GENE PREDICTION IN HETEROLOGOUS PROTEIN EXPRESSION OF CHO-DG44 CELLS USING SYSTEMS BIOLOGY TOOLS AND IN VITRO ASSAYS
پیشبینی ژنهای دخیل در بیان پروتئینهای هترولوگ سلولهای CHO-DG44 با استفاده از رویکرد سیستم بیولوژی و آزمایشهای in vitro
[Dissertation]
LAMIN SILLAH
لامین صیلاح
Tehran University of Medical Sciences, Faculty of Medicine
2021
74p
2021
Masters
Medical biotechnology
18
Aim and ObjectivePrediction of essential genes involved in heterologous protein expression of CHO cell using Mouse genome microRNA databases as well as determining the natural expression level of predicted candidate genes in different stages of CHO-DG44 batch suspension culture via SYBR green RT-qPCR assay.Method A theoretical part of the study was designed using a systems biology approach which consisted of explore the literature on CHO-DG44, a differential expression miRNA based on array databases, microRNA databases, string databases and Cytoscape plugins to predict essential candidate genes. This was followed by the second phase using SYBR green quantitative real-time polymerase chain reactions approached to gather data, analyzed main objectives, specific objectives and answer research questions.Results We identified ten candidate genes CAT, MAPK3, DDX5, HDAC5, CDK2, CDK4, SKP2, CFL2, RAD54L and PSME3 out of 1630 genes with the aid of established microRNA databases of the mouse genome (miwalkv2.0, miRecordv2013 and Mitarbasev7.0), Cytoscape plugins such as (Cytohubba, Bingo and MCODE) which could potentially enhance recombinant therapeutic proteins production in CHO-DG44 cell lines. The results showed 60% of the genes (which selected by a systems biology approach) were stably expressed in the cell cycle as SYBR green real-time polymerase chain reaction revealed.ConclusionThese result revealed that the predicted candidate genes by systems biology were further validated by in vitro assays may be potential genes for enhancement of recombinant protein in the Chinese hamster cell line (CHO-DG44) during protein production in the cellular and secretory pathway processes
هدف: هدف از این پایان نامه، پیشبینی ژنهای دخیل در بیان پروتئینهای هترولوگ سلولهای CHO با استفاده از رویکرد سیستم بیولوژی میباشد. برای این منظور، از پایگاههای داده مربوط به microRNA ژنوم موش استفاده شد و همچنین، بیان طبیعی ژنهای کاندید پیشبینی شده، در مراحل مختلف کشت بچ(Batch) و به صورت سوسپانسیون سلولهای CHO-DG44، با استفاده از تکنیک SYBR Green RT-qPCR مورد بررسی قرار گرفت.روش کار: رویکرد مطالعه در طراحی آزمایش بر پایه سیستم بیولوژی بود. بدین صورا که ابتدا با استفاده از اطلاعات مقالاتی که روی CHO-DG44 کار کرده بودند، miRNA های مهم در این سل لاین استخراج گردید و سپس، با استفاده از پایگاههای دادهای miRNA-Gene، ژنهای مرتبط با آنها بدست آمد و شبکه ژنی با استفاده از پایگاه دادهی STRING ساخته شد و با آنالیزهای ساختاری برپایه نرمافزار Cytoscape، ژنهای اصلی کاندید شدند. به دنبال آن، در فاز بعدی، از روش SYBR Green quantitative real-time polymerase chain reaction استفاده شد، تا دادههای لازم را جهت آنالیز اهداف اصلی و اختصاصی جمع کنیم و به سوالات پژوهشی پاسخ دهیم.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که ژن های پیشبینی شده که از روی مطالعات سیستمی ارائه گردیدند، ژنهای بالقوهای جهت افزایش تولید پروتئینهای نوترکیب در فرایند مسیرهای سلولی و ترشحی رده سلولی تخمدان همستر چینی (CHO-DG44) به حساب می آیند.