基因過表達
基因表達(gene expression)是指將來自基因的遺傳信息合成功能性基因產(chǎn)物的過程。基因表達產(chǎn)物通常是蛋白質(zhì),但是非蛋白質(zhì)編碼基因如轉(zhuǎn)移RNA(tRNA)或小核RNA(snRNA)基因的表達產(chǎn)物是功能性RNA。
基因過表達(gene overexpression)是將目的基因編碼區(qū)序列(CDS)克隆到相應的質(zhì)?;虿《据d體上,利用載體骨架上構(gòu)建的調(diào)控元件,使基因可以在人為控制的條件下實現(xiàn)大量轉(zhuǎn)錄和翻譯,從而實現(xiàn)目的基因的過表達。此外,還可選擇報告基因進行示蹤或抗性基因進行篩選。
常用的病毒載體有腺相關(guān)病毒載體、慢病毒載體、腺病毒載體和逆轉(zhuǎn)錄病毒載體等,廣泛應用于體外和體內(nèi)基因功能研究。
常用4種病毒載體比較
根據(jù)實驗需求、目的基因和用途不同,選擇不同的載體。
調(diào)控元件選擇
過表達三類載體的特點以及適應性
1. 常規(guī)蛋白表達
常規(guī)的蛋白表達的同時可以為蛋白表達添加融合或非融合的熒光標簽,親和標簽,亞細胞定位系列等一系列修飾。
載體圖譜結(jié)構(gòu)舉例:
2. 非編碼RNA表達
與常規(guī)蛋白表達不同的是,由于非編碼RNA(鏈接非編碼RNA介紹)僅僅轉(zhuǎn)錄但不翻譯,無蛋白產(chǎn)生,因此此類表達載體(尤其是lncRNA)最好獨立表達熒光蛋白,且常規(guī)蛋白表達的修飾基本不能使用。目前常見的非編碼RNA主要為microRNA、lncRNA、circRNA三大類表達載體與之對應。
載體圖譜結(jié)構(gòu)舉例:
3. 毒性蛋白表達
細胞毒性蛋白表達與常規(guī)蛋白表達的載體除少量修飾外并無在明顯區(qū)別,但在AAV載體制備過程中對表達的毒蛋白進行抑制才能產(chǎn)生。此載體主要用于過表達各種對細胞有毒害的蛋白。
現(xiàn)有載體列表(部分)
服務(wù)流程
案例展示
1. MEN1(multiple endocrine neoplasia type 1)蛋白能夠結(jié)合P35(Cdk5 regulatory subunit 1)啟動子并促進P35表達。張杰課題組通過對MEN1缺陷小鼠注射AAV病毒(AAV2-CamKII-p35-T2A-GFP-WPRE)恢復p35的表達,發(fā)現(xiàn)增加了神經(jīng)元樹突的復雜性。如圖1。
載體結(jié)構(gòu)分析:CamKII啟動子+ p35基因+自剪切2A肽+非融合GFP綠色熒光標簽。
圖1. 對MEN1缺陷小鼠注射AAV2-過表達p35病毒可恢復p35的表達(圖源:Zhuang, K.,et al., Cell reports, 2018)