ドキシサイクリン誘導性遺伝子発現のためのTET-ONシステム

テトラサイクリン制御されたテットオフおよびテットオン遺伝子発現システムは、基本的な生物学的研究からバイオテクノロジーおよび遺伝子治療の応用まで、多様な設定で真核細胞の遺伝子の活性を調節するために使用されます。これらのシステムは、細菌におけるテトラサイクリン耐性オペロンの活性を制御する調節要素に基づいています。テットオフシステムは、テトラサイクリン（TC）またはドキシサイクリン（DOX）のようなテトラサイクリン誘導体の投与による遺伝子発現のサイレンシングを可能にしますが、TET-ONシステムはDOXによる遺伝子発現の活性化を可能にします。元のTETシステムの初期設計と構築以来、これらの細菌由来システムは真核細胞での機能について大幅に改善されています。ここでは、DOX制御のHIV-1バリアントがどのように設計され、Tet-OnシステムのRTTA転写活性化因子成分の活性とDOX感受性を改善するために使用されたかを確認します。これらの最適化されたRTTAバリアントは、活性化に必要なDOXが少なくなります。これにより、副作用が軽減され、脳などの比較的低いDOXレベルに到達できる組織の遺伝子制御が可能になります。

The tetracycline-controlled Tet-Off and Tet-On gene expression systems are used to regulate the activity of genes in eukaryotic cells in diverse settings, varying from basic biological research to biotechnology and gene therapy applications. These systems are based on regulatory elements that control the activity of the tetracycline-resistance operon in bacteria. The Tet-Off system allows silencing of gene expression by administration of tetracycline (Tc) or tetracycline-derivatives like doxycycline (dox), whereas the Tet-On system allows activation of gene expression by dox. Since the initial design and construction of the original Tet-system, these bacterium-derived systems have been significantly improved for their function in eukaryotic cells. We here review how a dox-controlled HIV-1 variant was designed and used to greatly improve the activity and dox-sensitivity of the rtTA transcriptional activator component of the Tet-On system. These optimized rtTA variants require less dox for activation, which will reduce side effects and allow gene control in tissues where a relatively low dox level can be reached, such as the brain.