אנו מודים לר &#39;סאן ותלמידים אחרים של המעבדה של חן על תרומתם לדור לשתול חומר. כמו כן, אנו מודים לד&quot;ר ד &#39;גרין לתמיכה במחקר לתואר הראשון שלו במכללה לטכנולוגיה וחדשנות (CTI). מחקר זה נתמך בחלקו על ידי מענקי NIH U01 AI075549 ו1R21AI101329 לשאלת חן, ומענק SSE מCTI של אוניברסיטת אריזונה לחן ש. ק Leuzinger, דנט מ &#39;, ג&#39;הורטדו, וג&#39; Stahnke הם סטודנטים לתואר ראשון הנתמכים על ידי מענק מז.

1. גידול צמחים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקום 60 כדורי כבול לתוך מגש התפשטות. הוסף 4 ליטר של מים ברז ולתת כדורי הכבול לספוג את המים במשך שעה 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 2 נ &#39; זרעי benthamiana לכל כבול גלולה בשימוש במזרעה, לכסות את המגש עם כיפת פלסטיק שקופה, ולאפשר להם לנבוט ב25 מעלות צלזיוס, סביבת לחות 84% עם מחזור יום / לילה שעות 16/8 (איור 1 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כיפת שבועיים לאחר זריעה, לנקז מים מהמגש, ולהוסיף 2 ליטר של הדשן של ג&#39;ק בריכוז של 1.48 גר &#39;/ ל&#39; (איור 1). תמשיך לגדל צמחים ב25 מעלות צלזיוס, בסביבת לחות של 50% ביום לשעה / לילה מחזור 16/8. אספקת 2 ליטר של הדשן של ג&#39;ק כל 2 ימים במגש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשבוע 4, להעביר את הצמחים עם כדורי כבול למגש חדש שמארח את שישה צמחים כדי לספק מרחב מספיק להמשך הצמיחה (איור 1 ג) עד שהם מוכנים להסתננו לאחר 6 שבועות של גיל (איור1D). </li></ol> 2. א תרבות הכנת tumefaciens 2.1 הכנה להסתננות מזרק <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> א הפס זני tumefaciens GV3101 המכילים את וקטורי geminiviral P19, pREP110, pBYGFP וpBYDsRed על צלחות אגר LB המכילים kanamycin (100 מיקרוגרם / מ&quot;ל). פס זן אחד לכל צלחת ולגדול ב 30 מעלות צלזיוס למשך 48 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באופן דומה, פס ולגדול GV3101 זני מחסה וקטורי MagnICON של 5 &#39;מודול (pICH15879), 3&#39; מודול המכיל את גן המטרה של ה-GFP או DsRed (Pich-GFP או Pich-DsRed), וintegrase (pCH14011) על אגר LB צלחות המכילות carbenicillin (100 מיקרוגרם / מ&quot;ל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממושבה אחת על הצלחת אגר LB, לחסן GV3101 זני מחסה וקטורי geminiviral ל3 מ&quot;ל של תקשורת YENB (0.75 תמצית שמרי Bacto%, 0.8% מרק מזין, כדי להתאים את pH 7.5 עם NaOH) + kanamycin (100 מיקרוגרם / מ&quot;ל) ב צינור תרבות מסביב לתחתית 15 מ&quot;ל, לגדול התרבות הנוזלית על 30 מעלות צלזיוס בשייקר לילה עם קצב סיבוב סל&quot;ד 300. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באופן דומה, לחסן ולגדול GV3101 זני מחסה וקטורי MagnICON בYENB תקשורת + carbenicillin (100 מיקרוגרם / מ&quot;ל) בלילה בשעה שייקר 30 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד ורשום ערכי OD 600 לכל תרבות נוזלית עם ספקטרופוטומטר ולהשתמש בנוסחא הבאה כדי לחשב את הנפח הדרוש (V משנה) להיות subcultured לתרבות חדשה עם 600 OD של 0.025 מתחיל ב 10 מ&quot;ל של תקשורת YENB עם אנטיביוטיקה מתאימה . V תת (מ&quot;ל) = (10 מ&quot;ל) x (0.025) / 600 OD </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת V משנה (מ&quot;ל) של תרבות הלילה ל( 10 - V משנה) מ&quot;ל של תקשורת YENB עם אנטיביוטיקה מתאימה לכל זן. לגדול התרבות החדשה בין לילה על 30 מעלות צלזיוס בייקרה עם קצב סיבוב סל&quot;ד 250 עד 600 OD הערך הוא בטווח של 1.7-2.0. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד ורשום OD 600 ערכים עבור כל תרבות נוזלית ולהשתמש בנוסחה הבאה לCalculate הנפח הדרוש (V INF) להיות מדולל ב 50 מ&quot;ל של חיץ חדירה לתת OD 600 סופי של 0.12 לכל זן. V inf (מ&quot;ל) = (50 מ&quot;ל) X (0.12) / 600 OD </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת V inf (מ&quot;ל) של כל תרבות ותרבות לצינור microcentrifuge ולסובב את התאים על ידי צנטריפוגה XG ב 12,000 במשך 2 דקות, ולאחר מכן להסיר supernatant resuspend התאים 10 מיליליטר חיץ הסתננות (10 מ&quot;מ MES, pH 5.5, 10 מ&quot;מ MgSO 4) על ידי vortexing לזמן קצר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים resuspended תאים של pBYGFP + + pREP110 P19, לסובב את התאים למטה XG ב 12,000 במשך 2 דקות, וresuspend בסכום כולל של 50 מ&quot;ל של חיץ הסתננות. שילוב Agrobacteria זה לביטוי geminiviral של ה-GFP. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדומה לכך, לערבב את השילובים הבאים של תאי Agrobacteria, ספין למטה וresuspend אותם 50 מ&quot;ל של חיץ הסתננות. הם כוללים (1) pBYDsRed + + pREP110 P19 לביטוי geminiviral של DsRed, (2) pBYGFP + + pBYDsRed pREP110+ P19 לשיתוף ביטוי של ה-GFP וDsRed, (3) pREp110 + P19 כבקרה שלילית של ביטוי geminiviral, (4) Pich-GFP + + pICH15879 pCH14011 לביטוי MagnICON של ה-GFP, (5) Pich-DsRed + + pICH15879 geminiviral pCH14011 לביטוי MagnICON של DsRed, ו( 6) pICH15879 + pCH14011 כביקורת שלילית לביטוי MagnICON. </li></ol> 2.2 הכנה להסתננות אבק <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחסן ותרבות כל זן GV3101 המכיל וקטורי geminiviral או וקטורי MagnICON לתוך 15 מ&quot;ל של תקשורת YENB עם אנטיביוטיקה מתאימה בבקבוק 50 מ&quot;ל autoclaved ולגדול בין לילה כמתואר לחדירת מזרק לעיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד ורשום ערכי OD 600 לכל תרבות נוזלית עם ספקטרופוטומטר ולהשתמש בנוסחא הבאה כדי לחשב את הנפח הדרוש (V משנה) להיות subcultured לתרבות חדשה עם 600 OD של 0.025 מתחיל ב250 מ&quot;ל של תקשורת YENB עם אנטיביוטיקה מתאימה . V תת </sub<html> &gt; (מ&quot;ל) = (250 מ&quot;ל) x (0.025) / 600 OD </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת V משנה (מ&quot;ל) של תרבות הלילה ל( 250 - V משנה) מ&quot;ל של תקשורת YENB בבקבוק 1 ליטר autoclaved עם אנטיביוטיקה מתאימה לכל זן ולגדול התרבות החדשה בין לילה, כמתואר לחדירת מזרק לעיל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד ורשום OD 600 ערכים עבור כל תרבות נוזלית ולהשתמש בנוסחא הבאה כדי לחשב את הנפח הדרוש (V INF) להיות מדולל ב3 ליטר של חיץ חדירה לתת OD 600 סופי של 0.12 לכל זן. V inf (מ&quot;ל) = (3000 מ&quot;ל) X (0.12) / 600 OD </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גלולה וresuspend V inf (מ&quot;ל) של כל תרבות ותרבות במאגר החדירה כמתואר לחדירת מזרק ומערבבים תרבויות resuspended בהתאם לשילובים שתוארו לחדירת המזרק. Repellet תאי Agrobacteria המעורבים resuspend אותם 3 ליטר של חיץ הסתננות. </li></ol>S = &quot;jove_title&quot;&gt; 3. הסתננות הסתננות מזרק 3.1 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר ארבע הזקן נ 6 שבועות צמחי benthamiana עם 5 משאיר כל אחד. שלושת הדפים הראשונים לספור מהחלק העליון של כל צמח יהיה הסתנן לחלוטין עם אחד מהשילובים של א &#39; tumefaciens זנים בחיץ הסתננות. העלה הרביעי יהיה ספוט שחדר עם כל צירופי זן ארבעת לביטוי geminiviral או כל שלושת שילובים לביטוי MagnICON. הדף האחרון בכל מפעל יהיה הסתנן עם שילובים של ביקורת שלילית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צור ניק קטן עם מחט בעור בצד האחורי של העלה (איור 2 א). שים לב: הקפד לא לשרוט כל כך קשה כמו לחדור דרך העלה משני הצדדים, כמו תאי Agrobacteria בתערובת ההסתננות יעברו דרך לנקב לצד השני של העלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את אחיזה איתנה של הצד הקדמי של העלה ותוך יישום עדיןלחץ נגדי לניק עם האגודל של יד אחת, להזריק את תערובות Agrobacterium בחיץ חדירה לניק עם מזרק בלי מחט (איור 2). הערה: כתערובת Agrobacterium נכנסה למרחב אינטר של העלה, באזור שהחדר יהפוך ירוקה בעליל כהה (איור 2 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך להזריק את תערובות Agrobacterium לניק עד העיגול הירוק הכהה מפסיק להתרחב. ליצור עוד ניק וחזור על שלבי 3.1.2-3.1.4 עד שכל העלים הוא שחדר ועלו כולו הופך ירוקה כהה יותר בשלושת הדפים הראשונים ובדף האחרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעלה הרביעי של כל צמח, ארבעה (וקטור geminiviral) או שלוש (MagnICON וקטור) כל השילובים יהיו חדרו לתוכו. לעשות אחד ניק עבור כל שילוב של זני Agrobacterium, ולחדור לכל ניק עם שילוב אחד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר חדירה, לחזור צמחים לחדר הצמיחה ומוניביטוי חלבון טור בין חדירת פוסט 2-15 ימים (dpi). </li></ol> הסתננות אבק 3.2 <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח אמבטיה לייבוש ואקום וחיץ חדירת L 3 העברה המכיל את זני Agrobacterium לאמבטיה. חברו לתא ייבוש משאבת ואקום סרעפת VACUUBRAND (איור 3 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח צמח במהופך על צלחת ייבוש (איור 3) ולהוריד את הצלחת עם הצמח עד שמערכת כולה גבעול העלה והוא שקוע לתוך מאגר החדירה עם הצלחת מונחת על של האמבטיה. מניחים את טבעת O ייבוש לאורך השפה ולשים את מכסה תא ייבוש על החדר (איור 3 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את משאבת הוואקום ולהתחיל עיתוי שבו מגיע ל -100 mbar הוואקום. לאט לאט לפתוח את שסתום השחרור בייבוש לאחר דקות 1 ב 100 mbar, כדי לאפשר כניסה של Agrobacteria לתוך חללי ביניים של רקמת צמח מתחת למים. חזור על פעולה זו אחת additiזמן onal כדי להבטיח חדירה טובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר חדירה, לקחת את הצמח מחוץ לייבוש והחזיר אותו למצב הזקוף שלו. להעביר צמחים לחדר הצמיחה וביטוי חלבון לפקח בין 2-15 dpi. </li></ol> 4. איתור חלבון פלואורסצנטי וצילום <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל מ 2 dpi, צמחים לעבור לחדר חשוך ולהאיר אור UV בצד האחורי של עלים שחדר עם מנורת UV מוחזקת ביד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים לב פלואורסצנטי הירוקה של GFP או הקרינה האדומה של DsRed. GFP נותן את אות חזקה עם אור UV גל ארוך, בעוד DsRed הוא חזק יותר תחת אור UV גל קצר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את התמונות של עלים ניאון עם מצלמה דיגיטלית רגילה ללא פלאש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר צמחים לחדר הצמיחה לאחר תצפית או צילום. </li></ol>

<ol>
	<li>Chen, Q., Mou, B., Scorza, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Transgenic Horticultural Crops: Challenges and Opportunities - Essays by Experts. , 86-126 (2011).</li><li>Chen, Q., Lai, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plant-derived+virus-like+particles+as+vaccines.">Plant-derived virus-like particles as vaccines.</a> Human Vaccines &amp; Immunotherapeutics. 9, 26-49 (2013).</li><li>Landry, 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=Preclinical+and+clinical+development+of+plant-made+virus-like+particle+vaccine+against+avian+H5N1+influenza.">Preclinical and clinical development of plant-made virus-like particle vaccine against avian H5N1 influenza.</a> PLoS One. 5, e15559 (2010).</li><li>Lai, H., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bioprocessing+of+plant-derived+virus-like+particles+of+Norwalk+virus+capsid+protein+under+current+Good+Manufacture+Practice+regulations.">Bioprocessing of plant-derived virus-like particles of Norwalk virus capsid protein under current Good Manufacture Practice regulations.</a> Plant Cell Reports. 31, 573-584 (2012).</li><li>Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+and+Purification+of+Pharmaceutical+Proteins+in+Plants.">Expression and Purification of Pharmaceutical Proteins in Plants.</a> Biological Engineering. 1, 291-321 (2008).</li><li>Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Turning+a+new+leaf.">Turning a new leaf.</a> European Biopharm. Rev. 2, 64-68 (2011).</li><li>Chen, Q., Levine, M. M., 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=.">.</a> New Generation Vaccines. , 306-315 (2009).</li><li>Lai, H., 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=Monoclonal+antibody+produced+in+plants+efficiently+treats+West+Nile+virus+infection+in+mice.">Monoclonal antibody produced in plants efficiently treats West Nile virus infection in mice.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107, 2419-2424 (2010).</li><li>Buswell, S., Medina-Bolivar, F., Chen, Q., Van Cott, K., Zhang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+porcine+prorelaxin+in+transgenic+tobacco.">Expression of porcine prorelaxin in transgenic tobacco.</a> Annals of the New York Academy of Sciences. 1041, 77-81 (2005).</li><li>Lico, C., Chen, Q., Santi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Viral+vectors+for+production+of+recombinant+proteins+in+plants.">Viral vectors for production of recombinant proteins in plants.</a> J. Cell. Physiol. 216, 366-377 (2008).</li><li>Chen, Q., He, J., Phoolcharoen, W., Mason, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geminiviral+vectors+based+on+bean+yellow+dwarf+virus+for+production+of+vaccine+antigens+and+monoclonal+antibodies+in+plants.">Geminiviral vectors based on bean yellow dwarf virus for production of vaccine antigens and monoclonal antibodies in plants.</a> Hum. Vaccin. 7, 331-338 (2011).</li><li>Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Green+Fluorescent+Protein.">The Green Fluorescent Protein.</a> Annual Review of Biochemistry. 67, 509-544 (1998).</li><li>Baird, G. S., Zacharias, D. A., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemistry,+mutagenesis,+and+oligomerization+of+DsRed,+a+red+fluorescent+protein+from+coral.">Biochemistry, mutagenesis, and oligomerization of DsRed, a red fluorescent protein from coral.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 97, 11984-11989 (2000).</li><li>Lai, H., He, J., Engle, M., Diamond, M. S., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+production+of+virus-like+particles+and+monoclonal+antibodies+with+geminiviral+replicon+vectors+in+lettuce.">Robust production of virus-like particles and monoclonal antibodies with geminiviral replicon vectors in lettuce.</a> Plant Biotechnology Journal. 10, 95-104 (2012).</li><li>Giritch, A., 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=Rapid+high-yield+expression+of+full-size+IgG+antibodies+in+plants+coinfected+with+noncompeting+viral+vectors.">Rapid high-yield expression of full-size IgG antibodies in plants coinfected with noncompeting viral vectors.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 14701-14706 (2006).</li><li>Huang, Z., Chen, Q., Hjelm, B., Arntzen, C., Mason, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+DNA+replicon+system+for+rapid+high-level+production+of+virus-like+particles+in+plants.">A DNA replicon system for rapid high-level production of virus-like particles in plants.</a> Biotechnol. Bioeng. 103, 706-714 (2009).</li><li>Santi, 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=An+efficient+plant+viral+expression+system+generating+orally+immunogenic+Norwalk+virus-like+particles.">An efficient plant viral expression system generating orally immunogenic Norwalk virus-like particles.</a> Vaccine. 26, 1846-1854 (2008).</li><li>He, J., Lai, H., Brock, C., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+System+for+Rapid+and+Cost-Effective+Production+of+Detection+and+Diagnostic+Reagents+of+West+Nile+Virus+in+Plants.">A Novel System for Rapid and Cost-Effective Production of Detection and Diagnostic Reagents of West Nile Virus in Plants.</a> Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2012, 1-10 (2012).</li><li>Huang, Z., 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=High-level+rapid+production+of+full-size+monoclonal+antibodies+in+plants+by+a+single-vector+DNA+replicon+system.">High-level rapid production of full-size monoclonal antibodies in plants by a single-vector DNA replicon system.</a> Biotechnol. Bioeng. 106, 9-17 (2010).</li><li>Kuta, D., Tripathi, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Agrobacterium-induced+hypersensitive+necrotic+reaction+in+plant+cells:+a+resistance+response+against+Agrobacterium-mediated+DNA+transfer.">Agrobacterium-induced hypersensitive necrotic reaction in plant cells: a resistance response against Agrobacterium-mediated DNA transfer.</a> African Journal of Biotechnology. 4, 752-757 (2005).</li><li>Phoolcharoen, W., 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=Expression+of+an+immunogenic+Ebola+immune+complex+in+Nicotiana+benthamiana.">Expression of an immunogenic Ebola immune complex in Nicotiana benthamiana.</a> Plant Biotechnology Journal. 9, 807-816 (2011).</li><li>Phoolcharoen, W., 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=A+nonreplicating+subunit+vaccine+protects+mice+against+lethal+Ebola+virus+challenge.">A nonreplicating subunit vaccine protects mice against lethal Ebola virus challenge.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 108, 20695-20700 (2011).</li><li>Herbst-Kralovetz, M., Mason, H. S., Chen, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Norwalk+virus-like+particles+as+vaccines.">Norwalk virus-like particles as vaccines.</a> Expert Rev. Vaccines. 9, 299-307 (2010).</li><li>Chen, Q., 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=Agroinfiltration+as+an+effective+and+scalable+strategy+of+gene+delivery+for+production+of+pharmaceutical+proteins.">Agroinfiltration as an effective and scalable strategy of gene delivery for production of pharmaceutical proteins.</a> Adv. Tech. Biol. Med. 1, 103 (2013).</li></ol>

המחברים לא מתחרים אינטרסים כספיים.

הדרישה הגוברת לתרופות המבוססות על חלבונים ברחבי העולם דורשת פלטפורמות ייצור חדשות כי הם חזקים, ניתן להרחבה, בעלות נמוכה ובטוחים. צמחים הראו להיות אחת ממערכות הייצור החלופיות המבטיחות ביותר לייצור חלבון תרופות. בשנים האחרונות, ההתפתחות של וקטורים מבוססי וירוס מפורק?...

מאז 1970, צמחים נחקרו כחלופות לתרביות של תאי יונקים, חרקים, חיידקים ולייצור המסחרי של חלבונים רקומביננטיים ותרופות 1 חלבון. מערכות המבוססות על הצמח לביטוי של תרופות ביולוגיות הראו הבטחה בשנים האחרונות כמספר טיפולים החדשניים למחלות, כמו מחלת גושה 2, ושפעת עופות H5N1 3, הראו הצלחה בניסויים קליניים. פיתוח מנגנונים מוסמכים לביטוי חלבון רקומביננטי בצמחים בעשורים שחלף מאז ניסויים הראשוניים יצר את הפוטנציאל למערכות המבוססות על הצמח לשנות את הפרדיגמה הנוכחית של ייצור חלבון משלוש סיבות עיקריות. ראשית, יש ירידה בולטת בעלות כbioreactors יונקים, חרקים, חיידקים ודורשים עלויות משמעותיות בהפעלה, תקשורת צמיחה היקרות, מסובכים ותהליכים לטיהור מורד הזרם 4. יצירת הצמח מהונדס יציבקווים גם מאפשר להם לעבור את יכולת ההרחבה של מערכות ביטוי אחרות ניתן לגדל צמחים לבטא חלבון ונקטפו בקנה מידה חקלאית 5. שנית, מערכות ביטוי על בסיס צמחי להפחית באופן משמעותי את הסיכון להעברת הפתוגן אדם או בעל חיים מהמארח החלבון להביע לבני אדם, הוכיחו עליונות בביטחון ציבור 6. לבסוף, צמחים לנצל את מערכת endomembrane אוקריוטים כי הוא דומה לתאי יונקים, דבר המאפשרים לשינוי לאחר translational הנכון של חלבונים, כולל glycosylation וההרכבה של חלבונים מרובים מקטע 7. יכולת זו מעמידה את מערכות על בסיס צמחי לפני אלה המבוססים על מערכות פרוקריוטים, כגון חיידקים, שכן מספר רחב יותר של חלבונים רקומביננטיים תרופות, כולל נוגדנים חד שבטיים (מבז), יש מבנה מסובך יותר ודורש שינויים נרחבים posttranslational או הרכבה 8. ישנם שתי appro הגדולהכאבים כדי לבטא חלבונים רקומביננטיים בצמחים. הראשון הוא הפיתוח של קו מהונדס ביציבות, כאשר ה-DNA המקודד חלבון המטרה הוא משובט לתוך קלטת ביטוי והציג גם את הגנום הגרעיני או הכלורופלסט. בתוך כך, דנ&quot;א הזר הופך להיות תורשתי באמצעות דורות הבאים ומאפשר ליכולת הרחבה השתפרה מאוד, הרבה מעבר לזה של מערכות ביטוי אחרות 1. מבוא של ה-DNA אקסוגני לגנום הגרעיני מושגת בדרך כלל על ידי זיהום Agrobacterium tumefaciens של רקמת צמח או, לעתים קרובות יותר, בהפצצות microprojectile של הרקמה 9. הורמונים צמחיים משמשים לאחר מכן כדי לגרום להתמיינות וגדילה של רקמות צמח מהונדס כמו שורשים ועלים. הפיכתו של הגנום הכלורופלסט לא ניתן להשיג עם א &#39; tumefaciens, אלא מסתמך אך ורק על חלקיקי זהב או טונגסטן מצופה דנ&quot;א ירה בליסטי לתוך תאי צמח. השיטה השנייה של הבעת recombinaחלבון NT בצמחים הוא דרך ביטוי חולף 10. בתרחיש זה, וקטורי הנגזרות וירוס מחסה הגן של עניין מועברים דרך א tumefaciens לצמחים המפותחים באמצעות תהליך הנקרא agroinfiltration. במקום להשתלב בגנום הצמח, מבנה הגן נמסר אז יהיה להתחיל לכוון את הייצור החולף של החלבון הרצוי, שיכול להיות שנקטפו ומבודד לאחר תקופת דגירה קצרה. ביטוי חולף גן מציע את היתרון של הצטברות גדולה יותר הכוללת חלבון, כמו גם זמן משופר של ייצור חלבון, כמו צמחים יהיו מוכנים לקצור כ 1-2 שבועות לאחר agroinfiltration 11. זו מהירה יותר באופן משמעותי מתהליכי ייצור, בחירה ואישור של קווי צמחים מהונדסים יציבים, אשר יכול לקחת מספר חודשים עד שנה. זה לעומת זאת, הוא גם המגבלה של מערכת הביטוי החולף, כפי שהוא לא יניב יציב גנטי צמח Liנס שיכול לשמש ליצירת בנק זרע לייצור מסחרי בקנה מידה גדול. למרות זאת, גישות פותחו כדי לשפר את הביטוי חולף בקנה מידה גדול. כאן אנו מדגימים שיטה אחת של דור של צמחים חולפים חלבון המבטא-ניקוטיאנה benthamiana באמצעות וקטורים ויראליים מפורקים נמסרו על ידי א tumefaciens. שתי שיטות עיקריות מפותחות עבור המשלוח של א &#39; tumefaciens לתוך רקמות צמח: היקף חדירת ספסל באמצעות מזרק והסתננות בקנה מידה גדולה באמצעות תא ואקום. שני הפרוטוקולים מתוארים כאן באמצעות נ benthamiana, אשר קשור באופן הדוק לצמח הטבק המשותף, כצמח הפונדקאי לביטוי זמני של שני חלבוני ניאון: החלבון פלואורסצנטי הירוק (GFP) מהמדוזה Aequorea ויקטוריה וחלבון פלואורסצנטי האדום מDiscosoma אלמוגים (DsRed) 12,13. נ benthamiana הוא הצמח הפונדקאי הנפוץ ביותר עבורחלבון רקומביננטי כי זה ניתן לשינוי גנטי, יכול להניב כמויות גבוהות של ביומסה במהירות, והוא מפיק זרעים פורה לייצור בהיקף של עד 14. יתרון נוסף של שימוש בנ benthamiana כמארחים לביטוי חלבון הוא הזמינות של מגוון רחב של וקטורי ביטוי 2,5. במחקר זה, שני וקטורים ויראליים מפורקים, אחד המבוסס על נגיף פסיפס טבק (TMV) רנ&quot;א replicon מערכת (וקטורי MagnICON) והאחר שהופק ממערכת replicon DNA (וקטורי geminiviral) 4,11 וירוס הגמד הצהוב השעועית (BeYDV), 15-18, משמשים לביצוע ה-GFP וגן DsRed ולספק אותם לנ תאי benthamiana Via A. tumefaciens. שלוש בונה DNA תשמש לGFP או ביטוי DsRed עם וקטורי MagnICON. הם כוללים &#39;מודול (pICH15879) המכיל את האמרגן ואלמנטים גנטיים אחרים לנהיגת הביטוי של גן המטרה, 3&#39; 5 מודול המכיל את הגן של עניין (Pich-GFP או Pich-DsRed), ומודול integrase (pICH14011) קידוד לאנזים המשלב 5 &#39;ו 3&#39; מודולים יחד על ביטוי 8,15. שלושה מבני DNA גם יש צורך לביטוי עם וקטורי geminiviral. בנוסף לוקטורים המכילים replicon של גן המטרה (pBYGFP או pBYDsRed), וקטור המקודד חלבון השכפול (pREP110) נדרש ההגברה של יעד replicon 11,14,16. יתר על כן, הכללתו של וקטור קידוד P19 מדכא השתקה מוירוס פעלולים סבוך עגבנייה היא רצויה לביטוי גן המטרה ברמה גבוה 11,16. יש בדרך כלל שלושה שלבים עיקריים לכניסתה של הגנים של חלבונים רקומביננטיים לתוך תאי צמח על ידי agroinfiltration כולל גידול צמח, א tumefaciens תרבות הכנה, והסתננות. כמו בכל שלב הוא קריטי להצלחתו הסופית של הליך זה ולכן, תיאור מפורט, לכל אחד מהם סיפקעבור שניהם חדירת מזרק וחדירת ואקום בהמשך.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reagents</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>GFP </td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>V353-20</td>
			<td><a href="http://www.invitrogen.com/" target="_blank">www.invitrogen.com</a> See reference: Lico and Chen, et al 2008</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DsRed</td>
			<td>Clontech</td>
			<td>632152</td>
			<td><a href="http://www.clontech.com/" target="_blank">www.clontech.com</a> See reference: Baird and Zacharias, et al 2000</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MagnICON Vector</td>
			<td>Icon Genetics</td>
			<td>n/a</td>
			<td><a href="http://www.icongenetics.com/" target="_blank">www.icongenetics.com</a> See reference: giritch and Marillonnet, et al 2006</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Geminiviral Vector</td>
			<td>Author's Lab</td>
			<td>n/a</td>
			<td>See reference: Chen and He, et al 2011</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>N. benthamiana</td>
			<td>Author's Lab</td>
			<td>n/a</td>
			<td><a href="http://www.herbalistics.com.au" target="_blank">herbalistics.com.au</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Agrobacterium tumefaciens strain gv3101</td>
			<td>Author's Lab</td>
			<td>n/a</td>
			<td>See reference: Lai and Chen 2012</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>LB Agar Carbenicillin-100, plates</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>L0418</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/" target="_blank">www.sigmaaldrich.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>LB Agar Kanamycin-50, plates</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>L0543</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/" target="_blank">www.sigmaaldrich.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Magnesium sulfate hepa hydrate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M2773-500 g</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/" target="_blank">www.sigmaaldrich.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Bacto-Tryptone</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>73049-73-7</td>
			<td><a href="http://www.fishersci.com/" target="_blank">www.fishersci.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Bacto Yeast Extract</td>
			<td>Becton, Dickinson &amp; CO.</td>
			<td>REF 212750</td>
			<td><a href="http://www.bd.com/" target="_blank">www.bd.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Difco Nutrient Broth</td>
			<td>Becton, Dickinson &amp; CO.</td>
			<td>REF 234000</td>
			<td><a href="http://www.bd.com/" target="_blank">www.bd.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MES hydrate Buffer</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M8250-1kg</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/" target="_blank">www.sigmaaldrich.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Carbenicillin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C1613-1ML</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/" target="_blank">www.sigmaaldrich.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Kanamycin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>70560-51-9</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/" target="_blank">www.sigmaaldrich.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>221465</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/" target="_blank">www.sigmaaldrich.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Jack's Fertilizer</td>
			<td>Hummert International</td>
			<td>Jul-25</td>
			<td><a href="http://www.hummert.com/" target="_blank">www.hummert.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Equipment</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Vacuubrand MD4 Vacuum Pump</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>13-878-113</td>
			<td><a href="http://www.fishersci.com/" target="_blank">www.fishersci.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Vacuum Air Regulator Valve</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>NC9386590</td>
			<td><a href="http://www.fishersci.com/" target="_blank">www.fishersci.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Desiccator 12 1/8" with O ring</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>08-594-15C </td>
			<td><a href="http://www.fishersci.com/" target="_blank">www.fishersci.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>3 L Tub</td>
			<td>Rubber-Maid</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Rubbermaid Servn' Saver Bowl, 10-cup will work</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>plate/shelf 230ML</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>NC9489269</td>
			<td><a href="http://www.fishersci.com/" target="_blank">www.fishersci.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Peat Pellet</td>
			<td>Hummert International</td>
			<td>14-2370-1</td>
			<td><a href="http://www.hummert.com/" target="_blank">www.hummert.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Propagation Tray Dome</td>
			<td>hydrofarm</td>
			<td>132052</td>
			<td><a href="http://www.hydroponics.net/" target="_blank">www.hydroponics.net</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Propagaiton Tray</td>
			<td>hydrofarm</td>
			<td>138758</td>
			<td><a href="http://www.hydroponics.net/" target="_blank">www.hydroponics.net</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Virbo Hand Seeder</td>
			<td>Gro-Mor INC</td>
			<td>n/a</td>
			<td><a href="http://www.gro-morent.com/" target="_blank">www.gro-morent.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Flora Cart 4 shelf</td>
			<td>Hummert International</td>
			<td>65-6924-1</td>
			<td><a href="http://www.hummert.com/" target="_blank">www.hummert.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>15 ml Round Bottom Culture Tubes</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>CLS430172-500EA</td>
			<td><a href="http://www.sigmaaldrich.com/" target="_blank">http://www.sigmaaldrich.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Spectrophotometer</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>170-2525</td>
			<td><a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">www.bio-rad.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Spectrophotometer Cuvettes</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>223-9950</td>
			<td><a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">www.bio-rad.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Microcentrifuge Tubes</td>
			<td>USA Scientific</td>
			<td>1415-2500</td>
			<td><a href="http://www.usascientific.com/" target="_blank">www.usascientific.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Benchtop Centrifuge</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>166-0602EDU</td>
			<td><a href="http://www.bio-rad.com/" target="_blank">www.bio-rad.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Incubator/Shaker</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>Excella E25</td>
			<td><a href="http://www.eppendorf.com/" target="_blank">www.eppendorf.com</a></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ultraviolet Light Model#: UVGL-25</td>
			<td>UVP</td>
			<td>95-0021-12</td>
			<td><a href="http://www.uvp.com/" target="_blank">www.uvp.com</a></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

efficient agroinfiltration of plants for high-level transient expression of recombinant proteins

תרבית תאי יונקים היא הפלטפורמה הגדולה לייצור מסחרי של חיסונים לבני אדם וחלבונים טיפוליים. עם זאת, הוא לא יכול לענות על ביקוש העולמי הגובר לתרופות בשל יכולת הרחבה המוגבלת שלה ועלותו הגבוהה. צמחים הראו להיות אחת פלטפורמות ייצור התרופות החלופיות המבטיחות ביותר כי הם חזקים, ניתן להרחבה, בעלות נמוכה ובטוחים. ההתפתחות האחרונה של וקטורים מבוססי וירוס אפשרה ביטוי חולף ומהיר ברמה גבוהה של חלבונים רקומביננטיים בצמחים. כדי לייעל עוד יותר את השירות של מערכת הביטוי החולף, אנחנו מדגימים שיטה פשוטה, יעילה וניתן להרחבה להציג Agrobacterium המכיל יעד גן לתוך רקמות צמח במחקר זה. התוצאות שלנו מעידות agroinfiltration שעם שניהם ומזרק ואקום שיטות הביאו במבוא יעיל של Agrobacterium לעלים וייצור חזק של שני חלבוני ניאון; GFP וDsRed. יתר על כן,אנחנו מדגימים את היתרונות הייחודיים המוצעים על ידי שתי השיטות. חדירת המזרק היא פשוטה ואינה זקוק לציוד יקר. זה גם מאפשר את הגמישות או לחדור לכל החופשה עם גן המטרה אחת, או להציג את הגנים של מטרות מרובות בדף אחד. לפיכך, ניתן להשתמש בו לביטוי בקנה מידה מעבדה של חלבונים רקומביננטיים, כמו גם להשוואה בין חלבונים או וקטורים שונים לקינטיקה תשואה או הביטוי. הפשטות של חדירת המזרק גם מציעה השירות שלה בבית הספר תיכון ומכללה לחינוך לנושא של ביוטכנולוגיה. לעומת זאת, חדירת האבק היא חזקה יותר, וניתן לשנות כלפי מעלה לייצור מסחרי של חלבוני תרופות. הוא מציע גם את היתרון של להיות מסוגל agroinfiltrate מיני צמחים שאינם ניתן לחדירת המזרק כגון חסה וארבידופסיס. בסך הכל, שילוב של מזרק וagroinfiltration הוואקום מספק לחוקרים ומחנכים פשוטים, יעיל וחזקהמתודולוגיה לביטוי חולף חלבון. זה יהיה מאוד להקל על הפיתוח של חלבוני תרופות ולקדם את החינוך מדעי.

1. ביטוי של חלבונים ניאון על ידי חדירת המזרק כדי להדגים את היעילות של חדירת המזרק של Agrobacterium לתוך רקמות צמח, בדקנו את הביטוי של שני חלבוני ניאון - GFP וDsRed - ידי שני וקטורים שונים מפורקים צמחים ויראלי - geminiviral וMagnICON - בנ benthamiana. לנ</em...

Watch this Scientific Journal Video about Efficient Agroinfiltration of Plants for High-level Transient Expression of Recombinant Proteins at JoVE.com

Efficient Agroinfiltration of Plants for High-level Transient Expression of Recombinant Proteins

צמחים מציעים מערכת חדשנית לייצור של חלבוני תרופות בהיקף מסחרי, כי הוא יותר ניתן להרחבה, יעיל וחסכונית ובטוחה יותר מפרדיגמות ביטוי הנוכחיות. במחקר זה, אנו מדווחים גישה פשוטה ונוחה, אך ניתן להרחבה להציג את היעד של גן המכיל<em&gt; Agrobacterium tumefaciens</em&gt; לצמחים לביטוי חלבון חולף.

Agroinfiltration היעילה של צמחים לביטוי חולף ברמה גבוהה של חלבונים רקומביננטי

Mammalian cell culture is the major platform for commercial production of human vaccines and therapeutic proteins. However, it cannot meet the increasing ...

efficient-agroinfiltration-plants-for-high-level-transient-expression

Research

JoVE Journal

Biology

47.7K Views.  Arizona State University. צמחים מציעים מערכת חדשנית לייצור של חלבוני תרופות בהיקף מסחרי, כי הוא יותר ניתן להרחבה, יעיל וחסכונית ובטוחה יותר מפרדיגמות ביטוי הנוכחיות. במחקר זה, אנו מדווחים גישה פשוטה ונוחה, אך ניתן להרחבה להציג את היעד של גן המכיל Agrobacterium tumefaciens לצמחים לביטוי חלבון...

Video: Efficient Agroinfiltration of Plants for High-level Transient Expression of Recombinant Proteins

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.

הכתמה של חלבונים עם ג&#39;ל Coomassie G-250 ללא חומצה אצטית ממס אורגני

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

Expression of Recombinant Proteins in the Methylotrophic Yeast Pichia pastoris

Protein expression in the microbial eukaryotic host Pichia pastoris offers the possibility to generate high amounts of recombinant protein in a fast and easy to use expression system.
As a single-celled microorganism P. pastoris is easy to manipulate and grows rapidly on inexpensive media at high cell densities. Being a eukaryote, P. pastoris is able to perform many of the post-translational modifications performed by higher eukaryotic cells and the obtained recombinant proteins undergo protein folding, proteolytic processing, disulfide bond formation and glycosylation [1].
As a methylotrophic yeast P. pastoris is capable of metabolizing methanol as its sole carbon source. The strong promoter for alcohol oxidase, AOX1, is tightly regulated and induced by methanol and it is used for the expression of the gene of interest. Accordingly, the expression of the foreign protein can be induced by adding methanol to the growth medium [2; 3].
Another important advantage is the secretion of the recombinant protein into the growth medium, using a signal sequence to target the foreign protein to the secretory pathway of P. pastoris. With only low levels of endogenous protein secreted to the media by the yeast itself and no added proteins to the media, a heterologous protein builds the majority of the total protein in the medium and facilitates following protein purification steps [3; 4].
The vector used here (pPICZ&alpha;A) contains the AOX1 promoter for tightly regulated, methanol-induced expression of the gene of interest; the &alpha;-factor secretion signal for secretion of the recombinant protein, a Zeocin resistance gene for selection in both E. coli and Pichia and a C-terminal peptide containing the c-myc epitope and a polyhistidine (6xHis) tag for detection and purification of a recombinant protein. We also show western blot analysis of the recombinant protein using the specific Anti-myc-HRP antibody recognizing the c-myc epitope on the parent vector.

Expression of Recombinant Proteins in the Methylotrophic Yeast Pichia pastoris

The protocol describes protein expression using the methylotrophic yeast Pichia pastoris. The preparation of electrocompetent yeast cells, transformation of the vector with the gene of interest into P. pastoris and yeast DNA purification are also performed. Western blot analysis and protein purification build the last steps in this protein expression protocol.

ביטוי של חלבונים רקומביננטי השמרים Methylotrophic Pichia pastoris</em

Protein expression in the microbial eukaryotic host Pichia pastoris offers the possibility to generate high amounts of recombinant protein in a fast and ...

High-throughput Purification of Affinity-tagged Recombinant Proteins

X-ray crystallography is the method of choice for obtaining a detailed view of the structure of proteins. Such studies need to be complemented by further biochemical analyses to obtain detailed insights into structure/function relationships. Advances in oligonucleotide- and gene synthesis technology make large-scale mutagenesis strategies increasingly feasible, including the substitution of target residues by all 19 other amino acids. Gain- or loss-of-function phenotypes then allow systematic conclusions to be drawn, such as the contribution of particular residues to catalytic activity, protein stability and/or protein-protein interaction specificity.
In order to attribute the different phenotypes to the nature of the mutation - rather than to fluctuating experimental conditions - it is vital to purify and analyse the proteins in a controlled and reproducible manner. High-throughput strategies and the automation of manual protocols on robotic liquid-handling platforms have created opportunities to perform such complex molecular biological procedures with little human intervention and minimal error rates1-5.
Here, we present a general method for the purification of His-tagged recombinant proteins in a high-throughput manner. In a recent study, we applied this method to a detailed structure-function investigation of TFIIB, a component of the basal transcription machinery. TFIIB is indispensable for promoter-directed transcription in vitro and is essential for the recruitment of RNA polymerase into a preinitiation complex6-8. TFIIB contains a flexible linker domain that penetrates the active site cleft of RNA polymerase9-11. This linker domain confers two biochemically quantifiable activities on TFIIB, namely (i) the stimulation of the catalytic activity during the 'abortive' stage of transcript initiation, and (ii) an additional contribution to the specific recruitment of RNA polymerase into the preinitiation complex4,5,12 . We exploited the high-throughput purification method to generate single, double and triple substitution and deletions mutations within the TFIIB linker and to subsequently analyse them in functional assays for their stimulation effect on the catalytic activity of RNA polymerase4. Altogether, we generated, purified and analysed 381 mutants - a task which would have been time-consuming and laborious to perform manually. We produced and assayed the proteins in multiplicates which allowed us to appreciate any experimental variations and gave us a clear idea of the reproducibility of our results.
This method serves as a generic protocol for the purification of His-tagged proteins and has been successfully used to purify other recombinant proteins. It is currently optimised for the purification of 24 proteins but can be adapted to purify up to 96 proteins.

We describe a method for the affinity-tagged purification of recombinant proteins using liquid-handling robotics. This method is generally applicable to the small-scale purification of soluble His-tagged proteins in a high-throughput format.

טיהור תפוקה גבוהה של חלבונים רקומביננטי זיקה מתויגת-

X-ray crystallography is the method of choice for obtaining a detailed view of the structure of proteins. Such studies need to be complemented by further ...

Efficient Production and Purification of Recombinant Murine Kindlin-3 from Insect Cells for Biophysical Studies

Kindlins are essential coactivators, with talin, of the cell surface receptors&#160;integrins and also participate in integrin outside-in signalling, and the control of gene transcription in the cell nucleus. The kindlins are ~75 kDa multidomain proteins and bind to an NPxY motif and upstream T/S cluster of the integrin &#946;-subunit cytoplasmic tail. The hematopoietically-important kindlin isoform, kindlin-3, is critical for platelet aggregation during thrombus formation, leukocyte rolling in response to infection and inflammation and osteoclast podocyte formation in bone resorption. Kindlin-3&#39;s role in these processes has resulted in extensive cellular and physiological studies. However, there is a need for an efficient method of acquiring high quality milligram quantities of the protein for further studies. We have developed a protocol, here described, for the efficient expression and purification of recombinant murine kindlin-3 by use of a baculovirus-driven expression system in Sf9 cells yielding sufficient amounts of high purity full-length protein to allow its biophysical characterization. The same approach could be taken in the study of the other mammalian kindlin isoforms.

Kindlins are fundamental to cell adhesion through integrins but studies of them have been hampered by the difficulty encountered in expressing them recombinantly in bacterial hosts. We describe here methods for their efficient production in baculovirus-infected insect cells.

הפקה וטיהור יעילה של רקומביננטי Murine Kindlin-3 מתאי חרקים לBiophysical לימודים

Kindlins are essential coactivators, with talin, of the cell surface receptors&#160;integrins and also participate in integrin outside-in signalling, and ...

High Throughput Quantitative Expression Screening and Purification Applied to Recombinant Disulfide-rich Venom Proteins Produced in E. coli

Escherichia coli (E. coli) is the most widely used expression system for the production of recombinant proteins for structural and functional studies. However, purifying proteins is sometimes challenging since many proteins are expressed in an insoluble form. When working with difficult or multiple targets it is therefore recommended to use high throughput (HTP) protein expression screening on a small scale (1-4&#160;ml cultures) to quickly identify conditions for soluble expression. To cope with the various structural genomics programs of the lab, a quantitative (within a range of 0.1-100 mg/L culture of recombinant protein) and HTP protein expression screening protocol was implemented and validated on thousands of proteins. The protocols were automated with the use of a liquid handling robot but can also be performed manually without specialized equipment.
Disulfide-rich venom proteins are gaining increasing recognition for their potential as therapeutic drug leads. They can be highly potent and selective, but their complex disulfide bond networks make them challenging to produce. As a member of the FP7 European Venomics project (<a href="http://www.venomics.eu">www.venomics.eu</a>), our challenge is to develop successful production strategies with the aim of producing thousands of novel venom proteins for functional characterization. Aided by the redox properties of disulfide bond isomerase DsbC, we adapted our HTP production pipeline for the expression of oxidized, functional venom peptides in the E. coli cytoplasm. The protocols are also applicable to the production of diverse disulfide-rich proteins. Here we demonstrate our pipeline applied to the production of animal venom proteins. With the protocols described herein it is likely that soluble disulfide-rich proteins will be obtained in as little as a week. Even from a small scale, there is the potential to use the purified proteins for validating the oxidation state by mass spectrometry, for characterization in pilot studies, or for sensitive micro-assays.

High Throughput Quantitative Expression Screening and Purification Applied to Recombinant Disulfide-rich Venom Proteins Produced in E. coli

A protocol for the quantitative, high throughput expression screening and analytical purification of fusion proteins from small-scale Escherichia coli cultures is described and applied to the expression of disulfide-rich animal venom protein targets.

הקרנת תפוקה גבוהה ביטוי כמותי וטיהור יישומים לחלבוני ארס רקומביננטי דיסולפיד עשירים הופק ב<em&gt; א coli</em

Escherichia coli (E. coli) is the most widely used expression system for the production of recombinant proteins for structural and functional studies. ...

Transient Expression of Proteins by Hydrodynamic Gene Delivery in Mice

Efficient expression of transgenes in vivo is of critical importance in studying gene function and developing treatments for diseases. Over the past years, hydrodynamic gene delivery (HGD) has emerged as a simple, fast, safe and effective method for delivering transgenes into rodents. This technique relies on the force generated by the rapid injection of a large volume of physiological solution to increase the permeability of cell membranes of perfused organs and thus deliver DNA into cells. One of the main advantages of HGD is the ability to introduce transgenes into mammalian cells using naked plasmid DNA (pDNA). Introducing an exogenous gene using a plasmid is minimally laborious, highly efficient and, contrary to viral carriers, remarkably safe. HGD was initially used to deliver genes into mice, it is now used to deliver a wide range of substances, including oligonucleotides, artificial chromosomes, RNA, proteins and small molecules into mice, rats and, to a limited degree, other animals. This protocol describes HGD in mice and focuses on three key aspects of the method that are critical to performing the procedure successfully: correct insertion of the needle into the vein, the volume of injection and the speed of delivery. Examples are given to show the application of this method to the transient expression of two genes that encode secreted, primate-specific proteins, apolipoprotein L-I (APOL-I) and haptoglobin-related protein (HPR).

In vivo transfection of naked DNA by hydrodynamic gene delivery introduces genes into the tissue of an animal with minimal inflammatory response. Sufficient amounts of gene product are generated such that gene function and regulation as well as protein structure and function can be analyzed.

ביטוי חולף של חלבונים על ידי הידרודינמית ג&#39;ין משלוח בעכברים

Efficient expression of transgenes in vivo is of critical importance in studying gene function and developing treatments for diseases. Over the past ...

HeLa Based Cell Free Expression Systems for Expression of Plasmodium Rhoptry Proteins

Malaria causes significant global morbidity and mortality. No routine vaccine is currently available. One of the major reasons for lack of a vaccine is the challenge of identifying suitable vaccine candidates. Malarial proteins expressed using prokaryotic and eukaryotic cell based expression systems are poorly glycosylated, generally insoluble and undergo improper folding leading to reduced immunogenicity. The wheat germ, rabbit reticulocyte lysate and Escherichia coli lysate cell free expression systems are currently used for expression of malarial proteins. However, the length of expression time and improper glycosylation of proteins still remains a challenge. We demonstrate expression of Plasmodium proteins in vitro using HeLa based cell free expression systems, termed &#8220;in vitro human cell free expression systems&#8221;. The 2 HeLa based cell free expression systems transcribe mRNA in 75 min and 3 &#181;l of transcribed mRNA is sufficient to translate proteins in 90 min. The 1-step expression system is a transcription and translation coupled expression system; the transcription and co-translation occurs in 3 hr. The process can also be extended for 6 hr by providing additional energy. In the 2-step expression system, mRNA is first transcribed and then added to the translation mix for protein expression. We describe how to express malaria proteins; a hydrophobic PF3D7_0114100 Maurer&#8217;s Cleft &#8211; 2 transmembrane (PfMC-2TM) protein, a hydrophilic PF3D7_0925900 protein and an armadillo repeats containing protein PF3D7_1361800, using the HeLa based cell free expression system. The proteins are expressed in micro volumes employing 2-step and 1-step expression strategies. An affinity purification method to purify 25 &#181;l of proteins expressed using the in vitro human cell free expression system is also described. Protein yield is determined by Bradford&#8217;s assay and the expressed and purified proteins can be confirmed by western blotting analysis. Expressed recombinant proteins can be used for immunizations, immunoassays and protein sequencing.

HeLa Based Cell Free Expression Systems for Expression of Plasmodium Rhoptry Proteins

Expression of malarial proteins in cell based systems remains challenging. We demonstrate two step and one step IVT (in vitro translation) cell free expression systems for expressing malarial recombinant rhoptry proteins from HeLa cells. We use a Ni-resin affinity based purification system to purify the rhoptry proteins.

מערכות ביטוי חופשי הנייד מבוסס הלה לביטוי של<em&gt; Plasmodium</em&gt; Rhoptry חלבונים

Malaria causes significant global morbidity and mortality. No routine vaccine is currently available. One of the major reasons for lack of a vaccine is ...

High Yield Expression of Recombinant Human Proteins with the Transient Transfection of HEK293 Cells in Suspension

The art of producing recombinant proteins with complex post-translational modifications represents a major challenge for studies of structure and function. The rapid establishment and high recovery from transiently-transfected mammalian cell lines addresses this barrier and is an effective means of expressing proteins that are naturally channeled through the ER and Golgi-mediated secretory pathway. Here is one protocol for protein expression using the human HEK293F and HEK293S cell lines transfected with a mammalian expression vector designed for high protein yields. The applicability of this system is demonstrated using three representative glycoproteins that expressed with yields between 95-120 mg of purified protein recovered per liter of culture. These proteins are the human Fc&#947;RIIIa and the rat &#945;2-6 sialyltransferase, ST6GalI, both expressed with an N-terminal GFP fusion, as well as the unmodified human immunoglobulin G1 Fc. This robust system utilizes a serum-free medium that is adaptable for expression of isotopically enriched proteins and carbohydrates for structural studies using mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy. Furthermore, the composition of the N-glycan can be tuned by adding a small molecule to prevent certain glycan modifications in a manner that does not reduce yield.

Laboratory-scale production of eukaryotic proteins with appropriate post-translational modification represents a significant barrier. Here is a robust protocol with rapid establishment and turnaround for protein expression using a mammalian expression system. This system supports selective amino acid, selective labeling of proteins and small molecule modulators of glycan composition.

ביטוי תשואה גבוהה של חלבונים אנושיים רקומביננטי עם transfection חולף של תאי HEK293 בהשעיה

The art of producing recombinant proteins with complex post-translational modifications represents a major challenge for studies of structure and ...

Transient Expression and Cellular Localization of Recombinant Proteins in Cultured Insect Cells

Heterologous protein expression systems are used for the production of recombinant proteins, the interpretation of cellular trafficking/localization, and the determination of the biochemical function of proteins at the sub-organismal level. Although baculovirus expression systems are increasingly used for protein production in numerous biotechnological, pharmaceutical, and industrial applications, nonlytic systems that do not involve viral infection have clear benefits but are often overlooked and underutilized. Here, we describe a method for generating nonlytic expression vectors and transient recombinant protein expression. This protocol allows for the efficient cellular localization of recombinant proteins and can be used to rapidly discern protein trafficking within the cell. We show the expression of four&#160;recombinant proteins in a commercially available insect cell line, including two aquaporin proteins from the insect Bemisia tabaci, as well as subcellular marker proteins specific for the cell plasma membrane and for intracellular lysosomes. All recombinant proteins were produced as chimeras with fluorescent protein markers at their carboxyl termini, which allows for the direct detection of the recombinant proteins. The double transfection of cells with plasmids harboring constructs for the genes of interest and a known subcellular marker allows for live cell imaging and improved validation of cellular protein localization.

Nonlytic insect cell expression systems are underutilized for production, cellular trafficking/localization, and recombinant protein functional analysis. Here, we describe methods to generate expression vectors and subsequent transient protein expression in commercially available lepidopteran cell lines. The co-localization of Bemisia tabaci aquaporins with subcellular fluorescent marker proteins is also presented.

ביטוי חולף ואת סלולר לוקליזציה של חלבונים רקומביננטי תאים בתרבית חרקים

Heterologous protein expression systems are used for the production of recombinant proteins, the interpretation of cellular trafficking/localization, and ...

ב Planta טרנספורמציה חולפת של צמחי קקאו באמצעות Agrobacterium tumefaciens

Vacuum-Forced Agroinfiltration for In planta Transformation of Recalcitrant Plants: Cacao as a Case Study

Transient in planta transformation is a fast and cost-effective alternative for plant genetic transformation. Most protocols for in planta transformation rely on the use of Agrobacterium-mediated transformation. However, the protocols currently in use are standardized for small-sized plants due to the physical and economic constraints of submitting large-sized plants to a vacuum treatment. This work presents an effective protocol for localized vacuum-based agroinfiltration customized for large-sized plants. To assess the efficacy of the proposed method, we tested its use in cacao plants, a tropical plant species recalcitrant to genetic transformation. Our protocol allowed applying up to 0.07 MPa vacuum, with repetitions, to a localized aerial part of cacao leaves, making it possible to force the infiltration of Agrobacterium into the intercellular spaces of attached leaves. As a result, we achieved the Agrobacterium-mediated transient in planta transformation of attached cacao leaves expressing for the RUBY reporter system. This is also the first Agrobacterium-mediated in planta transient transformation of cacao. This protocol would allow the application of the vacuum-based agroinfiltration method to other plant species with similar size constraints and open the door for the in planta characterization of genes in recalcitrant woody, large-size species.

מחבר זרקור: טרנספורמציה בתיווך אגרובקטריום ללא תרבית רקמות בצמחים עציים גדולים

Here, we present the first protocol for localized vacuum infiltration for in vivo studies of the genetic transformation of large-sized plants. Using this methodology, we achieved for the first time the Agrobacterium-mediated in planta transient transformation of cacao.

חדירה חקלאית כפויה בוואקום עבור בצמח טרנספורמציה של צמחים סרבנים: קקאו כמקרה בוחן

Transient in planta transformation is a fast and cost-effective alternative for plant genetic transformation. Most protocols for in planta transformation ...