Цель состоит в том, чтобы производить масштабируемых количества линейных ковалентно замкнутой (LCC) ДНК minivectors с использованием простой и высокоэффективный одностадийный тепла , индуцируемого естественных условиях ДНК системы производства ministring в. ministrings ДНК обеспечивают безопасную и эффективную невирусный стратегию для доставки ДНК. Они сочетают в себе безопасность векторов LCC с эффективностью minicircles ДНК, а также предложить более безопасную альтернативу вирусные полученные векторы без ущерба для эффективности трансфекции.
Для того, чтобы система доставки трансгенов, чтобы быть успешным, вектор ДНК должна проникать в клетку-хозяина целевой и выражают кодированный трансген (ы). Есть несколько клеточные барьеры, которые необходимо преодолеть на практике, в частности, в системах млекопитающих. Для того чтобы избежать деградации при добавлении сыворотки нуклеаз и иммунной обнаружения с помощью ретикулоэндотелиальной системы, вектор ДНК должна быть био- и иммунной совместимостью с целевой системой. Незащищенный ДНК быстро усваиваются плазмы нуклеази плазмида мембрана состоит из плотных липопротеинов барьеров поэтому ДНК-вектор должен быть способен быстро пересекая плазматическую мембрану клеток-мишеней. После того, как в клетке, векторы должны пройти через цитоплазму и проходят через ядерную мембрану, чтобы войти в ядро для трансгенной экспрессии. Невирусные методы доставки генов сосредоточиться на повышении ткане и клеточной ориентации. Тем не менее, применение обычных плазмид с этими методами снижает эффективность трансфекции в связи с наличием иммуногенных бактериальных последовательностей, которые быстро Silences экспрессию гена 1,2. Обычные плазмиды, как правило, несут гены устойчивости к антибиотикам для поддержания в прокариотических системах. Тем не менее, это может привести к потенциально опасное воздействие на человека хостах или придавать устойчивость к природе хозяев флоры с помощью горизонтальных эффектов переноса генов. Обычные плазмиды также содержат динуклеотид CpG мотивы 2, которые могут вызвать нежелательную реакцию иммуностимулирующее, потенциальноуменьшения или глушителей экспрессии трансгена.
Поскольку они исключительно состоят из эукариотической экспрессионной кассеты, ДНК minivectors, такие как ДНК minicircles 3, являются лучшей альтернативой для доставки гена, они имеют улучшенные характеристики внеклеточную и внутриклеточную биодоступностью и улучшенную экспрессию гена из - за их уменьшенного размера и отсутствием иммуностимулирующих прокариотических элементов 4. Пониженные тарифы размер вектора лучше по отношению к устойчивости к касательных сил , связанных с введением в естественных условиях на целевом сайте 5. Чем выше число копий вектора на единицу массы требует меньшего количества реагента для трансфекции, что приводит к снижению токсичности. Тем не менее, в случае случайного вектора интеграции в хромосому хозяина, циркулярно ковалентно закрыт (CCC) векторов, включая как minicircles ДНК и обычных плазмид, придают молекулярную непрерывность и, следовательно, может привести к инсерционного мутагенеза, который может иметь разрушительные последствия 6. Для сравнения, интеграция линейного вектора ДНК разрушает хромосомы и инициирует пути клеточной гибели, тем самым удаляя мутантной клетки из пролиферирующих популяции клеток и предотвращения инсерционного мутагенеза 7. Минимализма иммунологически определяется экспрессия генов (Midge) векторов 8 и микро-линейных векторов 9 (MiLV) представляют собой векторы LCC ДНК , разработанные в лабораторных условиях . Векторы Мидж выставлен до улучшения экспрессии трансгенов в 17-кратном в естественных условиях по сравнению с обычными плазмидной ДНК векторы 11, и показали обнадеживающие результаты в вакцине 10 и рак 8 генной терапии. Кроме того, из - за кручения структуры LCC minivector, и меньшее количество реагента для трансфекции требуется по сравнению с CCC суперспирализована аналога, тем самым снижая токсичность 7.
Наши усовершенствованные векторы LCC ДНК, ministrings ДНК, продемонстрировали высокую эффективность экспрессии и bioavaiлабильность 7. Кроме того, ministrings ДНК производятся на тепловыделяющей индуцибельная естественных условиях производственной системы в одностадийном, целесообразной и экономически эффективной альтернативой Мидж и MiLV LCC векторы, которые требуют несколько этапов в пробирке. Производственная система ministring ДНК должна быть продемонстрирована простой тепловой индуцируемого процесс , выполняемый в естественных условиях, что делает его экономически более эффективно и легко масштабируются. Эта система эксплуатирует Yersinia энтероколитные бактериофага PY54 происхождения Tel / дружище protelomerase система 12 рекомбинации , чтобы отделить минимальную эукариотической кассету экспрессии из прокариотической плазмиды позвоночника. Мы проектировали клетки кишечной палочки (W3NN) , чтобы выразить Tel protelomerase под контролем теплового индуцируемого промотора бактериофага Х, či [Ts] 857 13. При экспрессии, Тель protelomerase действует на целевых сайтах дружище , присутствующих в "Супер Sequence" (SS) участков , расположенных на плазмиде предшественникас получением LCC продуктов, из которых ministring ДНК затем может быть очищен (рисунок 1). Участки SS на плазмиде предшественника ministring ДНК также кодируют целевые сайты для других рекомбиназ включая Cre рекомбиназой (LOX), символ TELN protelomerase (telRL) и Flp рекомбиназой (FRT), облегчая тем самым производство изогенных LCC и КТС minivectors из одной плазмиды - предшественника. Кроме того, каждый узел СС примыкают с обеих сторон энхансер SV40 (SV40e) последовательностей, которые служат для улучшения ядерной транслокации 14. Мы показали в другом месте , что последовательное добавление SV40e постепенно дает соответствующее увеличение эффективности трансфекции 7. Плазмида предшественник (пДНК MiniString или PDMS) содержит полилинкер (рисунок 1) для облегчения введения любого желаемого гена интереса к транскрипционной слияния с зеленым флуоресцентным репортер (GFP).
ДНК minivector технология можетиспользоваться вместо обычных методов переноса генов, экспрессию репортерных генов, а также оценки в отношении эффективности трансгенной экспрессии в эукариотических системах. ministrings ДНК сочетают биосовместимость и увеличение возможности повышения эффективности трансфекции векторов "мини" с превосходным профилем безопасности линейных ДНК-векторов. Наш надежный один шаг платформы производства быстро и легко производит ministrings ДНК для любого применения переноса генов и предлагает более высокий профиль безопасности.