G-418(遗传霉素)的作用机理及在构建稳定转染细胞株中的应用
2025-12-02 来源:本站 点击次数:93
G-418（遗传霉素，AbMole，M2719）一种在分子生物学和细胞生物研究中常用且重要的工具分子，多用于细胞转染后的筛选、转基因动植物研究等实验。AbMole为全球科研客户提供高纯度、高生物活性的抑制剂、细胞因子、人源单抗、天然产物、荧光染料、多肽、靶点蛋白、化合物库、抗生素等科研试剂，全球大量文献专利引用。
一、G-418作用机理
G-418（遗传霉素，AbMole，M2719）属于氨基糖苷类化合物。G-418 主要作用机制是与核糖体进行不可逆的结合。核糖体在细胞的蛋白质合成过程中承担着核心角色，它负责将 mRNA 上的遗传信息翻译为蛋白质。而 G-418 与核糖体结合后，会阻断核糖体中的蛋白合成，导致翻译过程提前终止或者发生错译现象。在真核细胞转染或者原核转化中，实验人员可以选择Neo基因（编码氨基糖苷磷酸转移酶，APH）作为筛选标记，与目的基因串联一起进行转染/转化。以真核细胞为例，当Neo被成功整合进细胞 DNA 后，会启动 Neo 基因编码序列的转录，生成相应的 mRNA，进而翻译出氨基糖苷磷酸转移酶。该酶能够共价修饰 G-418，改变 G-418 的化学结构，使其无法与核糖体正常结合，从而削弱了 G-418 对细胞蛋白质合成的抑制作用。成功转染的细胞即可获得对 G-418 的抗性。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。
二、G-418用于稳定转染细胞筛选
在细胞生物学研究中，稳定转染细胞系的建立是深入研究基因功能、信号通路等的重要手段。G-418（遗传霉素，AbMole，M2719）通过其抗性筛选作用，可以帮助筛选出稳定表达外源基因的阳性细胞株，这些细胞株在后续的细胞扩增和制备过程中能够保持其遗传稳定性。一般来说G-418的作用浓度在100-1000 μg/mL，但在实验过程中应先建立筛选曲线以明确最佳筛选浓度，即用培养基将G418稀释成不同的浓度梯度，一般而言，能在10-14天内杀死全部未转染细胞所需的最低浓度即为最佳筛选浓度；另外需要注意的是筛选培养基不需要额外加入双抗（链霉素、青霉素）。确定最佳筛选浓度后即可进行筛选，一般在转染后的24小时将细胞消化重新铺板，在上述操作中需要控制细胞的密度，不要超过50%，待细胞再次铺板完成后即可加入筛选培养基，注意每隔3~5天更换一次筛选培养基。
二、范例详解
Aging Cell. 2021 Jan;20(1):e13282
上述文章主要研究了SPATA4在改善由衰老引起的代谢功能障碍中的作用。研究人员通过构建转基因小鼠模型，发现SPATA4能够促进前脂肪细胞分化和脂肪组织扩张，从而改善衰老诱导的代谢紊乱。实验人员还使用3T3-L1前脂肪细胞进行了体外实验，通过电穿孔技术将Spata4基因导入细胞，并使用AbMole的G-418（遗传霉素，AbMole，M2719）筛选和维持过表达细胞。
参考文献及鸣谢
[1] Z. Li, K. Xu, S. Zhao, et al., SPATA4 improves aging-induced metabolic dysfunction through promotion of preadipocyte differentiation and adipose tissue expansion, Aging cell 20(1) (2021) e13282.
一、G-418作用机理
G-418（遗传霉素，AbMole，M2719）属于氨基糖苷类化合物。G-418 主要作用机制是与核糖体进行不可逆的结合。核糖体在细胞的蛋白质合成过程中承担着核心角色，它负责将 mRNA 上的遗传信息翻译为蛋白质。而 G-418 与核糖体结合后，会阻断核糖体中的蛋白合成，导致翻译过程提前终止或者发生错译现象。在真核细胞转染或者原核转化中，实验人员可以选择Neo基因（编码氨基糖苷磷酸转移酶，APH）作为筛选标记，与目的基因串联一起进行转染/转化。以真核细胞为例，当Neo被成功整合进细胞 DNA 后，会启动 Neo 基因编码序列的转录，生成相应的 mRNA，进而翻译出氨基糖苷磷酸转移酶。该酶能够共价修饰 G-418，改变 G-418 的化学结构，使其无法与核糖体正常结合，从而削弱了 G-418 对细胞蛋白质合成的抑制作用。成功转染的细胞即可获得对 G-418 的抗性。2014年，AbMole的两款抑制剂分别被西班牙国家心血管研究中心和美国哥伦比亚大学用于动物体内实验，相关科研成果发表于顶刊 Nature 和 Nature Medicine。
图1. G418结构式
二、G-418用于稳定转染细胞筛选
在细胞生物学研究中，稳定转染细胞系的建立是深入研究基因功能、信号通路等的重要手段。G-418（遗传霉素，AbMole，M2719）通过其抗性筛选作用，可以帮助筛选出稳定表达外源基因的阳性细胞株，这些细胞株在后续的细胞扩增和制备过程中能够保持其遗传稳定性。一般来说G-418的作用浓度在100-1000 μg/mL，但在实验过程中应先建立筛选曲线以明确最佳筛选浓度，即用培养基将G418稀释成不同的浓度梯度，一般而言，能在10-14天内杀死全部未转染细胞所需的最低浓度即为最佳筛选浓度；另外需要注意的是筛选培养基不需要额外加入双抗（链霉素、青霉素）。确定最佳筛选浓度后即可进行筛选，一般在转染后的24小时将细胞消化重新铺板，在上述操作中需要控制细胞的密度，不要超过50%，待细胞再次铺板完成后即可加入筛选培养基，注意每隔3~5天更换一次筛选培养基。
二、范例详解
Aging Cell. 2021 Jan;20(1):e13282
上述文章主要研究了SPATA4在改善由衰老引起的代谢功能障碍中的作用。研究人员通过构建转基因小鼠模型，发现SPATA4能够促进前脂肪细胞分化和脂肪组织扩张，从而改善衰老诱导的代谢紊乱。实验人员还使用3T3-L1前脂肪细胞进行了体外实验，通过电穿孔技术将Spata4基因导入细胞，并使用AbMole的G-418（遗传霉素，AbMole，M2719）筛选和维持过表达细胞。
图2. The effect of SPATA4 on adipocyte differentiation[1].
参考文献及鸣谢
[1] Z. Li, K. Xu, S. Zhao, et al., SPATA4 improves aging-induced metabolic dysfunction through promotion of preadipocyte differentiation and adipose tissue expansion, Aging cell 20(1) (2021) e13282.
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