Este proyecto fue financiado por el Fondo Social Europeo, en Baden-Württemberg, Alemania.

1. Aumento de plásmidos que contienen ADN que codifica secuencias Obligatorio (CDS) <ol><li> Pre-caliente medio SOC, que se incluye en el kit de transformación, a temperatura ambiente y las placas de agar LB que contenían 100 mg / ml de ampicilina a 37 ° C. Equilibrar el baño de agua a 42 ° C. </li><li> Descongelar un vial de E. químicamente componente coli en hielo. </li><li> Añadir 1-5 l del plásmido (10 pg a 100 ng) que contiene los CDS en el vial de E. componente químicamente coli y mezclar suavemente. No mezcle las células por pipeteo. Después de la adición de los plásmidos, mezclar tocando el tubo suavemente. </li><li> Incubar la mezcla en hielo durante 30 min. </li><li> Heat-shock del E. coli durante 30 segundos a 42 ° C en un baño de agua sin agitación. </li><li> Colocar el vial en hielo durante 2 min. </li><li> Añadir 250 l de medio SOC precalentado a la E. coli y agitar las bacterias horizontalmente a 300 rpm durante 1 hora a 37 ° C en una incubadora de bacterias. </li><li><html> Extender 100 l y 150 l de mezcla de transformación sobre placas de agar LB pre-calentado, invertir las placas e incubar durante la noche a 37 ° C. </li><li> Después de colonias se hacen visibles, inocular una única colonia de cada placa en un tubo de cultivo de 15 ml que contiene 5 ml de medio LB con 100 mg / ml de ampicilina. Incubar durante la noche a 37 ° C con agitación a 300 rpm hasta que la cultura es en el registro tarde o fase estacionaria. </li><li> Para el almacenamiento a largo plazo de transformado E. coli, pipeta de 75 l de 100% de glicerol en el criovial. Añadir 225 l de cultivo bacteriano (madre congelada contendrá 25% de glicerol), mezclar bien y guardar el criovial a -80 ° C. </li><li> Aislar los plásmidos que contienen los CDS requeridos usando un kit de purificación de plásmido de acuerdo con las instrucciones del fabricante. </li><li> Determinar la concentración de plásmido usando un espectrofotómetro. </li><li> Preparar alícuotas de 20 l y almacenarlas a -20 ° C durante un tiempo prolongado. </li></ol>_title &quot;&gt; 2. La amplificación del plásmido inserciones y adición de poli T-cola por la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) <ol><li> NOTA: Para obtener el molde de ADN para la transcripción in vitro (IVT), los CDS de interés, aquí eGFP, se amplifica mediante PCR. Simultáneamente, se añade una poli-T de la cola de 120 thymidines (T) a la inserción mediante el uso de un cebador inverso con una T 120 de extensión. De este modo, los ARNm generados obtener un poli A-cola con una longitud definida después de la IVT. </li><li> Preparar la mezcla de PCR como se detalla en la Tabla 1. </li><li> Mezclar la mezcla de reacción a fondo. NOTA: producto de PCR se puede utilizar en reacciones 4-5 IVT. Para aumentar la cantidad de plantilla de ADN para la IVT, el volumen total de la mezcla de PCR puede ser aumentada. Varios tubos de PCR que contienen cada uno 100 l mezcla de PCR se pueden utilizar para obtener un rendimiento suficiente de producto de PCR. </li><li> Colocar los tubos de PCR en un termociclador y ejecute la PCR utilizando el protocolo de ciclos de PCR (Tabla 2). </li><li> Limpiar el PCR reacción usando un kit de purificación de PCR de acuerdo con las instrucciones del fabricante y eluir el ADN usando 20 agua libre de nucleasa l. </li><li> Medir la concentración del ADN usando un espectrofotómetro. NOTA: La concentración de ADN detectado es de aproximadamente 300 mg / ml. Por lo tanto, la cantidad total de la esperada debe ser ~ 6 mg. La cantidad de ADN para otras proteínas puede diferir dependiendo de la longitud de CDS, la cantidad de plásmido utilizado para la PCR, la temperatura de hibridación de los cebadores, y el número de ciclo. </li><li> Congelar el ADN a -20 ° C durante un período prolongado o utilizarlo directamente para IVT. </li></ol> Paso 3. Control: Calidad del producto de PCR <ol><li> Compruebe la calidad del producto de PCR mediante electroforesis en gel de ADN. </li><li> Mezclar la cantidad deseada de agarosa con TBE 1x en un matraz. Para un gel de agarosa al 1%, añadir 0,5 g de agarosa a 50 ml de TBE 1x. </li><li> Se disuelve de microondas hasta que la agarosa. No deje que hierva. Asegúrese de que la agarosa es completamente en solución. </li><li> Añadir 5 l nucleico mancha de gel de ácido a 50 ml de gel de agarosa. </li><li> Vierte el gel en un gel de agarosa al cuadro, establezca el peine, y esperar aproximadamente 1 hora hasta que el gel se solidificó. </li><li> Retire el peine y colocar el cuadro de gel en una bandeja de gel. </li><li> Mezcle 2 l (200 ng) de 80-10,000 pb de ADN Global y 200 ng de producto de PCR, cada uno con 2 l de tampón de carga 6x en un volumen total de 12 l. </li><li> Cargar cuidadosamente muestras de ADN en los pocillos del gel de agarosa. </li><li> Uso de 1x TBE como tampón, ejecute el gel de agarosa a 100 V durante 1 hr. </li><li> Visualice las bandas de ADN en un sistema de imagen (Figura 2). </li></ol> 4. Transcripción in vitro (IVT) <ol><li> NOTA: Después de la PCR, los insertos de plásmidos se amplifican y se añade un poli T-cola. Durante la IVT, la información genética se transcribe a partir de ADN a ARN. El transcrito de ARNm generado se utiliza para producir proteínas en las células. </li><li> Limpie la zona de trabajo y pipetas con una RNasa dsolución econtamination. El uso de PCR puntas de pipeta de doble filtro limpio y estéril y con frecuencia cambian los guantes para minimizar la contaminación de reacción se mezcla con RNasas. </li><li> Preparar la mezcla analógica NTP / tapa como se describe en la Tabla 3. </li><li> Mezclar la mezcla analógica NTP / tapa a fondo por agitación y centrifugar brevemente. </li><li> Montar la mezcla de reacción IVT como se describe en la Tabla 4. </li><li> Mezclar la mezcla de reacción IVT fondo pipeteando suavemente hacia arriba y hacia abajo. A continuación, centrifugar el tubo de PCR brevemente para recoger la mezcla en la parte inferior del tubo. </li><li> Se incuba a 37 ° C durante 3 horas en un termomezclador. NOTA: El tiempo óptimo de incubación depende de la longitud de los insertos y la eficiencia transcripcional de plantilla dada. Para insertos cortos (&lt;500 nt), un tiempo de incubación más largo puede ser ventajoso. Un experimento de curso temporal se puede hacer para determinar el tiempo de incubación óptimo para el rendimiento máximo. Por lo tanto, establecer reacciones IVT, para example, para 1, 2, 3, 4, 6 hr, y la incubación durante la noche y determinar la cantidad de ARNm. La cinética de la transcripción in vitro para la generación de eGFP ARNm se muestran en la Figura 3. </li><li> Para retirar la plantilla de ADN, añadir 1 l de DNasa (2 U / l) a la mezcla de reacción IVT, mezclar bien e incubar 15 min a 37 ° C. </li><li> Se purifica la mezcla de reacción usando un kit de purificación de ARN de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Eluir el ARNm modificado a partir de la membrana de la columna de centrifugado dos veces con 40 agua libre de nucleasa l. NOTA: La concentración de ARN detectado es de aproximadamente 1.500 g / ml. Por lo tanto, la cantidad total de la esperada debe ser ~ 120 g. La cantidad de mRNA sintetizado para otras proteínas puede diferir dependiendo de la longitud de CDS y la cantidad de producto de PCR utilizado para IVT. </li></ol> 5. Tratamiento de ARNm purificado con Antártico fosfatasa <ol><li> NOTA: El ARNm generado se trató con fosfatasa para eliminar 5 &#39;trifosfatos, que pueden ser reconocidos por RIG-I y conducen a la activación inmune. Además, el tratamiento con fosfatasa previene la re-circularización en una reacción de auto-ligación. </li><li> Añadir 9 l de 10x tampón de reacción de la fosfatasa antártica a 79 l de solución de ARNm purificado. Posteriormente, añadir 2 l de fosfatasa Antártico (5 U / l) y mezclar suavemente la muestra. Incubar la mezcla de reacción a 37 ° C durante 30 min. </li><li> Se purifica la mezcla de reacción usando un kit de purificación de ARN de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Eluir el ARNm modificado a partir de la membrana de la columna de centrifugación dos veces con 50 agua libre de nucleasa l. </li><li> Medir la concentración de los ARNm modificados utilizando un espectrofotómetro. Compruebe que la relación de absorbancia a 260 nm / 280 nm (A 260 / A 280) es ≥ 1,8 y la relación de A 260 / A 230 es de 2,0, lo que indica la pureza. NOTA: El rendimiento total esperado debería ser de aproximadamente 90 mg, que es sufficient durante aproximadamente 36 transfecciones de mRNA. </li><li> Ajustar la concentración de ARNm a 100 ng / l mediante la adición de agua libre de nucleasa. </li><li> Alícuota del ARNm modificado en un solo uso alícuotas necesarias para transfecciones y almacenar a -80 ° C. Evite múltiples ciclos de congelación y descongelación. Adecuadamente preparado y almacenado ARNm es estable durante muchos años. Durante trabajar, mantener siempre el ARNm modificado en hielo. </li></ol> Paso 6. Control: Calidad de mRNA sintetizado Modificado <ol><li> Compruebe la calidad de ARNm modificado por electroforesis en gel de ARN. </li><li> Mezclar la cantidad deseada de agarosa con TBE 1x en un matraz. Para un gel de agarosa al 1%, añadir 0,5 g de agarosa a 50 ml de TBE 1x. </li><li> Se disuelve de microondas hasta que la agarosa. No deje que hierva. Asegúrese de que la agarosa es completamente en solución. </li><li> Añadir 5 l nucleico mancha de gel de ácido a 50 ml de gel de agarosa. </li><li> Vierte el gel en una caja de gel de agarosa, establezca el peine, y esperar aproximadamente 1 hora hasta que el gel es solidified. </li><li> Retire el peine y colocar el cuadro de gel en una bandeja de gel. </li><li> Mezclar 3 l (3 g) de 0,5-10 kb ARN Escalera y 200 ng de mRNA sintetizado modificado cada uno con 7 l de tampón de carga en un volumen total de 10 l. La composición del tampón de carga se describe en la Tabla 5. </li><li> Desnaturalizar la escalera y las muestras de ARNm a 70 ° C durante 10 min. </li><li> Coloque con cuidado la escalera y las muestras de ARNm en el gel de agarosa al 1%. </li><li> Realice la electroforesis a 100 V durante 1 hora usando 1x TBE como tampón de ejecución. </li><li> Visualice la escalera y bandas de ARNm en un transiluminador UV y una fotografía usando un sistema de documentación de geles (Figura 4). </li></ol> 7. Preparación de las células para la transfección <ol><li> Plate 2 x 10 5 células (células HEK293) por pocillo de placa de 12 pocillos. </li><li> Se incuban las células durante la noche a 37 ° C en un incubador de células. NOTA: En el día de la transfección, las células deben tener reacHed 80-90% de confluencia. </li></ol> 8. Realización de mRNA transfección de células <ol><li> Descongelar el ARNm modificado. </li><li> Generar los lipoplexes para la transfección. </li><li> Añadir 25 l (2,5 mg) de ARNm modificado y 2 l de reactivo de transfección lípido catiónico a 473 l Opti-MEM (Medio Esencial Mínimo) reduje medio de suero para generar la mezcla de transfección para la transfección de un pocillo de una placa de 12 pocillos. Aumentar la escala de los volúmenes de acuerdo con el número de pozos a ser transfectadas. Como control negativo, se prepara una mezcla de transfección sin ARNm. </li><li> Mezcle los componentes suavemente con la pipeta. Incubar la mezcla de transfección a temperatura ambiente durante 20 min para generar lipoplexes para la transfección. NOTA: La mezcla de transfección no contiene antibióticos. Por lo tanto, tenga cuidado para asegurar la esterilidad durante la manipulación de las células. </li><li> Lavar las células con 500 l DPBS / pocillo. </li><li> Añadir 500 l mezcla de transfección a un pocillo de una PLA de 12 pocilloste. </li><li> Se incuban las células durante 4 horas a 37 ° C y 5% de CO 2. </li><li> Aspirar la mezcla de transfección y añadir 1 ml de medio de cultivo celular completa a las células. </li><li> Se incuban las células durante 24 horas en la incubadora de células. </li><li> Realizar microscópico de fluorescencia analiza utilizando un microscopio de fluorescencia (Figura 5). NOTA: Para examinar la expresión de otras proteínas en las células, que se producen por transfección con otra mRNA de eGFP ARNm que codifica, las células pueden ser cultivadas en cubreobjetos. A continuación, la transfección puede llevarse a cabo y las células se puede teñir con anticuerpos apropiados y se analizó por microscopía de fluorescencia. </li></ol> 9. Análisis de citometría de flujo de EGFP expresión en células <ol><li> Retire medio de cultivo celular de los pocillos y lavar cada pocillo con DPBS 1 ml (sin calcio y magnesio). Añadir 500 l de tripsina / EDTA por pocillo para separar las células de la superficie de placas de cultivo celular. Posteriormente, añadir 500TNS l por pocillo para inactivar la tripsina. </li><li> Centrifugar las células desprendidas durante 5 min a 300 x g a temperatura ambiente. Eliminar el sobrenadante dejando sólo el pellet. Resuspender el sedimento celular en 150 l solución de fijación de células y transferir la suspensión de células en un tubo de citometría de flujo. </li><li> Analizar el porcentaje de células que expresan eGFP y la intensidad de fluorescencia usando Geo media (media geométrica de intensidad de fluorescencia) (Figura 6). </li></ol> 10. La medición de la expresión de la proteína a través del tiempo <ol><li> Realizar mRNA transfección de células en 3 pocillos de una placa de 12 pocillos como se describe en el paso 8. Además, incubar 3 pocillos de células HEK293 con la mezcla de transfección sin la adición de mRNA. </li><li> Medir la expresión de eGFP 1, 2, y 3 días después de la transfección para evaluar la duración de la expresión de la proteína (Figura 7). </li></ol>

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	<li>Bangel-Ruland, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CFTR-mRNA+delivery:+a+novel+alternative+for+cystic+fibrosis+&amp;#34;gene+therapy&amp;#34;.">CFTR-mRNA delivery: a novel alternative for cystic fibrosis &amp;#34;gene therapy&amp;#34;.</a> The journal of gene medicine. , (2013).</li><li>Benteyn, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+an+Optimized+Wilms&amp;#34;+Tumor+1+(WT1)+mRNA+Construct+for+Enhanced+WT1+Expression+and+Improved+Immunogenicity+In+Vitro+and+In+Vivo.">Design of an Optimized Wilms&amp;#34; Tumor 1 (WT1) mRNA Construct for Enhanced WT1 Expression and Improved Immunogenicity In Vitro and In Vivo.</a> Molecular therapy Nucleic acids. 2, 134 (2013).</li><li>Petsch, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protective+efficacy+of+in+vitro+synthesized,+specific+mRNA+vaccines+against+influenza+A+virus+infection.">Protective efficacy of in vitro synthesized, specific mRNA vaccines against influenza A virus infection.</a> Nature. 30, 1210-1216 (2012).</li><li>Mandal, P. K., Rossi, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reprogramming+human+fibroblasts+to+pluripotency+using+modified+mRNA.">Reprogramming human fibroblasts to pluripotency using modified mRNA.</a> Nature protocols. 8, 568-582 (2013).</li><li>Warren, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+reprogramming+to+pluripotency+and+directed+differentiation+of+human+cells+with+synthetic+modified+mRNA.">Highly efficient reprogramming to pluripotency and directed differentiation of human cells with synthetic modified mRNA.</a> Cell stem cell. 7, 618-630 (2010).</li><li>Yakubov, E., Rechavi, G., Rozenblatt, S., Givol, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reprogramming+of+human+fibroblasts+to+pluripotent+stem+cells+using+mRNA+of+four+transcription+factors.">Reprogramming of human fibroblasts to pluripotent stem cells using mRNA of four transcription factors.</a> Biochemical and biophysical research communications. 394, 189-193 (2010).</li><li>Anderson, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incorporation+of+pseudouridine+into+mRNA+enhances+translation+by+diminishing+PKR+activation.">Incorporation of pseudouridine into mRNA enhances translation by diminishing PKR activation.</a> Nucleic acids research. 38, 5884-5892 (2010).</li><li>Kariko, K., Buckstein, M., Ni, H., Weissman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppression+of+RNA+recognition+by+Toll-like+receptors:+the+impact+of+nucleoside+modification+and+the+evolutionary+origin+of+RNA.">Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA.</a> Immunity. 23, 165-175 (2005).</li><li>Kariko, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incorporation+of+pseudouridine+into+mRNA+yields+superior+nonimmunogenic+vector+with+increased+translational+capacity+and+biological+stability.">Incorporation of pseudouridine into mRNA yields superior nonimmunogenic vector with increased translational capacity and biological stability.</a> Molecular therapy : the journal of the American Society of Gene Therapy. 16, 1833-1840 (2008).</li><li>Kariko, K., Weissman, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Naturally+occurring+nucleoside+modifications+suppress+the+immunostimulatory+activity+of+RNA:+implication+for+therapeutic+RNA+development.">Naturally occurring nucleoside modifications suppress the immunostimulatory activity of RNA: implication for therapeutic RNA development.</a> Current opinion in drug discovery &amp; development. 10, 523-532 (2007).</li><li>Kormann, M. 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Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.

La terapia de ARNm tiene un enorme potencial en el campo de la medicina regenerativa, el tratamiento de las enfermedades y la vacunación. En este vídeo, se demuestra la producción de un ARNm modificado estabilizada para la inducción de la expresión de proteínas en las células. El uso de este protocolo, otros ARNm deseadas se pueden generar. La síntesis in vitro de ARNm modificado permite la transfección de células con mRNAs deseados para inducir la expresión de proteínas diana. De este modo, la prot...

En las células, la transcripción de ARN mensajero (ARNm) y la siguiente traducción del ARNm en proteínas deseadas garantizar el correcto funcionamiento de las células. Trastornos genéticos hereditarios o adquiridos pueden conducir a la síntesis insuficiente y disfuncional de las proteínas y causar enfermedades graves. Por lo tanto, un nuevo enfoque terapéutico para inducir la producción de proteínas que faltan o defectuosos es la entrega exógena de sintético modificado ARNm en las células, que codifica la proteína deseada. De esta manera, las células se activan para sintetizar proteínas funcionales, que normalmente no pueden producir o, naturalmente, no necesitar. Usando este enfoque, trastornos genéticos pueden ser corregidos mediante la introducción de ARNm que codifica para la proteína defectuosa o faltante 1. La terapia de mRNA también se puede utilizar para la vacunación de sintetizar los antígenos de proteínas, que se expresan por las células tumorales o patógenos. De esta manera, el sistema inmune del huésped puede ser activado para eliminar eficazmente las células tumorales o prevenir infecciones 2,3. Además, en los últimos años, el ARNm se utilizó con éxito para generar células madre pluripotentes inducidas (iPSCs). Para este propósito, los fibroblastos fueron transfectadas con ARNm para inducir la expresión de factores de reprogramación 4-6 y convertirlos en CMPI con un enorme potencial en medicina regenerativa. Anteriormente, el uso de ARNm convencional se asoció con una baja estabilidad y fuerte inmunogenicidad. Por lo tanto, las aplicaciones clínicas de los ARNm convencionales eran limitadas. Sin embargo, la sustitución de citidina y uridina por 5-metilcitidina y pseudouridine dentro de la molécula de ARNm por Kariko y sus colegas rindió moléculas de ARNm estables en fluidos biológicos y redujo drásticamente la activación inmune 7-10, que ahora permite la aplicabilidad clínica de mRNAs modificados. Uso de mRNAs modificados producidos sintéticamente, transcripciones de genes deseados se pueden entregar temporalmente en vivo 11o in vitro para inducir la expresión de la proteína. El ARNm introducido se traduce en condiciones fisiológicas por la maquinaria de traducción celular. Debido a la falta de integración en el genoma de la célula huésped en comparación con los vectores de terapia génica viral, el riesgo de oncogénesis se evita 12,13. Por lo tanto, la terapia usando ARNm sintético modificado va a mejorar la aceptación clínica en el futuro. Aquí se describe un protocolo detallado para la producción de ARNm modificado (Figura 1), la transfección de células con ARNm y la evaluación de la expresión de la proteína en las células transfectadas.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1058">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:157px;">Company</td>
			<td style="width:172px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:435px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Cell culture</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DMEM, high glucose</td>
			<td>PAA</td>
			<td>E15-009</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FBS</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>10500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Penicillin/Streptomycin&#160;</td>
			<td style="width:157px;">PAA</td>
			<td>P11-010</td>
			<td>100x</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L-glutamine&#160;</td>
			<td>PAA</td>
			<td>M11-004</td>
			<td>200 mM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DPBS without calcium and magnesium&#160;</td>
			<td>PAA</td>
			<td>E15-002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.04% Trypsin / 0.03% EDTA&#160;</td>
			<td>Promocell</td>
			<td>C-41020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">TNS</td>
			<td>Promocell</td>
			<td>C-41120</td>
			<td style="width:435px;">Trypsin Neutralizing Solution, 0.05% trypsin inhibitor in 0.1% BSA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HEK-293 cells</td>
			<td style="width:157px;">ATCC</td>
			<td>CRL-1573</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Consumables</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tissue culture plates, 12-well&#160;</td>
			<td>Corning</td>
			<td>3512</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Cell culture flask (75 cm2)&#160;</td>
			<td>Corning</td>
			<td>430641</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">DNase-and RNase-free 1.5 ml sterile microcentrifuge tubes&#160;</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>0030 121.589</td>
			<td>Safe-Lock, Biopur</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">15 ml conical tubes&#160;</td>
			<td>greiner bio-one</td>
			<td>188271</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:295px;">PCR clean and sterile epT.I.P.S. dualfilter pipette tips&#160;</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td style="width:172px;">10 &#181;l: 022491202,&#160;&#160;&#160; 100 &#181;l: 022491237, 1000 &#181;l: 022491253</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cryovial</td>
			<td>greiner bio-one</td>
			<td>122279-128</td>
			<td>Cryo.s&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">14 ml polypropylene round bottom tube for bacterial culture&#160;</td>
			<td>BD Falcon</td>
			<td>352059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plasmid amplification and purification</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">pcDNA 3.3_eGFP Plasmid&#160;</td>
			<td style="width:157px;">Addgene</td>
			<td>26822</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">One Shot Top10 chemically component Escherichia coli&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>C4040-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;">Sterile water (Ampuwa)</td>
			<td>Fresenius Kabi</td>
			<td>1636071</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">LB medium (Luria/Miller)&#160;</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>X968.1</td>
			<td>Dissolve 25 g l-1 in sterile water.</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">LB agar (Luria/Miller)&#160;</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>X969.1</td>
			<td>Dissolve 40 g l-1 in sterile water.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ampicillin Ready Made Solution</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A5354</td>
			<td>100 mg/ml&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Glycerol</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>G2025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">QIAprep Spin Miniprep Kit&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>27104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">mRNA production</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">HotStar HiFidelity Polymerase Kit&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>202602</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">QIAquick PCR Purification Kit&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>28106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MEGAscript T7 Kit&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>AM1334</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">5-Methylcytidine-5&#180;-triphosphate&#160;</td>
			<td>Trilink</td>
			<td>N1014</td>
			<td>5-Methyl-CTP</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pseudouridine-5&#180;-triphosphate&#160;</td>
			<td>Trilink</td>
			<td>N1019</td>
			<td>Pseudo-UTP</td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:295px;">3&#180;-O-Me-m7G(5&#180;)ppp(5`)G RNA cap structure analog&#160;</td>
			<td>New England Biolabs</td>
			<td>S1411L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RiboLock RNase Inhibitor</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>EO0381</td>
			<td>40 U/&#181;l&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">TURBO DNase</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>AM1334</td>
			<td>2 U/&#181;l (from MEGAscript T7 Kit)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Antarctic phosphatase&#160;</td>
			<td>New England Biolabs</td>
			<td>MO289S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RNeasy mini kit&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>74104</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RNaseZap solution&#160;</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>AM9780</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Transfection</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Lipofectamine 2000 Transfection Reagent&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11668-019</td>
			<td>Cationic lipid transfection reagent</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Opti-MEM I Reduced Serum Media&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11058-021</td>
			<td style="width:435px;">Improved Minimal Essential Medium (MEM) with&#160; reduced Fetal Bovine Serum (FBS) supplementation&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gel electrophoresis</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Agarose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A9539</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gelred Nucleic Acid Gel Stain</td>
			<td>Biotium</td>
			<td>41003</td>
			<td>10,000x in water&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">peqGOLD Range Mix DNA-Ladder&#160;</td>
			<td>Peqlab</td>
			<td>25-2210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">0.5-10 kb RNA Ladder&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15623-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1x TBE buffer</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Flow cytometry analyses</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CellFIX (1x)</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>340181</td>
			<td>10x concentrate&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:295px;">Primer for insert amplification and&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; poly (T) tail PCR</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Forward Primer (HPLC-grade) 10 &#181;M</td>
			<td style="width:157px;">Ella Biotech</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td>5&#180;-TTGGACCCTCGTACAGAAGCTAATACG-3&#180;</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Reverse Primer (HPLC-grade) 10 &#181;M</td>
			<td style="width:157px;">Ella Biotech</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td>5&#180;- T120-CTTCCTACTCAGGCTTTATTCAAAGACCA-3&#180;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:295px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Equipment</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">Cell incubator</td>
			<td>Binder</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td>CO2 (5%) and O2 (20%)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">CASY cell counter&#160;</td>
			<td>Sch&#228;rfe System</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="44">
			<td height="44" style="height:44px;">Sterile workbench&#160;</td>
			<td style="width:157px;">BDK Luft-und Reinraumtecknik GmbH</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Bacterial incubator&#160;</td>
			<td>Incutec</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Water bath</td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ScanDrop spectrophotometer&#160;</td>
			<td>Analytic Jena</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PCR thermocycler&#160;</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microcentrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Vortex</td>
			<td>peqlab</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Thermomixer</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gel apparatus for electrophoresis&#160;</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gel documentation system&#160;</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FACScan System&#160;</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fluorescence microscope&#160;</td>
			<td>Nikon</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phase-contrast microscope&#160;</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td style="width:172px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro synthesis of modified mrna for induction of protein expression in human cells

El suministro exógeno de codificación de ARN mensajero sintético (ARNm) para la inducción de la síntesis de proteínas en las células deseadas tiene un enorme potencial en los campos de la medicina regenerativa, la biología celular básica, el tratamiento de las enfermedades, y la reprogramación de las células. Aquí, se describe un paso a paso para la generación de protocolo de ARNm modificado con un reducido potencial de activación inmune y una mayor estabilidad, control de calidad de ARNm producido, la transfección de células con el ARNm y la verificación de la expresión de la proteína inducida por citometría de flujo. Hasta 3 días después de una sola transfección con eGFP ARNm, las células HEK293 transfectadas producen eGFP. En este artículo de vídeo, la síntesis de mRNA eGFP se describe como un ejemplo. Sin embargo, el procedimiento se puede aplicar para la producción de otros ARNm deseadas. Usando el ARNm sintético modificado, las células pueden ser inducidas a expresar transitoriamente las proteínas deseadas, que normalmente no expresarían.

El uso de un plásmido pcDNA 3.3 que contiene los CDS de eGFP, se estableció la síntesis de mRNA eGFP modificado (Figura 1). Después de la amplificación por PCR de inserción y poli T-tizón, una banda clara con una longitud de aproximadamente 1100 pb se detectó (Figura 2). Aumentando el tiempo de IVT aumentada el rendimiento de ARNm (Figura 3). Después de la IVT, se detectó una banda de ARNm claro con una longitud de aproximadamente 1.100 pb, que corresponde a l...

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In Vitro Synthesis of Modified mRNA for Induction of Protein Expression in Human Cells

En este artículo de vídeo, se describe la síntesis in vitro del ARNm modificado para la inducción de la expresión de proteínas en las células.

Síntesis in vitro de ARNm modificado para la inducción de la expresión proteica en las células humanas

The exogenous delivery of coding synthetic messenger RNA (mRNA) for induction of protein synthesis in desired cells has enormous potential in the fields ...

in-vitro-synthesis-modified-mrna-for-induction-protein-expression

Research

JoVE Journal

Biology

In Vitro Synthesis of Modified mRNA for Induction of Protein Expression in Human Cells

24.8K vistas.  University Hospital Tuebingen.  En este artículo de vídeo, se describe la síntesis in vitro del ARNm modificado para la inducción de la expresión de proteínas en las células. 

Video: In Vitro Synthesis of Modified mRNA for Induction of Protein Expression in Human Cells

In vitro Labeling of Human Embryonic Stem Cells for Magnetic Resonance Imaging

Human embryonic stem cells (hESC) have demonstrated the ability to restore the injured myocardium. Magnetic resonance imaging (MRI) has emerged as one of the predominant imaging modalities to assess the restoration of the injured myocardium. Furthermore, ex-vivo labeling agents, such as iron-oxide nanoparticles, have been employed to track and localize the transplanted stem cells. However, this method does not monitor a fundamental cellular biology property regarding the viability of transplanted cells. It has been known that manganese chloride (MnCl2) enters the cells via voltage-gated calcium (Ca2+) channels when the cells are biologically active, and accumulates intracellularly to generate T1 shortening effect. Therefore, we suggest that manganese-guided MRI can be useful to monitor cell viability after the transplantation of hESC into the myocardium.
In this video, we will show how to label hESC with MnCl2 and how those cells can be clearly seen by using MRI in vitro. At the same time, biological activity of Ca2+-channels will be modulated utilizing both Ca2+-channel agonist and antagonist to evaluate concomitant signal changes.

In this video, we are showing how to label human embryonic stem cells (hESC) with manganese chloride (MnCl2) which can enter cells via voltage-gated calcium channels when the cells are biologically active. Additionally, we show the use of MnCl2 as cellular MRI contrast agent to determine the in vitro viability of hESC.

En el etiquetado in vitro de células estaminales embrionarias humanas de Resonancia Magnética

Human embryonic stem cells (hESC) have demonstrated the ability to restore the injured myocardium. Magnetic resonance imaging (MRI) has emerged as one 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 ...

Purification of the M. magneticum Strain AMB-1 Magnetosome Associated Protein MamA&Delta;41

Magnetotactic bacteria comprise a diverse group of aquatic microorganisms that are able to orientate themselves along geomagnetic fields. This behavior is believed to aid their search for suitable environments (1). This capability is conferred by the magnetosome, a subcellular organelle that consists of a linear-chain assembly of lipid vesicles each able to biomineralize and enclose a ~50-nm crystal of magnetite or greigite. A principle component of the magnetosome that was shown to be required for the formation of functional vesicles is MamA. MamA is a highly abundant magnetosome-associated protein which is one of the most characterized magnetosome-associated proteins in vivo (2-6). This article focuses on the purification of MamA, which despite being studied in vivo, no clear functional or structural details have been identified for it. Bioinformatics analysis suggested that MamA is a tetra-tricopeptide repeat (TPR) containing protein. TPR is a structural motif found as such or forming part of a bigger fold in a wide range of proteins, it serves as a template for protein-protein interactions and mediates multi-protein complexes (7). TPRs are involved in many crucial tasks in eukaryotic cell organelle processes and many bacterial pathways (8-14). In order to understand MamA, a unique TPR containing protein, highly purified protein is required as a first step. In this article, we present the purification protocol for a stable MamA deletion mutant (MamA&Delta;41) from M. magneticum AMB-1.

Purification of the &lt;em&gt;M. magneticum&lt;/em&gt; Strain AMB-1 Magnetosome Associated Protein MamA&amp;Delta;41

MamA is a unique Magnetosome associated protein which was shown to be involved in magnetosome activation. Here we present the purification protocol of MamA deletion mutant (MamA&Delta;41) from M. magneticum AMB-1.

La purificación de la M. magneticum Tensión AMB-1 magnetosomas proteína asociada MamAΔ41

Magnetotactic bacteria comprise a diverse group of aquatic microorganisms that are able to orientate themselves along geomagnetic fields. This behavior is ...

In vitro Reconstitution of the Active T. castaneum Telomerase

Efforts to isolate the catalytic subunit of telomerase, TERT, in sufficient quantities for structural studies, have been met with limited success for more than a decade. Here, we present methods for the isolation of the recombinant Tribolium castaneum TERT (TcTERT) and the reconstitution of the active T. castaneum telomerase ribonucleoprotein (RNP) complex in vitro.
Telomerase is a specialized reverse transcriptase1 that adds short DNA repeats, called telomeres, to the 3' end of linear chromosomes2 that serve to protect them from end-to-end fusion and degradation. Following DNA replication, a short segment is lost at the end of the chromosome3 and without telomerase, cells continue dividing until eventually reaching their Hayflick Limit4. Additionally, telomerase is dormant in most somatic cells5 in adults, but is active in cancer cells6 where it promotes cell immortality7.
The minimal telomerase enzyme consists of two core components: the protein subunit (TERT), which comprises the catalytic subunit of the enzyme and an integral RNA component (TER), which contains the template TERT uses to synthesize telomeres8,9. Prior to 2008, only structures for individual telomerase domains had been solved10,11. A major breakthrough in this field came from the determination of the crystal structure of the active12, catalytic subunit of T. castaneum telomerase, TcTERT1.
Here, we present methods for producing large quantities of the active, soluble TcTERT for structural and biochemical studies, and the reconstitution of the telomerase RNP complex in vitro for telomerase activity assays. An overview of the experimental methods used is shown in Figure 1.

In vitro Reconstitution of the Active T. castaneum Telomerase

Efforts to isolate the catalytic subunit of telomerase, TERT, in sufficient quantities for structural studies, have been met with limited success for more than a decade. Here, we present methods for the isolation of the recombinant Tribolium castaneum TERT (TcTERT) and the reconstitution of the active T. castaneum telomerase ribonucleoprotein (RNP) complex in vitro.

En la reconstitución in vitro de los activos T. castaneum telomerasa

Efforts to isolate the catalytic subunit of telomerase, TERT, in sufficient quantities for structural studies, have been met with limited success for more ...

Efficient Derivation of Human Cardiac Precursors and Cardiomyocytes from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction

To date, the lack of a suitable human cardiac cell source has been the major setback in regenerating the human myocardium, either by cell-based transplantation or by cardiac tissue engineering1-3. Cardiomyocytes become terminally-differentiated soon after birth and lose their ability to proliferate. There is no evidence that stem/progenitor cells derived from other sources, such as the bone marrow or the cord blood, are able to give rise to the contractile heart muscle cells following transplantation into the heart1-3. The need to regenerate or repair the damaged heart muscle has not been met by adult stem cell therapy, either endogenous or via cell delivery1-3. The genetically stable human embryonic stem cells (hESCs) have unlimited expansion ability and unrestricted plasticity, proffering a pluripotent reservoir for in vitro derivation of large supplies of human somatic cells that are restricted to the lineage in need of repair and regeneration4,5. Due to the prevalence of cardiovascular disease worldwide and acute shortage of donor organs, there is intense interest in developing hESC-based therapies as an alternative approach. However, how to channel the wide differentiation potential of pluripotent hESCs efficiently and predictably to a desired phenotype has been a major challenge for both developmental study and clinical translation. Conventional approaches rely on multi-lineage inclination of pluripotent cells through spontaneous germ layer differentiation, resulting in inefficient and uncontrollable lineage-commitment that is often followed by phenotypic heterogeneity and instability, hence, a high risk of tumorigenicity6-8 (see a schematic in Fig. 1A). In addition, undefined foreign/animal biological supplements and/or feeders that have typically been used for the isolation, expansion, and differentiation of hESCs may make direct use of such cell-specialized grafts in patients problematic9-11. To overcome these obstacles, we have resolved the elements of a defined culture system necessary and sufficient for sustaining the epiblast pluripotence of hESCs, serving as a platform for de novo derivation of clinically-suitable hESCs and effectively directing such hESCs uniformly towards clinically-relevant lineages by small molecules12 (see a schematic in Fig. 1B). After screening a variety of small molecules and growth factors, we found that such defined conditions rendered nicotinamide (NAM) sufficient to induce the specification of cardiomesoderm direct from pluripotent hESCs that further progressed to cardioblasts that generated human beating cardiomyocytes with high efficiency (Fig. 2). We defined conditions for induction of cardioblasts direct from pluripotent hESCs without an intervening multi-lineage embryoid body stage, enabling well-controlled efficient derivation of a large supply of human cardiac cells across the spectrum of developmental stages for cell-based therapeutics.

We have established a protocol for induction of cardioblasts direct from pluripotent human embryonic stem cells maintained under defined conditions with small molecules, which enables derivation of a large supply of human cardiac progenitors and functional cardiomyocytes for cardiovascular repair.

Derivación eficiente de los Derechos Humanos precursores cardiacos y cardiomiocitos de pluripotentes células madre embrionarias humanas mediante la inducción de moléculas pequeñas

To date, the lack of a suitable human cardiac cell source has been the major setback in regenerating the human myocardium, either by cell-based ...

Isolation of Ribosome Bound Nascent Polypeptides in vitro to Identify Translational Pause Sites Along mRNA

The rate of translational elongation is non-uniform. mRNA secondary structure, codon usage and mRNA associated proteins may alter ribosome movement on the messagefor review see 1. However, it's now widely accepted that synonymous codon usage is the primary cause of non-uniform translational elongation rates1. Synonymous codons are not used with identical frequency. A bias exists in the use of synonymous codons with some codons used more frequently than others2. Codon bias is organism as well as tissue specific2,3. Moreover, frequency of codon usage is directly proportional to the concentrations of cognate tRNAs4. Thus, a frequently used codon will have higher multitude of corresponding tRNAs, which further implies that a frequent codon will be translated faster than an infrequent one. Thus, regions on mRNA enriched in rare codons (potential pause sites) will as a rule slow down ribosome movement on the message and cause accumulation of nascent peptides of the respective sizes5-8. These pause sites can have functional impact on the protein expression, mRNA stability and protein foldingfor review see 9. Indeed, it was shown that alleviation of such pause sites can alter ribosome movement on mRNA and subsequently may affect the efficiency of co-translational (in vivo) protein folding1,7,10,11. To understand the process of protein folding in vivo, in the cell, that is ultimately coupled to the process of protein synthesis it is essential to gain comprehensive insights into the impact of codon usage/tRNA content on the movement of ribosomes along mRNA during translational elongation.
Here we describe a simple technique that can be used to locate major translation pause sites for a given mRNA translated in various cell-free systems6-8. This procedure is based on isolation of nascent polypeptides accumulating on ribosomes during in vitro translation of a target mRNA. The rationale is that at low-frequency codons, the increase in the residence time of the ribosomes results in increased amounts of nascent peptides of the corresponding sizes. In vitro transcribed mRNA is used for in vitro translational reactions in the presence of radioactively labeled amino acids to allow the detection of the nascent chains. In order to isolate ribosome bound nascent polypeptide complexes the translation reaction is layered on top of 30% glycerol solution followed by centrifugation. Nascent polypeptides in polysomal pellet are further treated with ribonuclease A and resolved by SDS PAGE. This technique can be potentially used for any protein and allows analysis of ribosome movement along mRNA and the detection of the major pause sites. Additionally, this protocol can be adapted to study factors and conditions that can alter ribosome movement and thus potentially can also alter the function/conformation of the protein.

Isolation of Ribosome Bound Nascent Polypeptides in vitro to Identify Translational Pause Sites Along mRNA

A technique to identify translational pause sites on mRNA is described. This procedure is based on isolation of nascent polypeptides accumulating on ribosomes during in vitro translation of a target mRNA, followed by the size analysis of the nascent chains using a denaturing gel electrophoresis.

El aislamiento de los ribosomas polipéptidos nacientes Bound<em&gt; In vitro</em&gt; Para la identificación de sitios de traslación pausa a lo largo del ARNm

The rate of translational elongation is non-uniform. mRNA secondary structure, codon usage and mRNA associated proteins may alter ribosome movement on the ...

Efficient Generation Human Induced Pluripotent Stem Cells from Human Somatic Cells with Sendai-virus

A few years ago, the establishment of human induced pluripotent stem cells (iPSCs) ushered in a new era in biomedicine. Potential uses of human iPSCs include modeling pathogenesis of human genetic diseases, autologous cell therapy after gene correction, and personalized drug screening by providing a source of patient-specific and symptom relevant cells. However, there are several hurdles to overcome, such as eliminating the remaining reprogramming factor transgene expression after human iPSCs production. More importantly, residual transgene expression in undifferentiated human iPSCs could hamper proper differentiations and misguide the interpretation of disease-relevant in vitro phenotypes. With this reason, integration-free and/or transgene-free human iPSCs have been developed using several methods, such as adenovirus, the piggyBac system, minicircle vector, episomal vectors, direct protein delivery and synthesized mRNA. However, efficiency of reprogramming using integration-free methods is quite low in most cases.
Here, we present a method to isolate human iPSCs by using Sendai-virus (RNA virus) based reprogramming system. This reprogramming method shows consistent results and high efficiency in cost-effective manner.

Here, we present our established method to reprogram human somatic cells into transgene-free human iPSCs with Sendai virus, which shows consistent outcome and enhanced efficiency.

Eficiente generación, por actividad humana células madre pluripotentes de células somáticas humanas con virus Sendai-

A few years ago, the establishment of human induced pluripotent stem cells (iPSCs) ushered in a new era in biomedicine. Potential uses of human iPSCs ...

Profiling Individual Human Embryonic Stem Cells by Quantitative RT-PCR

Heterogeneity of stem cell population hampers detailed understanding of stem cell biology, such as their differentiation propensity toward different lineages. A single cell transcriptome assay can be a new approach for dissecting individual variation. We have developed the single cell qRT-PCR method, and confirmed that this method works well in several gene expression profiles. In single cell level, each human embryonic stem cell, sorted by OCT4::EGFP positive cells, has high expression in OCT4, but a different level of NANOG expression. Our single cell gene expression assay should be useful to interrogate population heterogeneities.

Single cell gene expression assay is needed for understanding stem cell heterogeneities.

Perfiles de Células Madre Embrionarias Humanas individual por RT-PCR cuantitativa

Heterogeneity of stem cell population hampers detailed understanding of stem cell biology, such as their differentiation propensity toward different ...

Analysis of Global RNA Synthesis at the Single Cell Level following Hypoxia

Hypoxia or lowering of the oxygen availability is involved in many physiological and pathological processes. At the molecular level, cells initiate a particular transcriptional program in order to mount an appropriate and coordinated cellular response. The cell possesses several oxygen sensor enzymes that require molecular oxygen as cofactor for their activity. These range from prolyl-hydroxylases to histone demethylases. The majority of studies analyzing cellular responses to hypoxia are based on cellular populations and average studies, and as such single cell analysis of hypoxic cells are seldom performed. Here we describe a method of analysis of global RNA synthesis at the single cell level in hypoxia by using Click-iT RNA imaging kits in an oxygen controlled workstation, followed by microscopy analysis and quantification.&nbsp; Using cancer cells exposed to hypoxia for different lengths of time, RNA is labeled and measured in each cell. This analysis allows the visualization of temporal and cell-to-cell changes in global RNA synthesis following hypoxic stress.

We describe a technique for analysis of global RNA synthesis in hypoxia using imaging. Click-chemistry labeling of RNA has not previously been performed under hypoxia and allows visualization of global RNA changes at the single cell level. This approach complements the existing averaged RNA techniques, allowing direct visualization of cell-to-cell changes in global RNA synthesis.

Análisis de RNA Global Síntesis en el nivel de células individuales siguiente Hipoxia

Hypoxia or lowering of the oxygen availability is involved in many physiological and pathological processes. At the molecular level, cells initiate a ...

siRNA Screening to Identify Ubiquitin and Ubiquitin-like System Regulators of Biological Pathways in Cultured Mammalian Cells

Post-translational modification of proteins with ubiquitin and ubiquitin-like molecules (UBLs) is emerging as a dynamic cellular signaling network that regulates diverse biological pathways including the hypoxia response, proteostasis, the DNA damage response and transcription.&#160; To better understand how UBLs regulate pathways relevant to human disease, we have compiled a human siRNA &#8220;ubiquitome&#8221; library consisting of 1,186 siRNA duplex pools targeting all known and predicted components of UBL system pathways. This library can be screened against a range of cell lines expressing reporters of diverse biological pathways to determine which UBL components act as positive or negative regulators of the pathway in question.&#160; Here, we describe a protocol utilizing this library to identify ubiquitome-regulators of the HIF1A-mediated cellular response to hypoxia using a transcription-based luciferase reporter.&#160; An initial assay development stage is performed to establish suitable screening parameters of the cell line before performing the screen in three stages: primary, secondary and tertiary/deconvolution screening. &#160;The use of targeted over whole genome siRNA libraries is becoming increasingly popular as it offers the advantage of reporting only on members of the pathway with which the investigators are most interested.&#160; Despite inherent limitations of siRNA screening, in particular false-positives caused by siRNA off-target effects, the identification of genuine novel regulators of the pathways in question outweigh these shortcomings, which can be overcome by performing a series of carefully undertaken control experiments.

Here, we describe a methodology to perform a targeted siRNA &#8220;ubiquitome&#8221; screen to identify novel ubiquitin and ubiquitin-like regulators of the HIF1A-mediated cellular response to hypoxia.&#160; This can be adapted to any biological pathway where a robust read out of reporter activity is available.

Screening siRNA para identificar ubiquitina y reguladores del sistema ubiquitina-como de las vías biológicas en células de mamífero en cultivo

Post-translational modification of proteins with ubiquitin and ubiquitin-like molecules (UBLs) is emerging as a dynamic cellular signaling network that ...