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Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:
Matthias Hackl
(2009):
Analysis of Expression and Inhibition of microRNAs in CHO Cell Factories.
Diplomarbeit / Masterarbeit,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 125.
UB BOKU
obvsg
FullText
- Abstract:
- Zwei Strategien zur Verbesserung der Raum-Zeit Ausbeute von Bioprozessen sind derzeit etabliert: einerseits verbessert die Optimierung von Prozessführung und Nährmedien die Wachstumsbedingungen von Zellen, andererseits können intrinsische Eigenschaften von Zellen, wie Wachstumskapazität und spezifische Produktivität gentechnisch verbessert werden. Letzteres erfolgt durch gezielte Regulierung von Zellteilung, Zelltod oder Proteinsekretion - Zellprogramme die auch durch kleine RNA-Moleküle reguliert werden – sogenannte microRNAs. Diese 22-nt langen nicht-kodierenden RNAs, kontrollieren die Translation ihrer target mRNAs meist durch spezifische Bindung der 3‘ UTR. Da es mit über 500 bekannten microRNAs im Menschen kaum einen zellulären Mechanismus gibt, der nicht unter ihrem Einfluss steht, könnten microRNAs zur Verbesserung von Wachstum und Produktivität von Zellfabriken wie Chinese Hamster Ovary (CHO) cells verwendet werden. Das Ziel dieser Studie war es die regulierenden Eigenschaften von microRNAs in CHO zu untersuchen. Im ersten Schritt wurde mittels Illumina/Solexa Sequencing die Sequenz von 260 CHO microRNAs ermittelt. Dabei wurde die starke Konservierung von CHO miRNAs in nahen Verwandten wie Maus, Ratte aber auch Mensch deutlich. Mithilfe der Solexa-Daten war es möglich verschiedene Zelllinien hinsichtlich ihrer microRNA Expression einzuordnen, mit dem Ergebnis dass vor allem genetische Änderungen in Zellen starke Unterschiede in der globalen microRNA expression hervorrufen, verglichen mit Effekten erzielt durch Kälteschock oder small molecule enhancers (SME). Weiters gelang die Identifikation eines potenziell durch microRNA-21 regulierten anti-apoptotischen Gens, programmed cell death 4 (PDCD4). Folglich wurde der Effekt von miRNA-21 auf Wachstum, Stressresistenz und Produktivität von CHO Zellen untersucht, aber es konnten keine signifikanten Einflüsse festgestellt werden. Um weitere microRNA Kandidaten zu finden, wurde die differentielle Expression unter biotechnologisch relevanten Konditionen untersucht. Die zuvor publizierte Regulierung von microRNA-21 bei 33°C konnte dabei bestätigt werden, und die gewonnenen Daten ermöglichten ein besseres Verständnis von miRNAs in CHO und bieten gute Anhaltpunkte für die Entwicklung neuer Strategien für die Verwendung von microRNAs zur Optimierung von CHO Zellen.
- Beurteilende(r): Grillari Johannes