載體指南
相關服務
載體構(gòu)建質(zhì)粒DNA制備
病毒包裝服務
mRNA基因遞送解決方案
CRISPR基因編輯解決方案
shRNA基因敲低解決方案
哺乳動物基因Tet-On誘導表達載體
概述
Tet-On誘導型基因表達系統(tǒng)是控制哺乳動物細胞中目的基因定時表達的強大工具。Tet-On誘導型基因表達載體作用:當不存在四環(huán)素及其類似物(如doxycycline)的情況下,目的基因幾乎或完全沉默;當往體系中添加四環(huán)素或其他類似物(如doxycycline)時,目的基因得到快速高水平表達。 這是通過多組分系統(tǒng)實現(xiàn)的,即四環(huán)素不存在的情況下,tTS蛋白使得基因沉默;四環(huán)素存在的情況下,rtTA蛋白使得基因正常表達。
在生物醫(yī)學領域,利用常規(guī)轉(zhuǎn)染將質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)到哺乳動物細胞中是使用最廣泛的方法。雖然近年來開發(fā)了不少更為先進的基因?qū)胼d體系統(tǒng)(如慢病毒載體、腺病毒載體、AAV載體和piggyBac等),但常規(guī)質(zhì)?;虮磉_載體仍被大多數(shù)實驗室使用,這主要得益于其在技術(shù)上的簡便性以及在各種類型細胞中的高效轉(zhuǎn)染率。常規(guī)質(zhì)粒載體轉(zhuǎn)染的關鍵特點是短暫性,并且在宿主基因組中的整合效率非常低(通常小于1%)。
關于該載體系統(tǒng)的更多信息,請參考以下文獻。
參考文獻 | 主題 |
Science 268:1766-1769 (1995) | Development of rtTA. |
J Gene Med. 1:4-12 (1999) | Development of tTS. |
亮點
我們的Tet-On誘導型基因表達載體旨在—當缺乏四環(huán)素時,實現(xiàn)目的基因的幾乎或完全沉默;當往體系中添加四環(huán)素時,目的基因得到快速高水平表達。我們的載體系統(tǒng)已經(jīng)過優(yōu)化,其在大腸桿菌中具有高拷貝復制能力,且對細胞具有高效轉(zhuǎn)染率。
優(yōu)點
基因表達定時調(diào)控:只依賴rtTA的Tet-on系統(tǒng)在沒有誘導劑的情況下,會有明顯的泄露表達。我們的Tet-On基因表達載體可嚴格調(diào)控基因的表達,在沒有誘導劑的情況下可將背景泄露表達最小化,并保持該系統(tǒng)對四環(huán)素誘導的高靈敏度。
技術(shù)簡單:常規(guī)轉(zhuǎn)染即可把質(zhì)粒轉(zhuǎn)入細胞,相比起病毒載體需要進行病毒包裝,過程更簡單。
載體容量非常大:我們的載體總?cè)萘靠蛇_30 kb,其中質(zhì)粒骨架和Tet-On元件只占4.6 kb,有足夠大的容量可以放置客戶所感興趣的序列。
高水平表達:TRE啟動子可驅(qū)動目標基因在誘導狀態(tài)下高水平表達。 另外,常規(guī)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染細胞后,可以產(chǎn)生非常高的拷貝數(shù)(每個細胞多達幾千拷貝),使外源基因能高水平表達。
不足之處
載體DNA非整合型:常規(guī)質(zhì)粒在細胞里主要以游離DNA狀態(tài)存在,所以常規(guī)質(zhì)粒轉(zhuǎn)染也稱為瞬時轉(zhuǎn)染。然而,質(zhì)粒DNA也可以以非常低的概率永久整合到宿主基因組中(質(zhì)粒轉(zhuǎn)染每102~106個細胞可能會有一個細胞的基因組被整合,整合效率取決于細胞類型)。如果將攜帶了藥物抗性基因或者熒光標記基因的載體轉(zhuǎn)到細胞中,在經(jīng)過擴大和傳代培養(yǎng)后,可以使用藥物篩選或細胞分選來獲得穩(wěn)定整合了該載體的細胞。
可轉(zhuǎn)染的細胞類型受限:不同類型細胞的質(zhì)粒轉(zhuǎn)染效率差異很大。非分裂細胞比分裂細胞更難轉(zhuǎn)染,原代細胞比永生化細胞系更難轉(zhuǎn)染。一些重要的細胞類型更是難以轉(zhuǎn)染,如神經(jīng)元和胰島β細胞。另外,質(zhì)粒轉(zhuǎn)染局限于體外細胞實驗,很少運用到活體實驗。
基因拷貝數(shù)在不同細胞中呈現(xiàn)差異性:盡管成功的轉(zhuǎn)染可以在單個細胞里產(chǎn)生非常高的拷貝數(shù),但不同細胞間卻有高度的差異性。在一些細胞中,質(zhì)粒拷貝數(shù)非常高,而在另外一些細胞卻是低拷貝甚至沒有。而病毒轉(zhuǎn)導更傾向于相對均勻地把基因轉(zhuǎn)到細胞中。
載體關鍵元件
TRE: Tetracycline-responsive element promoter (2nd generation). This element can be regulated by a class of transcription factors (e.g. tTA, rtTA and tTS) whose activities are dependent on tetracycline or its analogs (e.g. doxycycline).
Kozak: Kozak consensus sequence. It is placed in front of the start codon of the ORF of interest to facilitate translation initiation in eukaryotes.
ORF: The open reading frame of your gene of interest is placed here.
SV40 late pA: Simian virus 40 late polyadenylation signal. It facilitates transcriptional termination of the upstream ORF.
Promoter: The promoter chosen to drive expression of the tTS/rtTA cassette.
tTS: Tetracycline-controlled transcriptional silencer. This protein binds to TRE promoter to actively suppress gene transcription only in the absence of tetracycline and its analogs (e.g. doxycycline).
T2A: Self-cleaving 2A peptide from thosea asigna virus that allows multiple proteins to be made from a polycistronic transcript containing multiple ORFs separated by T2A. The cleavage occurs through a putative “ribosomal skipping” mechanism.
rtTA: Reverse tetracycline responsive transcriptional activator M2 (2nd generation). This protein binds to TRE promoter to activate gene transcription only in the presence of tetracycline or its analogs (e.g. doxycycline). It has higher sensitivity to the inducing drug and lower leaky activity in the absence of the drug compared to its predecessor.
BGH pA: Bovine growth hormone polyadenylation. It facilitates transcriptional termination of the tTS/rtTA cassette.
Ampicillin: Ampicillin resistance gene. It allows the plasmid to be maintained by ampicillin selection in E. coli.
pUC ori: pUC origin of replication. Plasmids carrying this origin exist in high copy numbers in E. coli.