Expression, purification and molecular analysis of the human ZNF706 protein

Background: The ZNF706 gene encodes a protein that belongs to the zinc finger family of proteins and was found to be highly expressed in laryngeal cancer, making the structure and function of ZNF706 worthy of investigation. In this study, we expressed and purified recombinant human ZNF706 that was suitable for structural analysis in Escherichia coli BL21(DH3). Findings. ZNF706 mRNA was extracted from a larynx tissue sample, and cDNA was ligated into a cloning vector using the TOPO method. ZNF706 protein was expressed according to the E. coli expression system procedures and was purified using a nickel-affinity column. The structural qualities of recombinant ZNF706 and quantification alpha, beta sheet, and other structures were obtained by spectroscopy of circular dichroism. ZNF706's structural modeling showed that it is composed of α-helices (28.3%), β-strands (19.4%), and turns (20.9%), in agreement with the spectral data from the dichroism analysis. Conclusions: We used circular dichroism and molecular modeling to examine the structure of ZNF706. The results suggest that human recombinant ZNF706 keeps its secondary structures and is appropriate for functional and structural studies. The method of expressing ZNF706 protein used in this study can be used to direct various functional and structural studies that will contribute to the understanding of its function as well as its relationship with other biological molecules and its putative role in carcinogenesis. © 2013 Colombo et al.; licensee BioMed Central Ltd.

Expressão em Escherichia coli e produção de antissoro policlonal para proteína P1 do Southern bean mosaic virus

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Produção de antígenos recombinantes do vírus da doença de Newcastle para aplicação no imunodiagnóstico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Clonagem e expressão do gene da nucleoproteína do vírus da bronquite infecciosa em sistemas hospedeiros eucarioto (Pichia pastoris) e procarioto (Escherichia coli)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cytoplasmic and extracellular expression of pharmaceutical-grade mycobacterial 65-kDa heat shock protein in Lactococcus lactis

Lactic acid bacteria (LAB) are an attractive and safe alternative for the expression of heterologous proteins, as they are nonpathogenic and endotoxin-free organisms. Lactococcus lactis, the LAB model organism, has been extensively employed in the biotechnology field for large-scale production of heterologous proteins, and its use as a "cell factory" has been widely studied. We have been particularly interested in the use of L. lactis for production of heat shock proteins (HSPs), which reportedly play important roles in the initiation of innate and adaptive immune responses. However, this activity has been questioned, as LPS contamination appears to be responsible for most, if not all, immunostimulatory activity of HSPs. In order to study the effect of pure HSPs on the immune system, we constructed recombinant L. lactis strains able to produce and properly address the Mycobacterium leprae 65-kDa HSP (Hsp65) to the cytoplasm or to the extracellular medium, using a xylose-induced expression system. Approximately 7 mg/L recombinant Hsp65 was secreted. Degradation products related to lactococcal HtrA activity were not observed, and the Limulus amebocyte lysate assay demonstrated that the amount of LPS in the recombinant Hsp65 preparations was 10-100 times lower than the permitted levels established by the U. S. Food and Drug Administration. These new L. lactis strains will allow investigation of the effects of M. leprae Hsp65 without the interference of LPS; consequently, they have potential for a variety of biotechnological, medical and therapeutic applications.

Expression of recombinant human mutant granulocyte colony stimulating factor (Nartograstim) in Escherichia coli

The human granulocyte colony stimulating factor (hG-CSF) plays an important role in hematopoietic cell proliferation/differentiation and has been widely used as a therapeutic agent for treating neutropenias. Nartograstim is a commercial G-CSF that presents amino acid changes in specific positions when compared to the wildtype form, which potentially increase its activity and stability. The aim of this work was to develop an expression system in Escherichia coli that leads to the production of large amounts of a recombinant hG-CSF (rhG-CSF) biosimilar to Nartograstim. The nucleotide sequence of hg-csf was codon-optimized for expression in E. coli. As a result, high yields of the recombinant protein were obtained with adequate purity, structural integrity and biological activity. This protein has also been successfully used for the production of specific polyclonal antibodies in mice, which could be used in the control of the expression and purification in an industrial production process of this recombinant protein. These results will allow the planning of large-scale production of this mutant version of hG-CSF (Nartograstim), as a potential new biosimilar in the market.

Expression, purification and molecular analysis of the human ZNF706 protein

Background: The ZNF706 gene encodes a protein that belongs to the zinc finger family of proteins and was found to be highly expressed in laryngeal cancer, making the structure and function of ZNF706 worthy of investigation. In this study, we expressed and purified recombinant human ZNF706 that was suitable for structural analysis in Escherichia coli BL21(DH3). Findings: ZNF706 mRNA was extracted from a larynx tissue sample, and cDNA was ligated into a cloning vector using the TOPO method. ZNF706 protein was expressed according to the E. coli expression system procedures and was purified using a nickel-affinity column. The structural qualities of recombinant ZNF706 and quantification alpha, beta sheet, and other structures were obtained by spectroscopy of circular dichroism. ZNF706's structural modeling showed that it is composed of α-helices (28.3%), β-strands (19.4%), and turns (20.9%), in agreement with the spectral data from the dichroism analysis. Conclusions: We used circular dichroism and molecular modeling to examine the structure of ZNF706. The results suggest that human recombinant ZNF706 keeps its secondary structures and is appropriate for functional and structural studies. The method of expressing ZNF706 protein used in this study can be used to direct various functional and structural studies that will contribute to the understanding of its function as well as its relationship with other biological molecules and its putative role in carcinogenesis.

Etablierung von Expressionsystemen für Gene der Indolalkaloid-Biosynthese unter besonderer Berücksichtigung von Cytochrom P450-Enzymen

Etablierung von Expressionsystemen für Gene der Indolalkaloid-Biosynthese unter besonderer Berücksichtigung von Cytochrom P450-Enzymen In der vorliegenden Arbeit wurden Enzyme aus der Arzneipflanze Rauvolfia serpentina bearbeitet. Es wurde versucht, das an der Biosynthese des Alkaloids Ajmalin beteiligte Cytochrom P450-Enzym Vinorin-Hydroxylase heterolog und funktionell zu exprimieren. Ein zunächst unvollständiger, unbekannter Cytochrom P450-Klon konnte komplettiert und eindeutig mittels heterologer Expression in sf9-Insektenzellen als Cinnamoyl-Hydroxylase identifiziert werden. Die Tauglichkeit des Insektenzellsystems für die Untersuchung der Vinorin-Hydroxylase ist auf Grund der deacetylierenden Wirkung der Insektenzellen auf das Substrat Vinorin nicht gegeben. Im Rahmen des Homology Cloning Projektes konnten mehrere Volllängenklone und diverse Teilsequenzen von neuen Cytochrom P450-Klonen ermittelt werden. Ausserdem wurde durch das unspezifische Binden eines degenerierten Primers ein zusätzlicher Klon gefunden, der der Gruppe der löslichen Reduktasen zugeordnet werden konnte. Diese putative Reduktase wurde auf die Aktivität von mehreren Schlüsselenzymen der Ajmalin-Biosynthese durch heterologe Expression in E.coli und anschliessende HPLC-gestützte Aktivitätstests ohne Erfolg geprüft. Bedingt durch die Untauglichkeit des Insektenzellsystems für die Identifizierung der Vinorin-Hydroxylase, wurde ein neuartiges Modul-gestütztes, pflanzliches Expressionsystem etabliert, um vorhandene P450-Volllängenklone auf Vinorin- Hydroxylaseaktivität testen zu können. Die Funktionalität des Systems konnte durch die heterologe Expression der Polyneuridinaldehyd Esterase bestätigt werden. Trotzdem war es bis jetzt nicht möglich, die Cinnamoyl-Hydroxylase als Kontrollenzym für das pflanzliche System oder aber die gesuchte Vinorin- Hydroxylase in aktiver Form zu exprimieren.

Einfluss immunevasiver Strategien des humanen Cytomegalovirus auf die MHC-Klasse-I-Präsentation der viralen Antigene pp65 und IE1

Das Humane Cytomegalovirus (HCMV) stellt eine große Bedrohung für Patienten mit geschwächtem oder unausgereiftem Immunsystem dar. Bei immunkompetenten Personen hingegen werden schwere Erkrankungen insbesondere durch die Wirkung antiviraler zytotoxischer CD8+-T-Lymphozyten (CTL) weitgehend verhindert. Aus Zellkultur-Systemen war bekannt, dass virale Glykoproteine, welche in der US2-US11-Region des HCMV-Genoms kodiert werden, inhibitorisch in den MHC-Klasse-I-Präsentationsweg eingreifen und somit die entsprechende Präsentation durch infizierte Zellen behindern. Über die Bedeutung dieser US2-US11-vermittelten Immunevasion für die Präsentation viraler Antigene im Kontext der Virusinfektion war jedoch nichts bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte daher der Einfluss der Immunevasion auf die MHC-Klasse-I-Präsentation der beiden wichtigsten CTL-Zielstrukturen von HCMV, dem Tegumentprotein pp65 und dem regulatorischen immediate early Protein IE1, untersucht werden. In Ergänzung dazu sollte das immunevasive Potential eines durch HCMV kodierten Homologs des immunmodulatorischen Zytokins Interleukin-10 (cmvIL-10) analysiert werden. Hierzu wurden über Peptidimmunisierung HLA-A2-transgener Mäuse CTL-Klone hergestellt, welche ausgesuchte Peptide aus pp65 und IE1 in Assoziation mit HLA-A2 mit hoher Spezifität und Sensitivität erkannten. Auf diese Weise konnte eine direkte Beeinflussung der MHC-Klasse-I-Präsentation durch cmvIL-10 falsifiziert und somit der Hypothese, dass das von infizierten Zellen freigesetzte Zytokin die MHC-Klasse-I-Präsentation nicht infizierter Nachbarzellen beeinflussen könnte, widersprochen werden. Mit Hilfe einer US2-US11-Deletionsmutante des Virus konnte zum ersten Mal gezeigt werden, dass die Präsentation von sowohl pp65 als auch IE1 durch die Immunevasion beeinträchtigt wird. Dabei war die Präsentation des IE1-Peptids zu jedem untersuchten Zeitpunkt nach Infektion vollständig unterdrückt. Die Präsentation des pp65-Peptids hingegen war noch bis zu 72 Stunden nach Infektion detektierbar. Diese anhaltende Präsentation wurde dabei durch MHC-Klasse-I-Komplexe hervorgerufen, die trotz der Expression der US2-US11-Region an die Zelloberfläche transportiert wurden. Anhand des pp65 konnte somit erstmals gezeigt werden, dass die Immunevasion von HCMV Bildung und Transport bestimmter MHC-Klasse-I-Peptid-Komplexe zwar beeinträchtigen, jedoch nicht vollständig blockieren kann. Weitere Untersuchungen ergaben, dass die Präsentation von IE1-Peptiden durch das Vorhandensein des pp65-Proteins nicht beeinflusst wurde. Damit konnten aus der Literatur bekannte Daten anderer widerlegt werden. Mit Hilfe einer weiteren Virusmutante konnte schließlich gezeigt werden, das die Expression eines der Immunevasine, des gpUS11, hinreichend ist, die IE1-Präsentation vollständig zu unterdrücken, jedoch keinerlei messbaren Einfluss auf die Präsentation von pp65 ausübt. Die vorliegende Arbeit hat wichtige Erkenntnisse erbracht, die die Grundlage für weiterführende Untersuchungen zur Aufklärung der Bedeutung der einzelnen Immunevasionsgene für die Präsentation viraler Antigene im Rahmen der Virusinfektion darstellen.

Expression der pronozizeptiven Vanilloidrezeptoren TRPV1 und TRPV2 und des antinozizeptiven Cannabinoidrezeptors CB1 in Spinalganglienneuronen der Ratte

Nozizeptive Spinalganglienneurone detektieren mit einer Vielzahl liganden- und spannungsgesteuerter Ionenkanäle noxische Reize, d.h. Reize, die eine Gewebeschädigung bewirken können, wandeln sie in Aktionspotenzialentladungen um und leiten sie über das Rückenmark zum Gehirn weiter, wo eine Schmerzempfindung ausgelöst wird. Die pronozizeptiven transienten Rezeptor-Potenzial-Kanäle der Vanilloidrezeptorfamilie, TRPV1 und TRPV2, sind die klassischen Transduktionsmoleküle für noxische Hitzereize in den Spinalganglien und werden von Reiztemperaturen über 43°C bzw. 52°C aktiviert. Daneben finden sich auch antinozizeptive Membranproteine, wie z.B. der metabotrope Cannabinoidrezeptor CB1. Er koppelt an spannungsgesteuerte Kaliumkanäle, die neben Natrium- und Kalziumkanälen ebenfalls an der neuronalen Erregbarkeit beteiligt sind. Von den spannungsgesteuerten Kaliumkanälen könnte der Kv1.4, der einen schnell inaktivierenden A-Strom vermittelt, an antinozizeptiven Signalwegen beteiligt sein. Um die molekulare Physiologie der Regulation von Nozizeption und Antinozizeption zu charakterisieren, wurde die Expression bzw. Ko-Expression dieser Membranproteine auf der einen als auch die funktionelle Charakterisierung von TRPV1 auf der anderen Seite im Soma der Spinalganglienneurone und im heterologen Expressionssystem untersucht. TRPV1 wurde in je einem Drittel und TRPV2 in je einem Zehntel aller Spinalganglienneurone nachgewiesen. Das Expressionsmuster veränderte sich nicht zwischen verschiedenen Präparationsmethoden, die zur Aufarbeitung der Zellen für unterschiedliche experimentelle Ansätze notwendig sind. Somit können die aus Expressionsanalysen und funktionellen Untersuchungen gewonnenen Ergebnisse miteinander verglichen werden. Obwohl TRPV1 und TRPV2 in unterschiedlich großen Zellen exprimiert werden, überlappen dennoch ihre Größenverteilungen. Durch Ko-Expressionsanalysen konnten hier erstmalig TRPV1-TRPV2-ko-exprimierende Neurone detektiert werden. Mit dem neu entwickelten N-terminalen Antikörper gegen TRPV1 (3C11) konnte gezeigt werden, dass für TRPV1 verschiedene Splice-Varianten existieren. Neben den bereits bekannten Splice-Varianten wurde hier die neue Variante Vr.3’sv isoliert. Diese besitzt zwischen Exon 15 und 16 eine Insertion aus 104 Basen und exprimiert daher einen veränderten C-Terminus. Trotz dieser Veränderung bildeten sich im heterologen Expressionssystem funktionelle Kanäle aus, die im Gegensatz zu den anderen Varianten immer noch durch Capsaicin aktivierbar waren. Vr.3’sv könnte als Homo- oder Heterotetramer die Eigenschaften TRPV1-positiver Neurone beeinflussen. Bei der Bestimmung der Häufigkeit von TRPV1 in einem Gewebe ist somit die Wahl des Antikörpers von entscheidender Bedeutung. Für TRPV2 dagegen gibt es hier keine Hinweise auf Splice-Varianten. TRPV1 wird durch das Vanilloid Capsaicin aktiviert, wobei diese Substanz neurotoxisch ist und eine Degeneration von Neuronen und epidermalen Nervenfasern bewirkt. Hier wurde nun gezeigt, dass unabhängig von den Splice-Varianten nicht alle TRPV1-positiven Neurone bei langer Inkubationszeit absterben. Funktionelle Untersuchungen belegten, dass auch Capsaicin-sensitive Zellen unter dem Einfluss des Agonisten überleben können. Dieser Schutzmechanismus wird möglicherweise von den verschiedenen Splice-Varianten vermittelt. Ko-Expressionsanalysen zeigten, dass der spannungsgesteuerte Kaliumkanal Kv1.4 in nahezu allen TRPV1- aber nicht TRPV2-positiven Neuronen exprimiert wird. Desweiteren ko-exprimierten nahezu alle TRPV1-positiven Neurone auch den Cannabinoidrezeptor CB1. Diese fast vollständige Ko-Lokalisation von CB1 und Kv1.4 in nozizeptiven Spinalganglienneuronen spricht für eine funktionell synergistische Aktivität. Der Kaliumkanal kann unter der regulativen Kontrolle von CB1 als Vermittler von A-Typ-Kaliumströmen an der Kontrolle der repetitiven Entladungen in der Peripherie und der Transmitterausschüttung zentral beteiligt sein. Es ergeben sich daraus Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer Medikamente. Mit Kv1.4-Aktivatoren und/oder peripher wirkenden Cannabinoiden könnten die Nebenwirkungen der Cannabinoide im zentralen Nervensystem umgangen werden.

Expression profiling und rationale Expressionsoptimierung am Beispiel eines prokaryontischen Wirt-,Vektor-Systems

Durch globale Expressionsprofil-Analysen auf Transkriptom-, Proteom- oder Metabolom-Ebene können biotechnologische Produktionsprozesse besser verstanden und die Erkenntnisse für die zielgerichtete, rationale Optimierung von Expressionssystemen genutzt werden. In der vorliegenden Arbeit wurde die Überexpression einer Glukose-Dehydrogenase (EC 1.1.5.2), die von der Roche Diagnostics GmbH für die diagnostische Anwendung optimiert worden war, in Escherichia coli untersucht. Die Enzymvariante unterscheidet sich in sieben ihrer 455 Aminosäuren vom Wildtyp-Enzym und wird im sonst isogenen Wirt-/Vektor-System in signifikant geringeren Mengen (Faktor 5) gebildet. Das prokaryontische Expressionssystem wurde auf Proteom-Ebene charakterisiert. Die 2-dimensionale differenzielle Gelelektrophorese (DIGE) wurde zuvor unter statistischen Aspekten untersucht. Unter Berücksichtigung von technischen und biologischen Variationen, falsch-positiven (α-) und falsch-negativen (β-) Fehlern sowie einem daraus abgeleiteten Versuchsdesign konnten Expressionsunterschiede als signifikant quantifiziert werden, wenn sie um den Faktor ≥ 1,4 differierten. Durch eine Hauptkomponenten-Analyse wurde gezeigt, dass die DIGE-Technologie für die Expressionsprofil-Analyse des Modellsystems geeignet ist. Der Expressionsstamm für die Enzymvariante zeichnete sich durch eine höhere Variabilität an Enzymen für den Zuckerabbau und die Nukleinsäure-Synthese aus. Im Expressionssystem für das Wildtyp-Enzym wurde eine unerwartet erhöhte Plasmidkopienzahl nachgewiesen. Als potenzieller Engpass in der Expression der rekombinanten Glukose-Dehydrogenase wurde die Löslichkeitsvermittlung identifiziert. Im Expressionsstamm für das Wildtyp-Enzym wurden viele Proteine für die Biogenese der äußeren Membran verstärkt exprimiert. Als Folge dessen wurde ein sog. envelope stress ausgelöst und die Zellen gingen in die stationäre Wuchsphase über. Die Ergebnisse der Proteomanalyse wurden weiterführend dazu genutzt, die Produktionsleistung für die Enzymvariante zu verbessern. Durch den Austausch des Replikationsursprungs im Expressionsvektor wurde die Plasmidkopienzahl erhöht und die zelluläre Expressionsleistung für die diagnostisch interessantere Enzymvariante um Faktor 7 - 9 gesteigert. Um die Löslichkeitsvermittlung während der Expression zu verbessern, wurde die Plasmidkopienzahl gesenkt und die Coexpression von Chaperonen initiiert. Die Ausbeuten aktiver Glukose-Dehydrogenase wurden durch die Renaturierung inaktiven Produkts aus dem optimierten Expressionssystem insgesamt um einen Faktor von 4,5 erhöht. Somit führte im Rahmen dieser Arbeit eine proteombasierte Expressionsprofil-Analyse zur zielgerichteten, rationalen Expressionsoptimierung eines prokaryontischen Modellsystems.

Uniform vascular-endothelial-cell-specific gene expression in both embryonic and adult transgenic mice

TIE2 is a vascular endothelial-specific receptor tyrosine kinase essential for the regulation of vascular network formation and remodeling. Previously, we have shown that the 1.2-kb 5' flanking region of the TIE2 promoter is capable of directing beta-galactosidase reporter gene expression specifically into a subset of endothelial cells (ECs) of transgenic mouse embryos. However, transgene activity was restricted to early embryonic stages and not detectable in adult mice. Herein we describe the identification and characterization of an autonomous endothelial-specific enhancer in the first intron of the mouse TIE2 gene. Furthermore, combination of the TIE2 promoter with an intron fragment containing this enhancer allows it to target reporter gene expression specifically and uniformly to virtually all vascular ECs throughout embryogenesis and adulthood. To our knowledge, this is the first time that an in vivo expression system has been assembled by which heterologous genes can be targeted exclusively to the ECs of the entire vasculature. This should be a valuable tool to address the function of genes during physiological and pathological processes of vascular ECs in vivo. Furthermore, we were able to identify a short region critical for enhancer function in vivo that contains putative binding sites for Ets-like transcription factors. This should, therefore, allow us to determine the molecular mechanisms underlying the vascular-EC-specific expression of the TIE2 gene.

Expression, purification, and projection structure by single particle electron microscopy of functional human TRPM4 heterologously expressed in Xenopus laevis oocytes

Despite efforts implicating the cationic channel transient receptor potential melastatin member 4 (TRPM4) to cardiac, nervous, and immunological pathologies, little is known about its structure and function. In this study, we optimized the requirements for purification and extraction of functional human TRPM4 protein and investigated its supra-molecular assembly. We selected the Xenopus laevis oocyte expression system because it lacks endogenous TRPM4 expression, it is known to overexpress functional human membrane channels, can be used for structure-function analysis within the same system, and is easily scaled to improve yield and develop moderate throughput capabilities through the use of robotics. Negative-stain electron microscopy (EM) revealed various sized low-resolution particles. Single particle analysis identified the majority of the projections represented the monomeric form with additional oligomeric structures potentially characterized as tetramers. Two-electrode voltage clamp electrophysiology demonstrated that human TRPM4 is functionally expressed at the oocyte plasma membrane. This study opens the door for medium-throughput screening and structure-function determination of this important therapeutically relevant target.

Aboral ectoderm-specific expression and regulation of the LpS1 genes of {\it Lytechinus pictus\/}

The Spec genes serve as molecular markers for examining the ontogeny of the aboral ectoderm lineage of sea urchin embryos. These genes are activated at late-cleavage stage only in cells contributing to the aboral ectoderm of Strongylocentrotus purpuratus and encode 14,000-17,000 Da calcium-binding proteins. A comparative analysis was undertaken to better understand the mechanisms underlying the activation and function of the Spec genes by investigating Spec homologues from Lytechinus pictus, a distantly related sea urchin. Spec antibodies cross-reacted with 34,000 Da proteins in L. pictus embryos that displayed a similar ontogenetic pattern to that of Spec proteins. One cDNA clone, LpS1, was isolated by hybridization to a synthetic oligonucleotide corresponding to a calcium-binding domain or EF-hand. The LpS1 mRNA has developmental properties similar to those of the Spec mRNAs. LpS1 encodes a 34,000 Da protein containing eight EF-hand domains, which share structural homology with the Spec EF-hands; however, little else in the protein sequence is conserved, implying that calcium-binding is important for Spec protein function. Genomic DNA blot analysis showed two LpS1 genes, LpS1$\alpha$ and LpS1$\beta$, in L. pictus. Partial gene structures for both LpS1$\alpha$ and $\beta$ were constructed based on genomic clones isolated from an L. pictus genomic library. These revealed internal duplications of the LpS1 genes that accounted for the eight EF-hand domains in the LpS1 proteins. Sequencing analysis showed there was little in common among the 5$\sp\prime$-flanking regions of the LpS1 and Spec genes except for the presence of a binding site for the transcription factor USF.^ A sea urchin gene-transfer expression system showed that 762 base pairs (bp) of 5$\sp\prime$-flanking DNA from the LpS1$\beta$ gene were sufficient for correct temporal and spatial expression of reporter genes in sea urchin embryos. Deletions at the 5$\sp\prime$ end to 511, 368, or 108bp resulted in a 3-4 fold decrease in chloramphenicol acetyltransferase (CAT) activity and disrupted the restricted activation of the lac Z gene in aboral ectoderm cells.^ A full-length Spec1 protein and a truncated LpS1 protein were induced and partially purified from an in vitro expression system. (Abstract shortened with permission of author.) ^

Identification of the signal pathways modulated by expression of p210$\rm\sp{bcr-abl}$ and the inhibition of p210$\rm\sp{bcr-abl}$ transforming activity by polypeptides interacting with p210$\rm\sp{bcr-abl}$ in murine myeloid 32D cells

The Bcr-Abl fusion oncogene which resulted from a balanced reciprocal translocation between chromosome 9 and 22, t(9;22)(q11, q34), encodes a 210 KD elevated tyrosine specific protein kinase that is found in more than 95 percent of chronic myelogenous leukemia patients (CML). Increase of level of phosphorylation of tyrosine is observed on cell cycle regulatory proteins in cells overexpressing the Bcr-Abl oncogene, which activates multiple signaling pathways. In addition, distinct signals are required for transforming susceptible fibroblast and hematopoietic cells, and the minimal signals essential for transforming hematopoietic cells are yet to be defined. In the present study, we first established a tetracycline repressible p210$\rm\sp{bcr-abl}$ expression system in a murine myeloid cell line 32D c13, which depends on IL3 to grow in the presence of tetracycline and proliferate independent of IL3 in the absence of tetracycline. Interestingly, one of these sublines does not form tumors in athymic nude mice suggesting that these cells may not be completely transformed. These cells also exhibit a dose-dependent growth and expression of p210$\rm\sp{bcr-abl}$ at varying concentrations of tetracycline in the culture. However, p210$\rm\sp{bcr-abl}$ rescues IL3 deprivation induced apoptosis in a non-dose dependent fashion. DNA genotoxic damage induced by gamma-irradiation activates c-Abl tyrosine kinase, the cellular homologue of p210$\rm\sp{bcr-abl},$ and leads to activation of p38 MAP kinase in the cells. However, in the presence of p210$\rm\sp{bcr-abl}$ the irradiation failed to activate the p38 MAP kinase as examined by an antibody against phosphorylated p38 MAP kinase. Similarly, an altered tyrosine phosphorylation of the JAK1-STAT1 pathways was identified in cells constitutively overexpressing p210$\rm\sp{bcr-abl}.$ This may provided a molecular mechanism for altered therapeutic response of CML patients to IFN-$\alpha.$^ Bcr-Abl oncoprotein has multiple functional domains which have been identified by the work of others. The Bcr tetramerization domain, which may function to stabilize the association of the Bcr-Abl with actin filaments in p210$\rm\sp{bcr-abl}$ susceptible cells, are essential for transforming both fibroblast and hematopoietic cells. We designed a transcription unit encoding first 160 amino acids polypeptide of Bcr protein to test if this polypeptide can inhibit the transforming activity of the p210$\rm\sp{bcr-abl}$ oncoprotein in the 32D c13 cells. When this vector was transfected transiently along with the p210$\rm\sp{bcr-abl}$ expression vector, it can block the transforming activity of p210$\rm\sp{bcr-abl}.$ On the other hand, the retinoblastoma tumor suppressor protein (Rb), a naturally occurring negative regulator of the c-Abl kinase, the cellular homologue of Bcr-Abl oncoprotein, binds to and inhibits the c-Abl kinase in a cell cycle dependent manner. A polypeptide obtained from the carboxyl terminal end of the retinoblastoma tumor suppressor protein, in which the nuclear localization signal was mutated, was used to inhibit the kinase activity of the p210$\rm\sp{bcr-abl}$ in the cytoplasm. This polypeptide, called Rb MC-box, and its wild type form, Rb C-box, when overexpressed in the 32D cells are mainly localized in the cytoplasm. Cotransfection of a plasmid transcription unit coding for this polypeptide and the gene for the p210$\rm\sp{bcr-abl}$ resulted in reduced plating efficiency of p210$\rm\sp{bcr-abl}$ transfected IL3 independent 32D cells. Together, these results may lead to a molecular approach to therapy of CML and an in vitro assay system to identify new targets to which an inhibitory polypeptide transcription unit may be directed. ^