基因過(guò)表達(dá)
基因表達(dá)（gene expression）是指將來(lái)自基因的遺傳信息合成功能性基因產(chǎn)物的過(guò)程。基因表達(dá)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(dá)產(chǎn)物是功能性RNA。
基因過(guò)表達(dá)（gene overexpression）是將目的基因編碼區(qū)序列（CDS）克隆到相應(yīng)的質(zhì)粒或病毒載體上，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(shí)現(xiàn)大量轉(zhuǎn)錄和翻譯，從而實(shí)現(xiàn)目的基因的過(guò)表達(dá)。此外，還可選擇報(bào)告基因進(jìn)行示蹤或抗性基因進(jìn)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(guò)表達(dá)三類(lèi)載體的特點(diǎn)以及適應(yīng)性
1. 常規(guī)蛋白表達(dá)
常規(guī)的蛋白表達(dá)的同時(shí)可以為蛋白表達(dá)添加融合或非融合的熒光標(biāo)簽，親和標(biāo)簽，亞細(xì)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(dá)
與常規(guī)蛋白表達(dá)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(wú)蛋白產(chǎn)生，因此此類(lèi)表達(dá)載體（尤其是lncRNA）最好獨(dú)立表達(dá)熒光蛋白，且常規(guī)蛋白表達(dá)的修飾基本不能使用。目前常見(jiàn)的非編碼RNA主要為microRNA、lncRNA、circRNA三大類(lèi)表達(dá)載體與之對(duì)應(yīng)。
載體圖譜結(jié)構(gòu)舉例：
3. 毒性蛋白表達(dá)
細(xì)胞毒性蛋白表達(dá)與常規(guī)蛋白表達(dá)的載體除少量修飾外并無(wú)在明顯區(qū)別，但在AAV載體制備過(guò)程中對(duì)表達(dá)的毒蛋白進(jìn)行抑制才能產(chǎn)生。此載體主要用于過(guò)表達(dá)各種對(duì)細(xì)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(dòng)子并促進(jìn)P35表達(dá)。張杰課題組通過(guò)對(duì)MEN1缺陷小鼠注射AAV病毒（AAV2-CamKII-p35-T2A-GFP-WPRE）恢復(fù)p35的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)增加了神經(jīng)元樹(shù)突的復(fù)雜性。如圖1。
載體結(jié)構(gòu)分析：CamKII啟動(dòng)子+ p35基因+自剪切2A肽+非融合GFP綠色熒光標(biāo)簽。
圖1. 對(duì)MEN1缺陷小鼠注射AAV2-過(guò)表達(dá)p35病毒可恢復(fù)p35的表達(dá)（圖源：Zhuang, K.,et al., Cell reports, 2018）
