خلايا COS-1: العمود الفقري في دراسات التعبير الجيني

سلسلة الخلايا COS-1 هي خلايا شبيهة بالخلايا الليفية تنشأ من أنسجة الكلى لدى القرود، ويستخدمها الباحثون بشكل متكرر لدراسة فيروس القرود SV40. هذه الخلايا سهلة التحويل الجيني، وغالبًا ما تُستخدم لإنتاج بروتينات مُعاد تجميعها لمختلف التجارب في مجالات الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية وبيولوجيا الخلية.

سلسلة خلايا COS-1: الأصل والمعلومات العامة.

قبل البدء في أي عمل مع خط خلوي، من الضروري أن يكون لديك فهم أساسي لخط الخلايا نفسه. ويشمل ذلك معلومات مثل أصل الخلايا، وكيفية عزلها، وخصائصها. في هذا القسم، سنتعمق في أساسيات خلايا COS-1.

ما هو خط الخلايا COS-1؟

يتكون خط الخلايا COS-1 من خلايا شبيهة بالخلايا الليفية التي أنشأها J.W.F. Cowell وزملاؤه لأول مرة في عام 1981. تم إنتاج هذه الخلايا عن طريق تحويل خط خلايا ظهارية لقرد أخضر يُعرف باسم CV-1 باستخدام شكل متحور من فيروس Simian Virus SV40. بعد ذلك، تم توصيف خط الخلايا COS-1 الذي تم إنشاؤه بدقة لاستعادة منطقة جينوم SV40 التي تم حذفها سابقًا من أصل التكاثر. تعبر هذه الخلايا عن مستضدات T الكبيرة والبروتينات الأخرى اللازمة لتكاثر الجينومات الدائرية، مثل البلازميدات بشكل صحيح.

Chlorocebus aethiops (القرد الأخضر الأفريقي)

تتميز خلايا COS-1 بشكل يشبه الخلايا الليفية وتلتصق بالأسطح، حيث تنتشر على شكل طبقة أحادية. لا توجد حاليًا أي متغيرات جينية معروفة لسلالة الخلايا COS-1. ومع ذلك، فإن سلالة الخلايا ذات الصلة COS-7 نشأت أيضًا من خلايا CV-1 وتظهر خصائص مشابهة.

إيجابيات وسلبيات خلايا COS-1

يتميز خط الخلايا COS-1 بمزايا وقيود فريدة، سنناقشها أدناه.

المزايا

• قابلية التحويل الجيني: يمكن تحويل خط الخلايا COS-1 بسهولة باستخدام طرق مختلفة، بما في ذلك الطرق الفيزيائية والكيميائية.
• إنتاج الفيروسات البطيئة: خط الخلايا COS-1 هو مضيف تغليف مناسب لإنتاج جزيئات فيروس بطيء مؤتلف عالية الجودة دون خطوات تنقية إضافية. تلتصق هذه الخلايا بقوة بالأسطح البلاستيكية، مما يمنع تلوث سوائل التحويل الجيني التي تحتوي على جزيئات فيروسية [1].
• التعبير الجيني: يستخدم خط الخلايا COS-1 على نطاق واسع في دراسات تحليل التعبير المؤقت والمستقر، حيث ينتج العديد من البروتينات المؤتلفة عبر التحويل الجيني باستخدام البلازميدات الدائرية التي تحتوي على أصل تكاثر SV40 [2].

القيود

• سلسلة خلايا غير بشرية: نظرًا لأن خلايا COS-1 تنشأ من الرئيسيات غير البشرية، فإن البروتينات المؤتلفة التي تنتجها هذه السلسلة الخلوية مناسبة فقط للتجارب المختبرية ولا يمكن التوصية باستخدامها على البشر.

التطبيقات البحثية لخلايا COS-1

أحد أهم الاعتبارات عند مناقشة خط الخلايا هو تطبيقاته البحثية. سيستكشف هذا القسم أبرز التطبيقات البحثية لخلايا COS-1.

• إنتاج البروتينات المؤتلفة: تُستخدم سلالة الخلايا COS-1 على نطاق واسع لإنتاج البروتينات المؤتلفة من خلال نقل مؤقت أو مستقر للناقلات الدائرية التي تحتوي على أصل تكاثر SV40. في دراسة حديثة، استخدم علماء الأحياء خط الخلايا COS-1 لإنتاج الغونادوتروبين المشيمي الحصاني، وهو هرمون تناسلي مُعاد التركيب يستخدم في التطبيقات التناسلية [3]. وبالمثل، استخدمت دراسة أخرى خلايا COS-1 لإنتاج جسم مضاد أحادي النسيلة مُعاد التركيب ومُعدّل جينياً من الدجاج ضد نوع معين من فيروس الإنفلونزا [4].
• إنتاج جزيئات شبيهة بالفيروسات: تعمل خلايا COS-1 كمضيفات تعبئة لإنتاج فيروسات لينتية عالية الجودة ويمكن استخدامها لتوليد لقاحات فيروسية. استخدمت إحدى الدراسات خط الخلايا COS-1 لإنتاج جزيئات شبيهة بفيروس حمى الضنك غير معدية ولكنها عالية المناعة، وهي مرشحة لتكون لقاحات فعالة [5].

4. خلايا COS-1: المنشورات

بعض المنشورات البارزة حول خلايا COS-1 هي:

• إنتاج وتنقية جزيئات شبيهة بفيروس حمى الضنك من خلايا COS-1: يشرح هذا المنشور في Bio-Protocol استخدام خلايا COS-1 لإنتاج جزيئات شبيهة بفيروس حمى الضنك عالية المناعة.
• تحليل التعبير عن الغونادوتروبين المشيمي الحصاني المؤتلف في ثلاثة أنظمة مضيفة - E. coli BL21C، محلول خلايا الحشرات Sf وخلايا الثدييات COS-1: في هذه الدراسة، قارن الباحثون إنتاج وتعديل ما بعد الترجمة لهرمون تناسلي مُعاد تجميعه، مثل الغونادوتروبين المشيمي الحصاني، في أنظمة تعبير مختلفة بما في ذلك خلايا الثدييات COS-1.
• دراسة الجسيمات الشبيهة بفيروسات الفلافي التي تنقلها القراد كنظام توصيل للعلاج الجيني: استخدمت هذه الدراسة خلايا COS-1 لإنتاج جسيمات شبيهة بفيروس التهاب الدماغ الذي ينقله القراد (TBEV). يُقترح استخدام هذه الجسيمات كناقل لتوصيل الريبليكونات المطلوبة (أي الجينات العلاجية).
• توليد جسم مضاد أحادي النسيلة مُعاد تجميعه ومُعدّل ليتناسب مع الدجاج ضد إنزيم النيورامينيداز لفيروس إنفلونزا الطيور H9N2: استخدمت هذه المقالة المنشورة في مجلة AMB Express خلايا COS-1 لإنتاج أجسام مضادة أحادية النسيلة مُعاد تجميعها ومُعدلة لتناسب الدجاج ضد إنزيم النيورامينيداز لفيروس إنفلونزا الطيور من النوع H9N2.
• إذابة قنوات Kv البشرية المعبر عنها في خلايا الثدييات بدون استخدام المنظفات: في هذه الدراسة، تم استخدام خط خلايا الثدييات COS-1 للتعبير عن قنوات Kv البشرية لإجراء بعض تجارب الإذابة.

خلايا COS-1 عند مستويات عالية ومنخفضة من التكاثف

موارد خاصة بسلسلة الخلايا COS-1، بما في ذلك البروتوكولات ومقاطع الفيديو وغيرها

بروتوكولات زراعة الخلايا

• زراعة خلايا COS-1: يحتوي هذا الرابط على معلومات قيّمة حول تقسيم خلايا COS-1 وتجميدها وإذابتها.
• خلايا COS-1: يحتوي هذا الرابط على معلومات أساسية حول خط الخلايا COS-1.

بروتوكولات النقل الجيني

فيما يلي بعض المصادر التي تصف طريقة النقل الجيني لخلايا COS-1.

• النقل المؤقت لخلايا COS-1: يتألف هذا المستند من بروتوكول للنقل المؤقت لسلسلة خلايا COS-1.

مقاطع فيديو متعلقة بسلسلة خلايا COS-1

يمكن أن تساعد موارد الفيديو التالية في الحصول على معلومات عامة حول زراعة خلايا COS-1 وصيانتها ونقلها.

• تربية الخلايا: يناقش هذا الفيديو الممارسات الأساسية لزراعة سلالات الخلايا الثديية.
• تجميد الخلايا الملتصقة: يحتوي هذا الفيديو على معلومات حول تجميد سلالات الخلايا الملتصقة.
• بروتوكول التحويل الجيني: يعرض هذا الفيديو إجراءً لتحويل الخلايا الثديية جينياً.

زراعة خلايا COS-1

الخصائص

المعلومات

وقت التضاعف

حوالي 48 ساعة

ملتصقة أو معلقة

ينمو الملتصق كطبقة أحادية على سطح قارورة الاستزراع

كثافة البذر

2 إلى 4 × 10^4 خلية/سم²؛ تُغسل الخلايا الملتصقة بمحلول PBS 1x، وتُعالج بـ Accutase، وتُطرد مركزيًا، وتُعاد تعليقها، وتُوزع في قارورة جديدة

وسط النمو

وسط Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) الذي يحتوي على 10% FBS؛ يجب استبدال الوسط 2 إلى 3 مرات في الأسبوع

ظروف النمو (درجة الحرارة، ثاني أكسيد الكربون)

يتطلب حاضنة مرطبة بنسبة 5% من ثاني أكسيد الكربون ودرجة حرارة 37 درجة مئوية

التخزين

درجة حرارة أقل من -150 درجة مئوية في المرحلة البخارية للنيتروجين السائل

عملية التجميد والوسط

طريقة تجميد بطيئة مع انخفاض في درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية فقط باستخدام وسط CM-1 أو CM-ACF

عملية الذوبان

قم بإذابة الخلايا المجمدة عن طريق حضنها في حمام مائي مضبوط على 37 درجة مئوية لمدة 40-60 ثانية مع التقليب السريع. قم بفصل الخلايا بالطرد المركزي لإزالة وسيط التجميد، وأعد تعليق الحبيبات، وقم بتوزيعها في قارورة استزراع مع وسيط جديد. يستغرق الالتصاق حوالي 24 ساعة.

مستوى السلامة الحيوية

يوصى بمستوى السلامة الحيوية 1 للتعامل مع خلايا COS-1

نأمل أن يكون هذا المقال قد قدم معلومات كافية لمساعدتك على البدء في العمل مع خلايا COS-1. يرجى الطلب منا إذا كنت ترغب في استخدام خط الخلايا هذا في دراستك البحثية.

المراجع

1. Smith, S.L. and T. Shioda, مزايا خلايا COS-1 الظهارية لكلى القرود كمضيف تعبئة لإنتاج كميات صغيرة من فيروسات لينتية مؤتلفة عالية الجودة. مجلة الطرق الفيروسية، 2009. 157(1): ص. 47-54.
2. ماكينزي، سي. ج. وت. شيودا، خلايا COS-1 كمضيف تعبئة لإنتاج الفيروسات اللينتية. البروتوكولات الحالية في بيولوجيا الخلية، 2011. 50(1): ص. 26.7. 1-26.7. 15.
3. بهاردواج، أ.، وآخرون، تحليل التعبير عن الغونادوتروبين المشيمي الحصاني المؤتلف في ثلاثة أنظمة مضيفة: E. coli BL21C، محلول خلايا الحشرات Sf وخلايا الثدييات COS-1. المجلة الهندية لأبحاث الحيوانات، 2021. 55(1): ص. 40-45.
4. Wang, F., et al., توليد جسم مضاد أحادي النسيلة مُعاد تجميعه من الدجاج ضد إنزيم النيورامينيداز لفيروس إنفلونزا الطيور H9N2. AMB Express, 2020. 10: ص. 1-7.
5. Galula, J.U., G.-J.J. Chang, and D.-Y. Chao, إنتاج وتنقية جزيئات شبيهة بفيروس حمى الضنك من خلايا COS-1. Bio-protocol، 2019. 9(12): ص. e3280-e3280.