Công nghệ chuyển protein và sự tổng hợp một peptid Runx 3 có thể di chuyển trực

Công nghệ chuyển protein và sự tổng hợp một peptid Runx 3 có thể di chuyển trực tiếp vào tế bàoPham Thanh Van, Suk-Chul Bae Viện nghiên cứu Ung thư, trường Đại học Quốc Gia Chung Buk, Hàn Quốc.Sự vận chuyển những phân tử lớn như protein hay polipeptid vào tế bào động vật vốn gặp nhiều khó khăn do sự cản trở của màng tế bào. Tuy nhiên trong 10 năm trở lại đây, một phương pháp mới đã được đề xuất bởi nhóm nghiên cứu Steven Dowdy để giải quyết khó khăn trên, đó là công nghệ chuyển...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ chuyển protein và sự tổng hợp một peptid Runx 3 có thể di chuyển trực TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. ----- -----Công nghệ chuyển protein vàsự tổng hợp một peptid Runx 3 có thể di chuyển trựcCông nghệ chuyển protein và sự tổng hợp một peptidRunx 3 có thể di chuyển trực tiếp vào tế bàoPham Thanh Van, Suk-Chul BaeViện nghiên cứu Ung thư, trường Đại học Quốc Gia ChungBuk, Hàn Quốc. Sự vận chuyển những phân tử lớn như protein haypolipeptid vào tế bào động vật vốn gặp nhiều khó khăn dosự cản trở của màng tế bào. Tuy nhiên trong 10 năm trở lạiđây, một phương pháp mới đã được đề xuất bởi nhómnghiên cứu Steven Dowdy để giải quyết khó khăn trên, đólà công nghệ chuyển protein (protein transductiontechnology). Công nghệ chuyển protein cho phép vậnchuyển trực tiếp protein hay các cao phân tử vào trong tếbào bằng cách dung hợp phân tử cần nghiên cứu với mộttrình tự đặc biệt có khả năng vượt qua màng tế bào vào nộibào. Những trình tự này đã được phát hiện đầu tiên trênprotein Tat của HIV 1, Antp của ruồi giấm và HSV VP22của virus HSV, và được đặt tên là vùng chuyển protein(protein transduction domains).Dựa trên các kết quả thực nghiệm, các nhà khoa học chorằng nếu protein bị biến tính trước khi đưa vào môi trườngnuôi cấy tế bào thì quá trình chuyển protein sẽ xảy ra nhanhhơn và hiệu quả lớn hơn rất nhiều so với việc vận chuyểnprotein tự nhiên. Sau khi đã vào tế bào, hệ thống chaperonetrong tế bào sẽ đưa protein biến tính trở về dạng tự nhiênban đầu và hoạt động bình thường. Tuy nhiên, vì cơ chếhoạt động của chaperone vẫn chưa được xác định rõ ràng,cách thức này có một trở ngại là với những protein chưa rõchức năng, sẽ khó có thể kết luận được sự bất hoạt của nótrong tế bào là do nó không có được chức năng như taphỏng đoán hay do chaperone của tế bào đã không hồi phụcđược protein từ dạng biến tính trở về cấu trúc tự nhiên banđầu.Bài báo này muốn giới thiệu thử nghiệm đưa protein ở dạngtự nhiên, không bị biến tính vào một số dòng tế bào độngvật, mặc dầu phương pháp này đã được đánh giá là sẽ vấpphải nhiều khó khăn. Đối tượng nghiên cứu là trình tự gồm30 axit amin ở đầu cuối của protein Runx3 - một thành viêntrong gia đình Runx đóng vai trò như những tác nhân điềuhoà nghiêm ngặt liên quan tới sự hình thành mô mới và sựchết của tế bào. Bằng cách dung hợp đoạn peptid cầnnghiên cứu với vùng chuyển protein Tat, chúng tôi đãđưa được protein vào 2 dòng tế bào nguyên bào sợiNIH/3T3 và nguyên bào cơ C2C12. Sự chuyển protein đạthiệu quả cao nhất ở nồng độ protein tối thiểu là 400ug/ml.esearch, Chungbuk National UniversityA. An introduction of Protein TransductionTechnology.The delivery of large, hydrophilic molecules such asproteins and oligonucleotides to the cytoplasm and nucleusof cells is problematic due to their poor plasma membranepermeability. Manipulation of protein expression inmammalian cells has been achieved by microinjection,electroporation or transfection of expression vectors. Whilethese approaches have been somewhat successful, theclassic manipulation methods are not easily regulated andcan be laborious due to the limitations of each method.One approach to circumvent these problems is ProteinTransduction Technology, a new method that allows thedirect entry of protein into mammalian cells.Protein Transduction Technology.Protein transduction was first reported in 1988 by Green [1]and Frankel [2], who independently demonstrated that thefull-length (86-amino-acid) TAT protein from the HIV-1virus was able to enter cells when added to the surroundingmedia and afterwards transactivate the viral LTR promoter.Consequently, in 1991, Frankel suggested that TAT mightprove a useful vehicle to deliver proteins or peptides intocells and later, in 1994, HRP and -galactosidasechemically crosslinked to a 36-amino-acid domain of TATwere shown to transduce into cells. Subsequent to the TATdiscovery, other proteins processing the ability to transducehave been identified, including Drosophila Antennapedia(Antp) homeotic transcription factor and the herpes-simplex-virus-1 DNA-binding protein VP22.In all of these above proteins, the activity of translocatingacross cellular membranes is confined to a short stretch ofless than 20 amino acids. These sequences are calledprotein transduction domains (PTDs) [3] (Table.1). Theminimal TAT transduction domain is the basic residues 47-57, whereas residues 267-300 of VP22 and the third alphahelix (residues 43-58) of the ANTP homeodomain arerequired for transduction. Table 1. Amino acid sequence of characterized PTDs (S.Dowdy, 2000). HIV-1 TAT: transcription-activating factor involved in the replication of HIV-1; HSV VP22:herpes-simplex-virus-1 DNA-binding protein VP22; Antp: Drosophila Antennapedia (Antp) homeotic transcription factor.Significant efforts have been taken to advance thisphenomenon into a broadly applicable method that allowsfor the rapid introduction of full-length proteins intoprimary and transformed cells. The first convenient methodto apply the protein delivery potential of Tat was developedby the group of Steven Dowdy [4]. The technology requiresthe synthesis of a fusion protein, linking the TATtransduction domain to the molecule of interest using abacterial expression vector, followed by the purification ofthis fusion protein through a series of affinity and desaltcolumns. The purified fusion protein is made soluble in anaqueous buffer and can be directly added to mammaliancell culture medium.One of the main advantages of protein transduction is that,by varying the amount of protein added to the culturemedium, researchers can control the final intracellularprotein concentration. In addition, the process is specificsince only peptides fused with a PTD can cross the plasmamembrane. Finally, whereas so ...