Отправить статью по E-mail 
Генетическая модификация и маркировка клеточных линий
- Авторы: Москалев А.В.1, Гумилевский Б.Ю.1, Апчел А.В.2, Цыган В.Н.1
-
Учреждения:
- Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
- Северо-Западный медицинский учебный центр последипломного образования
- Выпуск: Том 22, № 3 (2020)
- Страницы: 168-175
- Раздел: Обзоры литературы
- URL: https://ogarev-online.ru/1682-7392/article/view/50555
- DOI: https://doi.org/10.17816/brmma50555
- ID: 50555
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Резюме. Несмотря на большие достижения в изучении биологии стволовых клеток, темных пятен по-прежнему остается немало. Решить данную проблему помогают методы генетической модификации, которые могут быть использованы для отслеживания линий различных клеток, в первую очередь стволовых. Рассмотрены различные методы биотехнологических исследований, позволяющие оценить варианты внедрения новых генов в клетки и даже целые организмы, а также методы контроля их экспрессии во времени и пространстве, их активацию, дифференцировку и снижение функциональной активности, экспрессию нескольких целевых генов. Описаны варианты с мультицистронными векторами, кодирующими несколько белков. Охарактеризованы варианты внедрения генов с использованием плазмид, электропорации, их недостатки и преимущества. Перспективным и наиболее безопасным является ретровирусный вектор с использованием лентивирусных переносчиков, способных генерировать дополнительные копии самого себя, что является очень важным в сфере безопасности биотехнологии. Для получения вирусного вектора используется линия упаковочных клеток, обычно 293T-клетки. Охарактеризованы перспективы использования аденовирусного и аденоассоциированного векторов. Достижением современных биотехнологических методов является система коротких палиндромных повторов, расположенных группами, являющаяся уникальным инструментом редактирования генома. В основе этой системы лежит процесс вырезания последовательностей дезоксирибонуклеиновой кислоты, являющихся постоянными и поддерживающихся клетками независимо от последующих делений или изменения состояния. Система позволяет генетикам и медицинским исследователям редактировать части генома путем удаления, добавления или изменения последовательных участков дезоксирибонуклеиновой кислоты.
Важной проблемой биотехнологических методов являются способы контроля экспрессии трансгенов. Сегодня достаточно эффективным является управление экспрессией с помощью фактора, присутствующего в самом векторе доставки гена и активного только в определенном типе клеток. Для регулирования экспрессии трансгена используется эндонуклеаза бактериофага P1, которая разрезает дезоксирибонуклеиновую кислоту только на конкретных участках. Данная система внедрена как в эукариотических, так и в прокариотических системах.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
А. В. Москалев
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Автор, ответственный за переписку.
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
Б. Ю. Гумилевский
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
А. В. Апчел
Северо-Западный медицинский учебный центр последипломного образования
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
В. Н. Цыган
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Email: vmeda-nio@mil.ru
Россия, Санкт-Петербург
Список литературы
- Владимирская, Е.Б. Биологические основы и перспективы терапии стволовыми клетками / Е.Б. Владимирская, О.А. Майорова, С.А. Румянцев. – М.: Медицина и здоровье, 2007. – 392 с.
- Москалев, А.В. Общая иммунология с основами клинической иммунологии / А.В. Москалев, В.Б. Сбойчаков, А.С. Рудой. – М.: Гэотар-Медиа, 2015. – 351 с.
- Москалев, А.В. Аутоиммунные заболевания. Диагностика и лечение / А.В. Москалев [и др.]. – М.: Гэотар-Медиа, 2017. – 218 с.
- Ярилин, А. А. Иммунология / А.А. Ярилин. – М.: Гэотар-Медиа, 2010. – 957 с.
- Abbas, A.K. Cellular and Molecular Immunology. – 9-th edition / A.K. Abbas, A.H. Lichtman, S. Pillai. – Philadelphia, Pennsylvania: W. B. Saunders Company, 2018. – 565 p.
- Вhaya, D. CRISPR-Cas systems in bacteria and archaea: Versatile small RNAs for adaptive defense and regulation / D. Bbhay [et al.] // Annu. Rev. Genet. – 2011. – Vol. 45. – P. 273–297.
- Cai, L. Suppression of hepatocyte growth factor production impairs the ability of adipose-derived stem cells to promote ischemic tissue revascularization / L. Cai [et al.] // Stem Cells. – 2007. – Vol. 25. – P. 3234–3243.
- Dominici, M. Minimal criteria for defining multipotent mesenchymal stromal cells. The International Society for Cellular Therapy position statement / M. Dominici [et al.] // Cytotherapy. – 2006. – Vol. 8. – P. 315–317.
- Hilton, I.B. Epigenome editing by a CRISPR-Cas9 – based acetyltransferase activates genes from promoters and enhancers / I.B. Hilton [et al.] // Nat. Biotechnol. – 2015. – Vol. 33. – P. 510–517.
- Jeon, E.S. Sphingosylphosphorylcholine induces proliferation of human adipose tissue derived mesenchymal stem cells via activation of JNK / E.S. Jeon [et al.] // J. Lipid Res. – 2006. – Vol. 47. – P. 653–664.
- Gilbert, L.A. CRISPR–mediated modular RNA-guided regulation of transcription in eukaryotes / L.A. Gilbert [et al.] // Cell, – 2013. – Vol. 154. – P. 442–451.
- Kern, S.E. Comparative analysis of mesenchymal stem cells from bone marrow, umbilical cord blood, or adipose tissue / S.E. Kern [et al.] // Stem Cells. – 2006. – Vol. 24. – P. 1294–1301.
- Lee, J. Human adipose-derived stem cells display myogenic potential and perturbed function in hypoxic conditions / J. Lee [et al.] // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2006. – Vol. 341. – P. 882–888.
- Li, B. Adipose tissue stromal cells transplantation in rats of acute myocardial infarction / B. Li [et al.] // Coron Artery Dis. – 2007. – Vol. 18. – P. 221–227.
- Lipinski, M.J. Impact o f intracoronary cell therapy on left ventricular function in the setting of acute myocardial infarction: a collaborative systematic review and meta-analysis of controlled clinical trials / M.J. Lipinski [et al.] // J. Am. Coli. Cardiol. – 2007. – Vol. 50. – P. 1761–1767.
- McDonald, J.I. Reprogrammable CRISPR/Cas9-based system for inducing site-specific DNA methylation / J.I. McDonald [et al.] // Biol. Open. – 2016. – Vol. 5. – P. 866–874.
- Miyahara, Y. Monolayered mesenchymal stem cells repair scarred myocardium after myocardial infarction / Y. Miyahara [et al.] // Nat Med. – 2006. – Vol. 12, № 4. – P. 459–465.
- Olson, K. Contemporary clinical immunology and serology / K. Olson, E. De Nardin. – New Jersey: Upper Saddle River, 2013. – 439 p.
- Rose, N.R. The autoimmune diseases. – fith edition / N.R. Rose, I.R. Mackay. – Philadelphia, 2018. – 1265 p.
- Schaffler, A. Concise review: Adipose Tissue derived stromal cells – basic and clinical implications for novel cell-based therapies / A. Schaffler, C. Buchler // Stem Cells. – 2007. – Vol. 25. – P. 818–827.
- Sternberg, S.H. DNA interrogation by the CRISPR RNA-guided endonuclease Cas9 / S.H. Sterberg // Nature. – 2014. – Vol. 507. – P. 62–67.
- Thakore, P.I. Highly specific epigenome editing by CRISPR-Cas9 repressors for silencing of distal regulatory elements / P.I. Thakore [et al.] // Nat. Methods. – 2015. – Vol. 12. – P. 1143–1149.
- Wu, Y. Mesenchymal stem cells enhance wound healing through differentiation and angiogenesis / Y. Wu [et al.] // Stem Cells. – 2007. – Vol. 25. – P. 2648–2659.
- Zabriskie, J.B. Essential clinical immunology / J.B. Zabriskie – N. Y., 2009. – 362 p.
- Zetsche, B. Cpf1 is a single RNA – guided endonuclease of a class 2 CRISPR-Cas system / B. Zetsche [et al.] // Cell. – 2016. – Vol. 163. – P. 759–771.
Дополнительные файлы
