大腸菌からの外膜小胞内の指向タンパク質包装：設計、生産、浄化

合成生物学技術をプログラム外膜小胞（OMV）に適用することに関心が高まっているため、従来のナノ粒子が合成するのが難しすぎることが証明されているOMVの非常に興味深いユニークなアプリケーションにつながります。これまで、すべてのグラム陰性菌は、小分子、ペプチド、タンパク質、遺伝物質を含むさまざまな貨物の包装を実証するOMVを生成することが示されています。彼らの多様な貨物に基づいて、OMVは、細胞の伝達から遺伝子移動、細菌がOMVを生成していることに応じて毒性因子の送達に至るまでの多くの生物学的プロセスに関与しています。最近では、組換えタンパク質の包装を制御し、OMVに誘導するための技術の開発を通じて、幅広いアプリケーションで使用するために細菌のOMVがアクセス可能になりました。このプロトコルは、組換え酵素の全体的な産生、小胞性の増加、および酵素安定性の向上を提供する酵素パッケージOMVの生産、精製、および使用の方法を説明しています。このプロトコルの利用を成功させると、組換えタンパク質を同時に生成し、組換えタンパク質と外膜アンカータンパク質の間に合成結合を作成することにより、OMVカプセルのためにそれを指示する細菌株が生成されます。このプロトコルは、細菌培養からOMVを分離する方法、適切な取り扱い技術と、医薬品薬物送達、医療診断、環境修復などの他のユニークなアプリケーションにこのプロトコルを適応させる際に考慮すべき事柄を詳述しています。

An increasing interest in applying synthetic biology techniques to program outer membrane vesicles (OMV) are leading to some very interesting and unique applications for OMV where traditional nanoparticles are proving too difficult to synthesize. To date, all Gram-negative bacteria have been shown to produce OMV demonstrating packaging of a variety of cargo that includes small molecules, peptides, proteins and genetic material. Based on their diverse cargo, OMV are implicated in many biological processes ranging from cell-cell communication to gene transfer and delivery of virulence factors depending upon which bacteria are producing the OMV. Only recently have bacterial OMV become accessible for use across a wide range of applications through the development of techniques to control and direct packaging of recombinant proteins into OMV. This protocol describes a method for the production, purification, and use of enzyme packaged OMV providing for improved overall production of recombinant enzyme, increased vesiculation, and enhanced enzyme stability. Successful utilization of this protocol will result in the creation of a bacterial strain that simultaneously produces a recombinant protein and directs it for OMV encapsulation through creating a synthetic linkage between the recombinant protein and an outer membrane anchor protein. This protocol also details methods for isolating OMV from bacterial cultures as well as proper handling techniques and things to consider when adapting this protocol for use for other unique applications such as: pharmaceutical drug delivery, medical diagnostics, and environmental remediation.