1.3.7 Введение вектора в клетку

Клетка-реципиент—эта та среда, в которой может функционировать рекомбинантная ДНК в виде вектора. Такие клетки называют пермиссивными. К ним предъявляют следующие требования:

· не разрушаются чужеродной ДНК или РНК собственными ферментам;

· срабатывает механизм репликации вектора;

· проявляется выраженная активность промотера и/или терминатора транскрипции р-ДНК;

· отмечается полный сплайсиг м-РНК ;

· наблюдается эффективная трансляция м-РНК;

· нет выраженной активности пептидогидролаз, катализирующих реакций гидролиза экспрессируемых чужеродных белков.

Часто в качестве пермиссивных клеток используют Е. coli, Bacillus subtilis, В. stearothermophilus, В. brevis, Saccharomyces cerevisiae.

Для включения вектора в пермессивные клетки используют различные методы: трансформация, инфекция, микроинъекция.

Клетки, способные адсорбировать и поглощать вектор, называют компетентными. У таких клеток изменены свойства клеточной стенки: снижен поверхностный заряд и повышена чувствительность к осмотическому шоку.

Компетентность клеток можно повысить, используя соли кальциялибо совместно соли кальция, магния, рубидия. Кроме того, применяют глубокое замораживание и оттаивание, а также электропорацию (кратковременное воздействие электрического поля высокой напряженности, которое вызывает разрушение цитоплазматической мембраны с образованием пор).

1.3.8 Обнаружение рекомбинантного клона

Обнаружение рекомбинантных микроорганизмов проводят, используя встроенные в вектор маркеры (например, резистентности к какому-либо антибиотику).

Подробнее рассмотрим обнаружение рекомбинантного клона на примере рассмотренной выше плазмиды pBR322. В данном случае легко различить бактериальные клетки, не содержащие плазмиды (не растут в присутствии ампициллина и тетрациклина), клетки с плазмидой, не содержащей вставки клонируемой ДНК (растут в присутствии обоих антибиотиков), и клетки с рекомбинантными плазмидами (в зависимости от локализации вставки могут расти на среде только с одним из двух вышеупомянутых антибиотиков). Следовательно, наличие в векторных молекулах селектируемых маркеров резко повышает эффективность клонирования из-за возможности проведения быстрого отбора рекомбинантных плазмид на селективных питательных средах.

Помимо генов устойчивости к антибиотикам в качестве селектируемых маркеров используют и другие гены или их фрагменты. В частности, для этих целей часто применяются гены различных ферментов, присутствие которых в клетках в составе плазмиды обнаруживают по появлению соответствующей ферментативной активности.

2.Научно-исследовательская часть

2.1 Характеристика объекта исследования

Целью выполненной нами работы явилось получение Ad-вектора на основе генома аденовируса птиц CELO (chicken embryo lethal orphan или fowl adenovirus type 1) методом гомологичной рекомбинации в Escherichia coli ( E. coli, кишечной палочке).

Преимущества плазмиды, рекомбинирующей в Е. coli, перед плазмидами, рекомбинирующими в культуре клеток, следующие: легкость выращивания бактериальных клеток по сравнению с трудоемким процессом ведения культур перевиваемых или полуперевиваемых эукариотических клеток; менее жесткие условия стерильности при выращивании бактерий; дешевизна посевного бактериального материала.

В настоящее время аденовирусы (Ad) хорошо изучены в качестве этиологических агентов различных инфекционных заболеваний человека и животных как модели для многочисленных исследований в молекулярной биологии, включая изучение сплайсинга мРНК, репликации ДНК, транскрипции и клеточной трансформации. Ad широко применяют в качестве векторов для транзиентной экспрессии генов в клетках млекопитающих. Известно большое количество методов внесения изменений в геном Ad для создания векторов, способных трансдуцировать клетки млекопитающих in vivo, исследуется применение векторов на основе Ad человека в генной терапии. Векторы на основе генома Ad человека (Ad2, Ad5 и другие) имеют ряд недостатков: предсуществующий иммунный ответ организма человека на данные Ad, ограниченный спектр клеток, в которые Ad человека эффективно проникают; наращивание препаративных количеств Ad человека в культуре клеток является трудоемким и дорогостоящим процессом. В связи с этим вызывают интерес исследования, направленные на создание векторных систем на основе генома Ad животных, в первую очередь птиц, которые были бы способны проникать в различные типы клеток с большой эффективностью, на которые не было бы предсуществующего иммунного ответа в организме человека и наращивание которых в куриных эмбрионах было более технологичным и экономически выгодным.

По общей структуре вирус CELO сходен с вирусами млекопитающих, однако размер геномной ДНК у вируса CELO (44 тысячи пар оснований-т.н.п.) больше, чем у Ad5 (36 т.н.п.). Особенностью структуры капсида вириона CELO является наличие двух фиберов различной длины, отходящих от одного основания пентона, в отличие от большинства других Ad млекопитающих и птиц, имеющих один фибер. Известно, что CELO не способен к полноценному циклу репликации в клетках человека или млекопитающих и является по отношению к данным хозяевам дефектным. Была показана возможность получения Ad-вектора на основе генома CELO.

Преимуществами векторов на основе генома CELO являются отсутствие первичного иммунного ответа в организме человека и животных, большая пакующая емкость и более высокая физическая стабильность вирионов, чем Ad человека. Наращивание вируса CELO возможно в куриных эмбрионах в

больших количествах (10 вирусных частиц из одного эмбриона), что значительно снижает стоимость получения препаративных количеств вируса.

2.2 Описание эксперимента

Для получения рекомбинантного аденовируса CELO методом котрансформации с ДНК вируса CELO дикого типа сконструированная плазмида должна содержать правый и левый фрагменты ДНК указанного вируса. Мы использовали плазмиду pCBEl, содержащую правый концевой фрагмент генома вируса CELO от 88.8 доЮО единиц карты (ед. к.). Участок генома от 95,3 до 99,7 ед. к., который не является существенным для репликации вируса, был делетирован из pCBEl по сайтам рестриктазы EcoRV. Указанным способом была получена плазмида pCBEARV. Полученная плазмида была подвергнута гидролизу рестриктазой Hind3 с последующим дефосфорилированием, а затем обработке олигонуклеотидом , содержащим сайт распознавания рестриктазы Рас 1.

Левый фрагмент вируса CELO был клонирован в плазмиду pGEM-T путем постановки полимеразной цепной реакции (ПЦР). В качестве праймеров были использованы олигонуклеотиды, содержащие следующие сайты рестрикции: первый - Bst и Pad, второй—Asc, Sfi и Есо721.Число циклов амплификации составило 15.

Следующий этап заключался в проведении гидролиза полученных плазмид; PacpCBEARV по сайту рестрикции Smal, CELOleftpGEM-T путем обработки рестриктазами Bstl 1071 и Есо721. Из полученных фрагментов была сконструирована плазмида, несущая правый и левый концы генома аденовируса CELO. Недостатком полученной плазмиды являлось наличие высококопийного ori ( ori—участок, в котором начинает расплетаться ДНК при помощи ДНК- полимеразы). Учитывая наличие двух сайтов рестрикции по Pad, ori было сменено при помощи рестрикции по указанным сайтам и последующим соединением липких концов образованного фрагмента с частью плазмиды pTG3601, гидролизованной также по двум сайтам Pad.