P53-dependent activation of a molecular beacon in tumor cells following exposure to doxorubicin chemotherapy

Shah, Rushil; El‐Deiry, Wafik S.

doi:10.4161/cbt.3.9.1053

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“…Although previous studies showed the feasibility of detecting mRNAs and monitoring the transportation of RNAs in cells, the procedure for delivery of the molecular beacons through microinjection or by liposome delivery has made it difficult to apply this technology into broad research areas or into a routine clinical procedure (9)(10)(11)(12). A recent study showed that it is feasible to transfect a molecular beacon into living cells to detect doxorubicin-induced activation of p21 gene expression (13).…”

Section: Discussionmentioning

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Real-time Detection of Gene Expression in Cancer Cells Using Molecular Beacon Imaging: New Strategies for Cancer Research

Peng

Cao²,

Xia³

et al. 2005

Cancer Research

163

116

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Development of novel approaches for quantitative analysis of gene expression in intact tumor cells should provide new means for cancer detection and for studying the response of cancer cells to biological and therapeutic reagents. We developed procedures for detecting the levels of expression of multiple genes in fixed as well as viable cells using molecular beacon imaging technology. We found that simultaneous delivery of molecular beacons targeting survivin and cyclin D1 mRNAs produced strong fluorescence in breast cancer but not in normal breast cells. Importantly, fluorescence intensity correlated well with the level of gene expression in the cells detected by real-time reverse transcription-PCR or Western blot analysis. We further show that molecular beacons can detect changes of survivin gene expression in viable cancer cells following epidermal growth factor stimulation, docetaxel treatment, and overexpression of p53 gene. Thus, molecular beacon imaging is a simple and specific method for detecting gene expression in cancer cells. It has great potential for cancer detection and drug development. (Cancer Res 2005; 65(5): 1909-17)

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Section: Discussionmentioning

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“…The feasibility of detecting intracellular mRNA has been examined in several laboratories (9)(10)(11)(12)(13). It has been shown that molecular beacons were able to visualize mRNA molecules in several human and animal cell lines after introducing into cells through microinjection or liposome delivery (9)(10)(11)14).…”

Section: Introductionmentioning

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Real-time Detection of Gene Expression in Cancer Cells Using Molecular Beacon Imaging: New Strategies for Cancer Research

Peng

Cao²,

Xia³

et al. 2005

Cancer Research

163

116

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“…Im Zellinnern werden MBs typischerweise in 45 min abgebaut, was sich in einem starken Anstieg der Fluoreszenz zu erkennen gibt. [14,55] Mit dem Ziel, die zytoplasmatische Stabilität von MBs zu verbessern, wurden modifizierte DNA-Basen in MBs eingebaut, darunter 2'-O-Methylderivate, [110][111][112] Phosphorthioatderivate [113,114] und Peptidnucleinsäure(PNA)-Basen. [115,116,141] Die 2'-O-Methyl-modifizierten MBs zeigen gute Nucleaseresistenz gegen intrazelluläre Spaltung und werden von RNase H nicht erkannt.…”

Section: Steigerung Der Empfindlichkeit Von Mbs Durch Konjugierte Polunclassified

“…B. 2'-O-Methyl- [110][111][112] und Phosphorthioatderivate, [113,114] PNAs, [115,116] LNAs [54,55] und l-DNAs [134] (siehe Tabelle 1). Mit diesen Modifikationen erhalten die MBs zusätzliche Eigenschaften wie Nucleaseresistenz, bessere Hybridisierungsaffinität und minimierte unspezifische Proteinbindung.…”

Section: Ausblickunclassified

Molekulartechnische DNA‐Modifizierung: Molecular Beacons

et al. 2009

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Molecular Beacons (MBs) sind spezifisch entworfene DNA‐Haarnadelstrukturen, die als Fluoreszenzsonden für verschiedenste Zwecke eingesetzt werden. Die Anwendungen reichen von genetischem Screening über die Herstellung von Biochips und den Nachweis von Einzelnucleotidpolymorphien bis hin zum mRNA‐Monitoring in lebenden Zellen und der Untersuchung von Protein‐Protein‐Wechselwirkungen. Ermöglicht wird dieses breite Anwendungsspektrum durch die besondere Art, mit der MBs mit DNA‐, RNA‐ und Proteinmolekülen wechselwirken. Durch die Haarnadelstruktur der MBs wird eine enge Nachbarschaft zwischen einem Fluoreszenzdonor und einem ‐akzeptor hergestellt, wodurch es zu einem resonanten Energietransfer kommt. Die Hybridisierung der Schleifenregion mit der Zielsequenz bewirkt eine Konformationsänderung der Sonden, die den Donor und Akzeptor auseinanderbewegt und die Fluoreszenz wieder herstellt. Die aktuelle Forschung zielt auf die Verbesserung der Sonden, die intrazelluläre Quantifizierung von Genen und die Anwendung in Studien von Protein‐Protein‐Wechselwirkungen.

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“…To overcome the biostability problem, MBs have been synthesized with nuclease-resistant backbone chemistries [2,[24][25][26][27] , including 2′-O-methyl-RNA bases [20,26] , locked nucleic acid (LNA) [26,27] , and phosphorothioate modification [24] . But these backbone-modified MBs still have some shortcomings when used in nucleic acid detection in living cells.…”

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