„CMV-Promotor“ – Versionsunterschied

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== Eigenschaften ==
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Der CMV-Promotor besitzt eine Länge von etwa 550 [[Basenpaare]] [[DNA]], von denen die letzten circa 67 Basenpaare essentiell sind, während die vorangehende [[DNA-Sequenz]] die Genexpression stark erhöht.<ref name="PMID15542631">H. Isomura, T. Tsurumi, M. F. Stinski: ''Role of the proximal enhancer of the major immediate-early promoter in human cytomegalovirus replication.'' In: ''[[Journal of Virology]].'' Band 78, Nummer 23, Dezember 2004, S.&nbsp;12788–12799, {{DOI|10.1128/JVI.78.23.12788-12799.2004}}, PMID 15542631, {{PMC|525030}}.</ref> Er steuert in Zytomegalievirus-infizierten [[Zelle (Biologie)|Zelle]] die [[Genexpression]] der ''Major Immediate/Early''-Gene. Er erzeugt dabei im Vergleich zu Promotoren der Gene der Wirtszelle größere Mengen an [[Protein]]en. Dadurch können ebenso dem CMV-Promotor gentechnisch nachgeschaltete [[Transgen]]e verstärkt abgelesen werden, wodurch mehr [[Rekombinantes Protein|rekombinante Proteine]] erzeugt werden. Er führt zu einer [[konstitutive Genexpression|konstitutiven Genexpression]] von relativ großen Mengen an Proteinen ([[Überexpression]]) und wird daher vor allem für die Produktion verschiedener rekombinanter Proteine in [[Zellkultur]]en von Säugetier-[[Zelllinie]]n verwendet.
Der CMV-Promotor besitzt eine Länge von etwa 550 [[Basenpaare]] [[DNA]], von denen die letzten circa 67 Basenpaare essentiell sind, während die vorangehende [[DNA-Sequenz]] die Genexpression stark erhöht.<ref name="PMID15542631">H. Isomura, T. Tsurumi, M. F. Stinski: ''Role of the proximal enhancer of the major immediate-early promoter in human cytomegalovirus replication.'' In: ''[[Journal of Virology]].'' Band 78, Nummer 23, Dezember 2004, S.&nbsp;12788–12799, {{DOI|10.1128/JVI.78.23.12788-12799.2004}}, PMID 15542631, {{PMC|525030}}.</ref> Er steuert in Zytomegalievirus-infizierten [[Zelle (Biologie)|Zelle]] die [[Genexpression]] der ''Major Immediate/Early''-Gene. Er erzeugt dabei im Vergleich zu Promotoren der Gene der Wirtszelle größere Mengen an [[Protein]]en. Dadurch können ebenso dem CMV-Promotor gentechnisch nachgeschaltete [[Transgen]]e verstärkt abgelesen werden, wodurch mehr [[Rekombinantes Protein|rekombinante Proteine]] erzeugt werden. Er führt zu einer [[konstitutive Genexpression|konstitutiven Genexpression]] von relativ großen Mengen an Proteinen ([[Überexpression]]) und wird daher vor allem für die Produktion verschiedener rekombinanter Proteine in [[Zellkultur]]en von Säugetier-[[Zelllinie]]n oder -Primärzellen (inkl. [[Stammzelle]]n)<ref name="PMID16845998">K. M. Barrow, F. M. Perez-Campo, C. M. Ward: ''Use of the cytomegalovirus promoter for transient and stable transgene expression in mouse embryonic stem cells.'' In: ''Methods in molecular biology.'' Band 329, 2006, S.&nbsp;283–294, {{DOI|10.1385/1-59745-037-5:283}}, PMID 16845998.</ref> verwendet.


Die Genexpression unter der Kontrolle des CMV-Promotors kann sich zwischen verschiedenen Zelllinien stark unterscheiden, im Gegensatz zum EF1A- oder CAGG-Promotor.<ref name="Qin">J. Y. Qin, L. Zhang, K. L. Clift, I. Hulur, A. P. Xiang, B. Z. Ren, B. T. Lahn: ''Systematic comparison of constitutive promoters and the doxycycline-inducible promoter.'' In: ''[[PLOS ONE]].'' Band 5, Nummer 5, Mai 2010, S.&nbsp;e10611, {{DOI|10.1371/journal.pone.0010611}}, PMID 20485554, {{PMC|2868906}}.</ref> In [[HEK-Zellen]] und [[CMMT-Zellen]] führt er zu einer starken Genexpression, während er in [[MRC-5]]-Zellen und in [[mesenchym]]alen [[Stammzelle]]n der Ratte eine schwache Expression erzeugt.<ref name="Qin" /> In [[CHO-Zellen]] kann ein [[CHEF-1-Promotor]] höhere Ausbeuten an rekombinanten [[Antikörper]]n erzeugen,<ref name="PMID29023479">S. Ebadat, S. Ahmadi, M. Ahmadi, F. Nematpour, F. Barkhordari, R. Mahdian, F. Davami, F. Mahboudi: ''Evaluating the efficiency of CHEF and CMV promoter with IRES and Furin/2A linker sequences for monoclonal antibody expression in CHO cells.'' In: ''[[PLOS ONE]].'' Band 12, Nummer 10, 2017, S.&nbsp;e0185967, {{DOI|10.1371/journal.pone.0185967}}, PMID 29023479, {{PMC|5638317}}.</ref> ebenso wie ein [[CKM-Promotor]] In [[Myozyt]]en der Maus.<ref name="PMID8727010">R. J. Bartlett, S. L. Secore, J. T. Singer, M. Bodo, K. Sharma, C. Ricordi: ''Long-term expression of a fluorescent reporter gene via direct injection of plasmid vector into mouse skeletal muscle: comparison of human creatine kinase and CMV promoter expression levels in vivo.'' In: ''Cell transplantation.'' Band 5, Nummer 3, 1996, S.&nbsp;411–419, {{DOI|10.1177/096368979600500308}}, PMID 8727010.</ref> Bei manchen rekombinanten Proteine werden [[Signalsequenz]]en verwendet, die sich auf die Stärke der Genexpression unter Kontrolle des CMV-Promotors auswirken.<ref name="PMID27725209">R. Román, J. Miret, F. Scalia, A. Casablancas, M. Lecina, J. J. Cairó: ''Enhancing heterologous protein expression and secretion in HEK293 cells by means of combination of CMV promoter and IFNα2 signal peptide.'' In: ''Journal of biotechnology.'' Band 239, Dezember 2016, S.&nbsp;57–60, {{DOI|10.1016/j.jbiotec.2016.10.005}}, PMID 27725209.</ref> Bei gleichzeitiger Überexpression mit anderen Genen kann eine Hemmung oder eine Aktivierung des CMV-Promotors auftreten.<ref name="PMID23376463">M. Rodova, R. Jayini, R. Singasani, E. Chipps, M. R. Islam: ''CMV promoter is repressed by p53 and activated by JNK pathway.'' In: ''Plasmid.'' Band 69, Nummer 3, Mai 2013, S.&nbsp;223–230, {{DOI|10.1016/j.plasmid.2013.01.004}}, PMID 23376463, {{PMC|3650106}}.</ref> Die Rezeptor-bindende [[Proteindomäne]] (RBD) des [[Spike-Glykoprotein von SARS-CoV-2|Spike-Glykoproteins von SARS-CoV-2]] kann nicht unter der Kontrolle des CMV-Promotors exprimiert werden, aber unter der des [[Chicken-β-Actin-Promotor]]s oder des [[Vaccinia-Virus-specific-medium/late-Promotor]]s.<ref name="PMID33711560">L. Xie, K. Yi, Y. Li: ''SARS_CoV2 RBD gene transcription cannot be driven by CMV promoter.'' In: ''Virology.'' Band 558, Juni 2021, S.&nbsp;22–27, {{DOI|10.1016/j.virol.2021.02.010}}, PMID 33711560, {{PMC|7934794}}.</ref> In [[HeLa-Zellen|HeLa]]- und HEK-293T-Zellen wird der CMV-Promotor in Anwesenheit des [[Baculovirus]]-Promotors OpIE2 gehemmt.<ref name="PMID33667607">A. Aladdin, N. Sahly, R. Faty, M. M. Youssef, T. Z. Salem: ''The baculovirus promoter OpIE2 sequence has inhibitory effect on the activity of the cytomegalovirus (CMV) promoter in HeLa and HEK-293 T cells.'' In: ''Gene.'' Band 781, Mai 2021, S.&nbsp;145541, {{DOI|10.1016/j.gene.2021.145541}}, PMID 33667607.</ref>
Die Genexpression unter der Kontrolle des CMV-Promotors kann sich zwischen verschiedenen Zelllinien stark unterscheiden, im Gegensatz zum EF1A- oder CAGG-Promotor.<ref name="Qin">J. Y. Qin, L. Zhang, K. L. Clift, I. Hulur, A. P. Xiang, B. Z. Ren, B. T. Lahn: ''Systematic comparison of constitutive promoters and the doxycycline-inducible promoter.'' In: ''[[PLOS ONE]].'' Band 5, Nummer 5, Mai 2010, S.&nbsp;e10611, {{DOI|10.1371/journal.pone.0010611}}, PMID 20485554, {{PMC|2868906}}.</ref> In [[HEK-Zellen]] und [[CMMT-Zellen]] führt er zu einer starken Genexpression, während er in [[MRC-5]]-Zellen und in [[mesenchym]]alen Stammzellen der Ratte eine schwache Expression erzeugt.<ref name="Qin" /> In [[CHO-Zellen]] kann ein [[CHEF-1-Promotor]] höhere Ausbeuten an rekombinanten [[Antikörper]]n erzeugen,<ref name="PMID29023479">S. Ebadat, S. Ahmadi, M. Ahmadi, F. Nematpour, F. Barkhordari, R. Mahdian, F. Davami, F. Mahboudi: ''Evaluating the efficiency of CHEF and CMV promoter with IRES and Furin/2A linker sequences for monoclonal antibody expression in CHO cells.'' In: ''[[PLOS ONE]].'' Band 12, Nummer 10, 2017, S.&nbsp;e0185967, {{DOI|10.1371/journal.pone.0185967}}, PMID 29023479, {{PMC|5638317}}.</ref> ebenso wie ein [[CKM-Promotor]] In [[Myozyt]]en der Maus.<ref name="PMID8727010">R. J. Bartlett, S. L. Secore, J. T. Singer, M. Bodo, K. Sharma, C. Ricordi: ''Long-term expression of a fluorescent reporter gene via direct injection of plasmid vector into mouse skeletal muscle: comparison of human creatine kinase and CMV promoter expression levels in vivo.'' In: ''Cell transplantation.'' Band 5, Nummer 3, 1996, S.&nbsp;411–419, {{DOI|10.1177/096368979600500308}}, PMID 8727010.</ref> Bei manchen rekombinanten Proteine werden [[Signalsequenz]]en verwendet, die sich auf die Stärke der Genexpression unter Kontrolle des CMV-Promotors auswirken.<ref name="PMID27725209">R. Román, J. Miret, F. Scalia, A. Casablancas, M. Lecina, J. J. Cairó: ''Enhancing heterologous protein expression and secretion in HEK293 cells by means of combination of CMV promoter and IFNα2 signal peptide.'' In: ''Journal of biotechnology.'' Band 239, Dezember 2016, S.&nbsp;57–60, {{DOI|10.1016/j.jbiotec.2016.10.005}}, PMID 27725209.</ref> Bei gleichzeitiger Überexpression mit anderen Genen kann eine Hemmung oder eine Aktivierung des CMV-Promotors auftreten.<ref name="PMID23376463">M. Rodova, R. Jayini, R. Singasani, E. Chipps, M. R. Islam: ''CMV promoter is repressed by p53 and activated by JNK pathway.'' In: ''Plasmid.'' Band 69, Nummer 3, Mai 2013, S.&nbsp;223–230, {{DOI|10.1016/j.plasmid.2013.01.004}}, PMID 23376463, {{PMC|3650106}}.</ref> Die Rezeptor-bindende [[Proteindomäne]] (RBD) des [[Spike-Glykoprotein von SARS-CoV-2|Spike-Glykoproteins von SARS-CoV-2]] kann nicht unter der Kontrolle des CMV-Promotors exprimiert werden, aber unter der des [[Chicken-β-Actin-Promotor]]s oder des [[Vaccinia-Virus-specific-medium/late-Promotor]]s.<ref name="PMID33711560">L. Xie, K. Yi, Y. Li: ''SARS_CoV2 RBD gene transcription cannot be driven by CMV promoter.'' In: ''Virology.'' Band 558, Juni 2021, S.&nbsp;22–27, {{DOI|10.1016/j.virol.2021.02.010}}, PMID 33711560, {{PMC|7934794}}.</ref> In [[HeLa-Zellen|HeLa]]- und HEK-293T-Zellen wird der CMV-Promotor in Anwesenheit des [[Baculovirus]]-Promotors OpIE2 gehemmt.<ref name="PMID33667607">A. Aladdin, N. Sahly, R. Faty, M. M. Youssef, T. Z. Salem: ''The baculovirus promoter OpIE2 sequence has inhibitory effect on the activity of the cytomegalovirus (CMV) promoter in HeLa and HEK-293 T cells.'' In: ''Gene.'' Band 781, Mai 2021, S.&nbsp;145541, {{DOI|10.1016/j.gene.2021.145541}}, PMID 33667607.</ref>


Verschiedene [[Mutante]]n des CMV-Promotors wurden entwickelt: zur Erhöhung der Proteinausbeute<ref name="PMID35482470">Y. B. Johari, J. M. Scarrott, T. H. Pohle, P. Liu, A. Mayer, A. J. Brown, D. C. James: ''Engineering of the CMV promoter for controlled expression of recombinant genes in HEK293 cells.'' In: ''Biotechnology journal.'' Band 17, Nummer 8, August 2022, S.&nbsp;e2200062, {{DOI|10.1002/biot.202200062}}, PMID 35482470.</ref> oder zur Verlängerung der Genexpressionsdauer.<ref name="PMID26581326">B. Moritz, P. B. Becker, U. Göpfert: ''CMV promoter mutants with a reduced propensity to productivity loss in CHO cells.'' In: ''[[Scientific Reports]].'' Band 5, November 2015, S.&nbsp;16952, {{DOI|10.1038/srep16952}}, PMID 26581326, {{PMC|4652263}}.</ref><ref name="PMID24789630">. Mariati, J. H. Yeo, E. Y. Koh, S. C. Ho, Y. Yang: ''Insertion of core CpG island element into human CMV promoter for enhancing recombinant protein expression stability in CHO cells.'' In: ''Biotechnology progress.'' Band 30, Nummer 3, 2014, S.&nbsp;523–534, {{DOI|10.1002/btpr.1919}}, PMID 24789630.</ref>
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Version vom 23. August 2023, 00:01 Uhr

Nukleinsäure
Name CMV-Promotor
Identifikatoren
GenBank

HI463067

Eigenschaften
Größe

587 Basenpaare

Struktur

Promotor

Taxon

Zytomegalievirus

CMV-Promotor (auch CMV-MIE-Promotor, verkürzt von englisch human CMV major immediate-early promoter) bezeichnet einen Promotor von manchen Genen des humanen Zytomegalievirus (CMV, auch humanes Herpesvirus 5). Er ist neben dem CAG-Promotor einer der meistverwendeten Promotoren in Expressionsvektoren.

Eigenschaften

Der CMV-Promotor besitzt eine Länge von etwa 550 Basenpaare DNA, von denen die letzten circa 67 Basenpaare essentiell sind, während die vorangehende DNA-Sequenz die Genexpression stark erhöht.[1] Er steuert in Zytomegalievirus-infizierten Zelle die Genexpression der Major Immediate/Early-Gene. Er erzeugt dabei im Vergleich zu Promotoren der Gene der Wirtszelle größere Mengen an Proteinen. Dadurch können ebenso dem CMV-Promotor gentechnisch nachgeschaltete Transgene verstärkt abgelesen werden, wodurch mehr rekombinante Proteine erzeugt werden. Er führt zu einer konstitutiven Genexpression von relativ großen Mengen an Proteinen (Überexpression) und wird daher vor allem für die Produktion verschiedener rekombinanter Proteine in Zellkulturen von Säugetier-Zelllinien oder -Primärzellen (inkl. Stammzellen)[2] verwendet.

Die Genexpression unter der Kontrolle des CMV-Promotors kann sich zwischen verschiedenen Zelllinien stark unterscheiden, im Gegensatz zum EF1A- oder CAGG-Promotor.[3] In HEK-Zellen und CMMT-Zellen führt er zu einer starken Genexpression, während er in MRC-5-Zellen und in mesenchymalen Stammzellen der Ratte eine schwache Expression erzeugt.[3] In CHO-Zellen kann ein CHEF-1-Promotor höhere Ausbeuten an rekombinanten Antikörpern erzeugen,[4] ebenso wie ein CKM-Promotor In Myozyten der Maus.[5] Bei manchen rekombinanten Proteine werden Signalsequenzen verwendet, die sich auf die Stärke der Genexpression unter Kontrolle des CMV-Promotors auswirken.[6] Bei gleichzeitiger Überexpression mit anderen Genen kann eine Hemmung oder eine Aktivierung des CMV-Promotors auftreten.[7] Die Rezeptor-bindende Proteindomäne (RBD) des Spike-Glykoproteins von SARS-CoV-2 kann nicht unter der Kontrolle des CMV-Promotors exprimiert werden, aber unter der des Chicken-β-Actin-Promotors oder des Vaccinia-Virus-specific-medium/late-Promotors.[8] In HeLa- und HEK-293T-Zellen wird der CMV-Promotor in Anwesenheit des Baculovirus-Promotors OpIE2 gehemmt.[9]

Verschiedene Mutanten des CMV-Promotors wurden entwickelt: zur Erhöhung der Proteinausbeute[10] oder zur Verlängerung der Genexpressionsdauer.[11][12]

Eigenschaften

  1. ↑ H. Isomura, T. Tsurumi, M. F. Stinski: Role of the proximal enhancer of the major immediate-early promoter in human cytomegalovirus replication. In: Journal of Virology. Band 78, Nummer 23, Dezember 2004, S. 12788–12799, doi:10.1128/JVI.78.23.12788-12799.2004, PMID 15542631, PMC 525030 (freier Volltext).
  2. ↑ K. M. Barrow, F. M. Perez-Campo, C. M. Ward: Use of the cytomegalovirus promoter for transient and stable transgene expression in mouse embryonic stem cells. In: Methods in molecular biology. Band 329, 2006, S. 283–294, doi:10.1385/1-59745-037-5:283, PMID 16845998.
  3. ↑ a b J. Y. Qin, L. Zhang, K. L. Clift, I. Hulur, A. P. Xiang, B. Z. Ren, B. T. Lahn: Systematic comparison of constitutive promoters and the doxycycline-inducible promoter. In: PLOS ONE. Band 5, Nummer 5, Mai 2010, S. e10611, doi:10.1371/journal.pone.0010611, PMID 20485554, PMC 2868906 (freier Volltext).
  4. ↑ S. Ebadat, S. Ahmadi, M. Ahmadi, F. Nematpour, F. Barkhordari, R. Mahdian, F. Davami, F. Mahboudi: Evaluating the efficiency of CHEF and CMV promoter with IRES and Furin/2A linker sequences for monoclonal antibody expression in CHO cells. In: PLOS ONE. Band 12, Nummer 10, 2017, S. e0185967, doi:10.1371/journal.pone.0185967, PMID 29023479, PMC 5638317 (freier Volltext).
  5. ↑ R. J. Bartlett, S. L. Secore, J. T. Singer, M. Bodo, K. Sharma, C. Ricordi: Long-term expression of a fluorescent reporter gene via direct injection of plasmid vector into mouse skeletal muscle: comparison of human creatine kinase and CMV promoter expression levels in vivo. In: Cell transplantation. Band 5, Nummer 3, 1996, S. 411–419, doi:10.1177/096368979600500308, PMID 8727010.
  6. ↑ R. Román, J. Miret, F. Scalia, A. Casablancas, M. Lecina, J. J. Cairó: Enhancing heterologous protein expression and secretion in HEK293 cells by means of combination of CMV promoter and IFNα2 signal peptide. In: Journal of biotechnology. Band 239, Dezember 2016, S. 57–60, doi:10.1016/j.jbiotec.2016.10.005, PMID 27725209.
  7. ↑ M. Rodova, R. Jayini, R. Singasani, E. Chipps, M. R. Islam: CMV promoter is repressed by p53 and activated by JNK pathway. In: Plasmid. Band 69, Nummer 3, Mai 2013, S. 223–230, doi:10.1016/j.plasmid.2013.01.004, PMID 23376463, PMC 3650106 (freier Volltext).
  8. ↑ L. Xie, K. Yi, Y. Li: SARS_CoV2 RBD gene transcription cannot be driven by CMV promoter. In: Virology. Band 558, Juni 2021, S. 22–27, doi:10.1016/j.virol.2021.02.010, PMID 33711560, PMC 7934794 (freier Volltext).
  9. ↑ A. Aladdin, N. Sahly, R. Faty, M. M. Youssef, T. Z. Salem: The baculovirus promoter OpIE2 sequence has inhibitory effect on the activity of the cytomegalovirus (CMV) promoter in HeLa and HEK-293 T cells. In: Gene. Band 781, Mai 2021, S. 145541, doi:10.1016/j.gene.2021.145541, PMID 33667607.
  10. ↑ Y. B. Johari, J. M. Scarrott, T. H. Pohle, P. Liu, A. Mayer, A. J. Brown, D. C. James: Engineering of the CMV promoter for controlled expression of recombinant genes in HEK293 cells. In: Biotechnology journal. Band 17, Nummer 8, August 2022, S. e2200062, doi:10.1002/biot.202200062, PMID 35482470.
  11. ↑ B. Moritz, P. B. Becker, U. Göpfert: CMV promoter mutants with a reduced propensity to productivity loss in CHO cells. In: Scientific Reports. Band 5, November 2015, S. 16952, doi:10.1038/srep16952, PMID 26581326, PMC 4652263 (freier Volltext).
  12. ↑ . Mariati, J. H. Yeo, E. Y. Koh, S. C. Ho, Y. Yang: Insertion of core CpG island element into human CMV promoter for enhancing recombinant protein expression stability in CHO cells. In: Biotechnology progress. Band 30, Nummer 3, 2014, S. 523–534, doi:10.1002/btpr.1919, PMID 24789630.
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