RU2482185C2 - Method for preparing and expressing coding sequence of isoform 2 of human renalase gene - Google Patents
Method for preparing and expressing coding sequence of isoform 2 of human renalase gene Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482185C2 RU2482185C2 RU2011121373/10A RU2011121373A RU2482185C2 RU 2482185 C2 RU2482185 C2 RU 2482185C2 RU 2011121373/10 A RU2011121373/10 A RU 2011121373/10A RU 2011121373 A RU2011121373 A RU 2011121373A RU 2482185 C2 RU2482185 C2 RU 2482185C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exons
- renalase
- rev
- gene
- exon
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 101000650945 Homo sapiens Renalase Proteins 0.000 title claims abstract description 13
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 title abstract description 23
- 108010029485 Protein Isoforms Proteins 0.000 title description 5
- 102000001708 Protein Isoforms Human genes 0.000 title description 5
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 claims abstract description 91
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 62
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims abstract description 43
- 108091093088 Amplicon Proteins 0.000 claims abstract description 16
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims abstract description 16
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims abstract description 8
- 239000013600 plasmid vector Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 claims abstract 4
- 108010090629 Renalase Proteins 0.000 claims description 68
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 28
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 20
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 17
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 claims description 11
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 6
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 2
- 102300053117 Renalase isoform 2 Human genes 0.000 claims 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 210000003000 inclusion body Anatomy 0.000 claims 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 19
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 16
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 102000007056 Recombinant Fusion Proteins Human genes 0.000 abstract description 2
- 108010008281 Recombinant Fusion Proteins Proteins 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 abstract 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 70
- 239000013615 primer Substances 0.000 description 52
- 102000013272 Renalase Human genes 0.000 description 51
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 23
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 21
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 18
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 9
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 9
- 101150084750 1 gene Proteins 0.000 description 8
- 101150028074 2 gene Proteins 0.000 description 8
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 6
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 description 5
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 5
- 108010014303 DNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 4
- 102000016928 DNA-directed DNA polymerase Human genes 0.000 description 4
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 4
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N isopropyl beta-D-thiogalactopyranoside Chemical compound CC(C)S[C@@H]1O[C@H](CO)[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O BPHPUYQFMNQIOC-NXRLNHOXSA-N 0.000 description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 3
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 108010005939 Ciliary Neurotrophic Factor Proteins 0.000 description 2
- 102100031614 Ciliary neurotrophic factor Human genes 0.000 description 2
- 238000001712 DNA sequencing Methods 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 2
- 102000006943 Uracil-DNA Glycosidase Human genes 0.000 description 2
- 108010072685 Uracil-DNA Glycosidase Proteins 0.000 description 2
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004100 adrenal gland Anatomy 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 2
- 238000010205 computational analysis Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 230000004544 DNA amplification Effects 0.000 description 1
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 description 1
- 108010067770 Endopeptidase K Proteins 0.000 description 1
- 241001646716 Escherichia coli K-12 Species 0.000 description 1
- 241000206602 Eukaryota Species 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000993364 Homo sapiens Ciliary neurotrophic factor Proteins 0.000 description 1
- 101100136660 Homo sapiens PIGR gene Proteins 0.000 description 1
- 101000802344 Homo sapiens Zinc finger SWIM domain-containing protein 7 Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000288904 Lemur Species 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 239000006142 Luria-Bertani Agar Substances 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 108010010677 Phosphodiesterase I Proteins 0.000 description 1
- 108010046644 Polymeric Immunoglobulin Receptors Proteins 0.000 description 1
- 102100035187 Polymeric immunoglobulin receptor Human genes 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N Thymidine Chemical group O=C1NC(=O)C(C)=CN1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)C1 IQFYYKKMVGJFEH-XLPZGREQSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 1
- 210000000577 adipose tissue Anatomy 0.000 description 1
- AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N ampicillin Chemical compound C1([C@@H](N)C(=O)N[C@H]2[C@H]3SC([C@@H](N3C2=O)C(O)=O)(C)C)=CC=CC=C1 AVKUERGKIZMTKX-NJBDSQKTSA-N 0.000 description 1
- 229960000723 ampicillin Drugs 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 1
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N bromophenol blue Chemical compound C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 210000004413 cardiac myocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000001152 differential interference contrast microscopy Methods 0.000 description 1
- DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N ethyl mercaptane Natural products CCS DNJIEGIFACGWOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013613 expression plasmid Substances 0.000 description 1
- 238000012215 gene cloning Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 1
- 210000005260 human cell Anatomy 0.000 description 1
- 210000003016 hypothalamus Anatomy 0.000 description 1
- 238000000126 in silico method Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 210000004185 liver Anatomy 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000000869 mutational effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000578 peripheral nerve Anatomy 0.000 description 1
- 238000002205 phenol-chloroform extraction Methods 0.000 description 1
- 210000000512 proximal kidney tubule Anatomy 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003757 reverse transcription PCR Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N β‐Mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области молекулярной биологии, молекулярной генетики, биотехнологии и медицины, а именно к способу получения полной кодирующей последовательности гена реналазы 2 человека с ДНК матрицы. Этот способ основан на получении методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с ДНК матрицы отдельных кодирующих последовательностей гена (экзонов), которые затем объединяются методом ПЦР в полноразмерную кодирующую последовательность (кДНК), при помощи комплементарных концевых фрагментов кДНК. С помощью данного метода получены две транскрипционные формы гена реналазы человека: кДНК реналазы 2 и кДНК реналазы 1, используемой в качестве контроля, а также проведена их экспрессия в прокариотической системе.The invention relates to the field of molecular biology, molecular genetics, biotechnology and medicine, and in particular to a method for obtaining the complete coding sequence of a
Структура и особенности экспрессии гена реналазы человекаThe structure and features of expression of the human renalase gene
Ген человеческой реналазы (NC_000010.10) локализован на 10 хромосоме локус q23.33 и включает 309469 пар оснований и имеет 10 экзонов. По данным компьютерного анализа ген реналазы существует, по крайней мере, в виде двух сплайсинговых вариантов - транскрипционных вариантов мРНК 1 и 2. Транскрипционный вариант 1 (мРНК реналазы 1, MN_001031709.2) кодирует белок в 342 аминокислотных остатка (а.о.) и включает 7 экзонов: 1-4, 6, 7 и 9 экзоны (NP_001026879) с расчетной молекулярной массой 37,85 кДа и pI 6,06. Реналаза 1 была открыта в 2005 г. in silico и может служить наглядной иллюстрацией эффективного использования постгеномных технологий (см. обзор [1]).The human renalase gene (NC_000010.10) is located on the 10th chromosome of the q23.33 locus and includes 309469 base pairs and has 10 exons. According to computer analysis, the renalase gene exists in at least two splicing variants - transcription variants of
Экспрессия гена реналазы 1 в тканях человека преимущественно обнаружена в клубочках и проксимальных канальцах почек, а также в кардиомиоцитах, печени и скелетных мышцах [2].Expression of the renalase 1 gene in human tissues is mainly found in the glomeruli and proximal tubules of the kidneys, as well as in cardiomyocytes, liver and skeletal muscle [2].
Другие авторы [3] показали, что экспрессия реналазы 1 определяется также в периферических нервах, надпочечниках и жировой ткани человека.Other authors [3] showed that the expression of
Вторая изоформа (мРНК реналазы 2, MN_0018363.3) также содержит 7 экзонов (1-4, 6, 7 и 10) и отличается от реналазы 1 только последним экзоном. По данным компьютерного предсказания реналаза 2 кодирует белок в 315 а.о. (NP_060833) с расчетной молекулярной массой 34,95 кДа и pI 6,27. Однако до сих пор этот белок в тканях человека так и не был обнаружен [2]. Правда, при помощи метода ПЦР с обратной транскрипцией (RT_PCR) удалось выявить мРНК реналазы 2 в надпочечниках и гипоталамусе [3]. Этим же методом была обнаружена еще одна форма изоформа гена реналазы, т.н. реналаза 3, мРНК которой содержит экзоны 1, 4, 6, 7 и 9 и кодирует теоретически рассчитанную аминокислотную последовательность в 232 а.о. (AK296262) [3]. В принципе сообщалось и о четвертом варианте сплайсинга гена реналазы (мРНК реналазы 4), содержащем 5, 6, 7, 8 и 9 экзоны, которые кодируют теоретически рассчитанную аминокислотную последовательность в 138 а.о. [4].The second isoform (mRNA of
Однако за исключением реналазы 1 белковые продукты, кодируемые мРНК реналаз 2, 3 и 4, до сих пор не обнаружены и потому их биологическая роль неизвестна.However, with the exception of renalase 1, protein products encoded by
Традиционно метод клонирования кДНК требует выделения и очистки значительного количества поли-А селективной мРНК из определенной ткани или клеток (ткани/клетки, в которых имеется экспрессионный клонируемый ген). Выделить необходимую мРНК с низким содержанием в клетке особенно трудно, а в случае тканей человека это также сопряжено с соблюдением юридически установленных процедур.Traditionally, the cDNA cloning method requires the isolation and purification of a significant amount of poly-A selective mRNA from a specific tissue or cells (tissue / cells in which there is an expression cloned gene). It is especially difficult to isolate the necessary mRNA with a low content in the cell, and in the case of human tissues this is also associated with compliance with legally established procedures.
Открытие Taq-полимеразы [5-6] позволило разработать метод полимеразно-цепной реакции (ПЦР), с появлением которого стало возможно амплифицировать интересующий ген непосредственно из выделенной мРНК, что значительно упростило методологию клонирования гена. Несмотря на это все равно остается необходимость выделения специфической мРНК из тканей.The discovery of Taq polymerase [5-6] made it possible to develop a polymerase chain reaction (PCR) method, with the advent of which it became possible to amplify the gene of interest directly from the isolated mRNA, which greatly simplified the method of gene cloning. Despite this, there still remains the need to isolate specific mRNA from tissues.
С развитием технологии ПЦР метода и химического синтеза олигонуклеотидов рекомбинантные гены получают непосредственно с кДНК библиотек, к кодирующим областям которых достраивают фланкирующие участки ДНК, содержащие сайты эдонуклеаз рестрикций, необходимые для клонирования в соответствующие вектора [7-8].With the development of the PCR method technology and the chemical synthesis of oligonucleotides, recombinant genes are obtained directly from cDNA libraries, flanking DNA sections containing restriction endonuclease sites necessary for cloning into the corresponding vectors are added to the coding regions [7-8].
Для получения кДНК генов реналазы мы использовали метод получения кодирующей последовательности гена непосредственно с геномной ДНК, что не требует выделения и очистки мРНК и потому существенно упрощает и ускоряет эту процедуру.To obtain cDNA of renalase genes, we used the method of obtaining the coding sequence of a gene directly from genomic DNA, which does not require isolation and purification of mRNA and therefore significantly simplifies and speeds up this procedure.
Прототип данного метода получения кДНК и экспрессии реналаз 1 и 2 человека в летературе отсутствует. Аналогичные подходы были использованы в работах [9-12]. Так, в работе [9] описан метод получения полной кодирующей последовательности (кДНК) гена PIGR человека (polymeric immunoglobulin receptor), включающего 10 экзонов, посредством объединения единичных экзонов, полученных с матрицы ДНК, методом ПЦР (Genomic DNA Splicing). Вначале авторы получили индивидуальные экзоны в раздельных реакционных средах с применением для каждого экзона прямого и обратного праймеров, оптимизированных компьютерным анализом. Второй раунд амплификации осуществляли после предварительной очистки ПЦР продукта. Во втором раунде амплификации синтезировали отдельные экзоны, используя праймеры, содержавшие нуклеотидные последовательности, перекрывающие соседние экзоны. На конечном этапе экзоны объединяли методом ПЦР, получая таким образом полноразмерную последовательность кДНК. Davies с соавторами [10] предложили метод получения полноразмерной последовательности кДНК гена SWS1, содержащего 5 экзонов, из тотальной ДНК лемура. И в этом случае индивидуальные экзоны получали методом ПЦР в отдельных реакционных средах с матрицы ДНК с использованием прямого и обратного праймеров, содержащих нуклеотидные последовательности, перекрывающие соседние экзоны. После очистки ПЦР продукта экзоны объединяли попарно для получения полноразмерной последовательности кДНК. Фланкирующие праймеры последовательности кДНК включали сайты рестрикции для встраивания в экспрессирующий вектор.The prototype of this method of obtaining cDNA and expression of
Booth с соавторами [12] амплифицировали индивидуальные экзоны человеческого цилиарного нейротрофического фактора (human ciliary neurotrophic factor - CNTF), содержащего всего два экзона и один интрон. В начале методом ПЦР были отдельно амплифицированы каждый из экзонов, а затем эти экзоны объединяли и встраивали в плазмидный вектор с получением полной кодирующей последовательности CNTF. В этом случае была использована технология так называемого безлигированного клонирования (ligation-independent cloning - без использования эндонуклеаз рестрикций и лигазы), разработанная ранее [13-14]. Она основывается на использовании олигонуклеотидных праймеров, в которых на 5'-конце дезокситимидиновые остатки заменяют дезоксиуроциловыми остатками. После ПЦР ампликоны обрабатывали урацил-ДНК-гликозилазой (uracil DNA glycosylase - UDG), которая генерирует в ампликонах 3'-выступающие «липкие» концы. По этим концам происходит нековалентное объединение ПЦР фрагментов и безковалентное встраивание их в экспрессионный вектор. Однако использование такой технологии объединения трех и более экзонов для получения полной кодирующей последовательности гена в современной литературе не известны, а методические особенности не описаны.Booth et al. [12] amplified individual exons of the human ciliary neurotrophic factor (CNTF) containing only two exons and one intron. At the beginning, each of the exons was individually amplified by PCR, and then these exons were combined and inserted into a plasmid vector to obtain the complete CNTF coding sequence. In this case, the technology of the so-called ligation-independent cloning (ligation-independent cloning - without the use of restriction endonucleases and ligase) was used, developed previously [13-14]. It is based on the use of oligonucleotide primers in which at the 5'-end the deoxythymidine residues are replaced by deoxyurocyl residues. After PCR, the amplicons were treated with uracil DNA glycosylase (UDG), which generates 3 ′ protruding “sticky” ends in amplicons. At these ends, there is a non-covalent association of the PCR fragments and their covalent incorporation into the expression vector. However, the use of such a technology of combining three or more exons to obtain the complete coding sequence of a gene is not known in the modern literature, and methodological features are not described.
Методы рекомбинантной ПЦР широко используются при клонировании различных генов и создании гибридных генов. Для объединения двух фрагментов ДНК методом ПЦР в начале получают первый ПЦР-фрагмент, у которого с помощью синтетического олигонуклеотида на 5'-конце достраивают участок ДНК (около 20 нуклеотидов), комплементарный второму 3'-концевому фрагменту ДНК. После отжига первого ПЦР фрагмента и второго фрагмента ДНК проводят ПЦР-амплификацию общего фрагмента ДНК с концевыми праймерами для общего фрагмента [15-17].Recombinant PCR methods are widely used in the cloning of various genes and the creation of hybrid genes. To combine the two DNA fragments by PCR, the first PCR fragment is obtained at the beginning, in which a DNA fragment (about 20 nucleotides) complementary to the second 3'-terminal DNA fragment is completed at the 5'-end using a synthetic oligonucleotide. After annealing the first PCR fragment and the second DNA fragment, PCR amplification of the common DNA fragment with end primers for the common fragment is performed [15-17].
В последнее время были реализованы проекты, связанные с секвенированием геномов различных эукариот - это проект «Геном человека», направленный на определение нуклеотидной последовательности всего генома человека [18-19], а также проекты по определению полной нуклеотидной последовательности геномов видов. В настоящее время разрабатываются новые подходы по секвенированию ДНК, позволяющие быстро и с минимальными затратами секвенировать геномы различных видов. Анализ геномных последовательностей по определенным алгоритмам (gene prediction method) позволяет с достаточной точностью определять геномные структуры. Наличие полных геномных последовательностей и легкая доступность в получении амплификатов любых фрагментов ДНК из геномной ДНК и объединение ПЦР-фрагментов позволяют конструировать любые генетические конструкции с известной нуклеотидной последовательностью.Recently, projects related to sequencing of the genomes of various eukaryotes have been implemented - this is the Human Genome project, aimed at determining the nucleotide sequence of the entire human genome [18-19], as well as projects to determine the complete nucleotide sequence of species genomes. New DNA sequencing approaches are being developed that allow the sequencing of various types of genomes quickly and with minimal cost. Analysis of genomic sequences using certain algorithms (gene prediction method) allows one to determine genomic structures with sufficient accuracy. The presence of complete genomic sequences and easy accessibility to obtain amplificates of any DNA fragments from genomic DNA and the combination of PCR fragments make it possible to construct any genetic constructs with a known nucleotide sequence.
Развитие химически автоматического синтеза олигонуклеотидов привело к увеличению синтеза с 30 до несколько десятков, дало возможность удлинять олигонуклеотидную матрицу при помощи ПЦР до несколько сотен нуклеотидов. Стратегия ступенчатого наращивания нуклеотидной последовательности в результате нескольких ПЦР позволила осуществить синтез гена длиной 400 пар оснований (п.о.) [20]. В других исследованиях удалось осуществить химический синтез гена на синтетической матрице длиной более 650 п.о., используя в качестве матрицы для ПЦР две и одну нуклеотидную цепь [21-23]. Однако химический синтез гена на данный момент является трудоемкой и дорогостоящей работой, и для получения полных кодирующих областей генов широко не используется.The development of chemically automatic synthesis of oligonucleotides led to an increase in synthesis from 30 to several tens, made it possible to extend the oligonucleotide matrix by PCR to several hundred nucleotides. The strategy of stepwise growth of the nucleotide sequence as a result of several PCRs allowed the synthesis of a gene 400 bp long (bp) [20]. In other studies, it was possible to carry out chemical synthesis of a gene on a synthetic matrix with a length of more than 650 bp using two and one nucleotide chain as a matrix for PCR [21-23]. However, chemical gene synthesis is currently a laborious and expensive work, and is not widely used to obtain complete coding regions of genes.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В доступной научной литературе мы не обнаружили работ по получению кДНК неэкспрессируемого гена реналазы 2 путем прямого синтеза структурных единиц (экзонов) с геномной матрицей ДНК с последующим объединением этих структурных единиц, используя метод ПЦР. Мы применили экзоновый метод для клонирования функционально слабоэкспрессируемого или молчащего гена реналазы 2. Этот метод основан на получении рекомбинантного гена из тотальной ДНК организма по его известным экзонным структурам. Такой способ позволяет быстро «собрать» ген из банка общего числа генов с известными нуклеотидными последовательностями генома эукариот. Для получения неэкспессируемого гена реналазы 2 мы вначале отработали эту методику на экспрессируемом гене реналазы 1. По данным нуклеотидной последовательности банка данных (GenBank www.ncbi. Homo sapiens chromosome [gi:51511726]) locus NC_000010 gene "C10orf59" имеет два транскрипционных варианта: вариант первый - локус NM_001031709 1477 bp mRNA (ген реналазы 1); вариант второй - локус NM_018363 2107 bp mRNA (ген реналазы 2). Ген реналазы 1 человека включает 7 экзонов и содержит 342 а.о. NP_001026879 (гипотетический белок LOC55328 изоформа 1). Ген реналазы 2 также включает 7 экзонов, отличается от транскрипционного варианта 1 седьмым экзоном и содержит 315 а.о. NP_060833.1 (гипотетический белок LOC55328 изоформа 2). В результате были сконструированы экспрессионные плазмидные векторы pET-Ren-I и pET-Ren-II, продуцирующие в клетках Escherichia coli штамм Rosetta рекомбинантную форму реналазы 1 и реналазы 2.In the available scientific literature, we did not find any work on obtaining cDNA of the unexpressed renalase 2 gene by direct synthesis of structural units (exons) with a genomic DNA matrix, followed by combining these structural units using the PCR method. We used the exon method to clone a functionally weakly expressed or silent renalase 2 gene. This method is based on the production of a recombinant gene from the total DNA of an organism from its known exon structures. This method allows you to quickly "collect" a gene from a bank of the total number of genes with known nucleotide sequences of the eukaryotic genome. To obtain an unexpressed renalase 2 gene, we first worked out this technique on the expressed renalase 1 gene. According to the nucleotide sequence of the data bank (GenBank www.ncbi. Homo sapiens chromosome [gi: 51511726]) locus NC_000010 gene "C10orf59" has two transcriptional variants: the first is the locus NM_001031709 1477 bp mRNA (renalase gene 1); the second option is the locus NM_018363 2107 bp mRNA (renalase 2 gene). The human
Алгоритм конструирования праймеров для синтеза полной кодирующей области любого гена универсален. В банке данных нуклеотидной последовательности (GenBank www.ncbi.) выбирается последовательность требуемого гена. На примере гена реналазы - локус NC_000010 по данным автоматического вычислительного анализа, использующего метод предсказания гена (gene prediction method), включает две транскрипционные мРНК (NM_001031709 и NM_018363). Транскрипт первый (реналаза 1) включает семь кодирующих областей (экзонов) с номерами нуклеотидов 62-179, 945-1050, 1543-1685, 10191-10349, 220527-220700, 268611-268786, 297746-297898. Следовательно, для синтеза полной кодирующей последовательности реналазы 1 методом ПЦР необходимо синтезировать 14 праймеров (семь «прямых» и семь «обратных» праймеров).The algorithm for designing primers for the synthesis of the complete coding region of any gene is universal. In the nucleotide sequence data bank (GenBank www.ncbi.), The sequence of the desired gene is selected. Based on the example of the renalase gene, the NC_000010 locus, according to automatic computational analysis using the gene prediction method, includes two transcriptional mRNAs (NM_001031709 and NM_018363). The first transcript (renalase 1) includes seven coding regions (exons) with nucleotide numbers 62-179, 945-1050, 1543-1685, 10191-10349, 220527-220700, 268611-268786, 297746-297898. Therefore, for the synthesis of the complete coding sequence of
Прямые праймеры (Re1-for - forward) конструируются из двух частей. Первая часть состоит (от 3'-конца) из последовательности (20±3 нуклеотидов) конца предыдущего экзона, т.е. для реналазы 1 номера нуклеотидов, начиная от второго экзона, составляют: 159-179, 1030-1050, 1666-1685, 10331-10349, 220679-220700, 268766-268786 локуса NC_000010. Вариация длины нуклеотидной последовательности зависит от А-Т и G-C состава. Эта часть праймера служит связующим звеном между экзонами (линкерная область). Первая часть прямого праймера первого экзона (прямая фланкирующая область полного структурного гена - 1Re1-for) может содержать до 15 нуклеотидов, служит для встраивания в плазмидный вектор и содержит необходимый для этого сайт рестрикции. В таблице 1 первая часть праймера выделена курсивом и жирным шрифтом. Вторая часть также состоит из 20±3 нуклеотидов, включающих начало экзонов, т.е. номера прямых нуклеотидов, начиная от первого экзона: 62-79, 945-962, 1543-1563 10191-10209, 220527-220547, 268631-268648 и 927746-927762 локуса NC_000010.Direct primers (Re1-for - forward) are constructed in two parts. The first part consists (from the 3'-end) of the sequence (20 ± 3 nucleotides) of the end of the previous exon, i.e. for
Из вышесказанного следует, что, например, прямой праймер второго экзона (2Re1-for) состоит из двадцати одного (159-179) и восемнадцати (945-962) нуклеотидов локуса NC_000010 (см. таблицу 1).From the above it follows that, for example, the direct primer of the second exon (2Re1-for) consists of twenty-one (159-179) and eighteen (945-962) nucleotides of the NC_000010 locus (see table 1).
Обратные праймеры (Re1-rev - reverse) конструируются из одной части (20±3 нуклеотидов) комплементарной последовательности, которая состоит из концевой части экзона, т.е. номера с 5'-конца комплементарной последовательности, начиная от первого экзона: 159-179, 1187-1050, 1666-1685, 10333-10349, 220679-220700, 268764-268786, 297878-297898 локуса NC_000010. Обратный праймер последнего экзона (обратная фланкирующая область полного структурного гена 7Re1-rev) содержит дополнительный участок нуклеотидной последовательности (до 15 нуклеотидов), который служит для встраивания в плазмидный вектор и содержит необходимый для этого сайт рестрикции (см. таблицу 1).Reverse primers (Re1-rev - reverse) are constructed from one part (20 ± 3 nucleotides) of the complementary sequence, which consists of the end part of the exon, i.e. numbers from the 5'-end of the complementary sequence, starting from the first exon: 159-179, 1187-1050, 1666-1685, 10333-10349, 220679-220700, 268764-268786, 297878-297898 of the locus NC_000010. The reverse primer of the last exon (the reverse flanking region of the complete structural gene 7Re1-rev) contains an additional portion of the nucleotide sequence (up to 15 nucleotides), which is used for insertion into the plasmid vector and contains the necessary restriction site (see table 1).
Таким образом, структуру праймеров можно создавать автоматически исходя из известной нуклеотидной последовательности гена по данным автоматического вычислительного анализа, использующего метод предсказания гена.Thus, the structure of the primers can be created automatically based on the known nucleotide sequence of the gene according to automatic computational analysis using the gene prediction method.
Синтез структурного гена реналазы 1 человека проводили в несколько этапов (см. рис.1).The synthesis of the structural gene for
На первом этапе тотальную ДНК получали из лимфоцитов цельной крови человека модифицированным методом [16]. ДНК выделяли в 2 мл пробирки Eppendorf. К 1 мл крови, содержащему EDTA, добавляли 1 мл буфера-1 (22% сахарозы; 20 мМ MgCl2; 20 мМ Tris-HCl pH 7,5; 1% Triton X-100). Раствор центрифугировали 10 мин при 3800 об/мин на микроцентрифуге Eppendorf Centrifuge 5415 R. Осадок ресуспендировали в 1 мл буфера-1 (разбавленного в два раза) и повторяли центрифугирование. Далее клетки суспендировали в 0,9 мл буфера-2 (10 мМ Tris-HCl; 2 мМ EDTA; 400 мМ NaCl), добавляли 0,1 мл 10% SDS и протеиназу К до концентрации 1 мг/мл. Раствор инкубировали 2-3 часа при 58°C с периодическим перемешиванием. Затем проводили двукратную фенолхлороформную экстракцию, после этого добавляли 0,1 объема 3 М асетата натрия pH 5,0 и 0,6 объема изопропанола. ДНК осаждали при 12000 об/мин (используя туже центрифугу) и осадок промывали 70% холодным этанолом. ДНК растворяли 0,2 мл H2O и хранили при -20°C.At the first stage, total DNA was obtained from human whole blood lymphocytes using the modified method [16]. DNA was isolated in 2 ml Eppendorf tubes. To 1 ml of blood containing EDTA was added 1 ml of buffer-1 (22% sucrose; 20 mM MgCl 2 ; 20 mM Tris-HCl pH 7.5; 1% Triton X-100). The solution was centrifuged for 10 min at 3800 rpm on an Eppendorf Centrifuge 5415 R microcentrifuge. The pellet was resuspended in 1 ml of buffer-1 (diluted twice) and centrifugation was repeated. The cells were then suspended in 0.9 ml of buffer-2 (10 mM Tris-HCl; 2 mM EDTA; 400 mM NaCl), 0.1 ml of 10% SDS and proteinase K were added to a concentration of 1 mg / ml. The solution was incubated for 2-3 hours at 58 ° C with periodic stirring. Then, twice phenol-chloroform extraction was carried out, after which 0.1 volumes of 3 M sodium asetate pH 5.0 and 0.6 volumes of isopropanol were added. DNA was besieged at 12,000 rpm (using the same centrifuge) and the pellet was washed with 70% cold ethanol. DNA was dissolved with 0.2 ml of H 2 O and stored at -20 ° C.
На втором этапе на матрице ДНК человека методом ПЦР получали семь единичных экзонов. Каждый экзон синтезировали отдельно с использованием пары праймеров: для первого экзона 1Re1-for n+62-79 и 1Re1-rev 159-179; второго экзона 2Re1-for 159-179+945-962 и 2Re1-rev 1187-1050; третьего экзона 3Re1-for 1030-1050+1543-1563 и 3Re1-rev 1666-1685; четвертого экзона 4Re1-for 1666-1685+10191-10213 и 4Re1-rev 10333-10349; пятого экзона 5Re1-for 10333-10349+220527-220547 и 5Re1-rev 220679-220700; шестого экзона 6Re1-for 220679-220700+268631-268648 и 6Re1-rev 268764-267886; седьмого экзона 7Re1-for 268766-268786+927746-927762 и 7Re1-rev 297878-297898+n (см. таблицу 1 - с 1 по 14 праймеры). Прямые праймеры (Re1-for …) содержат на 3'-конце последовательность, состоящую примерно из 20±3 нуклеотидов, которая комплементарна обратному праймеру предыдущего экзона (Re1-rev …) - линкерная область ПЦР фрагментов, которая является связующим звеном между экзонами (на рис.1 линкерная область обозначена символом L). В таблице 1 эта область выделена курсивом и жирным шрифтом.At the second stage, seven single exons were obtained by PCR on a human DNA matrix. Each exon was synthesized separately using a pair of primers: for the first exon, 1Re1-for n + 62-79 and 1Re1-rev 159-179; the second exon 2Re1-for 159-179 + 945-962 and 2Re1-rev 1187-1050; the third exon 3Re1-for 1030-1050 + 1543-1563 and 3Re1-rev 1666-1685; the fourth exon 4Re1-for 1666-1685 + 10191-10213 and 4Re1-rev 10333-10349; fifth exon 5Re1-for 10333-10349 + 220527-220547 and 5Re1-rev 220679-220700; the sixth exon 6Re1-for 220679-220700 + 268631-268648 and 6Re1-rev 268764-267886; seventh exon 7Re1-for 268766-268786 + 927746-927762 and 7Re1-rev 297878-297898 + n (see table 1 - from 1 to 14 primers). Direct primers (Re1-for ...) contain at the 3'-end a sequence of approximately 20 ± 3 nucleotides that is complementary to the reverse primer of the previous exon (Re1-rev ...) - the linker region of PCR fragments, which is the link between exons (at Fig. 1, the linker region is indicated by the symbol L). In table 1, this area is shown in italics and bold.
Например, линкерная область прямого праймера 2Re1-for 159-179+945-962 комплементарна обратному праймеру 1Re1-rev 159-179. На рисунке 1 эта область была обозначена как L2 (L(n) - linker, n - номер экзона) - линкерная область, связующее звено между экзонами. Линкерные области фланкирующих экзонов 1R1 и 7R1 гена реналазы - прямой праймер 1Re1-for n+62-79 экзона 1R1 и обратного праймера 7Re1-rev 297878-297898+n экзона 7R1, содержат соответственно сайты рестриктаз BamHI и XhoI (таблица 1 - №1 и 14, подчеркнутые области), которые используются для последующего встраивания структурного гена реналазы в плазмидный вектор рЕТ-28а(+). Обратные праймеры (Re1-rev - reverse) начинаются на границе экзона и их нуклеотидная последовательность входит в структуру этого экзона.For example, the linker region of the forward primer 2Re1-for 159-179 + 945-962 is complementary to the reverse primer 1Re1-rev 159-179. In Figure 1, this region was designated as L2 (L (n) - linker, n - exon number) - linker region, a link between exons. The linker regions of flanking exons 1R1 and 7R1 of the renalase gene - direct primer 1Re1-for n + 62-79 exon 1R1 and reverse primer 7Re1-rev 297878-297898 + n exon 7R1, contain the restriction enzyme sites BamHI and XhoI, respectively (Table 1 - No. 1 and 14, underlined regions), which are used for subsequent insertion of the structural renalase gene into the pET-28a (+) plasmid vector. Reverse primers (Re1-rev - reverse) begin at the exon boundary and their nucleotide sequence is included in the structure of this exon.
ПЦР проводили в 20 мкл реакционной смеси, содержащей: 4 мкл 5хПЦР раствора (33,5 мМ Tris pH 8,8; 8,3 мМ (NH4)2SO4; 0,1% Twin 20; 5 мМ MgCl2; 0,5 мМ dNTP; 5% глицерин), праймеры (по 400 мкМ каждого в данном объеме), 50-100 нг ДНК и 0,5 ед. Tag-ДНК-полимеразы (модифицированная для теплового старта). Условия ПЦР: 95°C - 5 мин 1 цикл; 92°C - 20 сек, 55°C - 15 сек, 72°C - 10 сек 35 циклов; 72°C - заключительный цикл 3 мин.PCR was carried out in 20 μl of a reaction mixture containing: 4 μl of a 5x PCR solution (33.5 mM Tris pH 8.8; 8.3 mM (NH 4 ) 2 SO 4 ; 0.1% Twin 20; 5 mM MgCl 2 ; 0 , 5 mM dNTP; 5% glycerol), primers (400 μM each in a given volume), 50-100 ng of DNA and 0.5 units. Tag DNA polymerase (modified for thermal start). PCR conditions: 95 ° C - 5
При синтезе одиночных экзонов обычно образуются минорные полосы с хорошим выходом продукта (1, 2, 4 и 6 экзоны). Однако 3-й и 7-й экзоны не давали видимую полосу ПЦР продукта или давали низкий выход ПЦР продукта (5-й экзон). В этом случае на первом этапе ПЦР увеличивали в 2-3 раза концентрацию ДНК матрицы или проводили реамплификацию. Реамплификацию проводили в тех же условиях, что и начальную ПЦР. Исключение составляло то, что вместо ДНК матрицы использовали ампликоны от первой ПЦР смеси в количестве 1-2 мкл, а количество циклов уменьшали до 30.In the synthesis of single exons, minor bands are usually formed with a good yield (1, 2, 4, and 6 exons). However, the 3rd and 7th exons did not give a visible band of the PCR product or gave a low yield of the PCR product (5th exon). In this case, at the first stage of PCR, the DNA concentration of the template was increased by a factor of 2–3 or reamplification was performed. Reamplification was performed under the same conditions as the initial PCR. The exception was that instead of the DNA template, amplicons from the first PCR mixture were used in an amount of 1-2 μl, and the number of cycles was reduced to 30.
В результате семи раздельных ПЦР были получены ампликоны следующих экзонов: 1Re1, 2Re1, 3Re1, 4Re1, 5Re1, 6Re1, 7Re1 (рис.1 - 2-й этап, рис.2, номера дорожек с 1 по 7).As a result of seven separate PCR, amplicons of the following exons were obtained: 1Re1, 2Re1, 3Re1, 4Re1, 5Re1, 6Re1, 7Re1 (Fig. 1 -
На третьем этапе методом ПЦР проводили парное объединение экзонов 1Re1 со 2Re1, 3Re1 с 4Re1 и 5Re1 с 6Re1. Линкер L2 служил связующим звеном для экзонов 1Re1 и 2Re1, линкер L4 для экзонов 3Re1 и 4Re1, а линкер L6 для 5Re1 и 6Re1. В качестве матрицы служили ампликоны двух единичных экзонов, а в качестве праймеров для первого объединения экзонов служили 1Re1-for n+62-79 и 2Re1-rev 1187-1050; для второго объединения - 3Re1-for 1030-1050+1543-1563 и 4Re1-rev 10333-10349; третьего объединения - 5Re1-for 10333-10349+220527-220547 и 6Re1-rev 268764-268786. ПЦР проводили в тех же условиях, как и для одиночных экзонов. В качестве матрицы использовали 0,5-1 мкл ПЦР смеси от ампликонов одиночных экзонов. При объединении двух экзонов незначительная примесь праймеров и геномной ДНК, находящаяся в ампликонах одиночных экзонов, не мешала синтезу спаренных экзонов и не давала побочных продуктов.At the third stage, PCR was used to pair exons 1Re1 with 2Re1, 3Re1 with 4Re1, and 5Re1 with 6Re1. Linker L2 served as a link for exons 1Re1 and 2Re1, linker L4 for exons 3Re1 and 4Re1, and linker L6 for 5Re1 and 6Re1. The amplicons of two single exons served as a matrix, and 1Re1-for n + 62-79 and 2Re1-rev 1187-1050 served as primers for the first exon association; for the second association - 3Re1-for 1030-1050 + 1543-1563 and 4Re1-rev 10333-10349; the third association - 5Re1-for 10333-10349 + 220527-220547 and 6Re1-rev 268764-268786. PCR was performed under the same conditions as for single exons. As a matrix, 0.5-1 μl of the PCR mixture from amplicons of single exons was used. When combining the two exons, an insignificant admixture of primers and genomic DNA located in amplicons of single exons did not interfere with the synthesis of paired exons and did not produce by-products.
В результате синтеза трех раздельных ПЦР были получены три фрагмента ДНК для двух объединенных экзонов: 1Re1-2Re1, 3Re1-4Re1, 5Re1-6Re1 (рис.1 - 3-й этап, рис.3 - дорожки 1, 2, 3).As a result of the synthesis of three separate PCR, three DNA fragments were obtained for two combined exons: 1Re1-2Re1, 3Re1-4Re1, 5Re1-6Re1 (Fig. 1 -
На четвертом этапе проводили объединение двух двойных экзонов ПЦР методом: 1Re1-2Re1 с 3Re1-4Re1 и 5Re1-6Re1 с 7Re1. Линкер L3 служил для связи экзонов 1Re1-2Re1 и 3Re1-4Re1, в качестве матрицы были использованы ампликоны этих экзонов, а праймерами служили 1Re1-for n+62-79 и 4Re1-rev 10333-10349. Линкер L7 связывал двойной объединенный экзон 5Re1-6Re1 и единичный экзон 7Re1, в качестве матрицы были использованы ампликоны этих экзонов, а праймерами служили 5Re1-for 10333-10349+220527-220547 и 7Re1-rev 297878-297898+n.At the fourth stage, two double exons were combined by PCR by the method: 1Re1-2Re1 with 3Re1-4Re1 and 5Re1-6Re1 with 7Re1. Linker L3 served to link exons 1Re1-2Re1 and 3Re1-4Re1, the amplicons of these exons were used as a matrix, and 1Re1-for n + 62-79 and 4Re1-rev 10333-10349 were used as primers. Linker L7 bound the double combined exon 5Re1-6Re1 and single exon 7Re1, the amplicons of these exons were used as a matrix, and 5Re1-for 10333-10349 + 220527-220547 and 7Re1-rev 297878-297898 + n were used as primers.
Условия ПЦР были аналогичны использованным при двойном объединении экзонов. Матрицей служили 0,5-1 мкл ПЦР смеси от ампликонов двойных экзонов. При объединении экзонов методом ПЦР незначительная примесь праймеров, находящаяся в ампликонах двух объединенных экзонов, не мешала при объединении четырех и трех экзонов и не давала побочного продукта.PCR conditions were similar to those used for double combining of exons. The matrix was 0.5-1 μl of the PCR mixture from double exon amplicons. When exons were combined by PCR, an insignificant admixture of primers located in the amplicons of two combined exons did not interfere with the combination of four and three exons and did not produce a by-product.
В результате синтеза методом ПЦР были получены четыре объединенных экзона 1Re1-4Re1 и три объединенных экзона 5Re1-7Re1 (рис.1 - 4-й этап, рис.3 - дорожки 4, 5 и см. табл.2).As a result of synthesis by PCR, four combined exons 1Re1-4Re1 and three combined exons 5Re1-7Re1 were obtained (Fig. 1 - the 4th stage, Fig. 3 -
На пятом этапе осуществляли синтез полной кодирующей области гена реналазы 1, объединяя с помощью ПЦР все семь экзонов. Для этого четыре объединенных экзона 1Re1-4Re1 соединяли с тремя объединенными экзонами 5Re1-7Re1. Связующим звеном для объединения этих экзонов служил линкер L5, в качестве матрицы были использованы ампликоны этих экзонов, а праймерами служили 1Re1-for n+62-79 и 7Re1-rev 297878-297898+n.At the fifth stage, the complete coding region of the
Условия ПЦР была аналогичны использованным на пятом этапе синтеза гена реналазы. В качестве матрицы использовали 0,5-1 мкл ПЦР смеси от ампликонов объединенных экзонов. При объединении экзонов ПЦР методом незначительная примесь праймеров и ампликонов, находящаяся в ПЦР смеси от четвертого этапа синтеза гена, не мешала синтезу всей кодирующей области гена.PCR conditions were similar to those used in the fifth stage of the renalase gene synthesis. As a matrix, 0.5-1 μl of the PCR mixture from amplicons of the combined exons was used. When combining PCR exons by the method, an insignificant admixture of primers and amplicons in the PCR mixture from the fourth stage of gene synthesis did not interfere with the synthesis of the entire coding region of the gene.
В результате ПЦР был получен полный ген реналазы 1, состоящий из семи экзонов (1Re1-7Re1), фланкирующие концы которого содержали линкеры L1 и L8 с сайтами рестрикции для BamHI и XhoI, соответственно (рис.1 - 5-й этап, рис.3 - дорожка 6 и табл.2).As a result of PCR, the
Объединенный фрагмент ДИК был амплифицирован, очищен электрофоретически и выделен из 2% агарозного геля. Для этого в лунку агарозного геля наносили 10 мкл раствора от ПЦР реакции. После электрофореза необходимую полосу вырезали и из геля, а ДНК элюировали по прописи и с применением набора Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega).The combined DIC fragment was amplified, purified electrophoretically and isolated from 2% agarose gel. For this, 10 μl of a solution from the PCR reaction was applied to a well of an agarose gel. After electrophoresis, the necessary band was also cut out from the gel, and DNA was eluted according to the recipe and using the Wizard SV Gel and PCR Clean-Up System (Promega) kit.
Для тестирования целостности кодирующей последовательности структурного гена реналазы 1 объединенный фрагмент ДНК встраивали в плазмидный вектор pGEM-T вектор, предназначенный для клонирования ПЦР продукта. Этот вектор содержит на 3'-концах выступающий единичный Т-остаток, который значительно усиливает лигирование ПЦР продукта. После клонирования объединенного ПЦР продукта были отобраны 10 клонов, которые вначале подвергались рестриктному анализу, а затем - секвенированию ПЦР фрагмента.To test the integrity of the coding sequence of the
Секвенирование ДНК проводили на капиллярном ДНК секвенаторе (Applied Biosystems 310 DNA analyzer) с использованием BigDye Terminator v 3,1 Cycle Sequencing Kit в соответствии с рекомендациями фирмы производителя. Полученную последовательность ДНК соотносили с геном реналазы 1 (locus BC005364 GeneBank), используя программу BLAST, доступную на сайте National Center for Biotechnology Information (http://www.ncbi.nlm.nih.gov).DNA sequencing was performed on a capillary DNA sequencer (Applied Biosystems 310 DNA analyzer) using the BigDye Terminator v 3.1 Cycle Sequencing Kit in accordance with the recommendations of the manufacturer. The obtained DNA sequence was correlated with the
В результате секвенирования трех клонов было обнаружено, что в клонируемой последовательности имеются три точечные мутации в положении 107, 342 и 723 (на рис.3 они указаны заглавной буквой, выделены жирным шрифтом, и курсивом с подчеркиванием). Эти мутации затрагивают третий нуклеотид вырожденных триплетов и потому не меняют кодируемые данными триплетами аминокислоты.As a result of sequencing of three clones, it was found that in the cloned sequence there are three point mutations at positions 107, 342, and 723 (in Fig. 3 they are indicated with a capital letter, in bold, and italics with underline). These mutations affect the third nucleotide of degenerate triplets and therefore do not change the amino acids encoded by these triplets.
Ранее было показано, что ПЦР может вводить мутации в амплифицированную ДНК, которые являются результатом недостаточно высокой репликативной точности работы Taq ДНК полимеразы. Для понижения мутационнго давления уменьшают общее количество циклов в амплификации ДНК, либо используют термостабильную ДНК полимеразу с корректирующей активностью [21-23]. Для наших целей мы использовали термостабильную ДНК полимеразу (фирма Евроген), представляющую собой специально разработанную смесь термостабильных ДНК полимераз для эффективной амплификации длинных фрагментов ДНК и обладающую корректирующей 3'->5' экзонуклеазной активностью.It was previously shown that PCR can introduce mutations in amplified DNA, which are the result of insufficiently high replicative accuracy of Taq DNA polymerase. To reduce mutational pressure, the total number of cycles in DNA amplification is reduced, or thermostable DNA polymerase with correcting activity is used [21-23]. For our purposes, we used thermostable DNA polymerase (Eurogen company), which is a specially developed mixture of thermostable DNA polymerases for the efficient amplification of long DNA fragments and possesses corrective 3 '-> 5' exonuclease activity.
На шестом этапе был получен экспрессионный вектор рекомбинантного гена реналазы 1 pET-Ren-I в результате встраивания в плазмидный вектор pET-28a(f+) по сайтам рестрикции BamHI и XhoI ПЦР фрагмента ДНК, состоящего из семи объединенных между собой экзонов. Для получения этого экспрессионного вектора ПЦР продукт, состоящий из полной кодирующей области гена реналазы 1 (пятый этап схема 1), обрабатывали рестриктазами BamHI и XhoI и лигировали с приготовленным линейным вектором pET-28a(f+), фланкированным этими же участками узнавания рестриктаз. В результате был получен экспрессионный вектор pET-Ren-I (см. рис.1), которым трансформировали клетки Е. coli.At the sixth stage, the expression vector of the
Рубидиевые клетки Е. coli K12 (штамм DE3 Rosetta) готовили по модифицированному методу Kushner [27], аликвоты компетентных клеток (по 0,2 мл) хранили при -70°C. Трансформацию проводили по стандартному методу Cohen [28], используя 0,1 мкг продуктов лигирования. Трансформированные клетки высевали на чашки с LB-агаром, содержащим 100 мкг/мл ампициллина (Ам). После инкубации при 37°C в течение ночи индивидуальную колонию, выросшую на чашке, подращивали в 4 мл LB-среды со 100 мкг/мл Ам в течение ночи. Ночную культуру пересевали в 200 мл этой же LB среды и наращивали культуру клеток до оптической плотности 0,7-0,8 ед. Затем вносили ИПТГ до концентрации 1 мМ и продолжали инкубировать клетки при интенсивном перемешивании еще 3 часа. Биомассу собирали центрифугированием и хранили при -20°C.Rubidium cells of E. coli K12 (strain DE3 Rosetta) were prepared according to the modified Kushner method [27], aliquots of competent cells (0.2 ml each) were stored at -70 ° C. Transformation was carried out according to the standard Cohen method [28] using 0.1 μg of ligation products. Transformed cells were plated on plates with LB agar containing 100 μg / ml ampicillin (Am). After incubation at 37 ° C overnight, an individual colony grown on a plate was grown in 4 ml of LB medium with 100 μg / ml Am overnight. The overnight culture was subcultured in 200 ml of the same LB medium and the cell culture was increased to an optical density of 0.7-0.8 units. Then, IPTG was added to a concentration of 1 mM and the cells continued to incubate with vigorous stirring for another 3 hours. Biomass was collected by centrifugation and stored at -20 ° C.
Наличие экспрессии гена реналазы 1 анализировали электрофоретически. Образец клеток кипятили в буфере для нанесения (60 мМ Трис-HCl pH 6,8; 1% SDS; 0,2 мМ EDTA; 5% меркаптоэтанол; 8% глицерин; 001% бромфеноловый синий) и анализировали в 0,1% SDS-10% ПААГ. Белок выявляли окрашиванием в кумасси бриллиантовый синий R-250 (см. рис.5). По расчетным данным белок реналазы 1 содержит 342 аминокислотных остатка (а.о.) и соответствует расчетной массе 37,83 кДа и pI 6,06.The presence of
Получение полной кодирующей последовательности реналазы 2 Obtaining the complete coding sequence of
Транскрипционный вариант 1 (реналаза 1), также как и транскрипционный вариант 2 (реналаза 2), вначале был выявлен методом предсказания гена (gene prediction method) [2], однако реналаза 2 в клетках человека на данный момент не обнаружена.Transcriptional variant 1 (renalase 1), as well as transcriptional variant 2 (renalase 2), was first detected by the gene prediction method [2], however, renalase 2 has not yet been detected in human cells.
Транскрипционный вариант мРНК 2 отличается от транскрипционного варианта мРНК 1 седьмым экзоном. Кроме того, в первом экзоне, кодирующая аминокислотная последовательность реналазы 2 содержит в положении 37 остаток глутаминовой кислоты (кодон - GAC), а реналаза 1 - аспарагиновой кислоты (кодон - GAG). Кодон этой аминокислоты входит в состав праймеров 1Re2-rev и 2Re2-for (на рис.4 и в табл.1 положение этой а.к. выделено заглавными буквами жирным шрифтом (ср. 2, 2-1 и 3, 3-1). С учетом замены аминокислоты в первом экзоне и синтеза нового седьмого экзона были синтезированы четыре дополнительных праймера (см. таблица 1, номера: 2-1, 3-1, 13-1, 14-1). Синтез полной кодирующей последовательности реналазы 2 осуществляли по той же схеме, различие в синтезе проявлялись, начиная со второго этапа (см. рис.1).The transcriptional variant of
На втором этапе на матрице ДНК человека методом ПЦР получали три единичных экзона: 1Re2, 2Re2 и 7Re2 (см. таблицу 2, номера 1-1, 2-1 и 7-1). Единичные экзоны синтезировали с использованием пары праймеров: для 1Re2 экзона - праймеры 1Re1-for n+62-79 и 1Re2-rev 159-179; для 2Re2 экзона - праймеры 2Re2-for 159-179+945-962 и 2Re1-rev 1187-1050; для седьмого экзона - праймеры 7Re2-for 268766-268786+308220-308240 и 7Re2-rev 308271-308291+n (см. таблицу 1 и 2).At the second stage, three single exons were obtained by PCR using the PCR matrix: 1Re2, 2Re2 and 7Re2 (see table 2, numbers 1-1, 2-1 and 7-1). Single exons were synthesized using a pair of primers: for 1Re2 exon, primers 1Re1-for n + 62-79 and 1Re2-rev 159-179; for exon 2Re2, primers 2Re2-for 159-179 + 945-962 and 2Re1-rev 1187-1050; for the seventh exon, primers 7Re2-for 268766-268786 + 308220-308240 and 7Re2-rev 308271-308291 + n (see table 1 and 2).
На третьем этапе методом ПЦР проводили только парное объединение экзонов 1Re2 с 2Re2. Для объединения этих экзонов праймерами служили 1Re1-for n+62-79 и 2Re1-rev 1187-1050. В результате ПЦР получили фрагмент ДНК 1Re2-2Re2 (см. таблицу 1 и 2).At the third stage, only paired association of 1Re2 exons with 2Re2 was performed by PCR. To combine these exons, 1Re1-for n + 62-79 and 2Re1-rev 1187-1050 served as primers. As a result of PCR, the DNA fragment 1Re2-2Re2 was obtained (see table 1 and 2).
На четвертом этапе проводили объединение двойных экзонов ПЦР методом: 1Re2-2Re2 с 3Re1-4Re1 и 5Re1-6Re1 с 7Re2. Для объединения до четвертичного экзона 1Re2-4Re2 праймерами служили 1Re1-for n+62-79 и 4Re1-rev 10333-10349, а для третичного 5Re2-7Re2 праймерами служили 5Re1-for 10331-10349+220527-220547 и 7Re2-rev 308271-308291+n (см. рис.1 - 4-й этап и таблицу 1 и 2).At the fourth stage, double exons were combined by PCR by the method: 1Re2-2Re2 with 3Re1-4Re1 and 5Re1-6Re1 with 7Re2. For combining to the quaternary exon 1Re2-4Re2, the primers were 1Re1-for n + 62-79 and 4Re1-rev 10333-10349, and for the tertiary 5Re2-7Re2, the primers were 5Re1-for 10331-10349 + 220527-220547 and 7Re2-rev 308271- 308291 + n (see Fig. 1 - the 4th stage and table 1 and 2).
На пятом этапе получали рекомбинантный ген реналазы 2, объединяя с помощью ПЦР все семь экзонов. В результате объединенных четырех экзонов 1Re2-4Re2 с тремя экзонами 5Re2-7Re2 была получена полная кодирующая последовательность реналазы 2 1Re2-7Re2. Для синтеза этой последовательности праймерами служили 1Re1-for n+62-79 и 7Re2-rev 308271-308291+n (см. рис.1 - 5-й этап и таблицу 1 и 2).At the fifth stage, a
На шестом этапе конструировали экспрессионный вектор рекомбинантного гена реналазы 2. Для получения экспрессионного вектора ПЦР продукт из этапа 6 обрабатывали рестриктазами BamHI и XhoI и лигировали с приготовленным линейным вектором pET-28a(f+), фланкированным этими же участками узнавания рестриктаз. В результате был получен экспрессионный вектор pET-Ren-II (см. рис.1-6 - этап), которым трансформировали клетки Е. coli. В результате экспрессии был получен белок реналазы 2, который содержит 315 а.о. и соответствует расчетной массе 34,95 кДа и pI 6,27 (см. рис.6).At the sixth step, the expression vector of the
Суммируя результаты, полученные при помощи предлагаемого нами экзонового метода клонирования рекомбинантных белков, следует отметить следующие преимущества данного метода: 1 - данный метод является довольно простым методом клонирования рекомбинантных генов, не требующим значительных временных и материальных затрат по сравнению с общепринятыми в настоящее время; 2 - для синтеза кодирующей последовательности гена праймеры подбираются автоматически исходя из банка данных нуклеотидной последовательности клонируемого гена, число праймеров равно удвоенному числу экзонов клонируемого гена; 3 - данный метод не требует выделения мРНК из биологических объектов; 4 - при помощи данного метода был клонирован ген рекомбинантного белок реналазы 2, который относится к белкам с низким уровнем экспрессии или к молчащему гену; 5 - для данного метода не требуются клетки и ткани животных, в которых повышена экспрессия клонируемого гена, труднодоступные в интактном виде ткани человека, получение которых может быть сопряжено (например, в случае посмертного материала) с соблюдением юридически установленных процедур; 6 - данным методом (при постановке его в поточном режиме) можно синтезировать значительное количество рекомбинантных генов за небольшой промежуток времени.Summarizing the results obtained using the exon method of recombinant protein cloning that we propose, the following advantages of this method should be noted: 1 - this method is a fairly simple method of cloning recombinant genes that does not require significant time and material costs compared to the generally accepted at present; 2 - for the synthesis of the gene coding sequence, primers are selected automatically based on the data bank of the nucleotide sequence of the cloned gene, the number of primers is equal to twice the number of exons of the cloned gene; 3 - this method does not require the isolation of mRNA from biological objects; 4 - using this method, the
Техническим результатом изобретения является получение рекомбинантных генов - гена реналазы 1, состоящего из 342 а.о., и гена реналазы 2, состоящего из 315 а.о., и их экспрессия в бактериальных клетках (рис.5 и 6).The technical result of the invention is the production of recombinant genes - the gene for
Краткое описание таблиц и рисунковBrief description of tables and figures
Таблица 1. ПЦР праймеры для получения полной кодирующей последовательности генов реналазы 1 и 2.Table 1. PCR primers to obtain the complete coding sequence of the
Примечание. В структуре праймеров, выделенным курсивом и жирным шрифтом, обозначена область перекрывания (L - линкер) (n+1)-го экзона с n-м экзоном, т.е область праймера 2Re1-for 159-179+945-964 комплементарна праймеру 1Re1-rev 159-179. Фланкирующие линкерные области первого экзона прямого праймера первого экзона (1Re1-for n+62-79) и обратного праймера седьмого экзона (7Re1-rev 297878-297898+n) содержат соответственно сайты рестрикции BamHI и XhoI - нуклеотиды выделены жирным шрифтом и курсивом и обозначены знаком "n". Праймеры под номерами 2-1, 3-1, 13-1, 14-1 синтезированы для получения кодирующей последовательности гена реналазы 2. См. пояснение в тексте.Note. In the structure of primers, in italics and in bold, the overlapping region (L - linker) of the (n + 1) th exon with the nth exon is indicated, i.e., the region of the 2Re1-for primer 159-179 + 945-964 is complementary to the primer 1Re1 -rev 159-179. The flanking linker regions of the first exon of the direct primer of the first exon (1Re1-for n + 62-79) and the reverse primer of the seventh exon (7Re1-rev 297878-297898 + n) contain the restriction sites BamHI and XhoI, respectively - nucleotides are indicated in bold and italics and are indicated the character "n". Primers numbered 2-1, 3-1, 13-1, 14-1 are synthesized to obtain the coding sequence of the
Таблица 2. Размеры экзонов генов реналазы 1 и 2, полученные в результате ПЦР.Table 2. The sizes of exons of the
Примечания. Re1 и Re2 обозначают экзоны, специфичные для генов реналазы 1 и 2, соответственно, а цифры перед этими символами - порядковый номер экзона.Notes. Re1 and Re2 denote exons specific for the
Рисунок 1. Экзоновый метод получения рекомбинантной реналазы 1 человека.Figure 1. Exon method for producing recombinant
Рисунок 2. Электрофорез ПЦР фрагментов ДНК одиночных экзонов в 2% агарозном геле. Led - ДНК маркеры размером от 50 п.о. до 500 п.о. с интервалом в 50 п.о.; 1 - экзон 1Re 131 п.о; 2 - экзон 2Re 126 п.о; 3 - экзон 3Re 166 п.о.; 4 - экзон 4Re 179 п.о.; 5 - экзон 5Re 193 п.о.; 6 - экзон 6Re 199 п.о.; 7 - экзон 7Re 188 п.о. Размеры экзонов приведены с учетом размера линкера (см. табл. 2 и схему I). Стрелками обозначены фрагменты ДНК маркера.Figure 2. Electrophoresis of PCR DNA fragments of single exons in a 2% agarose gel. Led - DNA markers ranging in size from 50 bp up to 500 bp with an interval of 50 bp .; 1 -
Рисунок 3. Электрофорез ПЦР фрагментов ДИК объединенных экзонов в 2% агарозном геле. Led1 - ДНК маркеры размером от 50 п.о. - 500 п.о. с интервалом 50 п.о.; Led2 - ДНК маркеры размером 50 п.о. и от 100 п.о. - 1000 п.о. с интервалом 100 п.о.; 1 - экзоны 1Re-2Re 236 п.о; 2 - экзоны 3Re-4Re 325 п.о; 3 - экзоны 5Re-6Re 370 п.о.; 4 - экзоны 1Re-4Re 538 п.о.; 5 - экзоны 5Re-7Re 535 п.о.; 6 - экзоны 1Re-7Re 1061 п.о. Размеры экзонов приведены с учетом размера линкера (см. табл.2 и рис.1). Стрелками обозначены фрагменты ДНК маркера.Figure 3. Electrophoresis of PCR fragments of DICs of combined exons in a 2% agarose gel. Led1 - DNA markers ranging in size from 50 bp - 500 bp with an interval of 50 bp .; Led2 - 50 bp DNA markers and from 100 bp - 1000 bp with an interval of 100 bp .; 1 - exons 1Re-2Re 236 bp; 2 - exons 3Re-4Re 325 bp; 3 - exons 5Re-
Рисунок 4. Сравнение нуклеотидных последовательностей гена реналазы - транскрипт 1 из NCBI GenBank (код доступа NM 001031709) (А) и клонированная нами нуклеотидная последовательность гена реналазы - (транскрипт 1) (Б).Figure 4. Comparison of the nucleotide sequences of the renalase gene —
Рисунок 5. Экспрессия реналазы 1 в клетках E.coli. 1 - тотальный клеточный белок без индукции; 2 - тотальный клеточный белок после идукции ИПТГ; 3 - маркер молекулярной массы белков (фирма Fermentas SM0441) - 19, 25, 34, 49, 85 и 117 кДа.Figure 5. Expression of
Рисунок 6. Экспрессия реналазы 1 и 2 в клетках E.coli. 2 и 5 - тотальный клеточный белок без индукции; 1 - тотальный клеточный белок после индукции ИПТГ (реналаза 1); 3 и 4 - тотальный клеточный белок после индукции ИПТГ (реналаза 2); 6 - белок реналазы 1 после очистки на Ni-агарозе; 7 - маркер молекулярной массы белков (фирма Fermentas SM0441) - 19, 25, 34, 49, 85 и 117 кДа.Figure 6. Expression of
Данная работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (грант №11-04-01181-а).This work was supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant No. 11-04-01181-a).
Claims (1)
(1) - получение тотальной ДНК человека, содержащей целевой ген;
(2) - ПЦР амплификация в отдельном реакционном объеме каждого из экзонов с использованием соответственно следующих пар праймеров:
IRe1-for n+62-79, 1Re2-rev 159-179;
2Re2-for 159-179+945-962, 2Re1-rev 1187-1050;
3Re1-for 1030-1050+1543-1563, 3Re1-rev 1666-1685;
4Re1-for 1666-1685+10191-10213, 4Re1-rev 10333-10349;
5Re1-for 10333-10349+220527-220547, 5Re1-rev 220679-220700;
6Re1-for 220679-220700+268631-268648, 6Re1-rev 268764-268786;
7Re2-for 268766-268786+308220-308240, 7Re2-rev 308271-308291+n,
где приводимый интервал значений соответствует положениям нуклеотидов в гене реналазы NC_000010;
(3) - получение полноразмерной кДНК путем попарного объединения без предварительной очистки сначала соседних экзонов, полученных на стадии (2), а затем являющихся продуктами их объединения ампликонов с использованием соответствующих прямого и обратного праймеров, выбранных из вышеприведенного перечня согласно таблице 2;
(4) - конструирование рекомбинантного плазмидного вектора, пригодного для использования в E.coli и содержащего полученную на предыдущей стадии полноразмерную последовательность кДНК;
(5) - трансформация штамма E.coli указанным вектором;
(6) - культивирование трансформированного штамма в условиях, обеспечивающих биосинтез белка изоформы 2 реналазы человека в бактериальных клетках в виде телец включения. A method for the preparation and expression of a complete cDNA sequence of human renalase isoform 2, which comprises the steps of:
(1) - obtaining total human DNA containing the target gene;
(2) - PCR amplification in a separate reaction volume of each of the exons using the following primer pairs, respectively:
IRe1-for n + 62-79, 1Re2-rev 159-179;
2Re2-for 159-179 + 945-962, 2Re1-rev 1187-1050;
3Re1-for 1030-1050 + 1543-1563, 3Re1-rev 1666-1685;
4Re1-for 1666-1685 + 10191-10213, 4Re1-rev 10333-10349;
5Re1-for 10333-10349 + 220527-220547, 5Re1-rev 220679-220700;
6Re1-for 220679-220700 + 268631-268648, 6Re1-rev 268764-268786;
7Re2-for 268766-268786 + 308220-308240, 7Re2-rev 308271-308291 + n,
where the given range of values corresponds to the positions of the nucleotides in the renalase gene NC_000010;
(3) - obtaining a full-sized cDNA by pairwise combining without preliminary purification first of the neighboring exons obtained in stage (2), and then being the products of their combination of amplicons using the corresponding forward and reverse primers selected from the above list according to table 2;
(4) - construction of a recombinant plasmid vector suitable for use in E. coli and containing the full-length cDNA sequence obtained in the previous step;
(5) - transformation of the E. coli strain with the specified vector;
(6) - cultivation of the transformed strain under conditions ensuring the biosynthesis of human renalase isoform 2 protein in bacterial cells in the form of inclusion bodies.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011121373/10A RU2482185C2 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Method for preparing and expressing coding sequence of isoform 2 of human renalase gene |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011121373/10A RU2482185C2 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Method for preparing and expressing coding sequence of isoform 2 of human renalase gene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011121373A RU2011121373A (en) | 2012-12-10 |
| RU2482185C2 true RU2482185C2 (en) | 2013-05-20 |
Family
ID=48790063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011121373/10A RU2482185C2 (en) | 2011-05-27 | 2011-05-27 | Method for preparing and expressing coding sequence of isoform 2 of human renalase gene |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2482185C2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2008110669A (en) * | 2008-03-21 | 2009-09-27 | Евгений Евгеньевич Тихомиров (RU) | METHOD FOR PRODUCING COMBINED DNA Fragments ("SPLICING" DNA) IN VITRO |
-
2011
- 2011-05-27 RU RU2011121373/10A patent/RU2482185C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2008110669A (en) * | 2008-03-21 | 2009-09-27 | Евгений Евгеньевич Тихомиров (RU) | METHOD FOR PRODUCING COMBINED DNA Fragments ("SPLICING" DNA) IN VITRO |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| AN X. ЕТ AL. PLoS ONE, 2007, 2(11):e1179. * |
| AN X. ЕТ AL. PLoS ONE, 2007, 2(11):e1179. WAYNE L.D. WET AL. BioTechniques, 43(6), 785-789. HENNEBRY ЕТ AL. Vol. Psychiatry, 2010, 15, 234-236. * |
| HENNEBRY ЕТ AL. Vol. Psychiatry, 2010, 15, 234-236. * |
| WAYNE L.D. WET AL. BioTechniques, 43(6), 785-789. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011121373A (en) | 2012-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jores et al. | Synthetic promoter designs enabled by a comprehensive analysis of plant core promoters | |
| KR102084186B1 (en) | Method of identifying genome-wide off-target sites of base editors by detecting single strand breaks in genomic DNA | |
| Robinson et al. | Isolation and chromosomal localization of the human endothelial nitric oxide synthase (NOS3) gene | |
| CN113166798B (en) | Targeted enrichment via endonuclease protection | |
| KR20200026874A (en) | HTP Genome Engineering Platform for E. Coli Improvement | |
| CN114934030B (en) | High-specificity Taq DNA polymerase variant and application thereof in genome editing and/or gene mutation detection | |
| KR20240055073A (en) | Class II, type V CRISPR systems | |
| Heinhorst et al. | DNA replication in chloroplasts | |
| Spalinskas et al. | LT-RADE: an efficient user-friendly genome walking method applied to the molecular characterization of the insertion site of genetically modified maize MON810 and rice LLRICE62 | |
| Gimpel et al. | Analysis of heterologous regulatory and coding regions in algal chloroplasts | |
| Lee et al. | Development of a species-specific transformation system using the novel endogenous promoter calreticulin from oleaginous microalgae Ettlia sp. | |
| CN113316636A (en) | DNA polymerase with improved enzymatic activity and use thereof | |
| CN116926068A (en) | Application of transcription mediator MED31 gene and interaction transcription factor thereof in improving fucoxanthin content in Phaeodactylum tricornutum | |
| KR20240053585A (en) | Systems and methods for transferring cargo nucleotide sequences | |
| KR20210040985A (en) | New Warrior Activator | |
| KR20240051994A (en) | Systems, compositions, and methods comprising retrotransposons and functional fragments thereof | |
| RU2482185C2 (en) | Method for preparing and expressing coding sequence of isoform 2 of human renalase gene | |
| Cummings et al. | Structure and expression of the infA operon encoding translational initiation factor IF1. Transcriptional control by growth rate. | |
| Baur et al. | Molecular cloning and sequencing of 18S rDNA gene fragments from six different ant species | |
| Evangelene Christy et al. | Isolation of actin regulatory region from medicinal plants by thermal asymmetric interlaced PCR (TAIL PCR) and its bioinformatic analysis | |
| CN111808977B (en) | Design method and detection method of specific primers of resistance genes of rifampicin antibiotics caused by SNP | |
| US20240392263A1 (en) | Recombinant kod polymerase | |
| Deng et al. | A C2H2 zinc finger protein FEMU2 is required for fox1 expression in Chlamydomonas reinhardtii | |
| CN105017399A (en) | Schistosoma japonicum SjPPase recombinant antigen protein and preparation method and application thereof | |
| US20240084321A1 (en) | Compositions and methods useful for the regulation of abiotic stress responses in higher plants |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140528 |