosowano system ekspresji przejściowych genów oparty na promotorze OpIE8,9,10. W ten sposób skonstruowano kolejny przejściowy system ekspresji genów w oparciu o promotor genu białka szoku cieplnego Drosophila 70 (hsp70) 8,9. Promotor hsp70 działa skuteczniej niż bakuroliwirusowy promotor IE, gdy jest indukowany szokiem cieplnym w komórkach owadów10. W tym systemie geny docelowe ulegały ekspresji pod wpływem promotora szoku cieplnego Drosophila 70 (Dhsp70). Obce geny można łatwo sklonować do plazmidu o przejściowej ekspresji genów za pomocą metod klonowania opartych na PCR. Co więcej, kontrola czasu ekspresji genów może być przeprowadzona przez indukcję szoku cieplnego.
W tym raporcie, stosujemy podejście i wyrażamy trzy różne skrócenia genu bakulowirusa (inhibitor apoptozy 3, iap3 z Lymantria xylina MNPV) za pomocą systemu ekspresji białek przejściowych opartego na szoku cieplnym i dalej stosujemy te wyrażone białka do analizy aktywności antyapoptotycznej. System ten może albo szybko eksprymować obce białka, albo być dalej stosowany do oceny aktywności antyapoptotycznej białek w komórkach sf9, a jednocześnie może być stosowany do innych testów aktywności białek.