DE102006011918A1 - New recombinant nucleic acid, useful for controlled expression of foreign sequences, includes a regulatory unit, the tet-operator and an independent origin of replication - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül zur Expression mindestens einer Femd-Nukleinsäure, deren Transkription unter der Kontrolle zumindest einer regulatorischen Einheit steht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Expression mindestens einer Fremd-Nukleinsäure, bei dem die Fremd-Nukleinsäure in das Nukleinsäuremolekül kloniert wird. Das rekombinante Nukleinsäuremolekül umfasst mindestens einen Operator (tet-Operator) zur Bindung eines Tetrazyklin-Repressor-Moleküls, der zwischen dem die Fremd-Nukleinsäure umfassenden Sequenzabschnitt und der regulatorischen Einheit positioniert ist, und mindestens einen Replikationsursprung (oriP) zur selbstständigen Replikation des Nukleinsäuremoleküls.The invention relates to a recombinant nucleic acid molecule for expressing at least one foreign nucleic acid, the transcription of which is under the control of at least one regulatory unit. The invention further relates to a method for expressing at least one foreign nucleic acid, in which the foreign nucleic acid is cloned into the nucleic acid molecule. The recombinant nucleic acid molecule comprises at least one operator (tet operator) for binding a tetracycline repressor molecule, which is positioned between the sequence segment comprising the foreign nucleic acid and the regulatory unit, and at least one origin of replication (oriP) for independent replication of the nucleic acid molecule.
Description
Die Erfindung betrifft ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül zur Expression mindestens einer Fremd-Nukleinsäure, deren Transkription unter der Kontrolle zumindest einer regulatorischen Einheit steht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Expression mindestens einer Fremd-Nukleinsäure, bei dem die Fremd-Nukleinsäure in das Nukleinsäuremolekül kloniert wird.The The invention relates to a recombinant nucleic acid molecule for expression at least a foreign nucleic acid, whose transcription is under the control of at least one regulatory Unit stands. The invention further relates to a method for expression at least one foreign nucleic acid, in which the foreign nucleic acid cloned into the nucleic acid molecule becomes.
Der klassische Ansatz zur heterologen Proteinexpression in Mammalia-Zelllinien beruht auf Plasmiden (z.B. pcDNA3), die eine cDNA stromabwärts von einem starken viralen Promotor tragen. Im Rahmen einer stabilen Transfektion unter Antibiotika-Selektion überleben nur die Zellen, die das Plasmid in ihr Genom integrieren. In den überlebenden Zellen wird das gewünschte Protein dauerhaft (= konstitutiv) hergestellt. Die konstitutive Expression ist aber grundsätzlich ungünstig, beispielsweise wenn das Protein toxisch für die Zelle ist, was im Extremfall bereits während der Selektionsphase zu einem Absterben der gewünschten Zellen führt. Eine steuerbare Expression vermeidet diesen Nachteil. Dabei ist die Expression zunächst ausgeschaltet und wird nur bei Bedarf durch Zugabe eines Induktors eingeschaltet. Es gibt mehrere Systeme zur gesteuerten Expression von Proteinen in Mammalia-Zellen. Breite Anwendung findet das Tet-System, welches auf dem Tetrazyklin-Repressor beruht. Im einfachsten Fall (Yao et al., 1998) bindet hierbei der Tet-Repressor an seine Operator-Sequenz und blockiert damit die Transkription einer stromabwärts liegenden cDNA. Durch Zusatz von Tetrazyklin oder dessen Analogon Doxyzklin in das Kulturmedium wird die Expression eingeschaltet, wobei der Induktor an den Repressor bindet, der daraufhin den Operator freigibt. Kompliziertere Varianten wurden von Bujard und Kollegen entwickelt (Tet-On bzw. Tet-Off) (Gossen et al., 1994; Gossen and Bujard, 1992). Explizite Vorteile dieser steuerbaren Expression sind erstens die Möglichkeit der Dosierung der Expression durch Veränderung der Konzentration des Induktors und zweitens ein homogener Hintergrund. Bei der dauerhaften Expression müssen dagegen zwei separate Zelllinien (mit (= Vektor plus cDNA) und ohne (= Leervektor) Expression der cDNA) angelegt werden, um die Funktion des Proteins zu untersuchen. Während der Selektion kön nen dabei sekundäre Veränderungen entstehen, die die Vergleichbarkeit der Zelllinien aufheben.Of the classical approach to heterologous protein expression in mammalian cell lines based on plasmids (e.g., pcDNA3) containing a cDNA downstream of carry a strong viral promoter. As part of a stable Transfection under antibiotic selection only survive the cells that integrate the plasmid into their genome. In the surviving cells that will desired Protein produced permanently (= constitutively). The constitutive Expression is basically unfavorable, for example, if the protein is toxic to the cell, which in extreme cases already during the selection phase leads to death of the desired cells. A controllable expression avoids this disadvantage. Here is the expression first is switched off and only on demand by adding an inductor switched on. There are several systems for controlled expression of proteins in mammalian cells. Widely used is the Tet system, which is based on the tetracycline repressor. In the simplest case (Yao et al., 1998), the Tet repressor binds to its Operator sequence, thus blocking the transcription of a downstream cDNA. By addition of tetracycline or its analogue Doxyzklin in the culture medium, the expression is turned on, wherein the inductor binds to the repressor, who then releases the operator. complicated Variants were developed by Bujard and colleagues (Tet-On and Tet-Off) (Gossen et al., 1994; Gossen and Bujard, 1992). Explicit benefits This controllable expression, first, the possibility of dosing the Expression through change the concentration of the inductor and secondly a homogeneous background. In the case of permanent expression must however, two separate cell lines (with (= vector plus cDNA) and without (= Empty vector) expression of the cDNA) can be applied to the function of the protein. While of the selection doing secondary changes arise, which abolish the comparability of the cell lines.
Bei dem Flp-InTM-T-RExTM-System (kurz FIT-System) der Fa. Invitrogen wird in der 1. Transfektion ein Plasmid im Genom integriert, welches eine FRT-Sequenz trägt (= FLP recombinase target site). In der 2. Transfektion wird ein Expressionsplasmid für den Tet-Repressor an einer anderen Stelle im Genom integriert. Bei der 3. Transfektion werden schließlich zwei Plasmide gleichzeitig transfiziert, pOG44, ein Expressionsplasmid für die FLP-Rekombinase, und pcDNA5/FRT/TO plus cDNA. Die transient exprimierte Rekombinase fügt das pcDNA5-Plasmid in die genomische FRT-Stelle ein. Dem Resistenzgen auf dem pcDNA5-Plasmid fehlt das Start-Codon, so dass bei zufälliger Integration des Plasmids in das Genom keine resistenten Zellen entstehen. Nur bei geordnetem Einbau über die FRT-Stelle entstehen resistente Zellen. Daraus resultiert homogenes Zellmaterial, so dass die in anderen Systemen erforderliche klonale Vereinzelung und Testung einzelner Zellklone (wegen der zufälligen Plasmidintegration an unterschiedliche Positionen im Genom) hier nicht erforderlich ist. Es ist aber ein Nachteil dieses Systems, dass die Transfektion einer Zelllinie 10 Wochen dauert (alle 3 Transfektionen nacheinander, inklusive jeweils klonaler Vereinzelung nach den ersten beiden Transfektionen) oder mindestens 3 Wochen benötigt werden, wenn die Zelllinie nach den ersten beiden Transfektionen zugekauft wird, was wiederum die Kosten deutlich erhöht. Der entscheidende Nachteil der bekannten Systeme liegt aber vor allem darin, dass eine erfolgreiche Rekombination ein seltenes Ereignis ist, so dass die Effizienzen der Transfektionen sehr gering sind.In the case of the Flp-In ™ -T-REx ™ system (short FIT system) from Invitrogen, a plasmid is integrated in the first transfection into the genome which carries an FRT sequence (= FLP recombinase target site). In the second transfection, an expression plasmid for the Tet repressor is integrated at another site in the genome. Finally, in the third transfection, two plasmids are transfected simultaneously, pOG44, an expression plasmid for the FLP recombinase, and pcDNA5 / FRT / TO plus cDNA. The transiently expressed recombinase inserts the pcDNA5 plasmid into the genomic FRT site. The resistance gene on the pcDNA5 plasmid lacks the start codon, so that upon random integration of the plasmid into the genome no resistant cells arise. Resistant cells are formed only if ordered via the FRT site. This results in homogeneous cell material, so that the clone singulation and testing of individual cell clones required in other systems (because of the random plasmid integration at different positions in the genome) is not required here. However, it is a disadvantage of this system that the transfection of a cell line takes 10 weeks (all 3 transfections in succession, including each clonal separation after the first two transfections) or at least 3 weeks are needed if the cell line is purchased after the first two transfections, which in turn significantly increases costs. The decisive disadvantage of the known systems, however, lies above all in the fact that a successful recombination is a rare event, so that the efficiencies of the transfections are very low.
Aus der WO 99/00510 A1 sind ein Verfahren und ein Vektor zur gesteuerten Expression eines Fremd-DNA-Gens in Säugerzellen bekannt, wobei die Transkription durch den mit Tetrazyklin induzierbaren Tetrazyklinresistenz-Operator (tet-Operator) kontrolliert wird. Der rekombinante Vektor enthält einen Säugetier-Promotor mit einem TATA-Element, zumindest einen tet-Operator und das Fremd-DNA-Gen. Dieser Vektor beinhaltet entweder zusätzlich auch das Gen für den Tetrazyklin-Repressor (tet-Repressor) oder er wird in Zellen eingebracht, die das Tetrazyklin-Repressor-Protein (tet-Repressor) konstitutiv exprimieren. Durch Zugabe von Tetrazyklin kann dann die Expression des Fremdproteins induziert werden. Die hier verwendeten viralen Vektoren integrieren dabei in das Genom der Wirtszellen, d. h. es ist eine klonale Vereinzelung erforderlich und die Effizienz des Verfahrens ist sehr gering.Out WO 99/00510 A1 discloses a method and a controlled vector Expression of a foreign DNA gene in mammalian cells known, the Transcription by the tetracycline inducible tetracycline resistance operator (tet operator) is controlled. The recombinant vector contains a mammalian promoter with a TATA element, at least one tet operator and the foreign DNA gene. This vector either additionally contains the gene for the tetracycline repressor (Tet repressor) or it is introduced into cells containing the tetracycline repressor protein (tet repressor) constitutively express. By adding tetracycline then the expression of the foreign protein can be induced. The Here used viral vectors integrate into the genome the host cells, d. H. it is a clonal separation required and the efficiency of the process is very low.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Nukleinsäure und ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die eine schnelle und effektive Proteinexpression ermöglichen.It Object of the invention, a nucleic acid and a method of the initially mentioned type available to provide a fast and effective protein expression.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül gelöst, das mindestens einen Operator (tet-Operator) zur Bindung eines Tetrazyklin-Repressor-Moleküls, der zwischen dem die Fremd-Nukleinsäure umfassenden Sequenzabschnitt und der regulatorischen Einheit positioniert ist, und mindestens einen Replikationsursprung (oriP) zur selbstständigen Replikation des Nukleinsäuremoleküls umfasst.The object is achieved by a recombinant nucleic acid molecule, the at least one operator (tet operator) for binding a tetracycline repressor molecule, which is positioned between the sequence comprising the foreign nucleic acid sequence and the regulatory unit, and at least one replication origin (oriP) for independent replication of the nucleic acid molecule.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner durch ein Verfahren zur Expression mindestens einer Fremd-Nukleinsäure gelöst, das durch die folgenden Schritte charakterisiert ist:
- a) Klonieren der Fremd-Nukleinsäure in das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül,
- b) Einbringen des Nukleinsäuremoleküls in geeignete Zellen,
- c) Stabile, episomale Vermehrung des Nukleinsäuremoleküls in den Zellen und
- D) Inkubation der transfizierten Zellen mit einer Substanz (Induktor), vorzugsweise mit Tetrazyklin oder Doxyzyklin als Induktor, welche die Expression der Fremd-Nukleinsäure induziert.
- a) cloning of the foreign nucleic acid into the nucleic acid molecule according to the invention,
- b) introducing the nucleic acid molecule into suitable cells,
- c) Stable, episomal propagation of the nucleic acid molecule in the cells and
- D) incubation of the transfected cells with a substance (inducer), preferably with tetracycline or doxycycline as an inducer, which induces the expression of the foreign nucleic acid.
Das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül wird, beispielsweise wie das Epstein-Barr-Virus, stabil episomal vermehrt, d.h. eine Integration in das Genom findet nicht statt (Yates et al., 1985; Young et al., 1988). Während bei einer klassischen Integration aus 10 Millionen transfizierten Zellen lediglich ca. 100 Klone resultieren, womit die Erfolgsquote bei höchstens 0.001 % liegt, sind nach der Transfektion des erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküls ca. 1 % der transfizierten Zellen stabil vermehrungsfähig (Leight and Sugden, 2001). Folglich läuft das erfindungsgemäße Verfahren mindestens 1000-mal effizienter ab als die herkömmlichen Verfahren. Das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül enthält dabei alle Elemente für eine mittels Tetrazyklin steuerbare Expression, so dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich eine einzige Transfektion erforderlich ist. Daraus entsteht insgesamt eine enorme Zeitersparnis, denn die Transfektion einer Zelllinie dauert beim erfindungsgemäßen Verfahren nur noch ca. 1 Woche, statt wie bisher mindestens 3 Wochen (FIT-System). Während die bekannten Syteme Rekombinase-abhängig sind, also aufgrund der geringen Rekombinationswahrscheinlichkeit eine sehr geringe Effizienz aufweisen, kommt das erfindungsgemäße Verfahren ohne Rekombinase aus, d. h. mit einer einzigen Transfektion werden alle benötigten Elemente in die Zellen eingeschleust. Die Erfolgsquote liegt deshalb nahezu bei 100%.The Nucleic acid molecule according to the invention for example, like the Epstein-Barr virus, stably episomally proliferated, i.e. an integration into the genome does not take place (Yates et al., 1985; Young et al., 1988). While at a classic Integration of 10 million transfected cells only approx. 100 clones result, bringing the success rate at most 0.001%, approx. 1 after transfection of the nucleic acid molecule according to the invention % of the transfected cells stably reproducible (Leight and Sugden, 2001). consequently is that going? inventive method at least 1000 times more efficient than conventional methods. The nucleic acid molecule according to the invention contains all elements for a controllable by tetracycline expression, so that in the inventive method only a single transfection is required. That turns into Overall, a huge time savings, because the transfection of a Cell line takes in the process according to the invention only about 1 week instead of the previous 3 weeks (FIT-System). While the Known systems recombinase-dependent are due to the low recombination probability have a very low efficiency, the process of the invention comes without recombinase, d. H. be with a single transfection all needed Elements are introduced into the cells. The success rate is therefore almost at 100%.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül mindestens einen Sequenzabschnitt enthält, der eine das Tetrazyklin-Repressor-Molekül kodierende Nukleinsäuresequenz umfasst. Hierdurch kann die vollständige Transfektion zeitsparend auch dann in nur einem Schritt durchgeführt werden, wenn die Wirtszelle den Tetrazyklin-Repressor nicht konstitutiv exprimiert. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül eine Kassette zur Expression des Tetrazyklin-Repressor-Moleküls (tet-Repressor) umfasst. Diese kann beispielsweise einen geeigneten Promotor und vorzugsweise ein eukaryontisches Strukturgen, beispielsweise ein β-Globulin-Intron, zur Imitation einer eukaryontischen Expression umfassen. Zusätzlich kann sich an die Nukleinsäuresequenz, die den Tetrazyklin-Repressor kodiert, ein polyA-Signal anschließen.In Advantageous embodiment of the invention is provided that the Nucleic acid molecule according to the invention at least contains a sequence section, the nucleic acid sequence encoding the tetracycline repressor molecule includes. This makes the complete transfection time-saving even then be done in just one step, if the host cell the tetracycline repressor is not constitutively expressed. In this In this case, it is advantageous if the nucleic acid molecule according to the invention is a cassette for expression of the tetracycline repressor molecule (tet repressor). This can, for example, a suitable Promoter and preferably a eukaryotic structural gene, for example a β-globulin intron, to imitate eukaryotic expression. In addition, can to the nucleic acid sequence, which encodes the tetracycline repressor, connect a polyA signal.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sequenzabschnitt, der die das Tetrazyklin-Repressor-Molekül kodierende Nukleinsäuresequenz umfasst, und der Sequenzabschnitt, der eine die Fremd-Nukleinsäure kodierende Nukleinsäuresequenz umfasst, in Bezug auf die Transkriptionsrichtung gleich orientiert sind. Bei gleicher Orientierung dieser beiden Bestandteile im Molekül kann eine effektive Transfektion mit hoher Transfektionsrate und starker anschließender Expression des Fremdproteins gewährleistet werden.In particularly advantageous embodiment of the invention is provided that the sequence portion encoding the tetracycline repressor molecule nucleic acid sequence and the sequence portion encoding a foreign nucleic acid nucleic acid sequence includes, with respect to the direction of transcription oriented the same are. With the same orientation of these two components in the molecule, a effective transfection with high transfection rate and strong subsequent expression of the foreign protein become.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül ein ringförmiger DNA-Vektor, vorzugsweise ein episomales Plasmid. Bei der Verwendung eines selbst-replizierenden, episomalen Plasmids, das beispielsweise für humane und Primatenzellen spezifische Epstein-Barr-Virus-Komponenten enthält, kann das erfindungsgemäße Verfahren optimal an die in der Biomedizin hauptsächlich verwendeten humanen Zelllinien angepasst werden. Die Größe der erfindungsgemäßen Plasmide, beispielsweise des Plasmids pEBTet (z.B. 13.3 kb inkl. cDNA), im Vergleich zu beispielsweise pcDNA5-Plasmiden (z.B. 6.9 kb inkl. cDNA) ist dabei nicht problematisch, d. h. hat keine negativen Auswirkungen auf die Effizienz des Verfahrens.Preferably if the nucleic acid molecule according to the invention is an annular DNA vector, preferably an episomal plasmid. When using a self-replicating, episomal plasmid, for example, for human and primate cells contains specific Epstein-Barr virus components, the inventive method optimally to the human biomedicine mainly used Cell lines are adapted. The size of the plasmids according to the invention, for example, the plasmid pEBTet (e.g., 13.3 kb including cDNA), in Comparison to, for example, pcDNA5 plasmids (e.g., 6.9 kb incl. cDNA) is not problematic, d. H. has no negative effects on the efficiency of the process.
Insbesondere, wenn das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül ein ringförmiger DNA-Vektor ist, sollten sowohl die Kassette zur Expression des Tetrazyklin-Repressor-Moleküls als auch die regulatorische Einheit zur Steuerung der Transkription der Fremd-Nukleinsäure, der tet-Operator und der die Fremd-Nukleinsäure umfassende Sequenzabschnitt im Molekül derart angeordnet und orientiert sein, dass die Transkription jeweils in der gleichen Richtung verläuft. Bei dieser Konstruktion des Vektors wird in vorteilhafter Weise eine hohe Transfektionsrate mit starker anschließender Expression des Fremdproteins gewährleistet.Especially, when the nucleic acid molecule of the invention is an annular DNA vector should be both the cassette for expression of the tetracycline repressor molecule and the regulatory unit for controlling the transcription of the foreign nucleic acid, the tet operator and the foreign nucleic acid comprising Sequence section in the molecule be arranged and oriented so that the transcription respectively in the same direction. In this construction of the vector is advantageously a high transfection rate with strong subsequent expression of the foreign protein guaranteed.
Wenn mehrere, vorzugsweise zwei, tet-Operatoren vorgesehen sind, kann die Expression des Fremdproteins in Abwesenheit des Induktors praktisch vollständig unterdrückt werden.If several, preferably two, tet operators are provided may the expression of the foreign protein in the absence of the inducer practically Completely repressed become.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküls ist vorgesehen, dass die regulatorische Einheit zur Steuerung der Transkription der Fremd-Nukleinsäure ein Promotor, vorzugsweise der CMV-Promotor, ist.In Further embodiment of the nucleic acid molecule according to the invention is provided, that the regulatory unit to control transcription the foreign nucleic acid a promoter, preferably the CMV promoter.
Vorzugsweise enthält die Promotorsequenz den (oder die) tet-Operator-Sequenz(en).Preferably contains the promoter sequence the (or the) tet operator sequence (s).
Vorzugsweise ist die Fremd-Nukleinsäure eine cDNA-Sequenz.Preferably is the foreign nucleic acid a cDNA sequence.
Die Kassette zur Expression des Tetrazyklin-Repressor-Moleküls umfasst vorzugsweise einen Promotor, insbesondere den RSV-LTR-Promotor, und vorzugsweise ein Gen eines eukaryontischen Peptids oder Proteins, insbesondere das Kaninchen β-Globulin-Intron II.The Cassette for expression of the tetracycline repressor molecule preferably a promoter, in particular the RSV LTR promoter, and preferably a gene of a eukaryotic peptide or protein, in particular the rabbit β-globulin intron II.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküls ist ferner vorgesehen, dass oriP der Replikationsursprung des Epstein-Barr-Virus ist und/oder das Molekül zusätzlich eine Kassette zur Expression des Epstein-Barr-Nuclear-Antigen 1 (EBNA-1) umfasst. Diese Konstruktion des Vektors mit für humane und Primatenzellen spezifischen Epstein-Barr-Virus-Komponenten ermöglicht die selbstständige episomale Replikation des Moleküls und gleichzeitig eine optimale Anpassung des erfindungsgemäßen Verfahrens an die in der Biomedizin hauptsächlich verwendeten humanen Zelllinien.In Advantageous embodiment of the nucleic acid molecule according to the invention is also provided that oriP the replication origin of Epstein-Barr virus is and / or the molecule additionally a cassette for expression of Epstein-Barr Nuclear Antigen 1 (EBNA-1). This construction of the vector with for human and primate cells specific Epstein-Barr virus components allows the self-reliant episomal Replication of the molecule and at the same time an optimal adaptation of the method according to the invention to those in biomedicine mainly used human cell lines.
Die Erfindung umfasst insbesondere auch ein Nukleinsäuremolekül mit einer Nukleotidsequenz, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einer
- a) rekombinanten Nukleotidsequenz, welche eine Kassette zur Expression einer beliebigen Nukleinsäure, vorzugsweise einer cDNA, mit mindestens einem Operator zur Bindung eines Tetrazyklin-Repressor-Moleküls, eine Kassette zur Expression des Tetrazyklin-Repressors, eine Kassette zur Expression des Epstein-Barr-Nuclear-Antigen 1 (EBNA-1) und einen Epstein-Barr-Virus-Replikationsursprung umfasst;
- b) rekombinanten Nukleotidsequenz, welche eine beliebige Kombination der Nukleotidsequenzen gemäß Seq ID No: 2, 3, 4 und 7 oder der Nukleotidsequenzen gemäß Seq ID No: 2 bis 5 und 7 umfasst;
- c) rekombinanten Nukleotidsequenz gem Seq ID No: 1 oder Seq ID No: 9;
- d) Nukleotidsequenz, welche sich von den Nukleotidsequenzen gemäß a), b) oder c) durch den Austausch zumindest eines Codons gegen ein synony mes Codon unterscheidet;
- e) Nukleotidsequenz, deren komplementärer Strang mit den Nukleotidsequenzen gemäß a), b), c) oder d) hybridisiert;
- f) Nukleotidsequenz, welche zu mindestens 80 %, vorzugsweise 90 %, insbesondere 95 %, mit der Nukleotidsequenz gemäß a), b), c), d) oder e) identisch ist;
- g) Nukleotidsequenz, welche dem komplementären Strang der Nukleotidsequenzen gemäß a) bis f) entspricht.
- a) recombinant nucleotide sequence which comprises a cassette for expression of any nucleic acid, preferably a cDNA, with at least one operator for binding a tetracycline repressor molecule, a cassette for expression of the tetracycline repressor, a cassette for expressing the Epstein-Barr nuclear Antigen 1 (EBNA-1) and an Epstein-Barr virus origin of replication;
- b) recombinant nucleotide sequence comprising any combination of the nucleotide sequences according to SEQ ID NO: 2, 3, 4 and 7 or the nucleotide sequences according to SEQ ID NO: 2 to 5 and 7;
- c) recombinant nucleotide sequence according to ID No: 1 or SEQ ID No: 9;
- d) nucleotide sequence which differs from the nucleotide sequences according to a), b) or c) by the exchange of at least one codon for a synonymous mes codon;
- e) nucleotide sequence whose complementary strand hybridizes with the nucleotide sequences according to a), b), c) or d);
- f) nucleotide sequence which is identical to at least 80%, preferably 90%, in particular 95%, with the nucleotide sequence according to a), b), c), d) or e);
- g) nucleotide sequence which corresponds to the complementary strand of the nucleotide sequences according to a) to f).
Die Erfindung umfasst ferner Zellen, welche das erfindungsgemäße Nukleinsäuremolekül enthalten, Zellkulturen und transgene Tiere, welche diese Zellen enthalten, und Proteine, die mittels des erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküls, der genannten Zellen und/oder der genannten transgenen Tiere hergestellt wurden.The The invention further encompasses cells containing the nucleic acid molecule of the invention cell cultures and transgenic animals containing these cells and proteins, the means of the nucleic acid molecule according to the invention, the said cells and / or said transgenic animals.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand der Abbildungen und Ausführungsbeispiele beispielhaft näher erläutert.The The invention will be explained below with reference to the figures and exemplary embodiments exemplified in more detail.
In den Abbildungen zeigtIn shows the pictures
- 1) pUC-Replikationsursprung und Ampicillin-Resistenzgen für die Vermehrung in E. coli,
- 2) Kassette zur Expression eines Proteins für Puromycin-Resistenz in Mammalia-Zellen (mit SV40-Promotor und Polyadenylierungssignal (SV40 late)),
- 3) Kassette zur Expression des Tetrazyklin-Repressors (Tet-Repressor, Seq ID No: 2; mit RSV-LTR-Promotor, beta-Globin-Intron II (Kaninchen, Seq ID No: 5) und Polyadenylierungssignal (SV40 late)),
- 4) Kassette zur Expression beliebiger cDNAs (hier ohne cDNA-Insert) mit CMV-Promotor (Seq ID No: 8) inkl. 2 × Tet-Operator (Seq ID No: 7), Klonierungsregion (multiple cloning site) und Polyadenylierungssignal (BGH), und
- 5) Epstein-Barr-Virus-Replikationsursprung (oriP, Seq ID No: 3) und Kassette zur Expression von EBNA-1 (Seq ID No: 4).
- 1) pUC origin of replication and ampicillin resistance gene for propagation in E. coli,
- 2) cassette for expression of a protein for puromycin resistance in mammalian cells (with SV40 promoter and polyadenylation signal (SV40 late)),
- 3) cassette for expression of the tetracycline repressor (Tet repressor, SEQ ID No: 2, with RSV LTR promoter, beta globin intron II (rabbit, Seq ID No: 5) and polyadenylation signal (SV40 late)),
- 4) cassette for expression of any cDNAs (here without cDNA insert) with CMV promoter (Seq ID No: 8) including 2 × Tet operator (Seq ID No: 7), cloning site (multiple cloning site) and polyadenylation signal (BGH ), and
- 5) Epstein-Barr virus origin of replication (oriP, Seq ID No: 3) and cassette for expression of EBNA-1 (Seq ID No: 4).
pEBTet basiert auf dem Plasmid pCEP-Pu (Kohfeldt et al., 1997). Erfindungsgemäß wurde eine Kassette zur Expression des Tet-Repressors (Yao et al. 1998) und eine Kassette zur steuerbaren Expression einer beliebigen cDNA hinzugefügt. Die Epstein-Barr-Virus-Elemente oriP und EBNA-1 sorgen für eine episomale Vermehrung des Plasmids in humanen und Primatenzelllinien, d.h. eine Integration in das Genom findet nicht statt. Eine klonale Vereinzelung ist also nicht erforderlich, da das Plasmid nicht in das Genom integriert. Die Selektion der transfizierten Zellen erfolgt durch Inkubation mit Puromycin (3 μg/ml). Nach der Selektionsphase kann die Expression der cDNA durch Zugabe von Tetrazyklin oder Doxyzyklin (1 μg/ml) in das Kulturmedium eingeschaltet werden. Im Grundzustand (= ausgeschaltet) wird praktisch keine mRNA produziert.pEBTet based on the plasmid pCEP-Pu (Kohfeldt et al., 1997). According to the invention was a cassette for the expression of the Tet repressor (Yao et al., 1998) and a cassette for controllably expressing any cDNA added. The Epstein-Barr virus elements oriP and EBNA-1 provide episomal multiplication of the plasmid in human and primate cell lines, i. an integration into the genome does not take place. A clonal singulation is so not required because the plasmid is not integrated into the genome. The selection of the transfected cells is carried out by incubation with puromycin (3 μg / ml). After the selection phase, the expression of the cDNA by addition of tetracycline or doxycycline (1 μg / ml) into the culture medium become. In the ground state (= switched off) there is virtually no mRNA produced.
Beispiel 1: Einschalten der Proteinexpression durch Vorinkubation mit Doxyzyklin steigert die Aufnahme von Ergothionein in pEB-Tet/ETTh-transfizierte ZellenExample 1: Turn on protein expression by pre-incubation with doxycycline increases the uptake of ergothioneine into pEB-Tet / ETTh-transfected cells
Der
endogene Ergothionein-Gehalt beider Zellsorten wurde durch Inkubation
(1 min) mit KRH-Puffer ohne Zusatz von Ergothionein bestimmt und
von den Gesamtaufnahmen in Gegenwart von Substrat subtrahiert. Gezeigt
wird in
Die
cDNA des humanen Ergothionein-Transporters ETTh (Gensymbol SLC22A4)
mit vollständigem offenen
Leserahmen wurde über
die Hin dIII- und Not I-Stellen in den Vektor pEBTet (Seq ID No:
9) eingesetzt. Mit dem resultierenden Konstrukt, pEBTet/ETTh, wurden
293-Zellen, eine humane embryonale Nierenzelllinie, transfiziert.
Die aus der Selektion mit 3 μg/ml
Puromycin hervorgegangenen Zellen wurden in Poly-Ornithin-beschichteten
Polystyrolschäl chen
(Durchmesser ca. 6 cm) ausgesät
und ca. 3 Tage inkubiert. In den letzten 16 h vor dem Funktionstest
wurde eine Hälfte
der Schälchen
mit 1 μg/ml
Doxyzyklin inkubiert, um die Expression des Transporters einzuschalten.
Im Rahmen des Funktionstests wurden die Schäfchen 20 min in 4.0 ml KRH-Puffer
(5.6 mM (+)-Glucose, 125 mM NaCl, 4.8 mM KCl, 1.2 mM KH2PO4, 1.2 mM CaCl2,
1.2 mM MgSO4 und 25 mM HEPES-NaOH pH 7.4)
bei 37 °C
vorinkubiert und anschließend
für 1 min
mit 2 ml 10 μmol/l
Ergothionein (ET) in KRH-Puffer inkubiert. Die Zellen wurden abschließend viermal
mit je 4 ml eiskaltem KRH-Puffer gewaschen, um extrazelluläres ET zu
entfernen, und dann mit 4 mmol/l HClO4 aufgeschlossen.
Der ET-Gehalt der Lysate wurde mittels LC-MS/MS bestimmt. Die Auswertung
der Daten (
Beispiel 2: Fluoreszenznachweis der Steuerung der Expression einer ETTh-GFP-Chimäre durch Vorinkubation mit DoxyzyklinExample 2: Fluorescence detection controlling the expression of an ETTh-GFP chimera by preincubation with doxycycline
Die
eingesetzten 293-Zellen waren mit pEBTet/ETTh-GFP transfiziert und
mit Puromycin selektiert worden. Die Anfärbung mit Trypanblau zeigt
die Zellmembranen aller Zellen im Sichtfeld (
Die
cDNA des humanen Ergothionein-Transporters ETTh (Gensymbol SLC22A4)
wurde am C-Terminus mit einer cDNA für das grün-fluoreszierende Protein (E-GFP)
verknüpft,
um ein chimäres
Protein herstellen zu können.
Die chimäre
cDNA wurde über
die Hin dIII- und Not I-Stellen in den Vektor pEBTet (Seq ID No:
9) eingesetzt. Mit dem resultierenden Konstrukt, pEBTet/ETTh- GFP, wurden 293-Zellen,
eine humane embryonale Nierenzelllinie, transfiziert. Die aus der
Selektion mit 3 μg/ml
Puromycin hervorgegangenen Zellen wurden in Polystyrolschälchen auf
Poly-Ornithin-beschichtete Deckgläschen (Durchmesser 12 mm) ausgesät und ca. 2
Tage inkubiert. In den letzten 16 h vor der Analyse wurde eine Hälfte der
Deckgläschen
mit 1 μg/ml
Doxyzyklin inkubiert, um die Expression des GFP-markierten Transporters
einzuschalten. Nach einer Wäsche
mit 1 × PBS
wurden die Zellen 3 min bei Raumtemperatur mit 0.02% Trypanblau
in 1 × PBS
gefärbt.
Nach erneuter Wäsche
mit 1 × PBS
wurden die Deckgläschen
mit den unfixierten Zellen auf Objektträger aufgelegt und unter dem
Fluoreszenz-Mikroskop analysiert (
Literatur:Literature:
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- 2006-02-07 DE DE102006011918A patent/DE102006011918A1/en not_active Withdrawn
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