Бесклеточный синтез ДНК, обогащенной CpG-мотивами

Authors

  • АП Белаш Республика Беларусь
  • ИС Казловский Республика Беларусь
  • АИ Зинченко Республика Беларусь

Abstract

CpG-динуклеотид вместе с одним или двумя нуклеотидами на его 3'- и 5'-концах образует т.н. CpG-мотив. В ДНК прокариот преобладают неметилированные CpG-мотивы. В геноме позвоночных CpG-динуклеотиды встречаются в 3–4 раза реже, чем у бактерий; более того, около 70–80 % CpG-мотивов ДНК позвоночных метилировано по пятому атому углерода остатка цитозина. CpG-мотивы распознаются иммунной системой позвоночных как «сигнал тревоги», активируя врожденный и приобретенный иммунитет и во много раз усиливая ответ организма даже на слабоиммуногенные антигены [1]. Показано, что для человека наиболее эффективной нуклеотидной последовательностью является GTCGTT, а для мышей и кроликов – GACGTT. Распознавание CpG-мотивов иммунной системой позвоночных происходит путем их взаимодействия с толл-подобным рецептором 9, ген которого у человека экспрессируют В-лимфоциты и дендритные клетки [2]. CpG-ДНК стимулирует иммунокомпетентные клетки, способствуя их пролиферации, дифференцировке, хемотаксису, секреции цитокинов, высвобождению лизосомальных компонентов и образованию молекул реактивного кислорода или нитроксидсинтазы. Благодаря способности стимулировать иммунную систему позвоночных, а также усиливать иммунный ответ на антигены, ДНК, содержащая CpG-мотивы, может быть использована для лечения и профилактики таких заболеваний как астма, аллергия, некоторые виды опухолей, бактериальные и вирусные инфекции и др., а также в качестве адъюванта для ряда вакцин [3, 4]. Основным биотехнологическим методом получения CpG-мотивов является получение плазмидной ДНК (пДНК), обогащенной CpG-мотивами. Этот метод включает такие этапы, как конструирование вектора при помощи генной инженерии, встраивание полученной плазмиды в бактериальные клетки, для дальнейшей репликации необходимой последовательности. Конечный этап – наработка пДНК в препаративных количествах и ее очистка (рис. 1).

References

1. Krieg, A.M. CpG motifs in bacterial DNA and their immune effects / A.M. Krieg // Annu. Rev. Immunol. – 2002. – Vol. 20. – P. 709–760.

2. Krieg, A.M. CpG still rocks! Update on an accidental drug / A.M. Krieg // Nucleic Acid Ther. – 2012. – Vol. 22, № 2. – P. 77–89.

3. Зинченко, А.И. CpG-олигодезоксинуклеотиды и их практическое применение / А.И. Зинченко, А.С. Щеколова // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. біял. навук. – 2017. – № 4. – С. 96‒109.

4. Vaccine adjuvants: Understanding the structure and mechanism of adjuvanticity / S. Shi [et al.] // Vaccine. – 2019. – Vol. 37, № 24. – P. 3167–3178.

5. Zinchenko, A.I. Construction of plasmid enriched with immunostimulatory CpG motifs / A.I. Zinchenko, S.V. Kvach, A.S. Shchokolova // East. Eur. Sci. J. – 2014. – № 3. – P. 10–13.

Published

2020-02-02

How to Cite

Белаш, А., Казловский, И., & Зинченко, А. (2020). Бесклеточный синтез ДНК, обогащенной CpG-мотивами. Pridneprovskiy Scientific Bulletin, 6(662). Retrieved from http://www.rusnauka.com/index.php/rusnauka/article/view/1847