نوشته گیل داتون
برای سالهااشرشیاکلی و عصاره جوانه گندم – به دلیل بازده پروتئین بالا – سیستم‌های “رفتن به” برای تولید پروتئین‌های نوترکیب در نظر گرفته شده‌اند. با این حال، آنها اغلب شرایط لازم برای ترجمه مداوم پروتئین های پستانداران مورد علاقه را ندارند. سیستم های سنتز پروتئین بدون سلول پستانداران (CFPS) راه حلی منطقی به نظر می رسد، اما آنها با بازده پروتئین پایین و مقیاس های چالش برانگیز ارائه می شوند.
به نظر می رسد یک سیستم سنتز پروتئین کارآمد بدون سلول (CFEPS) که از سلول های انسانی مشتق شده است بر این چالش ها غلبه کند. این توسط نیکولای الکساشین، دکترا، محقق فوق دکتری توسعه یافته است. استیسی تسای لین چانگ، کاندیدای دکترا؛ و جیمی اچ دی کیت، دکترا، استاد شیمی، و همچنین بیوشیمی، بیوفیزیک، و زیست شناسی ساختاری، در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی.
آنها در مقاله‌ای اخیر نوشتند که «بر اساس عصاره‌هایی از سلول‌های HEK293T است که برای بیان درون‌زا پروتئین‌های GADD34 و K3L، که فسفوریلاسیون فاکتور شروع ترجمه elF2α را سرکوب می‌کنند، مهندسی شده‌اند. آنها خاطرنشان می کنند که بیان بیش از حد این دو پروتئین قبل از آماده سازی لیزات سلولی به طور قابل توجهی این فرآیند را ساده می کند.
از نظر فیزیولوژیکی مرتبط است
الکساشین، نویسنده اول و همکار فوق دکترا در آزمایشگاه کیت، می گوید: «سیستم ما امکان بیان پروتئین ها را در محیط آزمایشگاهی مرتبط تر از نظر فیزیولوژیکی فراهم می کند، که می تواند به ویژه در تولید بیوداروها مفید باشد. ژنرال. از آنجایی که ماشین‌های ترجمه همه از منابع انسانی مشتق شده‌اند (به غیر از tRNA گاوی)، سیستم CFEPS به ژن‌های پروتئین‌های GADD34 و K3L کمک می‌کند تا به روشی پایدارتر در ژنوم ادغام شوند، بنابراین عوارضی را که ممکن است بقای سلول را مختل کند به حداقل می‌رساند.
او می‌گوید: «همچنین فرآیند آماده‌سازی عصاره سلولی را ساده و ساده می‌کند، که کل فرآیند را دموکراتیک می‌کند.
آلکساشین می‌گوید، محدودیت‌ها شامل یک پاسخ استرس متوسط است که «می‌توان آن را با مهارکننده‌های GCN2 کیناز کاهش داد و در آینده بهینه‌سازی کرد» و نیاز به تجهیزات ویژه و تخصص برای بیان بیش از حد دو پروتئین در سلول‌های انسانی قبل از آماده‌سازی لیز. و او هشدار می دهد، “مانند هر سیستم آزمایشگاهی، ممکن است تفاوت هایی در تا شدن پروتئین، تغییرات پس از ترجمه، یا برهمکنش های پروتئین-پروتئین وجود داشته باشد.” او پیشنهاد می کند که سیستم CFEPS ممکن است با کاهش mRNA درون زا در عصاره و کاهش فسفوریلاسیون eEF2 بهبود یابد.
الکساشین ادامه می دهد: «سیستم CFEPS چندین جهت جدید هیجان انگیز را برای تحقیق باز می کند. ما فکر می‌کنیم که می‌توان از آن برای تولید پروتئین‌های درمانی استفاده کرد که در غیر این صورت ممکن است برای سلول‌ها سمی باشند (برای استفاده احتمالی در درمان‌های هدفمند سرطان). ما همچنین فکر می‌کنیم که سیستم CFEPS می‌تواند به کشف بیوتراپی‌های جدید کمک کند، یعنی با نمایش mRNA در شرایط مرتبط‌تر با زیست‌شناسی انسان. همچنین قصد داریم از سیستم CFEPS برای کشف اصول ترجمه انسانی در شرایطی استفاده کنیم که کنترل آن در سلول ها دشوار است.
پست سیستم CFPS مبتنی بر سلول های HEK293T اولین بار در GEN – اخبار مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی ظاهر شد.