Damos las gracias a Christoph Bieniossek, Simon Trowitzsch, Daniel Fitzgerald, Yuichiro Takagi, Christiane Schaffitzel, Yvonne Hunziker, Timothy Richmond y todos los miembros anteriores y actuales del laboratorio Berger en busca de ayuda y consejo. La plataforma MultiBac y su desarrollo han sido y están generosamente apoyada por las agencias de financiamiento como la Fundación Nacional de Ciencia de Suiza (FNS), la Agencia Nacional de Investigación (ANR) y el Centre National de Recherche Scientifique (CNRS) y la Comisión Europea (CE) en los Programas Marco (PM) 6 y 7. Apoyo al acceso transnacional es proporcionada por los proyectos de la CE 7PM P-CUBE ( <a href="http://www.p-cube.eu" target="_blank">www.p-cube.eu</a> ) y BioStruct-X ( <a href="http://www.biostruct-x.eu" target="_blank">www.biostruct-x.eu</a> ). El Ministerio de Ciencia francés es reconocido sobre todo para apoyar la plataforma MultiBac en el EMBL a través de la Inversión de Avenir proyecto Frisbi.

1. Tandem recombinería (TR) para la creación de construcciones de expresión Multigene <ol><li> Planificación de la estrategia de co-expresión. Enfoque de diseño para la inserción de los genes de interés en los donantes y receptores. Submódulos fisiológicas potenciales de su complejo deben agruparse en aceptores y donantes específicos. Utilice Módulo multiplicación consiste en vivienda de endonucleasa (HE) - pares BstXI de combinar módulos de expresión de los donantes individuales y los plásmidos aceptador 7,8 Crea todas las construcciones relevantes en silico y validar la estrategia antes de continuar con el trabajo experimental.. Por ejemplo, los genes de interés se deben comprobar que no contienen HE o otros sitios de restricción y la presencia de correctas marcos de lectura abierta (ORFs) debe ser validado. Considere la posibilidad de ordenar los genes sintéticos optimizados para el uso de codones de células de insecto y la estructura secundaria del mRNA para mejorar los niveles de producción de proteínas, así como la eliminación de cualquier EXIpicadura HE sitios de los genes de interés. Considere la posibilidad de colocar etiquetas de purificación basado en datos de la literatura acerca flexibles o expuesto N-o C-terminal de las proteínas de la elección. Considere la aplicación de estrategias de poliproteína que tienen como objetivo la producción de varias subunidades de proteínas en su compleja si necesitan ser controlados debido a problemas de estequiometría en el complejo de las cantidades relativas de proteínas individuales. 4 Prepare detalla &quot;How-To&quot; documento (se recomienda el cuaderno de laboratorio electrónico) que contiene todas las medidas experimentales proyectados del proyecto previo a la construcción multigénica completo (s). Crear archivos electrónicos de los plásmidos condensados ​​Cre-loxP por ejemplo mediante el uso del software de Cre-ACEMBLER que se puede descargar desde la página de inicio del grupo Berger ( <a href="http://www.embl.fr/multibac/%20multiexpression_technologies/cre-acembler" target="_blank">multiexpression_technologies www.embl.fr/multibac/ / cre-acembler</a> ). </li><li> Inserte los genes de interés en los donantes seleccionados yAceptantes por el uso de enzimas de restricción y la ligasa, o, alternativamente, mediante el uso de la ligadura de métodos independientes de conformidad con los protocolos publicados. 5,6,14 Si usted tiene acceso a un tratamiento de líquidos estación de trabajo y si usted planea un gran número de construcciones que se generen ( por ejemplo, para los enfoques combinatorios) considerar el uso de scripts de robótica desarrollado e implementado por el grupo Berger (Figura 2). 14,15 Si un manejo de líquidos estación de trabajo no está disponible, la operación manual utilizando placas de microtitulación permite la inserción de genes en un HT como la moda. </li><li> Las limitaciones impuestas por la necesidad de controlar la estequiometría de las subunidades expresadas pueden materializarse. En el caso de los niveles de expresión desequilibradas estequiométricamente de subunidades de un complejo de proteínas, considerar la aplicación de las estrategias de poliproteína de unir varias subunidades de la compleja y una proteasa específica (por ejemplo, tabaco etch virus NIa proteasa) en grandes ORFs individuales separadas por ssitios proteolíticas ESPECÍFICAS. 4,8 considerar co-expresión de uno o varios poliproteınas con casetes de expresión solo si tiene un complejo muy grande con muchas subunidades y ampliamente comprendida pesos moleculares de las subunidades individuales. Considere la posibilidad de co-expresión de varios genes que codifican para la misma proteína en una poliproteína o como varios casetes de expresión idénticos si la proteína que se caracteriza por rendimiento de producción bajo. 4,13 </li><li> Validar todas las construcciones donante y aceptor clonados mediante mapeo de restricción (opcionalmente en alto rendimiento) y la secuenciación. Proceder a fusionar combinaciones donador-aceptor por Cre-loxP recombinación para generar las construcciones de expresión de múltiples genes de elección. Validar plásmidos de fusión Aceptador de donantes purificada por mapeo de restricción, utilizar secuencias electrónicos creados por Cre-ACEMBLER o programas similares como una referencia. </li><li> Guarde donantes purificados y validado, aceptantes y fusiones donador-aceptor a -20 ° C o -80 ° C. Archivo plasmids y sus secuencias (Microsoft Excel, FileMaker, otros) cuidadosamente para su uso posterior. </li></ol> 2. Multigenes Composite Baculovirus generación, amplificación y almacenamiento <ol><li> Integrar vectores de transferencia multigene el genoma de baculovirus MultiBac mediante la transformación en células DH10 que alberga el genoma viral y las funcionalidades requeridas para la transposición Tn7. Tenga en cuenta que el genoma de baculovirus MultiBac puede ser precargado con determinados genes de interés (YFP marcador, chaperonas, etc) en su propio sitio LoxP (por ingeniería genética en el genoma distal al sitio de unión Tn7) por una reacción in vivo Cre Tn7 que precede a la integración. 13 Después de transposición Tn7, las células con baculovirus compuesto que contiene los genes de interés se seleccionan mediante el cribado azul / blanco (exitosas Tn7 resultados de transposición en la pérdida de α-complementación de la β-galactosidasa, por lo tanto, las colonias con correcta transposición Tn7 siguen siendo blanco en un selectivaplacas gar contienen X-gal) y el genoma es preparado por lisis alcalina y etanol / precipitación isopropanol 5,6. </li><li> La transfección y la producción de virus inicial. Place de 6 pocillos placa de cultivo de tejido en campana estéril. A partir de la fase logarítmica cultivo celular de insecto Sf21, semilla a cabo alícuotas de las células en los pocillos y transfectar mediante la adición del genoma de baculovirus purificado y un reactivo de transfección mezclado en medios de cultivo como se ha descrito. 6 Cosecha de virus inicial después de 48-60 horas mediante la eliminación de los medios de comunicación ( alta calidad y bajo contenido de virus V 0, por lo general 3 ml por pocillo). Suplemento medio fresco, y de prueba para la producción de proteínas (y, si un marcador YFP está presente, para la fluorescencia) después de un período adicional de 2-3 días. 6,7 </li><li> La amplificación del virus, bajo régimen de MOI. Usar V 0 virus para infectar 25-50 ml de células en fase logarítmica (densidad celular &lt;1x10 6 células por ml) en pequeña (100-250 ml) agitador de matraces Erlenmeyer de agitadoen agitadores de plataforma orbital (Figura 3). Contar las células y dividir cada 24 horas hasta que las células dejan de duplicación (paro proliferación). Siga un régimen de baja MOI (multiplicidad de infección es decir, número de partículas virales por célula): Las células deben doblar (al menos) una vez (MOI &lt;1), de lo contrario repita experimentar con un menor volumen de V 0 agregó. Normalmente, se utilizan 3 ml de 0 V para infectar 25 ml de células de insecto Sf21 a una densidad de 0.5x10 6 células / ml. Esto es esencial para prevenir perjudicial exceso de amplificación y auto-eliminación de virus que puede resultar en la pérdida de los genes heterólogos de interés. Cosecha de virus de la V 1 (25-50 ml) después de 48-60 h por la sedimentación de células y la eliminación de los medios de comunicación que contienen el virus. Suplemento por medio fresco y de prueba para YFP y la producción de proteínas mediante la eliminación de las células de 1x10 6 cada 12 ó 24 horas, la granulación y la validación de la producción de proteínas y la señal de proteína marcadora (YFP). 6, Amplify virus (aV 2) aún si los volúmenes de expresión más grandes tienen como objetivo al infectar a las células 400 ml en 2 L agitador frascos con V 1 virus respetando la baja MOI régimen anterior (las células deben duplicar al menos una vez después de la infección con V 1). Severidad las pruebas de producción de proteínas y de señal proteína marcadora durante la amplificación para evitar la acumulación de virus defectuosos no contienen los genes de interés. 5-7 Uso sedimentos de células se acumulan en cada paso ya amplificaciones para establecer protocolos de purificación del complejo proteína expresada de interés. </li><li> BIIC de almacenamiento de la producción de virus. Recomendamos almacenar virus V 2 como el virus de la producción mediante el uso de la BIIC (B aculovirus-i nfected i NSECT ells c) método, para evitar modificaciones (por ejemplo, la pérdida del gen de interés) del virus recombinante y para preservar la expresión nivels 16 células infectadas pellets se observó 24 horas después del arresto la proliferación -. En esta etapa las células contienen partículas virales completas justo antes de que serían liberados (en ciernes) en los medios de comunicación. Retire los medios de comunicación y alícuotas congelación del sedimento de células en nitrógeno líquido y se almacenan de forma indefinida. 7,16 </li></ol> 3. Producción de proteínas y la elaboración secundaria <ol><li> Infección de las grandes culturas (r) y monitoreo YFP. Utilice V 1, V 2 o BIIC alícuotas congeladas para infectar cultivos de células más grandes para series de producción (por lo general de 400 ml en matraces de 2 L). Adherirse a bajo régimen de MOI (ajustar el volumen del virus utilizado para la infección de manera que la cultura infectada duplica al menos una vez). Ampliar cantidades de cultivos infectados si es necesario multiplicar el número de frascos. Si la proteína YFP marcador está presente, retirar a intervalos definidos las células 1x10 6, pellets y lisar las células y supervisar la evolución de la señal de YFP hasta que se alcanza una meseta indicating máxima producción de proteína recombinante. Niveles de YFP se pueden medir en un lector de placa de 96 pocillos estándar capaz de grabar señales de fluorescencia (por ejemplo, Tecan Spectrafluor). Células de la cosecha en esta etapa. Tienda gránulos de las células a -20 ° C (a corto plazo) o -80 ° C (a largo plazo). </li><li> La lisis celular y fraccionamiento. Lyse células de su método favorito de la elección, a la medida de las necesidades de su proteína (congelación-descongelación, sonicación, prensa francesa, otros). 5-7 Fraccionar citosol y núcleos y la prueba de la presencia de las proteínas de interés. Desarrollar protocolos de purificación basado en los resultados para simplificar la purificación de proteínas. Considere la aplicación de los procedimientos de remojo para extraer las proteínas de la fracción nuclear en condiciones de alta KCl si sus proteínas residen en el núcleo. 7,18 </li><li> Purificación de proteínas (micro-escala, a gran escala). Tenga en cuenta que a menudo pequeños volúmenes (10 o 25 ml) de cultivo celular son doficiente para la obtención de gránulos de las células para la purificación de cantidades sustanciales de sus proteínas de interés debido a los niveles normalmente altos o muy altos de producción de proteínas heterólogas en los sistemas de células de baculovirus / insecto (a menudo 10-100 mg de proteína por cultivo L y más). En conjunción con micro-purificación (placas de pocillos múltiples, métodos microtip, sistema de GE Healthcare ÄKTAmicro, otros) es posible obtener los datos bioquímicos y de la actividad y a menudo también cantidad suficiente de las proteínas y complejos deseados para la escala de nanolitros de cristalización de alto rendimiento (HTX ). Considere el uso de purificación de afinidad de metal (Clonetech Takara TALON, resinas Qiagen Ninta quelante de metales) y un oligo-histidina (residuos 6-10) etiqueta en subunidades expuestas de su proteína de complejos para facilitar la purificación, conjuntamente con intercambio iónico y cromatografía de exclusión por tamaño en pequeña volúmenes utilizando por ejemplo la ÄKTAmicro o una máquina de purificación de pequeño volumen similar (Figura 4 </strong&gt;). Otras etapas de purificación de afinidad e intercambio iónico (IEX pasos), además de la purificación por afinidad con etiquetas oligo-histidina u otras etiquetas (elegir GST, MBP, CBP, otros) puede y debe ser considerado, de acuerdo con las propiedades bioquímicas de las proteínas de los intereses y las preferencias individuales. Considere la posibilidad de etiquetado más de una subunidad con etiquetas de afinidad para mejorar la eficacia de la purificación. Concentre sus complejos de proteínas purificadas y establecer protocolos de almacenamiento, tales como la congelación con o sin glicerol. Desarrollar criterios de control de calidad que se pueden aplicar de forma estándar (ensayos de actividad, pruebas bioquímicas y biofísicas) para evaluar la variación lote a lote de sus proteínas purificadas. </li></ol>

<ol>
	<li>Nie, Y., Viola, C., Bieniossek, C., Trowitzsch, S., Vijay-Achandran, L. S., Chaillet, M., Garzoni, F., Berger, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Getting+a+Grip+on+Complexes.">Getting a Grip on Complexes.</a> Curr. Genomics. 10 (8), 558-572 (2009).</li><li>Robinson, C. V., Sali, A., Baumeister, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+molecular+sociology+of+the+cell.">The molecular sociology of the cell.</a> Nature. 450 (7172), 973-982 (2007).</li><li>Kost, T. A., Condreay, J. P., Jarvis, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baculovirus+as+versatile+vectors+for+protein+expression+in+insect+and+mammalian+cells.">Baculovirus as versatile vectors for protein expression in insect and mammalian cells.</a> Nat. Biotechnol. 23 (5), 567-575 (2005).</li><li>Bieniossek, C., Imasaki, T., Takagi, Y., Berger, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MultiBac:+expanding+the+research+toolbox+for+multiprotein+complexes.">MultiBac: expanding the research toolbox for multiprotein complexes.</a> Trends Biochem. Sci. 37 (2), 49-57 (2012).</li><li>Fitzgerald, D. J., Berger, P., Schaffitzel, C., Yamada, K., Richmond, T. J., Berger, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protein+complex+expression+by+using+multigene+baculoviral+vectors.">Protein complex expression by using multigene baculoviral vectors.</a> Nat. Methods. 3 (12), 1021-1032 (2006).</li><li>Bieniossek, C., Richmond, T. J., Berger, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MultiBac:+multigene+baculovirus-based+eukaryotic+protein+complex+production.">MultiBac: multigene baculovirus-based eukaryotic protein complex production.</a> Curr. Protoc. Protein Sci. Chapter 5, Unit 5.20 (2008).</li><li>Trowitzsch, S., Bieniossek, C., Nie, Y., Garzoni, F., Berger, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+baculovirus+expression+tools+for+recombinant+protein+complex+production.">New baculovirus expression tools for recombinant protein complex production.</a> J. Struct. Biol. 172 (1), 45-54 (2010).</li><li>Vijayachandran, L. S., Viola, C., Garzoni, F., Trowitzsch, S., Bieniossek, C., Chaillet, M., Schaffitzel, C., Busso, D., Romier, C., Poterszman, A., Richmond, T. J., Berger, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robots,+pipelines,+polyproteins:+enabling+multiprotein+expression+in+prokaryotic+and+eukaryotic+cells.">Robots, pipelines, polyproteins: enabling multiprotein expression in prokaryotic and eukaryotic cells.</a> J. Struct. Biol. 175 (2), 198-208 (2011).</li><li>Thomas, M. C., Chiang, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+general+transcription+machinery+and+general+cofactors.">The general transcription machinery and general cofactors.</a> Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 41 (3), 105-178 (2006).</li><li>Klinge, S., Voigts-Hoffmann, F., Leibundgut, M., Ban, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+structures+of+the+eukaryotic+ribosome.">Atomic structures of the eukaryotic ribosome.</a> Trends Biochem. Sci. 37 (5), 189-198 (2012).</li><li>Melnikov, S., Ben-Shem, A., Garreau de Loubresse, N., Jenner, L., Yusupova, G., Yusupov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One+core,+two+shells:+bacterial+and+eukaryotic+ribosomes.">One core, two shells: bacterial and eukaryotic ribosomes.</a> Nat. Struct. Mol. Biol. 19 (6), 560-567 (2012).</li><li>Cramer, P., Bushnell, D. A., Fu, J., Gnatt, A. L., Maier-Davis, B., Thompson, N. E., Burgess, R. R., Edwards, A. M., David, P. R., Kornberg, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Architecture+of+RNA+polymerase+II+and+implications+for+the+transcription+mechanism.">Architecture of RNA polymerase II and implications for the transcription mechanism.</a> Science. 288 (5466), 640-649 (2000).</li><li>Berger, I., Fitzgerald, D. J., Richmond, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Baculovirus+expression+system+for+heterologous+multiprotein+complexes.">Baculovirus expression system for heterologous multiprotein complexes.</a> Nat. Biotechnol. 22 (12), 1583-1587 (2004).</li><li>Bieniossek, C., Nie, Y., Frey, D., Olieric, N., Schaffitzel, C., Collinson, I., Romier, C., Berger, P., Richmond, T. J., Steinmetz, M. O., Berger, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automated+unrestricted+multigene+recombineering+for+multiprotein+complex+production.">Automated unrestricted multigene recombineering for multiprotein complex production.</a> Nat. Methods. 6 (6), 447-450 (2009).</li><li>Nie, Y., Bieniossek, C., Frey, D., Olieric, N., Schaffitzel, C., Steinmetz, M. O., Berger, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ACEMBLing+multigene+expression+constructs+by+recombineering.">ACEMBLing multigene expression constructs by recombineering.</a> Nat. Protocols. , (2009).</li><li>Wasilko, D. J., Lee, S. E., Stutzman-Engwall, K. J., Reitz, B. A., Emmons, T. L., Mathis, K. J., Bienkowski, M. J., Tomasselli, A. G., Fischer, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=H.D.+titerless+infected-cells+preservation+and+scale-up+(TIPS)+method+for+large-scale+production+of+NO-sensitive+human+soluble+guanylate+cyclase+(sGC)+from+insect+cells+infected+with+recombinant+baculovirus.">H.D. titerless infected-cells preservation and scale-up (TIPS) method for large-scale production of NO-sensitive human soluble guanylate cyclase (sGC) from insect cells infected with recombinant baculovirus.</a> Protein Expr. Purif. 65 (2), 122-132 (2009).</li><li>Chao, W. C., Kulkarni, K., Zhang, Z., Kong, E. H., Barford, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+of+the+mitotic+checkpoint+complex.">Structure of the mitotic checkpoint complex.</a> Nature. 484 (7393), 208-213 (2012).</li><li>Yamada, K., Frouws, T. D., Angst, B., Fitzgerald, D. J., DeLuca, C., Schimmele, K., Sargent, D. F., Richmond, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+mechanism+of+the+chromatin+remodelling+factor+ISW1a.">Structure and mechanism of the chromatin remodelling factor ISW1a.</a> Nature. 472 (7344), 448-453 (2011).</li></ol>

IB es inventor de patentes y solicitudes de patente que detallan partes de la tecnología aquí descrita.

Vídeo instantáneas en las Figuras 2 y 3 ilustran todo el proceso de generación asistida por robot a partir de ADNc de expresión multigénica construye todo el camino a la infección de cultivos de células de insectos para la producción de proteínas. Nuevos reactivos (plásmidos y virus) y protocolos robustos se han desarrollado para permitir una tubería de depender de SOP. Toda la tubería se ha implementado como una plataforma tecnológica en el EMBL de Grenoble. La plataforma ...

La actividad biológica se controla por conjuntos de proteínas y otras biomoléculas que actúan en concierto para catalizar las funciones celulares. Los ejemplos notables incluyen la maquinaria que transcribe la información genética contenida en el ADN en ARN mensajero. En los seres humanos, más de 100 proteínas se unen en un proceso definido y regulado para transcribir los genes, la formación de grandes complejos multiproteicos de 10 y más subunidades incluyendo el ARN polimerasa II y los factores de transcripción generales, tales como TFIID, TFIIH y otros. 9 Otros ejemplos son los ribosoma, que consta de muchas proteínas y moléculas de ARN, que cataliza la síntesis de proteínas, o el complejo del poro nuclear, que es responsable de shuttling biomoléculas a través de la envoltura nuclear en eucariotas. Una disección de arquitectura y bioquímica detallada de esencialmente todas las máquinas multicomponente en la célula es vital para entender su función. La elucidación de la estructura de procariótico y eukarribosomas yotic, por ejemplo, constituyeron acontecimientos característicos que producen una visión sin precedentes de cómo estas máquinas macromoleculares llevar a cabo sus funciones designadas en la célula. 10,11 Los ribosomas se pueden obtener en cantidad y calidad suficiente para un estudio detallado mediante la purificación del material endógeno de las células cultivadas, debido al hecho de que hasta el 30% de la masa celular consta de los ribosomas. ARN polimerasa II ya es menos abundante en órdenes de magnitud, y muchos miles de litros de cultivo de levadura tenía que ser procesada para obtener una vista atómica detallada de este complejo central y esencial para la transcripción. 12 La inmensa mayoría de los otros complejos son sin embargo esenciales presentes en cantidades mucho más bajas en células nativas, y por lo tanto no pueden purificarse adecuadamente a partir de material fuente nativa. Para hacer tales complejos accesibles para el análisis estructural y funcional detallado requiere la producción heteróloga utilizando te recombinantechniques. Producción de proteína recombinante tenía un gran impacto en la investigación biológica. Muchas proteínas fueron producidos de forma recombinante, y su estructura y función disecados en alta resolución. Programas de genómica estructural han aprovechado el esclarecimiento de los genomas de muchos organismos para abordar el repertorio de productos de genes de organismos enteros en el modo de alto rendimiento (HT). Miles de estructuras de proteínas por lo tanto se han determinado. Hasta la fecha, el sistema más utilizado prolíficamente para la producción de proteínas recombinantes ha sido E. coli, y muchos sistemas de expresión se han desarrollado y perfeccionado en los años para la producción heteróloga en este huésped. Los plásmidos que albergan una gran cantidad de funcionalidades para permitir la producción de proteínas en E. coli llenan catálogos enteros de proveedores comerciales. Sin embargo, E. coli tiene ciertas limitaciones que lo hacen inadecuado para producir muchas proteínas eucarióticas y en particulares complejos de proteínas con muchas subunidades. Por lo tanto, la producción de proteínas en huéspedes eucariotas se ha convertido en cada vez más el método de elección en los últimos años. Un sistema particularmente bien adaptado para producir proteínas eucariotas es el sistema vector de expresión de baculovirus (BEVS) que se basa en un baculovirus recombinante que lleva los genes heterólogos para infectar cultivos de células de insectos cultivadas en el laboratorio. El sistema de MultiBac es un BEVS más recientemente desarrollados, que se adaptan particularmente para la producción de complejos de proteínas eucarióticas con muchas subunidades (Figura 1). MultiBac se introdujo por primera vez en 2004. 13 Desde su introducción, MultiBac se ha perfeccionado continuamente y se racionaliza para simplificar el manejo, mejorar la calidad de la proteína diana y generalmente haciendo que el sistema sea accesible a los usuarios que no son especialistas en el diseño de los procedimientos normalizados de trabajo (PNT eficientes). 4 MultiBac se ha implementado en muchos laboratorios de todo el mundo, en la acAdemia y la industria. En el EMBL de Grenoble, los programas de acceso transnacionales se pusieron en marcha por la Comisión Europea para proporcionar la formación de expertos en la plataforma MultiBac para los científicos que desean utilizar este sistema de producción para el avance de sus investigaciones. La estructura y la función de muchos complejos de proteínas que eran hasta ahora no accesible se dilucidan mediante muestras producidas con MultiBac. 4 En la siguiente, los pasos esenciales de la producción MultiBac se resumen en protocolos como están en operación en la instalación MultiBac en el EMBL Grenoble.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name of Reagent/Material</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Bluo-Gal</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>15519-028 (1 g)</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tetracycline</td>
 <td>Euromedex</td>
 <td>UT2965-B (25 g)</td>
 <td>1,000X at 10 mg/ml</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Kanamycine</td>
 <td>Euromedex</td>
 <td>EU0420 (25 g)</td>
 <td>1,000X at 50 mg/ml</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Gentamycine</td>
 <td>SIGMA</td>
 <td>G3632 (5 g)</td>
 <td>1,000X at 10 mg/ml</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>IPTG</td>
 <td>Euromedex</td>
 <td>EU0008-B (5 g)</td>
 <td>1,000X at 1M</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Cre-recombinase</td>
 <td>New England BioLabs</td>
 <td>M0298</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>X-Treme GENE HP transfection reagent</td>
 <td>Roche</td>
 <td>06 366 236 001</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Hyclone SFM4 Insect</td>
 <td>Thermo Scientific</td>
 <td>SH 30913.02</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>6-well plate Falcon</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>353046</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>2 ml pipette Falcon</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>357507</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>5 ml pipette Falcon</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>357543</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>10 ml pipette Falcon</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>357551</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>25 ml pipette Falcon</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>357535</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>50 ml pipette Falcon</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>357550</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>50 ml tube Falcon</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>352070</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>15 ml tube Falcon</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>352096</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>1.8 ml cryotube Nunc</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>55005</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>100 ml shaker flasks Pyrex</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>211917</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>250 ml shaker flasks Pyrex</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>211918</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>500 ml shaker flasks Pyrex</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>211919</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>2 L shaker flasks Pyrex</td>
 <td>Dominique Dutscher</td>
 <td>211921</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Certomat Orbital Shaker + plateau</td>
 <td>Sartorius</td>
 <td>4445110, 4445233</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Liquid nitrogen tank dewar 35 L</td>
 <td>Fisher Scientific</td>
 <td>M76801</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Biological Safety Cabinet Faster</td>
 <td>Sodipro</td>
 <td>FASV20000606</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Optical Microscope</td>
 <td>Zeiss</td>
 <td>451207</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sf21 Insect cells</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Hi5 Insect cells</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>B855-02</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tecan freedom EVO running Evoware plus</td>
 <td>TECAN</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>10 &mu;l conductive tips (black),</td>
 <td>TECAN</td>
 <td>10 612 516</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>200 &mu;l conductive tips (black)</td>
 <td>TECAN</td>
 <td>10 612 510</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>disposable trough for reagents, 100 ml</td>
 <td>TECAN</td>
 <td>10 613 049</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>twin.tec PCR plate 96, skirted</td>
 <td>Eppendorf</td>
 <td>0030 128.648</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>96 well V bottom, non sterile</td>
 <td>BD falcon</td>
 <td>353263</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>96 deepwell plate color natural, PP)</td>
 <td>Fisher</td>
 <td>M3752M</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>PS microplate, 96 well flat bottom</td>
 <td>Greiner</td>
 <td>655101</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>96 deepwell plate</td>
 <td>Thermo scientific</td>
 <td>AB-0932</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>24 well blocks RB</td>
 <td>Qiagen</td>
 <td>19583</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>DpnI restriction enzyme</td>
 <td>NEB</td>
 <td>R0176L</td>
 <td>20 U/uL</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>NEBuffer 4 10X</td>
 <td>NEB</td>
 <td>B7004S</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>2X phusion mastermix HF</td>
 <td>Finnzyme</td>
 <td>ref F-531L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>2X phusion mastermix GC</td>
 <td>Finnzyme</td>
 <td>ref F-532L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>DGLB 1.5X</td>
 <td>homemade</td>
 <td></td>
 <td>7.5% glycerol, 0.031% Bromophenol blue, 0.031% Xylen cyanol FF</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>High DNA Mass Ladder for e-gel</td>
 <td>Life Technologies</td>
 <td>10496-016</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Low DNA Mass Ladder for e-gel</td>
 <td>Life Technologies</td>
 <td>10068-013</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>E-gel 48 1% agarose GP</td>
 <td>Life Technologies</td>
 <td>G8008-01</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Nucleo Spin- robot-96 plasmid kit</td>
 <td>Macherey Nagel</td>
 <td>740 708.24</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>PCR clean-up kit, Nucleospin Robot-96 Extract</td>
 <td>Macherey Nagel</td>
 <td>740 707.2</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Gotaq green master mix</td>
 <td>Promega</td>
 <td>M7113</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>T4 DNA polymerase, LIC-qualified</td>
 <td>Novagen</td>
 <td>70099-3</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>DTT 100 mM</td>
 <td>homemade</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Urea 2 M</td>
 <td>homemade</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>EDTA 500 mM pH 8.0</td>
 <td>Homemade</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>LB broth (Miller) 500 g</td>
 <td>Athena ES</td>
 <td>103</td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

the multibac protein complex production platform at the embl

La investigación proteómica revela la impresionante complejidad de proteomas eucariotas en un detalle sin precedentes. Ahora es un principio comúnmente aceptado que las proteínas en las células de la mayoría no existen como entidades aisladas sino que ejercen su actividad biológica en asociación con muchas otras proteínas, en los seres humanos diez o más, la formación de líneas de montaje en la célula para la mayoría si no todas las funciones vitales. 1 , 2 El conocimiento de la función y la arquitectura de estos conjuntos multiproteicos requiere su disposición en calidad superior y en cantidad suficiente para un análisis detallado. La escasez de muchos complejos de proteínas en las células, en particular, en los eucariotas, prohíbe su extracción a partir de fuentes nativas, y requiere la producción recombinante. El sistema vector de expresión de baculovirus (BEVS) ha demostrado ser particularmente útil para la producción de proteínas eucarióticas, la actividad de los cuales a menudo se basa en el procesamiento post-traduccional que otros sistemas de expresión comúnmente utilizados a menudo puedeno son compatibles. 3 BEVS utilizar un baculovirus recombinante en el que se insertó el gen de interés para infectar cultivos de células de insectos que a su vez producen la proteína de elección. MultiBac es un BEVS que ha sido especialmente adaptado para la producción de complejos de proteínas eucariotas que contienen muchas subunidades. 4 Un requisito previo importante para la producción eficiente de proteínas y sus complejos son robustos protocolos para todos los pasos implicados en un experimento de expresión que, idealmente, puede ser implementado como los procedimientos normalizados de trabajo (PNT) y seguido también por usuarios no especializados con relativa facilidad. La plataforma MultiBac en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) utiliza procedimientos normalizados de trabajo para todos los pasos implicados en un complejo multiproteico experimento de expresión, a partir de la inserción de los genes en un genoma de baculovirus ingeniería optimizado para la producción de proteínas heterólogas propiedades para el análisis a pequeña escala de la proteína ejemplares producidos. 5-8 La plataforma dese instala en un modo de acceso abierto en el EMBL de Grenoble y ha apoyado a muchos científicos de la academia y la industria para acelerar los proyectos de investigación complejos proteicos.

Fuerte co-expresión de proteínas heterólogas alcanzados por el sistema de MultiBac se muestra en la Figura 1d (sondas tomadas 48 horas después de infectar una suspensión de cultivo celular). Las bandas de proteínas sobreexpresados ​​son claramente discernibles en todo el extracto de células (SNP) y el lisado aclarado (SN). La calidad y cantidad del material de proteína producida es a menudo suficiente para permitir la determinación de la estructura de los complejos de proteínas, tales como...

Watch this Scientific Journal Video about The MultiBac Protein Complex Production Platform at the EMBL at JoVE.com

The MultiBac Protein Complex Production Platform at the EMBL

Complejos de proteínas catalizan las funciones celulares clave. Caracterización detallada funcional y estructural de muchos complejos esenciales requiere la producción recombinante. MultiBac es un sistema de células de baculovirus / insecto particularmente adaptado para la expresión de proteínas eucarióticas y sus complejos. MultiBac se implementó como una plataforma de acceso libre, y los procedimientos operativos estándar desarrollados para maximizar su utilidad.

El Protein Complex Plataforma de Producción MultiBac en el EMBL

Proteomics  research revealed the impressive complexity of eukaryotic proteomes in  unprecedented detail. It is now a commonly accepted notion that ...

the-multibac-protein-complex-production-platform-at-the-embl

Research

JoVE Journal

Biology

15.8K vistas.  EMBL Grenoble Outstation and Unit of Virus Host Cell Interactions (UVHCI) UMR5322. Complejos de proteínas catalizan las funciones celulares clave. Caracterización detallada funcional y estructural de muchos complejos esenciales requiere la producción recombinante. MultiBac es un sistema de células de baculovirus / insecto particularmente adaptado para la expresión de proteínas eucarióticas y sus complejos. MultiBac se implementó como una plataforma de acceso libre, y los procedimientos operativos estándar desarrollados para maximizar su utilida...

Video: The MultiBac Protein Complex Production Platform at the EMBL

Gross Dissection of the Stomach of the Lobster, Homarus Americanus

The stomach of the American lobster (Homarus americanus) is located in the cephalothorax, between the rostrum and the cervical groove. The anterior end of the stomach is defined by the mouth opening and the posterior end by the bottom of the pylorus. Along the dorsal side of the stomach lies the stomatogastric nervous system (STNS). This nervous system, which contains rhythmic networks that underlie feeding behavior, is an established model system for studying rhythm generating networks and neuromodulation 1,2. While it is possible to study this system in vivo 3, the STNS continues to produce its rhythmic activity when isolated in vitro. In order to study this system in vitro the stomach must be removed from the animal. This video article describes how the stomach can be dissected from the American lobster. In an accompanying video article4 we demonstrate how the STNS can be isolated from the stomach.

Gross Dissection of the Stomach of the Lobster, Homarus Americanus

We describe the gross dissection of the stomach of the American lobster (Homarus americanus).

La disección bruto del estómago de la langosta, Homarus americanus</em

The stomach of the American lobster (Homarus americanus) is located in the cephalothorax, between the rostrum and the cervical groove. The anterior end of ...

Investigación

Biología

Staining of Proteins in Gels with Coomassie G-250 without Organic Solvent and Acetic Acid

In classical protein staining protocols using Coomassie Brilliant Blue (CBB), solutions with high contents of toxic and flammable organic solvents (Methanol, Ethanol or 2-Propanol) and acetic acid are used for fixation, staining and destaining of proteins in a gel after SDS-PAGE. To speed up the procedure, heating the staining solution in the microwave oven for a short time is frequently used. This usually results in evaporation of toxic or hazardous Methanol, Ethanol or 2-Propanol and a strong smell of acetic acid in the lab which should be avoided due to safety considerations. In a protocol originally published in two patent applications by E.M. Wondrak (US2001046709 (A1), US6319720 (B1)), an alternative composition of the staining solution is described in which no organic solvent or acid is used. The CBB is dissolved in bidistilled water (60-80mg of CBB G-250 per liter) and 35 mM HCl is added as the only other compound in the staining solution. The CBB staning of the gel is done after SDS-PAGE and thorough washing of the gel in bidistilled water. By heating the gel during the washing and staining steps, the process can be finished faster and no toxic or hazardous compunds are evaporating. The staining of proteins occurs already within 1 minute after heating the gel in staining solution and is fully developed after 15-30 min with a slightly blue background that is destained completely by prolonged washing of the stained gel in bidistilled water, without affecting the stained protein bands.

A short protocol for protein staining with Coomassie Brilliant Blue (CBB) G-250 in polyacrylamide gels is described without using organic solvents or acetic acid as in the classical staining procedures with CBB.

Tinción de las proteínas en geles con Coomassie G-250, sin ácido disolvente orgánico y el acético

In classical protein staining protocols using Coomassie Brilliant Blue (CBB), solutions with high contents of toxic and flammable organic solvents ...

Using the GELFREE 8100 Fractionation System for Molecular Weight-Based Fractionation with Liquid Phase Recovery

The GELFREE 8100 Fractionation System is a novel protein fractionation system designed to maximize protein recovery during molecular weight based fractionation. The system is comprised of single-use, 8-sample capacity cartridges and a benchtop GELFREE Fractionation Instrument. During separation, a constant voltage is applied between the anode and cathode reservoirs, and each protein mixture is electrophoretically driven from a loading chamber into a specially designed gel column gel. Proteins are concentrated into a tight band in a stacking gel, and separated based on their respective electrophoretic mobilities in a resolving gel. As proteins elute from the column, they are trapped and concentrated in liquid phase in the collection chamber, free of the gel. The instrument is then paused at specific time intervals, and fractions are collected using a pipette. This process is repeated until all desired fractions have been collected. If fewer than 8 samples are run on a cartridge, any unused chambers can be used in subsequent separations.
This novel technology facilitates the quick and simple separation of up to 8 complex protein mixtures simultaneously, and offers several advantages when compared to previously available fractionation methods. This system is capable of fractionating up to 1mg of total protein per channel, for a total of 8mg per cartridge. Intact proteins over a broad mass range are separated on the basis of molecular weight, retaining important physiochemical properties of the analyte. The liquid phase entrapment provides for high recovery while eliminating the need for band or spot cutting, making the fractionation process highly reproducible1.

The accompanying video describes the use of the GELFREE 8100 Fractionation System, which partitions complex protein samples on the basis of molecular weight and recovers the fractions in liquid phase. The video describes how the technology works, how it is used, and provides resultant data, with polyacrylamide gel electrophoresis analysis of fractionated bovine liver homogenate.

Utilizando el sistema de fraccionamiento GELFREE 8100 de peso molecular basado en Fraccionamiento con la recuperación de la fase líquida

The GELFREE 8100 Fractionation System is a novel protein fractionation system designed to maximize protein recovery during molecular weight based ...

Production of Tissue Microarrays, Immunohistochemistry Staining and Digitalization Within the Human Protein Atlas

The tissue microarray (TMA) technology provides the means for high-throughput analysis of multiple tissues and cells. The technique is used within the Human Protein Atlas project for global analysis of protein expression patterns in normal human tissues, cancer and cell lines. Here we present the assembly of 1 mm cores, retrieved from microscopically selected representative tissues, into a single recipient TMA block. The number and size of cores in a TMA block can be varied from approximately forty 2 mm cores to hundreds of 0.6 mm cores. The advantage of using TMA technology is that large amount of data can rapidly be obtained using a single immunostaining protocol to avoid experimental variability. Importantly, only limited amount of scarce tissue is needed, which allows for the analysis of large patient cohorts 1 2. Approximately 250 consecutive sections (4 &mu;m thick) can be cut from a TMA block and used for immunohistochemical staining to determine specific protein expression patterns for 250 different antibodies. In the Human Protein Atlas project, antibodies are generated towards all human proteins and used to acquire corresponding protein profiles in both normal human tissues from 144 individuals and cancer tissues from 216 different patients, representing the 20 most common forms of human cancer. Immunohistochemically stained TMA sections on glass slides are scanned to create high-resolution images from which pathologists can interpret and annotate the outcome of immunohistochemistry. Images together with corresponding pathology-based annotation data are made publically available for the research community through the Human Protein Atlas portal (<a href="http://www.proteinatlas.org" target="_blank">www.proteinatlas.org</a>) (Figure 1) 3 4. The Human Protein Atlas provides a map showing the distribution and relative abundance of proteins in the human body. The current version contains over 11 million images with protein expression data for 12.238 unique proteins, corresponding to more than 61% of all proteins encoded by the human genome.

Tissue microarrays allows for an efficient method to gain concurrent information from a multitude of tissues. Representative parts of tissues are assembled into a single paraffin block. Sections from the block are used for immunohistochemistry and analysis of protein expression patterns. Digital scanning generates corresponding images for distribution of data.

La producción de microarrays de tejidos, las técnicas de inmunohistoquímica y la digitalización En el Human Protein Atlas

The  tissue microarray (TMA) technology provides the means for high-throughput  analysis of multiple tissues and cells. The technique is used within the ...

A Convenient and General Expression Platform for the Production of Secreted Proteins from Human Cells

Recombinant protein expression in bacteria, typically E. coli, has been the most successful strategy for milligram quantity expression of proteins. However, prokaryotic hosts are often not as appropriate for expression of human, viral or eukaryotic proteins due to toxicity of the foreign macromolecule, differences in the protein folding machinery, or due to the lack of particular co- or post-translational modifications in bacteria. Expression systems based on yeast (P. pastoris or S. cerevisiae) 1,2, baculovirus-infected insect (S. frugiperda or T. ni) cells 3, and cell-free in vitro translation systems 2,4 have been successfully used to produce mammalian proteins. Intuitively, the best match is to use a mammalian host to ensure the production of recombinant proteins that contain the proper post-translational modifications. A number of mammalian cell lines (Human Embryonic Kidney (HEK) 293, CV-1 cells in Origin carrying the SV40 larget T-antigen (COS), Chinese Hamster Ovary (CHO), and others) have been successfully utilized to overexpress milligram quantities of a number of human proteins 5-9. However, the advantages of using mammalian cells are often countered by higher costs, requirement of specialized laboratory equipment, lower protein yields, and lengthy times to develop stable expression cell lines. Increasing yield and producing proteins faster, while keeping costs low, are major factors for many academic and commercial laboratories.
Here, we describe a time- and cost-efficient, two-part procedure for the expression of secreted human proteins from adherent HEK 293T cells. This system is capable of producing microgram to milligram quantities of functional protein for structural, biophysical and biochemical studies. The first part, multiple constructs of the gene of interest are produced in parallel and transiently transfected into adherent HEK 293T cells in small scale. The detection and analysis of recombinant protein secreted into the cell culture medium is performed by western blot analysis using commercially available antibodies directed against a vector-encoded protein purification tag. Subsequently, suitable constructs for large-scale protein production are transiently transfected using polyethyleneimine (PEI) in 10-layer cell factories. Proteins secreted into litre-volumes of conditioned medium are concentrated into manageable amounts using tangential flow filtration, followed by purification by anti-HA affinity chromatography. The utility of this platform is proven by its ability to express milligram quantities of cytokines, cytokine receptors, cell surface receptors, intrinsic restriction factors, and viral glycoproteins. This method was also successfully used in the structural determination of the trimeric ebolavirus glycoprotein 5,10.
In conclusion, this platform offers ease of use, speed and scalability while maximizing protein quality and functionality. Moreover, no additional equipment, other than a standard humidified CO2 incubator, is required. This procedure may be rapidly expanded to systems of greater complexity, such as co-expression of protein complexes, antigens and antibodies, production of virus-like particles for vaccines, or production of adenoviruses or lentiviruses for transduction of difficult cell lines.

In the post-human genomics era, the availability of recombinant proteins in native conformations is crucial to structural, functional and therapeutic research and development. Here, we describe a test- and large-scale protein expression system in human embryonic kidney 293T cells that can be used to produce a variety of recombinant proteins.

Una expresión adecuada y el general de la Plataforma para la producción de proteínas secretadas por las células humanas

Recombinant protein expression in bacteria, typically E. coli, has been the most successful strategy for milligram quantity expression of proteins. ...

The Logic, Experimental Steps, and Potential of Heterologous Natural Product Biosynthesis Featuring the Complex Antibiotic Erythromycin A Produced Through E. coli

The heterologous production of complex natural products is an approach designed to address current limitations and future possibilities. It is particularly useful for those compounds which possess therapeutic value but cannot be sufficiently produced or would benefit from an improved form of production. The experimental procedures involved can be subdivided into three components: 1) genetic transfer; 2) heterologous reconstitution; and 3) product analysis. Each experimental component is under continual optimization to meet the challenges and anticipate the opportunities associated with this emerging approach.
Heterologous biosynthesis begins with the identification of a genetic sequence responsible for a valuable natural product. Transferring this sequence to a heterologous host is complicated by the biosynthetic pathway complexity responsible for product formation. The antibiotic erythromycin A is a good example. Twenty genes (totaling &gt;50 kb) are required for eventual biosynthesis. In addition, three of these genes encode megasynthases, multi-domain enzymes each ~300 kDa in size. This genetic material must be designed and transferred to E. coli for reconstituted biosynthesis. The use of PCR isolation, operon construction, multi-cystronic plasmids, and electro-transformation will be described in transferring the erythromycin A genetic cluster to E. coli.
Once transferred, the E. coli cell must support eventual biosynthesis. This process is also challenging given the substantial differences between E. coli and most original hosts responsible for complex natural product formation. The cell must provide necessary substrates to support biosynthesis and coordinately express the transferred genetic cluster to produce active enzymes. In the case of erythromycin A, the E. coli cell had to be engineered to provide the two precursors (propionyl-CoA and (2S)-methylmalonyl-CoA) required for biosynthesis. In addition, gene sequence modifications, plasmid copy number, chaperonin co-expression, post-translational enzymatic modification, and process temperature were also required to allow final erythromycin A formation.
Finally, successful production must be assessed. For the erythromycin A case, we will present two methods. The first is liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS) to confirm and quantify production. The bioactivity of erythromycin A will also be confirmed through use of a bioassay in which the antibiotic activity is tested against Bacillus subtilis. The assessment assays establish erythromycin A biosynthesis from E. coli and set the stage for future engineering efforts to improve or diversify production and for the production of new complex natural compounds using this approach.

The Logic, Experimental Steps, and Potential of Heterologous Natural Product Biosynthesis Featuring the Complex Antibiotic Erythromycin A Produced Through E. coli

The heterologous biosynthesis of erythromycin A through E. coli includes the following experimental steps: 1) genetic transfer; 2) heterologous reconstitution; and 3) product analysis. Each step will be explained in the context of the motivation, potential, and challenges in producing therapeutic natural products using E. coli as a surrogate host.

La lógica, la Plaza experimentales, y el potencial de la Biosíntesis heteróloga Producto Natural Con la eritromicina Complejo antibiótico producido a través de un<em&gt; E. coli</em

The heterologous production of complex natural products is an approach designed to address current limitations and future possibilities.  It is ...

Protein Isolation from the Developing Embryonic Mouse Heart Valve Region

Western blot analysis is a commonly employed technique for detecting and quantifying protein levels. However, for small tissue samples, this analysis method may not be sufficiently sensitive to detect a protein of interest. To overcome these difficulties, we examined protocols for obtaining protein from adult human cardiac valves and modified these protocols for the developing early embryonic mouse counterparts. In brief, the mouse embryonic aortic valve regions, including the aortic valve and surrounding aortic wall, are collected in the minimal possible volume of a Tris-based lysis buffer with protease inhibitors. If required based on the breeding strategy, embryos are genotyped prior to pooling four embryonic aortic valve regions for homogenization. After homogenization, an SDS-based sample buffer is used to denature the sample for running on an SDS-PAGE gel and subsequent western blot analysis. Although the protein concentration remains too low to quantify using spectrophotometric protein quantification assays and have sample remaining for subsequent analyses, this technique can be used to successfully detect and semi-quantify phosphorylated proteins via western blot from pooled samples of four embryonic day 13.5 mouse aortic valve regions, each of which yields approximately 1 &#956;g of protein. This technique will be of benefit for studying cell signaling pathway activation and protein expression levels during early embryonic mouse valve development.

The analysis of protein expression in young embryonic mouse valves has been hampered by the limited tissue available. This manuscript provides a protocol for preparing protein from developing embryonic mouse valve regions for western blot analysis.

Proteína Aislamiento del desarrollo embrionario del corazón del ratón Válvula Región

Western blot analysis is a commonly employed technique for detecting and quantifying protein levels. However, for small tissue samples, this analysis ...

Quantitative Immunofluorescence Assay to Measure the Variation in Protein Levels at Centrosomes

Centrosomes are small but important organelles that serve as the poles of mitotic spindle to maintain genomic integrity or assemble primary cilia to facilitate sensory functions in cells. The level of a protein may be regulated differently at centrosomes than at other .cellular locations, and the variation in the centrosomal level of several proteins at different points of the cell cycle appears to be crucial for the proper regulation of centriole assembly. We developed a quantitative fluorescence microscopy assay that measures relative changes in the level of a protein at centrosomes in fixed cells from different samples, such as at different phases of the cell cycle or after treatment with various reagents. The principle of this assay lies in measuring the background corrected fluorescent intensity corresponding to a protein at a small region, and normalize that measurement against the same for another protein that does not vary under the chosen experimental condition. Utilizing this assay in combination with BrdU pulse and chase strategy to study unperturbed cell cycles, we have quantitatively validated our recent observation that the centrosomal pool of VDAC3 is regulated at centrosomes during the cell cycle, likely by proteasome-mediated degradation specifically at centrosomes.

Here, a novel quantitative fluorescence assay is developed to measure changes in the level of a protein specifically at centrosomes by normalizing that protein&#8217;s fluorescence intensity to that of an appropriate internal standard.

Cuantitativa inmunofluorescencia Ensayo para medir la variación en los niveles de proteína en centrosomas

Centrosomes are small but important organelles that serve as the poles of mitotic spindle to maintain genomic integrity or assemble primary cilia to ...

Green Fluorescent Protein-based Expression Screening of Membrane Proteins in Escherichia coli

The production of recombinant membrane proteins for structural and functional studies remains technically challenging due to low levels of expression and the inherent instability of many membrane proteins once solubilized in detergents. A protocol is described that combines ligation independent cloning of membrane proteins as GFP fusions with expression in Escherichia coli detected by GFP fluorescence. This enables the construction and expression screening of multiple membrane protein/variants to identify candidates suitable for further investment of time and effort. The GFP reporter is used in a primary screen of expression by visualizing GFP fluorescence following SDS polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Membrane proteins that show both a high expression level with minimum degradation as indicated by the absence of free GFP, are selected for a secondary screen. These constructs are scaled and a total membrane fraction prepared and solubilized in four different detergents. Following ultracentrifugation to remove detergent-insoluble material, lysates are analyzed by fluorescence detection size exclusion chromatography (FSEC). Monitoring the size exclusion profile by GFP fluorescence provides information about the mono-dispersity and integrity of the membrane proteins in different detergents. Protein: detergent combinations that elute with a symmetrical peak with little or no free GFP and minimum aggregation are candidates for subsequent purification. Using the above methodology, the heterologous expression in E. coli of SED (shape, elongation, division, and sporulation) proteins from 47 different species of bacteria was analyzed. These proteins typically have ten transmembrane domains and are essential for cell division. The results show that the production of the SEDs orthologues in E. coli was highly variable with respect to the expression levels and integrity of the GFP fusion proteins. The experiment identified a subset for further investigation.

Green Fluorescent Protein-based Expression Screening of Membrane Proteins in Escherichia coli

A streamlined approach to screening for the expression of recombinant membrane proteins in Escherichia coli based on fusion to green fluorescent protein is presented.

Fluorescente verde a base de proteína Expresión Proyección de proteínas de membrana en<em&gt; Escherichia coli</em

The production of recombinant membrane proteins for structural and functional studies remains technically challenging due to low levels of expression and ...

CUBIC Protocol Visualizes Protein Expression at Single Cell Resolution in Whole Mount Skin Preparations

The skin is essential for our survival. The outer epidermal layer consists of the interfollicular epidermis, which is a stratified squamous epithelium covering most of our body, and epidermal appendages such as the hair follicles and sweat glands. The epidermis undergoes regeneration throughout life and in response to injury. This is enabled by K14-expressing basal epidermal stem/progenitor cell populations that are tightly regulated by multiple regulatory mechanisms active within the epidermis and between epidermis and dermis. This article describes a simple method to clarify full thickness mouse skin biopsies, and visualize K14 protein expression patterns, Ki67 labeled proliferating cells, Nile Red labeled sebocytes, and DAPI nuclear labeling at single cell resolution in 3D. This method enables accurate assessment and quantification of skin anatomy and pathology, and of abnormal epidermal phenotypes in genetically modified mouse lines. The CUBIC protocol is the best method available to date to investigate molecular and cellular interactions in full thickness skin biopsies at single cell resolution.

This report describes a CUBIC protocol to clarify full thickness mouse skin biopsies, and visualize protein expression patterns, proliferating cells, and sebocytes at the single cell resolution in 3D. This method enables accurate assessment of skin anatomy and pathology, and of abnormal epidermal phenotypes in genetically modified mouse lines.

Protocolo CÚBICO Visualiza la expresión de la proteína en la resolución de la celda individual en su totalidad para la piel Mount

The skin is essential for our survival. The outer epidermal layer consists of the interfollicular epidermis, which is a stratified squamous epithelium ...