在我們構建病毒載體時,往往會被告知別忘了帶報告基因。這不免讓大家產生了一個疑問:報告基因都報告了啥?今天這篇文章就來告訴大家報告基因都報告了啥。
報告基因種類很多,不同報告基因功能特性也有很大差異,在基因調控載體中常用的報告基因主要是熒光蛋白報告基因和熒光素酶報告基因。
熒光蛋白(fluorescent proteins,FP)是指一類能夠發出熒光的蛋白的總稱,最早是由下村修等人在1962年從水母中發現,后來不斷在其它物種中發現并改造,目前熒光蛋白種類非常豐富。不同的熒光蛋白在不同波長的激發光條件下會發出不同顏色的熒光,并用熒光顯微鏡采集。因此當載體帶有熒光蛋白報告基因時,轉導到體外或體內細胞后表達熒光蛋白。這時熒光蛋白就會報告給我們以下信息:
通過統計熒光陽性細胞的比例,我們可以快速計算出實驗中病毒對細胞的感染效率。比如在篩選穩轉株時我們可以通過熒光判定剩余細胞是否都是陽性細胞。
當我們使用特異性啟動子在體內特定細胞中表達目的基因和熒光蛋白時,熒光蛋白與特定細胞Marker共標可以很好的指示出載體表達的特異性。
(Anqi Yin, et al., Translational Stroke Research, 2019)
在過表達目的基因時若將熒光蛋白和目的蛋白融合表達,熒光蛋白就如同戴在目的蛋白頭上的信號燈,指示出目的蛋白在細胞內的分布位置。
熒光素酶報告基因是指以熒光素(Luciferin)為底物來檢測熒光素酶(Luciferase)活性的一種報告系統。熒光素酶可以催化熒光素氧化成氧化熒光素,在熒光素氧化的過程中,會發出生物熒光(Bioluminescence),而這種熒光信號可被小動物活體成像儀所采集,目前應用最廣泛的熒光素酶是螢火蟲熒光素酶(Firefly luciferase )。當載體帶有熒光素酶報告基因后,轉導到細胞或動物體內后表達熒光素酶,給予底物處理后即可在相應的儀器下檢測到熒光。這時熒光素酶就會報告給我們以下信息:
因為熒光素酶催化底物發出的生物熒光穿透性強,可以在活體狀態下非侵入時檢測,所以可以在不同時間點給小鼠注射底物檢測生物發光情況,從而可以實時檢測載體在小鼠體內的表達情況??梢赃x擇載體表達效果最佳時取材,更容易獲得理想的實驗結果。
在活體成像中,凡是檢測到熒光素酶的生物熒光信號的部位即代表該部位有載體表達,比如在腫瘤研究中,熒光素酶報告基因可以實時監測腫瘤細胞在體內的增殖及轉移情況。
(Wenbin Song, et al., Mol Oncol, 2018)
在尋找啟動子的轉錄因子結合位點時,在不同長度的啟動子序列后連接熒光素酶報告基因,根據熒光素酶表達情況確定轉錄因子的結合位點。
(Susan C. Campbell, et al.,BBRC, 2002)
通過在熒光素酶報告基因后連接待定的miRNA靶基因結合位點序列,根據生物熒光信號強弱變化來確定miRNA的靶基因結合位點。
(Z Zhang, et al., Cell Death and Differentiation, 2013)
總之,在基于工具載體的基因調控中,報告基因就如同一雙慧眼,讓我們實現對載體轉導及表達過程的可視化。目前吉凱基因已構建了包含不同報告基因的病毒和非病毒載體,滿足您的不同需求,歡迎咨詢吉凱基因客服與銷售工程師,獲取更多信息。
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