このプロジェクトは、バーデン·ヴュルテンベルク、ドイツに欧州社会基金によって資金を供給された。

必須のDNAコード配列を含むプラスミドの1増強（CDS） <ol><li>前加温室温への変換キットに含まれているSOC培地中、37℃で、100μg/ mlのアンピシリンを含むLB寒天プレート。 42℃に水浴を平衡化する。 </li><li>化学的に部品Eの1バイアルを解凍氷上で大腸菌 。 </li><li>化学的に部品Eのバイアルに、CDSを含むプラスミドの1-5液（100 ngのには10pg）を追加大腸菌とは穏やかに混合。ピペッティングにより細胞を混在させないでください。プラスミドを追加した後、静かにチューブをタップして混ぜる。 </li><li>氷上で30分間混合物をインキュベートする。 </li><li>熱ショックE.振盪せずに水浴中で42℃で30秒間大腸菌 。 </li><li> 2分間氷上にバイアルを置きます。 </li><li> Eに予め温めSOC培地250μlを添加するcoliおよび細菌インキュベーター中で37℃で1時間、300rpmで水平に細菌を振る。 </li><li><html> 、予め温めたLB寒天プレート上に形質転換混合物からの100μlの150μLを広げ、プレートを反転させ、37℃で一晩インキュベートする。 </li><li>コロニーが見えるようにした後、100μg/ mlのアンピシリンを含む5mlのLB培地を含む15ml容の培養チューブに各プレートからの単一コロニーを接種する。文化が遅れてログまたは定常期になるまで、300 rpmで振盪しながら37℃で一晩、それらをインキュベートする。 </li><li>形質転換されたE.の長期保存のためにコリ、ピペットクライオバイアルへの100％のグリセロール75μlの。細菌培養（冷凍ストックは25％グリセロールを含有するであろう）の225μl加え、よく混ぜ、-80℃で凍結バイアルを格納します。 </li><li>製造元の説明書に従って、プラスミド精製キットを使用して必要なCDSを含むプラスミドを単離する。 </li><li>分光光度計を用いてプラスミド濃度を決定する。 </li><li> 20μlの一定分量を準備し、長時間-20℃で保管してください。 </li></ol>_title &quot;&gt; 2。プラスミドインサートの増幅およびポリメラーゼ連鎖反応（PCR）によって、ポリTテールを追加する<ol><li> NOTE：in vitro転写 （IVT）用のDNA鋳型を得るために、関心のCDSは、ここでeGFPを、PCRを用いて増幅される。同時に、120チミジン（T）のポリTテールはT 120拡張子を持つリバースプライマーを用いてインサートに加えられる。これにより、生成されたmRNAは、IVTの後に定義された長さを持つポリAテールを得る。 </li><li> 表1に詳述するようにPCR混合物を準備します。 </li><li>徹底的に反応ミックスを混ぜる。注：PCR産物が4-5 IVT反応に使用することができる。 IVTのためのDNAテンプレートの量を増加させるために、PCR混合物の全体積を増加させることができる。いくつかのPCRチューブはそれぞれ含む100μlのPCR混合物をPCR産物の十分な収量を得るために使用することができる。 </li><li>サーモPCRチューブを配置し、PCRサイクリング·プロトコル（ 表2）を用いたPCRを実行します。 </li><li> Pは、クリ​​ーンアップCR反応は、製造業者の説明書に従ってPCR精製キットを使用し、20μlのヌクレアーゼフリー水を用いてDNAを溶出する。 </li><li>分光光度計を用いてDNAの濃度を測定する。注記：検出されたDNAの濃度は、約300μgの/ mlである。このように、予想される合計金額は、〜6μgのでなければなりません。他のタンパク質のためのDNAの量は、CDS、PCR、プライマーのアニーリング温度のために使用されるプラスミドの量は、サイクル数の長さに応じて異なり得る。 </li><li>長い間、-20℃でDNAを凍結またはIVTのためにそれを直接使用しています。 </li></ol> 3.コントロールステップ：PCR産物の品質<ol><li> DNAゲル電気泳動によってPCR産物の品質を確認する。 </li><li>フラスコ内の1x TBEアガロース所望の量を混ぜる。 1％アガロースゲルは、1×TBE 50mlにアガロースを0.5g加える。 </li><li>アガロースまでマイクロ波が溶解する。それは沸騰させないでください。アガロースが完全に溶液中にあることを確認してください。 </li><li> 50ミリリットルのアガロースゲルに5μlの核酸ゲル染色を追加します。 </li><li>アガロースゲルボックスにゲルを注ぎ、コームを設定し、ゲルが固化するまで約1時間待ち。 </li><li>コー​​ムを取り外し、ゲルトレイにゲルボックスを配置します。 </li><li> 12μlの総容量2μlの6Xローディングバッファーと80-10,000 bpのDNA-ラダー2μlの（200 ng）をPCR産物200ngの各を混ぜる。 </li><li>慎重にアガロースゲルのウェルにDNAサンプルをロードします。 </li><li>ランニングバッファーとして1×TBEを使用して、1時間、100Vでアガロースゲルを実行します。 </li><li>画像化システム（ 図2）上のDNAのバンドを可視化。 </li></ol> 4. in vitro転写 （IVT） <ol><li>注：PCRの後、プラスミドインサートを増幅されたポリTテールが付加される。 IVTの間に、遺伝情報はDNAからRNAに転写される。生成されたmRNA転写物は、細胞内でタンパク質を産生するために使用される。 </li><li>アーゼdで作業領域とピペットをきれいにecontaminationソリューション。使用のRNaseと混合反応の汚染を最小限に抑えるために手袋を変更し、PCRクリーンで滅菌デュアルフィルターピペットチップと頻繁に。 </li><li> 表3に記載したように、NTP /キャップアナログ混合物を準備します。 </li><li>ボルテックスで徹底的にNTP /キャップアナログの混合物を混合し、手短にスピンダウン。 </li><li> 表4に記載するようにIVT反応混合物を組み立てる。 </li><li>優しくピペッティングにより完全にIVT反応混合物を混ぜる。次に、チューブの底に混合物を収集するために簡単にPCRチューブを遠心する。 </li><li>サーモで3時間、37℃でインキュベートする。 注：最適なインキュベーション時間は、指定されたテンプレートの挿入や転写効率の長さに依存する。短いインサート（&lt;500塩基）については、より長いインキュベーション時間は、有利であり得る。時間経過実験は、最大収率のための最適なインキュベーション時間を決定するために行うことができる。したがって、examplため、IVT反応をセットアップする電子、1、2、3、4、6時間、および一晩のインキュベーションのためにおよびmRNAの量を決定する。 eGFPのmRNAの生成のためのインビトロ転写の動態は、 図3に示されている。 </li><li> 、テンプレートDNAを除去IVT反応混合物にDNアーゼを1μl（2U /μl）を追加するには、よく混ぜ、37℃で15分間インキュベートする。 </li><li> manufacturer&#39;s指示に従ってRNA精製キットを用いて反応混合物を精製する。 40μlのヌクレアーゼフリー水で二回スピンカラム膜から修正されたmRNAを溶出する。注記：検出RNA濃度は約1,500μg/ mlのである。このように、予想される総量は〜120μgのでなければなりません。他のタンパク質のために合成されたmRNAの量は、CDSの長さとIVTに使用されるPCR産物の量に応じて異なることができる。 </li></ol>南極ホスファターゼで精製mRNAの5。治療<ol><li>注：生成されたmRNAは、5 &#39;トリ除去するホスファターゼで処理さ免疫活性化にRIG-Iによって認識され、リードすることができるリン酸塩、。さらに、ホスファターゼ処理は、セルフライゲーション反応で再環状化を防止する。 </li><li>精製mRNA溶液を79μlに10倍南極ホスファターゼ反応バッファーの9を添加する。その後、南極ホスファターゼ（5U /μl）を2μlのを追加して、静かにサンプルを混ぜる。 30分間37℃で反応混合物をインキュベートする。 </li><li> manufacturer&#39;s指示に従ってRNA精製キットを用いて反応混合物を精製する。 50μlのヌクレアーゼフリー水で二回スピンカラム膜から修正されたmRNAを溶出する。 </li><li>分光光度計を使用して修正するmRNAの濃度を測定する。チェックを260nm / 280nmでの吸光度の比（280分の260）が ≥1.8と260の比率/ 230は純度を示し、これ2.0であること。 注：予想される総収量はsufficie約90μgの、あるべきNT約36 mRNAのトランスフェクションのために。 </li><li>ヌクレアーゼフリー水を添加して100 ng /μLでのmRNAの濃度を調整します。 </li><li> -80℃でのトランスフェクションや店舗に必要な使い捨てのアリコートに変更されたmRNAを分注し。複数の凍結融解サイクルを避ける。適切に準備し、mRNAは、長年にわたって安定して保存され。作業中は、常に氷上に変更されたmRNAを保つ。 </li></ol> 6.コントロールステップ：合成修正mRNAの品質<ol><li> RNAゲル電気泳動によって変更されたmRNAの品質を確認してください。 </li><li>フラスコ内の1x TBEアガロース所望の量を混ぜる。 1％アガロースゲルは、1×TBE 50mlにアガロースを0.5g加える。 </li><li>アガロースまでマイクロ波が溶解する。それは沸騰させないでください。アガロースが完全に溶液中にあることを確認してください。 </li><li> 50ミリリットルのアガロースゲルに5μlの核酸ゲル染色を追加します。 </li><li>アガロースゲルボックスにゲルを注ぎ、コームを設定し、ゲルがソリになるまで約1時間を待つdified。 </li><li>コー​​ムを取り外し、ゲルトレイにゲルボックスを配置します。 </li><li> 0.5〜10キロバイトセンスRNAラダーと10μlの総体積で7μlのローディングバッファーを用いて合成されたmRNA修正200ngの各3μlの（3μgの）を混ぜる。ローディング緩衝液の組成を表5に記載されている。 </li><li> 70℃で10分間ラダーおよびmRNA試料を変性。 </li><li>丁寧に1％アガロースゲル上でラダーとmRNAサンプルをロードします。 </li><li>ランニングバッファーとして1×TBEを使用して1時間、100Vで電気泳動を行います。 </li><li>ゲルドキュメンテーションシステム（ 図4）を使用して、UVトランスイルミネーターと写真にはしごやmRNAのバンドを可視化。 </li></ol> 7.トランスフェクションのための細胞の準備<ol><li> 12ウェルプレートのウェル当たりプレート2×10 5細胞（HEK293細胞）。 </li><li>細胞インキュベーター中で37℃で一晩細胞をインキュベートする。注：トランスフェクションの日に、細胞は、REACを持つべき80〜90％のコンフルエンスにHED。 </li></ol>細胞のmRNAのトランスフェクションの実行8. <ol><li>修正されたmRNAを解凍する。 </li><li>トランスフェクションのためのリポプレックスを生成します。 </li><li>修正されたmRNAの25μlの（2.5μgの）を追加し、473μlののOpti-MEM（最小必須培地）へのカチオン性脂質トランスフェクション試薬2μlの私は12ウェルプレートの1ウェルのトランスフェクションのために、トランスフェクション混合物を生成するために、血清培地を減少させた。トランスフェクトされる井戸の数に応じてボリュームをスケールアップ。陰性対照として、mRNAをすることなく、トランスフェクション混合物を準備します。 </li><li>ピペッティングにより穏やかに成分を混合。トランスフェクションのためのリポプレックスを生成するために20分間室温でトランスフェクション混合物をインキュベートする。 注：トランスフェクション混合物には抗生物質が含まれていません。このように、細胞の処理中に無菌性を確保するために注意してください。 </li><li> /ウェル500μlのDPBSで細胞を洗浄する。 </li><li> 12ウェルPLAの1つのウェルに500μlのトランスフェクション混合物を追加します。TE。 </li><li> 37℃で4時間、細胞をインキュベートし、5％CO 2。 </li><li>トランスフェクション混合物を吸引し、細胞を1ミリリットルの完全な細胞培養培地を加える。 </li><li>細胞インキュベーター中で24時間細胞をインキュベートする。 </li><li>蛍光顕微鏡を実行すると、蛍光顕微鏡（ 図5）を使用して分析します。注：eGFPの他のmRNAは、mRNAをコードするトランスフェクションによって産生される細胞中の他のタンパク質の発現を調べるために、細胞をカバーガラス上で培養することができる。次いで、トランスフェクションを行うことができ、細胞を適切な抗体で染色し、蛍光顕微鏡によって分析することができる。 </li></ol>細胞におけるEGFP発現9.フローサイトメトリー解析<ol><li>井戸からの細胞培養培地を除去し、1mlのDPBS（カルシウム及びマグネシウムを含まない）で各ウェルを洗う。細胞培養プレートの表面から細胞を剥離するために、ウェル当たり500μlのトリプシン/ EDTAを追加します。その後、500を追加トリプシンを不活性化するウェルあたりμlのTNS。 </li><li>室温で300×gで5分間分離した細胞を遠心します。唯一のペレットを残して上清を取り除きます。 150μlの細胞固定液中に細胞ペレットを再懸濁し、フローサイトメトリーチューブに細胞懸濁液を移す。 </li><li> eGFPを発現する細胞の割合およびジオ平均（蛍光強度の幾何平均）（ 図6）を用いて蛍光強度を分析する。 </li></ol>タンパク質発現の10測定時間オーバー<ol><li>更に、ステップ8で説明したように、12ウェルプレートの3ウェル中の細胞のmRNAのトランスフェクションを行うのmRNAを添加せずに、トランスフェクション混合物を有するHEK293細胞の3つのウェルをインキュベートする。 </li><li> eGFPの1,2の発現を測定し、トランスフェクションの3日後、タンパク質発現（ 図7）の持続時間を評価する。 </li></ol>

<ol>
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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. 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S., 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+therapeutic+proteins+after+delivery+of+chemically+modified+mRNA+in+mice.">Expression of therapeutic proteins after delivery of chemically modified mRNA in mice.</a> Nature biotechnology. 29, 154-157 (2011).</li><li>Hacein-Bey-Abina, S., 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=Insertional+oncogenesis+in+4+patients+after+retrovirus-mediated+gene+therapy+of+SCID-X1.">Insertional oncogenesis in 4 patients after retrovirus-mediated gene therapy of SCID-X1.</a> The Journal of clinical investigation. 118, 3132-3142 (2008).</li><li>Hacein-Bey-Abina, S., 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=Efficacy+of+gene+therapy+for+X-linked+severe+combined+immunodeficiency.">Efficacy of gene therapy for X-linked severe combined immunodeficiency.</a> The New England journal of medicine. 363, 355-364 (2010).</li><li>Avci-Adali, 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=Optimized+conditions+for+successful+transfection+of+human+endothelial+cells+with+in+vitro+synthesized+and+modified+mRNA+for+induction+of+protein+expression.">Optimized conditions for successful transfection of human endothelial cells with in vitro synthesized and modified mRNA for induction of protein expression.</a> Journal of biological engineering. 8, 8 (2014).</li></ol>

著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言。

mRNAの治療は、再生医療の分野では、疾患及びワクチン接種の治療において大きな可能性を有している。このビデオでは、細胞におけるタンパク質発現の誘導のための安定化された、修飾されたmRNAの産生を実証する。このプロトコルを使用して、他の所望のmRNAを生成することができる。修飾されたmRNAのインビトロ合成は、所望のmRNAの細胞のトランスフェクションは、標的タンパク質?...

細胞では、メッセンジャーRNAの転写（mRNA）のおよび所望のタンパク質へのmRNAの翻訳は以下の細胞の適切な機能を確保する。遺伝性または後天性の遺伝性疾患は、タンパク質の不十分や機能不全の合成につながり、深刻な病気を引き起こす可能性があります。したがって、存在しないか、または欠陥のあるタンパク質の産生を誘導するための新しい治療的アプローチは、所望のタンパク質をコードする細胞への合成修飾されたmRNAの外因性送達である。これにより、細胞は、それらが正常に作り出すことができない、または天然必要はありません機能性タンパク質を合成するためにトリガされます。このアプローチを用いて、遺伝的障害は、欠陥または欠落タンパク質1をコードするmRNAを導入することによって補正することができる。 mRNAの療法は、腫瘍細胞または病原体により発現されるタンパク質抗原を、synthetizeするワクチン接種のために使用することができる。それによって、宿主免疫系を効果的に腫瘍細胞を排除またはinfeを防止するために活性化することができるctions 2,3。また、近年では、mRNAは、正常に誘導された多能性幹細胞（iPS細胞）を作製した。この目的のために、線維芽細胞は、再プログラミングの発現が4~6因子誘導し、再生医療において大きな可能性を有するiPS細胞でそれらを変換するためにmRNAをトランスフェクトした。 以前は、従来のmRNAの使用は、低い安定性および強力な免疫原性と関連していた。このように、従来のmRNAの臨床応用は限られていた。しかし、Karikoと同僚によるmRNA分子内の5-メチルシチジン及びシュードウリジンによるシチジンおよびウリジンの置換は、生物学的液体中の安定したmRNA分子をレンダリングし、劇的に今修正されたmRNAの臨床適用性を可能にする免疫活性化7-10、減少した。 合成的に生成された変更されたmRNAを用いて、所望の遺伝子の転写物は、一時的に、生体内 11 で送達することができるまたはインビトロでタンパク質発現を誘導した。導入されたmRNAは細胞翻訳機構によって、生理的条件下で翻訳される。によるウイルス遺伝子治療ベクターと比較して、宿主細胞ゲノムへの組込みの欠如のために、腫瘍形成のリスクが12,13を防止することができる。このようにして、変性合成mRNAを用いた治療は、将来の良好な臨床受け入れを取得します。 ここでは、変更されたmRNA（ 図1）、mRNAおよびトランスフェクトされた細胞におけるタンパク質発現の評価を用いた細胞のトランスフェクションを製造するための詳細なプロトコールを記載する。

<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

所望の細胞におけるタンパク質合成を誘導するための合成メッセンジャーRNA（mRNA）をコードする外因性送達は、再生医療、基本的な細胞生物学、疾患の治療、および細胞の再プログラミングの分野で大きな可能性を有している。ここでは、フローサイトメトリーにより誘導されるタンパク質の発現の減少した免疫活性化の可能性と安定性の増加、産生されたmRNAの品質管理、細胞のトランスフェクションされたmRNAと、検証と修正されたmRNAの生成のためのステップバイステップのプロトコルを記述する。 eGFPのmRNAを持つ単一のトランスフェクション後3日までに、トランスフェクトHEK293細胞のeGFPを生産。このビデオの記事では、eGFPのmRNAの合成を例に挙げて説明する。しかし、この手順は、他の所望のmRNAの産生に適用することができる。 mRNAを変性合成を使用して、細胞が一過性に、彼らは通常は発現しないと所望のタンパク質を発現するように誘導することができる。

eGFPのCDSを含むのpcDNA 3.3プラスミドを用いて、修正されたeGFPのmRNAの合成（ 図1）が設立された。 PCRによるインサートの増幅およびポリT-テーリングの後、約1100塩基対の長さの明確なバンド（ 図2）が検出される。 IVT時間を増加させると、mRNAの収率（ 図3）を増補。 IVTの後、約1100塩基対の長さを有する透明なmRNAのバンドが製造されるのeGFP mRNAの長さ（ <s...

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

このビデオの記事では、細胞におけるタンパク質発現の誘導のために修飾されたmRNA のインビトロ合成を記載する。

ヒト細胞におけるタンパク質発現の誘導のために修飾されたmRNAのインビトロ合成における

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

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Research

JoVE Journal

Biology

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

24.8K ビュー.  University Hospital Tuebingen. このビデオの記事では、細胞におけるタンパク質発現の誘導のために修飾されたmRNA のインビトロ合成を記載する。 

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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.

磁気共鳴イメージングのためのヒト胚性幹細胞のin vitroでラベリングの

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

生物学

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.

クーマシー有機溶媒および酢酸のないG - 250でゲル中のタンパク質の染色

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

Using an Automated Cell Counter to Simplify Gene Expression Studies: siRNA Knockdown of IL-4 Dependent Gene Expression in Namalwa Cells

The use of siRNA mediated gene knockdown is continuing to be an important tool in studies of gene expression.  siRNA studies are being conducted not only to study the effects of downregulating single genes, but also to interrogate signaling pathways and other complex interaction networks.  These pathway analyses require both the use of relevant cellular models and methods that cause less perturbation to the cellular physiology.  Electroporation is increasingly being used as an effective way to introduce siRNA and other nucleic acids into difficult to transfect cell lines and primary cells without altering the signaling pathway under investigation. There are multiple critical steps to a successful siRNA experiment, and there are ways to simplify the work while improving the data quality at several experimental stages.  To help you get started with your siRNA mediated gene knockdown project, we will demonstrate how to perform a pathway study complete from collecting and counting the cells prior to electroporation through post transfection real-time PCR gene expression analysis.  The following study investigates the role of the transcriptional activator STAT6 in IL-4 dependent gene expression of CCL17 in a Burkitt lymphoma cell line (Namalwa).  The techniques demonstrated are useful for a wide range of siRNA-based experiments on both adherent and suspension cells.  We will also show how to streamline cell counting with the TC10 automated cell counter, how to electroporate multiple samples simultaneously using the MXcell electroporation system, and how to simultaneously assess RNA quality and quantity with the Experion automated electrophoresis system.

This procedure describes a quick and easy workflow to introduce siRNA into difficult to transfect cell lines and follow gene expression by real-time PCR. Use of an automated cell counter, multi-well electroporation plate, and automated electrophoresis station provide quick and reliable results without the need for expensive robotic handling.

ナマルバ細胞におけるIL - 4依存性遺伝子発現のsiRNAのノックダウン：遺伝子発現研究を簡素化する自動化セルカウンターの使い方

The use of siRNA mediated gene knockdown is continuing to be an important tool in studies of gene expression.  siRNA studies are being conducted not only ...

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.

アクティブT.の試験管内再構成でcastaneumのテロメラーゼ

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.

小分子の誘導と多能性ヒト胚性幹細胞からヒト心筋前駆体と心筋細胞の効率的な導出

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.

リボソーム結合した新生ポリペプチドの分離<em&gt; in vitroで</em&gt; mRNAに沿って並進一時サイトを識別するために

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.

仙台ウイルスのヒト体細胞からの効率的な次世代ヒューマン誘導多能性幹細胞

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.

定量的RT-PCRによって個々のヒト胚性幹細胞のプロファイリング

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.

低酸素症後単一細胞レベルでのグローバルのRNA合成の分析

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.

培養哺乳動物細胞内の生物学的経路のユビキチンおよびユビキチン様システムレギュレータを識別するために、siRNAのスクリーニング

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