IPTG-induktion og plasmider: Hvad siger forskningen egentlig?

Den præcise konklusion

Hvis en modercelle efter en natten over-induktion stadig besidder et intakt og funktionelt ekspressionsplasmid, og hvis den får tilstrækkeligt med generationer til at genvinde en sund vækst i frisk medium, kan dens efterkommere i princippet stadig induceres med IPTG i slutningen af hovedkulturen. Der er dog en betydelig risiko for lavt udbytte, ekspressionssvigt og batch-til-batch variation, især når man bruger højkopi-plasmider, stærke promotorer, toksiske proteiner, lange induktionsperioder ved 37°C eller høje IPTG-koncentrationer .

Anbefalet litteratur

1. Mairhofer J, et al. Evaluation of three industrial Escherichia coli strains in fed-batch cultivations during recombinant protein production. Microbial Cell Factories. 2013. – Sammenligning af værtsstammer og plasmidtab efter induktion .
2. Tripathi NK, et al. Impact of the Expression System on Recombinant Protein Production in Escherichia coli. 2021. – Oversigt over metabolisk byrde og valg af ekspressionssystem .
3. Kopp J, et al. Optimizing recombinant protein expression via automated induction profiling in Escherichia coli. 2017. – Betydningen af IPTG-koncentration og temperatur for vækst og byrde .
4. van Loosdrecht MCM, et al. The Impact of IPTG Induction on Plasmid Stability and Heterologous Protein Production. 2020. – Direkte undersøgelse af sammenhængen mellem induktion, cellevækst og plasmidstabilitet .
5. Baneyx F. Recombinant protein expression in Escherichia coli. Current Opinion in Biotechnology. 1999. – Klassisk oversigt over risici for plasmidtab .
6. Mairhofer J, et al. Exacerbation of substrate toxicity by IPTG in Escherichia coli BL21(DE3). Microbial Cell Factories. 2015. – Eksperimentelt eksempel på IPTG som forværrende faktor .
7. Saida F. The toxicity of recombinant proteins in Escherichia coli. Applied Microbiology and Biotechnology. 2004. – Oversigt over toksicitet og egnede værtsstammer .

Praktisk anbefaling: For at afgøre, om en specifik batch rent faktisk har mistet induktionsevnen, kræves mere end teori. Det bedste bevis opnås ved at isolere enkeltkolonier fra kulturen, verificere plasmidets integritet (f.eks. via restriktionsdigestion eller sekventering) og teste induktion under kontrollerede betingelser med en uinduceret frøkultur som kontrol (SDS-PAGE eller Western blot).