PDA

توجه ! این یک نسخه آرشیو شده میباشد و در این حالت شما عکسی را مشاهده نمیکنید برای مشاهده کامل متن و عکسها بر روی لینک مقابل کلیک کنید : سیستم بیانی باکولوویروس



سید لفته فردزاده
4th August 2015, 10:07 AM
یاخته های پروکاریوت مثل E.coli و یاخته های یوکاریوت و حشرات به عنوان میزبانهای مناسب برای ابراز بسیاری از پروتئینهای هترولوگ محسوب می شوند. باتوجه به سادگی کشت و کم هزینه بودن تولید پروتئین سیستمهای پروکاریوت ، اغلب از باکتری E.coli استفاده می شود. ولی چنین سیستمی قادر به انجام تغییرات بعد از ترجمه مثل فسفریلاسیون ، گلیکوزیلاسیون ، کلیواژ پروتئولیتیک یا اسیلاسیون روی پروتئینهای تولید شده نیست. پروتئین تولید شده با این سیستم در بسیاری از موارد فرم فعال بیولوژیکی خود را ندارد. برای تولید پروتئینهای فعال بکارگیری یاخته های یوکاریوت یا استفاده از سیستم باکیولوویروس حاوی ژن هدف و تکثیر آن در یاخته های کلونهای Sf9 توصیه می شود. این سیستم بسیار توانمند و قابل دسترسی است و امروزه برای تولید بسیاری از پروتئینهای هترولوگ از آن استفاده می شود.

سیستم بیانی باکیولوویروس (BEVS) یک سیستم ویروسی مطمئن برای ابراز ژنهای قارچها ، گیاهان ، باکتریها و ویروسها می باشد. باکیولوویروس در سلولهای تهیه شده از لارو حشرات به خوبی تکثیر یافته و ابراز می گردد. برخی از خصوصیات منحصر به فرد BEVS آن را به عنوان یک سیستم انتخابی با مزایای خاص در بسیاری از مطالعات تولید پروتئین نوترکیب قرار داده است.
سیستم وکتور بیانی با کولوویروس :
سیستم وکتوربیانی با کولوویروس 1(BEVS )یکی از اولین سیستمهای بیانی است که امروزه در دسترس است . یک سیستم ویروسی غیروابسته به کمکی 2است که برای بیان ژنهای هترولوگ متعلق به منابع مختلف نظیر قارچها گیاهان، باکتریها وویروسها در سلولهای حشرات بکار می‌رود. DNA با کولوویروس مورد استفاده در این سیستم، ویروس اتوگرافا کالیفرنیا پولی هدروزیس3 ACNPV )است.
در این سیستم بسیاری از ژنهای با کولوویروس که در سیکل زندگی کشت بافتی غیر ضروری هستند،‌ بوسیله ژنهای هترولوگ جایگزین می‌شوند. از آنجایی که ژنوم باکولوویروس دارای اندازه نسبتا بزرگی است، بنابراین ژنهای هترولوگ را می‌توان به داخل آن جایسازی کرد.
کوترانسفکشن وکتور انتقال و DNA ی ACNPV به درون سلولهای حشره اسپودوپترا فروجیپردا ( Sf 4) موجب نوترکیبی میان سایتهای همولوگ یعنی انتقال ژن هترولوگ از وکتور به DNAی ACNPV‌می‌شود. آلودگی سلولهای Sf با ACNPV موجب توقف بیان ژن میزبان و تولید مقادیر زیادی از mRNA و پروتئین نوترکیب می‌شود. پروتئینهای نوترکیب می‌توانند از 1 تا 50 درصد از کل پروتئین های تولیدی در سلول حشره را شامل شود. عوامل موثر در بیان ژن خارجی مورد بررسی قرار گرفته‌اند.
باکولوویروسها خانواده بزرگی از ویروسهای پاتوژنیک بندپایان متعلق به حشرات رده‌های Lepidoptera,Diptera,Hymenoptera هستند. بعلت پتانسیل این ویروس بعنوان insecticide و وکتوری برای عرضه و بیان ژنهای خارجی در یاخته‌های حشرات مورد توجه واقع شدند. این ویروس به شکل میله‌ای بزرگ و انولوپ دار وژنوم dsscDNA به اندازه (88-160) kbp دارا می‌باشد. ژنوم باکولوویروس در هسته سلولهای آلوده میزبان همانندسازی و نسخه برداری می‌شود. از آنجا که اندازه نوکلئوکپسید قابل تغییر است ذرات نوترکیب با کولوویروس قادرند مقادیر بزرگ بزرگ DNA خارجی را در خود جای دهند. ACNPV سویه ای از باکولوویروس است که مطالعات زیادی برروی آن انجام گرفته سکانس وژنوم آن به طور کامل مشخص شده است.
ذرات عفونی ACNPV به روش اندوسیتوز یا فیوژن1 به درون سلولهای حساس حشره وارد می‌شوند و DNA ویروسی در هسته پوشش برداری می‌شود. همانند سازی DNA در حدود 6 ساعت پس از عفونت شروع می‌شود. در هر دو شرایط invivo , invitro چرخه عفونت با کولوویروس به دو فاز متفاوت اولیه و تاخیری تقسیم می‌شود. در طول فاز اولیه ، سلولهای آلوده حشره ذرات ویروسی خارج سلولی را بوسیله جوانه زدن از غشاء سلولی سلولهای آلوده آزاد می کنند. در طی فاز تاخیری چرخه عفونت ،‌ ذرات ویروسی(OV) 3درون هسته سرهم بندی می‌شوند. OV در یک زمینه هموژن فرو می رود که این زمینه بطور غالب از یک پروتئین منفرد- پروتئین پلی هیدرین- تشکیل شده است. زمانیکه سلول آلوده در طی فازنهایی چرخه نیز می شود، OV آزاد می‌شود. در حالیکه اولین ECV، 10 ساعت پس از عفونت قابل تشخیص است. اولین اجسام آکلوژنی4 ویروس ACNPV تیپ وحشی ، 3 روز بعد از عفونت ایجاد می‌شود و به تجمع ادامه داده وبین روزهای 6-5 بعد از عفونت به ماکزیمم تعداد خود می‌رسند. آکلوژن بادی در زیر میکروسکوپ نوری قابل مشاهده است و مانند اجسام چند ضلعی سیاه بنظر می‌رسند که هسته سلولهای آلوده را پر می کنند.
همه با کولوویروسهای شناخته شده، آکلوژن بادی تولید نمی‌کنند ACNPV نماینده گروه با کولوویروسهای آکلوژن بادی مثبت است.
پروتئین پلی هیدرین جزء اصلی آکلوژن بادیها، وزن مولکولی 29 کیلودالتون و محلول در باز است. در طی فاز عفونت پروتئین پلی هیدرین در سطح بالایی افزایش می‌یابد. بیش از 1 میلی گرم از پلی هیدرین در سلول آلوده سنتز می‌شود که 30-50% از کل پروتئین حشره را تشکیل می‌دهد. اگر چه این پروتئین یکی از فراوانترین پروتئینهای موجود در سلولهای آلوده حشره است اما برای چرخه زندگی با کولوویروس در کشت سلول ضروری نمی‌باشد. هرچند که آکلوژن بادیهای ویروسی در vivo بخش مهمی از چرخه زندگی باکولوویروس را تشکیل می‌دهند و برای انتشار آن به محیط ضروی‌اند، غیر فعال نمودن ژن پلی هیدرین در ACNPV به طریقه حذفی1 یا جایسازی2 منجر به تولید ویروسهای آکلوژن با دی منفی می‌شود و این پدیده‌ای است که شناسایی ویروسهای نوترکیب را امکان پذیر وآسان می‌نماید. پلاکهای تشکیل شده بوسیله ویروسهای آکلوژن با دی منفی، بطور متفاوتی متمایز ویروسهای آکلوژن بادی مثبت تیپ وحشی است. در ACNPV‌های اصلاح شده جدیدتر برای شناسایی نوترکیبها از روش Color Selection یا روش Positive Survival Selection استفاده می‌شود.
وکتورهای باکولوویروسی متنوعی برای کار با DNA ی ACNPV ساخته شده است.
هر وکتوری‌ حاوی :
1- یک origin‌همانند سازی E.coli
2- یک مارکر مقاومت به آمپی سیلین
3- یک پروموتور متعلق به پلی هیدرین ، p10‌یا ژن پروتئین اصلی ACNPV
4- ناحیه کلونیگ در پایین دست پروموتور که ژنهای خارجی در آن جایسازی می‌شود.
5- یک قطعه بزرگ از سکانس ACNPV واقع دو طرف، ناحیه کلونینگ جهت تسهیل نوترکیبی همولوگ وکتورهای نوترکیب خالص شده حاوی ژن مورد نظر ممکن است بطور همزمان نوترکیب بوسیله وقوع نوترکیب همولوگی بین وکتور انتقال و DNA ی ACNPV انتخاب می‌شوند.
2-19 مزایای استفاده از سیتسم وکتور بیانی با کولوویروس
انتخاب سیستمی صحیح برای بیان ژن خارجی بویژه در تهیه وتولید پروتئین نوترکیبی که از لحاظ بیولوژیک فعال باشد حائز اهمیت است. ویژگیهای منحصر به فرد BEVS‌ آنرا سیستم انتخابی برای کاربردهای متعدد ساخته است .
غالبا پروتئین‌های نوترکیبی که درسیستمهای باکتریایی بیان می‌شوند نا محلول، متراکم1
بوده و با Folding‌ ناصحیح هستند ولی پروتئین‌های بیان شده در BEVS‌ در بیشتر موارد محلول بوده و از لحاظ عملکرد فعال هستند.
1- فعالیت عملکردی پروتئین نوترکیب
BEVS‌ بطور تیپیک پروتئین های نوترکیب با بیان بالا تولید میکند که دارای folding مناسب باند دی سولفیدی واولیگومریزاسیون هستند. بعلاوه این سیستم قادر به ایجاد تغییرات پس از ترجمه ای هست که این امر به تولید پروتئین منتهی می‌شود هم از لحاظ ساختمانی وهم از لحاظ عملکردی مشابه با همتای طبیعی آن است.
هرچند در مواردی که پروتئین طبیعی به عنوان هترودیمر عمل می کند یا اینکه بر تغییرات اختصاصی بافت یا اختصاصی گونه تکیه می‌کند، ممکن است پروتئین بیان شده در باکولو ویروس از لحاظ عملکردی فعال نباشد مگر اینکه با bindingpartner‌ یا آنزیم تغییر دهنده‌اش بطور همزمان بیان شود.
2- تغییرات پس از ترجمه ای :
تغییرات پس ازترجمه ای متعددی در BV‌ رخ می‌دهد که شامل N ، O گلیکوزیلشن فسفریلاسیون، اسیلاسیون، آمیلاسیون، کربوکسی متیلاسیون، ایزوپرنیلاسیون، کلیواژ سیگنال پپتید وکلیواژ پروتئولیتیک می باشد. سایتهایی که این تغییرات رخ می‌دهند غالبا مشابه با سایتهایی است که تغییرات مربوط به پروتئین صحیح در محیط سلولی طبیعی‌اش رخ می‌دهد. اگر چه BEVS می تواند ژن مورد نظر را در سطح بالایی بیان کند، این ممکن است توانایی سلول را برای تغییر فراوده پروتئینی تحت الشعاع قرار دهد.
این امر غالبا منجر به سطوح پایین تر گلیکوزیلاسیون یا فسفریلاسیون پروتئین هدف نسبت به همتای طبیعی اش می‌ شود. همچنین تغییرات پس ازترجمه‌ای اختصاصی بافت یا گونه در BV انجام نخواهد شد مگر اینکه آنزیم تغییر دهنده همزمان بیان شود.
3- سطوح بیان بالا:
در مقایسه با سایر سیستمهای بیانی یوکاریوتی، متمایز کننده ترین ویژگی BEVS‌، پتانسیل آن برای نیل به سطوح بالای بیانی ژن کلون شده است. تعیین شده که سیستم BV‌ بویژه در تولید مقادیر فراوان پروتئین ها به منظور آنالیز ساختمانی مفید است. بالاترین سطح بیانی گزارش شده 50% از کل پروتئین سلولی یک سلول حشره آلوده است.
4- ظرفیت برای جایسازیهای بزرگ :
توانایی بسط ساختمان کپسید با کولوویروسها، بسته بندی وبیان ژنهای بسیار بزرگ را میسر می‌سازد وهیچ محدودیتی از لحاظ اندازه برای جایسازی سکانسهای خارجی به درون ژنوم BV وجود ندارد.
5- ظرفیت برای بیان ژنهای اسپیلایس نشده 1 :
سلولهای حشره توانایی انجام اسپلایسینگ اینترون/ اگزون را دارند. اگر چه الگوهای اسپلایسینگ اختصاصی برای ویروس معین، بافت یا گونه خاص درصورت نیاز آنها به وجود فاکتورهای ویژه اسپلایسینگ وجود ندارد. بطور کلی برای سطوح بالای بیان پروتئین، جایسازی یک DNA، بجای قطعه DNA‌ ژنومی تولید می‌شود.
6- سادگی تکنولوژی :
تکنولوژی Baculo Gold™ بیان پروتئین های full-length‌ را سریع ، آسان و قابل اعتماد ساخته است. با کولوویروس نوترکیب می‌تواند در دو مرحله ساده کلونینگ وکوترانسفکشن در کمتر از 5
روز بدست آید. سهولت کابرد سیستم BEVS‌ که امروزه با سیتمهای بیان باکتریایی رقابت می کند، نیازی ندارد که پروتئین نوترکیب به صورت فیوژن پروتئین بیان شود. با افزودن چندین وکتور دارای کد کننده پروتئین فلورسنت سبز متعلق به ستاره دریایی 1بیان پروتئین بسهولت قابل مشاهده و ردیابی است.
7- بیان همزمان ژنهای متعدد:
BEVS توانایی بیان همزمان دو یا چند ژن را تنها درسلولهای آلوده حشره دارد. کمپکسهای پروتئینی که برای فعالیت خود وابسته به تشکیل دیمر یا مولتی دیمر هستند می‌توانند سرهم بندی شوند. یک مثال بارز، تشکیل کپسیدهای کامل ویروسی ازانواع ویروسهایی است که با استفاده از BEVS و بوسیله بیان همزمان ساب یونیتهای کپسیدی سرهم بندی می‌شوند.
8- لوکالیزاسیون پروتئینهای نوترکیب
پروتئینهای نوترکیب بیان شده توسط BV معمولا در همان قسمت و بخش تحت سلولی بعنوان پروتئین صحیح لوکالیزه می گردند. پروتئینهای هسته‌ای به هسته سلول حشره منتقل می‌شوند. پروتئین‌های غشایی به غشای سلولی برده خواهند شد وپروتئین ترشحی بوسیله سلولهای آلوده حشره، ترشح می‌ شوند.
9- سهولت تخلیص:
PharMinger کیتهای بیانی وتخلیص 6xHis و GST1 را تولید نموده که برای سهولت تخلیص یک مرحله‌ای و قابل اطمینان پروتئینهای نو ترکیب طراحی شده‌اند.
10- کلونی مستقیم:
عموما ژنهای هترولوگ به درون وکتورهای انتقال کلون می‌شوند که با ژنوم BV در سلولهای حشره بطور همولوگ نوترکیب می‌باشد. DNA با کولوویروس vEHuni و vECuni موجب کلونینگ مستقیم ژنهای هترولوگ به درون ژنوم BV می‌شوند.

استفاده از تمامی مطالب سایت تنها با ذکر منبع آن به نام سایت علمی نخبگان جوان و ذکر آدرس سایت مجاز است

استفاده از نام و برند نخبگان جوان به هر نحو توسط سایر سایت ها ممنوع بوده و پیگرد قانونی دارد