نوع مقاله : مقاله های پژوهشی
نویسندگان
1
دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه ژنتیک و بیولوژی مولکولی، دانشکدهی پزشکی و کمیتهی تحقیقات دانشجویی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
2
استادیار، گروه ژنتیک و بیولوژی مولکولی، دانشکدهی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
3
دانشیار، گروه ژنتیک و بیولوژی مولکولی، دانشکدهی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
4
دانشیار، مرکز تحقیقات بیماری های ارثی کودکان و گروه ژنتیک و بیولوژی مولکولی، دانشکدهی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده
مقدمه: یکی از چالشهای پیش رو در روشهای مرسوم تولید پروتئین نوترکیب که ترانسژن به صورت خطی به سلول میزبان وارد میشود، هتروژنی در تعداد نسخههای ترانسژن در کلونهای مختلف به دست آمده است که منجر به بیان ژن در سطوح مختلف میشود. گذشته از کارایی پایین درج خطی در ژنوم میزبان، پدیدهای دیگر به نام Position effect باعث کمتر شدن کارایی بیان ژن میگردد. PiggyBac کلاسی از DNA ترانسپوزونی است که میتواند به صورت مکانیزم Cut and paste در ژنوم سلول میزبان جابهجا شود. برخی خصوصیات منحصر به فرد این ترانسپوزون، آن را به یکی از وکتورهای مناسب در مطالعات انتقال ژن تبدیل کرده است. انتقال ترانسژن با حجم بالا و درج در نواحی فعال از نظر رونویسی، از جمله خصوصیات مهم این ترانسپوزون است که میتوان از آن در تولید پروتئین نوترکیب با کارایی بالا بهره برد. در این تحقیق، تعداد نسخههای درجی در کلونهای به دست آمده از سیستم تک پلاسمیدی و دو پلاسمیدی این سیستم در ردهی سلولی HEK (Human embryonic kidney) مقایسه شده است.روشها: تولید سازههای تک پلاسمیدی و دو پلاسمیدی سیستم ترانسپوزاز حاوی ژن 10-IP و ژن مقاومت به آنتی بیوتیک هیگرومایسین با استفاده از روشهای کلونینگ مولکولی به انجام رسید. ردهی سلولی HEK پس از تکثیر در پلیتهای سلولی جهت انجام ترانسفکشن Seed شدند. سازهها با استفاده از کیت لیپوفکتامین 2000 ترانسفکت شدند و پس از 48 ساعت مورد تیمار با آنتی بیوتیک هیگرومایسین به مدت دو هفته قرار گرفتند. کلونهای به دست آمده پس از استخراج DNA ژنومی با تکنیک Absolute real-time PCR (Absolute real-time polymerase chain reaction) از نظر تعداد نسخههای ژنی درج شده مورد بررسی قرار گرفتند.یافتهها: تعداد نسخههای ژنی به دست آمده با استفاده از سیستم تک پلاسمیدی در هر سلول، برابر با 5 نسخه بود؛ در حالی که این عدد در سیستم دو پلاسمیدی برابر با دو نسخه بود.نتیجهگیری: بررسی نتایج حاصل از تعداد نسخههای درجی در سیتمهای تک پلاسمیدی و دو پلاسمیدی نشان داد که سیستم تک پلاسمیدی کارایی بالاتری از لحاظ تعداد نسخههای درجی دارد و میتوان با کلون کردن ژن مورد نظر و کاست بیان کنندهی آنزیم ترانسپوزاز در یک پلاسمید واحد، تعداد نسخ بیشتری جهت بیان بیشتر پروتئین نوترکیب به دست آورد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله English
Comparison of Inserted Mouse IP-10 Gene Copy Number in Helper-Dependent and Independent System Based on PiggyBac Transposition in Human Embryonic Kidney Cells
نویسندگان English
Hadi Mirzapour
1
Arezo Karamzade
1
Hossein Khanahmad
2
Rasoul Salehi
3
Majid Kheirollahi
4
1
MSc Student, Department of Genetics and Molecular Biology, School of Medicine AND Student Research Committee, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2
Assistant Professor, Department of Genetics and Molecular Biology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
3
Associate Professor, Department of Genetics and Molecular Biology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4
Associate Professor, Pediatric Inherited Diseases Research Center AND Department of Genetics and Molecular Biology, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
چکیده English
Background: A major bottleneck in the production of recombinant proteins in conventional linear method is the heterogeneity in number of transgene copies in the genome of the host cell that lead to variable levels of transgene expression. Aside from the low efficiency of the random integration, other phenomena such as positional effect contribute to low efficiency of transgene expression. PiggyBac is a class of DNA transposons which can transpose through “cut and paste” mechanism in host genome. Some specific characteristic of this transposon makes it promise vector in gene transfer studies. High capacity of transgene transposition and flexibility in molecular engineering of transposase are characteristics of PiggyBac transposons that are important in recombinant protein and gene therapy approaches. The aim of this study was estimation of transgene copy number based on helper-dependent and independent PiggyBac transposition system in human embryonic kidney (HEK) cells.Methods: Plasmid containing interferon gamma inducible protein 10 (IP-10) coding sequence flanked by PiggyBac terminal repeat element and plasmid containing transposase system and a unit plasmid containing both transposae and IP-10 coding sequence were used for generating recombinant cells in helper-dependent and independent system, respectively. Human embryonic kidney cells were transfected by each group. After clonal selection, absolute quantitative real-time polymerase chain reaction was used for estimation of transgene copy number.Findings: Estimation of IP-10 copy number has revealed 5 and 2 copies per cell in helper-independent and dependent system, respectively.Conclusion: Here, we report activity of PiggyBac transposition in human embryonic kidney cell line. PiggyBac helper-independent and dependent system was used for generation of stable cell line producing mouse IP-10 protein and our data confirmed permanent expression of this transgene with the mean of about 5 transgene copies per each cell.
کلیدواژهها English
Piggybac transposon
Gene therapy
Recombinant protein
Transgene copy number