Quelltext der Seite CMV-Promotor

{{Infobox Nukleinsäure
| Bild            = 
| Bildlegende     = 
| Sequenz         = 
| Name            = 
| Freiname        = 
| Andere Namen    = * human CMV major immediate-early promoter
* CMV-MIE-Promotor
* CMV-immediate/early-1-Promotor
| GenBank         = HI463067
| CAS             = <!-- {{CASRN| }} -->
| PubChem         =
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| PDB             = <!-- {{PDB2|1YY1}}, {{PDB2|ABCD}} -->
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| ATC-Code        = <!-- {{ATC|X99|XX99}} -->
| Wirkstoffgruppe = 
| Mechanismus     = 
| Wikidata        = 
| Grösse          = 587 [[Basenpaar]]e
| Struktur        = [[Promotor (Genetik)|Promotor]]
| Restriktion     = NdeI (-334), BmrI (-279), BtgZI (-234), BsaAI - SnaBI (-228), BtgI - StyI - NcoI (-208), MslI (-203), BanI (-103), EciI (-72)
| Taxon           = [[Zytomegalievirus]]
}}
'''CMV-Promotor''' (auch ''CMV-MIE-Promotor'', verkürzt von {{enS|human CMV major immediate-early promoter}}) bezeichnet einen [[Promotor (Genetik)|Promotor]] von manchen [[Gen]]en des humanen [[Zytomegalievirus]] (CMV, auch humanes Herpesvirus 5). Er ist einer der meistverwendeten Promotoren in [[Expressionsvektor]]en,<ref name="PMID31380464">S. Bäck, A. Dossat, I. Parkkinen, P. Koivula, M. Airavaara, C. T. Richie, Y. H. Chen, Y. Wang, B. K. Harvey: ''Neuronal Activation Stimulates Cytomegalovirus Promoter-Driven Transgene Expression.'' In: ''Molecular therapy. Methods & clinical development.'' Band 14, September 2019, S.&nbsp;180–188, {{DOI|10.1016/j.omtm.2019.06.006}}, PMID 31380464, {{PMC|6661544}}.</ref> neben dem [[CAG-Promotor]] und dem [[EF1α-Promotor]].

== Eigenschaften ==
Der CMV-Promotor besitzt eine Länge von etwa 550 [[Basenpaare]]n [[DNA]], von denen die letzten circa 67 Basenpaare vor dem [[Startcodon]] essentiell sind, während die ihnen 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)|Zellen]] die [[Genexpression]] der ''Major Immediate/Early''-Gene des Virus. 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 [[mRNA]] und in Folge 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. Eine Überexpression unter Kontrolle des CMV-Promotors erfolgt auch in Zellen von Vögeln (Wachtel), Amphibien (''[[Xenopus laevis]]''), Insekten (''[[Drosophila melanogaster]]'') und manchen Hefen (''[[Schizosaccharomyces pombe]]'', nicht aber in ''[[Saccharomyces cerevisiae]]'').

== Zelltypabhängigkeit ==
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|HEK 293T-]] 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>

== Störfaktoren==
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> Bei manchen rekombinanten Proteinen 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>

== Varianten ==
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>

== Geschichte ==
Der CMV-Promotor wurde erstmals 1984 von D. R. Thomsen und Kollegen publiziert.<ref name="PMID6322160">D. R. Thomsen, R. M. Stenberg, W. F. Goins, M. F. Stinski: ''Promoter-regulatory region of the major immediate early gene of human cytomegalovirus.'' In: ''[[Proceedings of the National Academy of Sciences]].'' Band 81, Nummer 3, Februar 1984, S.&nbsp;659–663, {{DOI|10.1073/pnas.81.3.659}}, PMID 6322160, {{PMC|344894}}.</ref> Im Jahr 1986 wurde er erstmals von M. K. Foecking und H. Hofstetter in einem Expressionsvektor für Säugerzellen verwendet.<ref name="PMID3023199">M. K. Foecking, H. Hofstetter: ''Powerful and versatile enhancer-promoter unit for mammalian expression vectors.'' In: ''Gene.'' Band 45, Nummer 1, 1986, S.&nbsp;101–105, {{DOI|10.1016/0378-1119(86)90137-x}}, PMID 3023199.</ref>

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Nukleinsäure-Methode]]
[[Kategorie:Desoxyribonukleinsäure]]