1992年Goseen等人成功的利用原核基因調(diào)控元件構(gòu)建了四環(huán)素(tetracycline,Tet)真核細(xì)胞基因調(diào)控表達(dá)系統(tǒng)。目前,此系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用于基因功能和基因治療領(lǐng)域的研究。
1.四環(huán)素調(diào)控表達(dá)系統(tǒng)的基本原理
Tet調(diào)控表達(dá)系統(tǒng)通過誘導(dǎo)藥物(如四環(huán)素和強(qiáng)力霉素等)改變調(diào)控蛋白的構(gòu)象,從而達(dá)到調(diào)控目標(biāo)蛋白表達(dá)的目的。
Tet調(diào)控基因表達(dá)系統(tǒng)是以大腸桿菌Tn10轉(zhuǎn)座子上Tet抗性操縱子為基礎(chǔ)而建立的。Tet阻遏蛋白(Tet repressor protein, TetR)與Tet操縱子(Tet operator, TetO)能夠特異性結(jié)合。當(dāng)無誘導(dǎo)藥物存在時,TetR會與TetO結(jié)合,從而阻斷下游耐藥基因的表達(dá);當(dāng)有誘導(dǎo)藥物存在時,TetR的構(gòu)象會發(fā)生改變,并從TetO上脫離下來,使下游耐藥基因得以表達(dá),細(xì)菌從而獲得耐藥性。
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2. Tet-on調(diào)控系統(tǒng)
利用TetR和TetO特異性結(jié)合的特點(diǎn),多種類型的Tet調(diào)控系統(tǒng)逐漸發(fā)展起來。其中,應(yīng)用較廣泛的為Tet-on激活型系統(tǒng)。
Tet-on系統(tǒng)由調(diào)節(jié)表達(dá)載體和反應(yīng)表達(dá)載體組成。調(diào)節(jié)表達(dá)載體包含一個人巨細(xì)胞病毒早期啟動子(PhCMV)和反義Tet轉(zhuǎn)錄活化因子(reverse tetracycline transcriptional activator,rtTA)。其中rtTA由反義TetR(reverse TetR, rTetR)和單純皰疹病毒(HSV)VP16 蛋白C端的一段轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域融合而成。反應(yīng)表達(dá)載體由Tet應(yīng)答元件(Tet-responsive element, TRE)、CMV啟動子(minimal CMV promoter, PminCMV)及目的基因組成。其中TRE是7個重復(fù)的TetO序列。
Tet-on原理:
rtTA是由tTA突變4個氨基酸形成,它的表型與tTA相反。生理條件下,rtTA與TRE不結(jié)合,由于PminCMV缺少增強(qiáng)子,因此目的基因不表達(dá);給于DOX后,DOX與rtTA的結(jié)合體與TRE結(jié)合,從而啟動基因表達(dá)。
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Tet-off原理:
Tet轉(zhuǎn)錄活化因子(tetracycline transcriptional activator, tTA)是由TetR的1-207個氨基酸和單純皰疹病毒VP16激活結(jié)構(gòu)域的C端127個氨基酸組成。VP16的增加使得TetR由轉(zhuǎn)錄抑制因子變?yōu)檗D(zhuǎn)錄激活因子。生理條件下,tTA主動與TRE結(jié)合,啟動基因表達(dá);若給于DOX后,DOX與tTA的結(jié)合體與TRE解離,從而抑制基因表達(dá)。
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3. Tet-on調(diào)控系統(tǒng)的優(yōu)勢
Tet-on調(diào)控系統(tǒng)集高效率、精準(zhǔn)、安全、可逆性四大特點(diǎn)。
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4. 維真Tet-on/off服務(wù)項目
Tet-on表達(dá)調(diào)控系統(tǒng)是當(dāng)前應(yīng)用更為廣泛的四環(huán)素調(diào)控系統(tǒng),所以下面小V將以Tet-on為例對維真可做的服務(wù)項目進(jìn)行簡單介紹。
維真生物現(xiàn)有多種Tet-on表達(dá)調(diào)控載體,并能根據(jù)客戶需要包裝成teton的腺病毒、慢病毒和腺相關(guān)病毒。目前維真使用的是第三代技術(shù)(TRE3G)。第三代技術(shù)相比于前兩代技術(shù)來說,背景更低,藥物敏感度也更高。
病毒類型 |
表達(dá)載體 (點(diǎn)擊查看載體詳情) |
慢病毒 |
pLent-TRE3G-ZsGreen-mir30-hPGK-rtTA-SV40-Puro |
腺病毒 |
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AAV |
pAV-TRE3G-FH-hPGK-rtTA |