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Method Article
能力生产的转基因线虫使用fosmids进行基因组DNA作为保留所有原生的调控元件,是特别有吸引力。描述的是一个简单和强大的过程,通过生产转基因的重组工程 galK选择标记。
转基因动物的建立是广泛使用在 C 线虫的研究,包括研究有关规例及利益或代串联亲和纯化(TAP)的标签的特定基因的版本,以方便其净化的基因表达模式的使用GFP融合蛋白。典型的转基因是通过配售上游启动子的GFP报告基因或cDNA利益的产生,这往往产生一个代表性的表达模式。然而,基因调控的关键要素,如控制在3'非编码区或替代促销员元素,,可以错过这种方法。进一步只有一个单一的拼接变异体,通常可以通过,这意味着研究。相比之下,使用fosmid DNA克隆的蠕虫病毒基因组进行DNA的可能包括大多数,如果不是在基因调控在体内 ,它允许更大的能力,捕捉到真正的表达模式和时序所涉及的所有元素。为了方便使用fosmid DNA的转基因代,我们描述了一个E 。 大肠杆菌基于重组工程的程序,绿色荧光蛋白,TAP标签,或其他感兴趣的序列插入到任何基因的位置。该过程使用都在重组工程的正面和负面的选择步骤,高效率地获得所需的修改结果 galK基因作为选择标记。此外,包含galK基因两侧常用的绿色荧光蛋白的同源性武器和TAP融合基因的质粒可减少50%的成本寡核苷酸时产生的GFP或TAP融合蛋白。这些质粒使用R6K复制起点,这就排除了需要进行广泛的PCR产物纯化。最后,我们还展示了技术集成允许fosmid直接注射或轰击成蠕虫产生转基因动物的fosmid骨干UNC - 119标记。这个视频演示,通过使用这种方法重组工程生成转基因有关手续。
概述
许多转基因在转基因C.代线虫包括启动子序列,也许是基因的cDNA克隆到一个由博士安迪消防1实验室生成的向量。虽然这些转基因往往与生产GFP报告基因的cDNA表达所需的模式方面的成功,这些转基因缺乏备用的推动者,增强子元件,和3'非翻译区(UTR)元素发挥重要的作用,在控制在体内的基因表达。例如,无论是DAF - 12和FAH - 1基因位于近端启动子,启动子只错过了构造 3,4,5之外的重要的增强子元件。此外,许多转基因构造使用的UNC - 54 3'UTR防止适当的microRNA 基因的调控6,7,8。因此,产生与蠕虫病毒的基因组DNA的大段转基因将被用于捕获所有的促销员,剪接变异体,并控制元素的3'UTR的理想选择。最近,一个C。线虫 fosmid库由〜40 kb的基因组DNA的地区,几乎涵盖了所有的基因组已经建成。使用蠕虫病毒基因组DNA进行,这些fosmid DNA克隆的结果,在更大的能力,捕捉到真正的2,8,9,10,11特定基因的表达模式和定时。
然而,与大区域的基因组DNA合作带来了很大的困难,如在使用标准的分子生物学技术12的实际挑战。为了克服这些限制,通过在大肠杆菌中同源重组技术来修改fosmids或细菌人工染色体大肠杆菌已被开发,被称为重组工程12,13。重组工程允许无缝绿色荧光蛋白,串联亲和纯化(TAP)的标签,或其他感兴趣的序列插入到任何位置的基因进行了C.线虫 fosmid克隆2,10,14。两侧由50个基点地区的同源性大肠杆菌特别改装的目标网站和目标DNA PCR产物之间发生同源重组大肠杆菌菌株。
最近,我们描述了一个两阶段的过程,修改的C其中包括插入galK基因在所需的位置,然后替换所需的序列 2基因的重组工程线虫fosmids。 galK基因作为一个支持和反对通过使用选择性生长培养基15的选择,因为它可以有效的选择标记的过程中这两个步骤。在第一阶段fosmid修改,galK基因通过同源重组插入所需的位置,确定能够利用半乳糖作为碳源2,15正选择正确修改fosmids。在第二阶段,该galK基因被替换所需的顺序,通过阴性选择反对通过使用有毒的半乳糖衍生deoxygalactose杀死galK +细菌2,15 galK基因识别和正确修改fosmids。 galK优势的正面和负面的选择步骤使用一个单一的基因的能力,而不是其他标志物,在获得高效率2,15的需要修改的每一步单独的基因,结果。
为了促进这项技术的应用为 C 。 线虫研究,我们提出了几个可用的资源的变化。首先,绿色荧光蛋白和TAP标签通常用于生成蠕虫病毒转基因,所以我们建立了地区的同源性在50个基点,这些标签将每个pMOD4 galK - G和pMOD4 galK GT质粒的galK基因源2。这些地区允许的fosmid修改,从而节省了需要为了一个比较昂贵的寡核苷酸的第二套两个阶段使用的寡核苷酸的单套。其次,使用这些质粒R6K这就排除了消化父质粒或广泛的PCR产物纯化的需要,是不是在为重组工程中使用的细菌能够复制父质粒的复制起点,只能复制特殊菌株,如EC100 2 ,16(见表1和表2)。最后,产生转基因C的常见方式线虫是通过使用选择通过转基因蠕虫的UNC - 119突变17救援基因枪法。为了使fosmids轰击兼容,我们开发的pLoxP UNC - 119可用于整合fosmid骨干2 UNC - 119标记的质粒。
一寡设计
随着重组工程所需的序列可以在任何网站内的基因插入。常见的部位是在5'端或3'末端功能域,剪接变异体的翻译后修饰,如裂解蛋白酶。的pMOD4 GFP质粒由本实验室创建可用于在任何网站中插入一个标志,标签的GFP质粒包括一个启动密码子和缺乏3'终止密码子(图1)。相比之下,TAP标签的具体版本为5'和3'融合,由于用于裂解纯化 18,19期间的TEV 。
二。转让Fosmid SW016细菌
三 fosmids 线虫 fosmid库提供的EPI300的菌株(F - MCRAΔ(MRR - hsdRMS mcrBC)φ80dlacZΔM15ΔlacX74recA1 endA1 araD139Δ(ARA,LEU)7697嘎鲁galKλRPSL nupG trfA托纳)(震中生物技术,麦迪逊,威斯康星),它允许fosmid表达上述每个细胞单拷贝在纯化过程中提高(见表2)DNA产量增加。重组工程,将需要转移的SW106菌株(MCRAΔ(MRR - hsdRMS mcrBC)ΔlacX74deoR endA1 araD139Δ(ARA,LEU)7697 RPSL recA1 nupGφ80dlacZΔM15[λc1857(CRO bioA)<>春节 fosmid (CRO bioA)<> ARAC PBAD的CreΔgalK)(NCI,冯检基)菌株进行λred同源重组基因控制温度敏感的λ阻遏和阿拉伯糖诱导的Cre重组(见表2)15 。
三。通过重组工程galK基因插入
fosmid修改的第一阶段,galK基因通过同源重组插入的fosmid,并选择正确修改fosmids增长最小的媒体含有半乳糖作为唯一的碳源(图2A) 。 SW106细菌生长缓慢上最小的媒体和3-5天才能看到的殖民地。
100毫升 | 最小10X MOPS媒体 |
5毫升 | 0.2 mg / ml的D -生物素(无菌过滤) |
4.5毫升 | 10毫克/毫升L -亮氨酸(1%,加热,然后冷却下来,无菌过滤) |
10毫升 | 20%的半乳糖(灭菌) |
1毫升 | 12.5 mg / ml的氯霉素在乙醇 |
2.55毫升 | 20%NH 4 CL |
10毫升 | 0.132中号二元磷酸钾 |
四。 galK更换标签序列通过重组工程
在这个阶段galK基因替换所需的标记序列和正确修改fosmids选择对galK基因选择模拟deoxygalactose有毒半乳糖(狗)(图2B)。
100毫升 | 最小10X MOPS媒体 |
5毫升 | 0.2 mg / ml的D -生物素(无菌过滤) |
4.5毫升 | 10毫克/毫升L -亮氨酸(1%,加热,然后冷却下来,无菌过滤) |
10毫升 | 20%deoxygalactose(无菌过滤) |
10毫升 | 20%甘油(灭菌) |
1毫升 | 12.5 mg / ml的氯霉素在乙醇 |
2.55毫升 | 20%NH 4 CL |
10毫升 | 0.132中号二元磷酸钾 |
五, 增加CRE - loxP位的UNC - 119基因重组
修改fosmids产生转基因动物的一个常见的手段是通过利用基因枪法。这种技术使用DNA包覆的金颗粒引入 C. fosmid的DNA 线虫 。转基因动物通常是查明通过UNC - 119与UNC - 119基因突变的救援。在这一步,UNC - 119基因添加CRE - loxP位重组与pLoxP在独联体fosmid骨干UNC - 119质粒(图2C)。
六。大型Fosmid准备
为了便于获得轰击需要fosmid DNA的数量较多,在fosmid是EPI300细菌转移到了这一步。这种应变的能力,增加fosmid套数增加在DNA的制备收益。
七。轰击
八。代表性的成果
fosmids通过重组工程稳健和成功率> 90%的负选择步骤修改定期观察2。该协议还需要1〜2个星期才能完成这使得转基因较快的准备。该协议也已试图通过与其他实验室成功20。
寡糖 | 序列 |
长期的C - TAP F | ATGGAAAAGAGAAGATGGAAAAAG |
C -长期的TAP ř | GGTTGACTTCCCCGC |
标志- GFP的F | ATGGATTACAAGGACGATGACGATAAGATGAG |
标志的绿色荧光蛋白ř | CAAAGCTTGTGGGCTTTTGTATAG |
长期的N - TAP F | ATGGCAGGCCTTGCGC |
N -长期的TAP ř | AAGTGCCCCGGAGGATGAGATTTTCT |
galK F | CCTGTTGACAATTAATCATCGGCA |
galK ř | TCAGCACTGTCCTGCTCCT |
UNC - 119 F | CAAATCCGTGACCTCGACAC |
UNC - 119 ř | CACAGTTGTTTCTCGAATTTGG |
表1。寡核苷酸进行PCR。
质粒 | 来源 | 可在 |
Fosmid克隆 | Geneservice有限公司 | Geneservice |
pGalK | 15 | NCI,冯检基 |
pMOD4 - RT - G | 2 | Addgene |
pMOD4 - galK - G | ||
pMOD4 - galK - GT | ||
pLoxP - UNC - 119 | ||
pMOD4 - GFP | ||
细菌 | ||
SW106 | 15 | NCI,冯检基 |
EPI300 | 震中生物技术 | 震中 |
EC100D PIR - 116 |
表2。应变和载体的可用性。
图1。
图pMOD4 - galK - G和pMOD4 galK - GT,pMOD4绿色荧光蛋白,pLoxP - UNC - 119
pMOD4 - galk - G质粒由PMOD 4 galK - GT galK由两侧由50个相同的5'和3'末端的标志(棕色)- GFP(绿色)的核苷酸地区galK卡带(黑色)两侧的FLAG - GFP的同源性区域和50个核苷酸地区相同的5'和3'N端和C端TAP(蓝色和橙色,分别)结束的录像带。 pMOD4 - FLAG - GFP由5'标志,标签和pLoxP UNC - 119的UNC - 119的基因组序列中包含一个loxP位网站质粒(紫色)组成的完整的GFP卡带。所有质粒利用的R6K基于pMOD4(红色)的骨干,这是无法复制在SW106。
图2。
galK重组工程过程概述
图2A - 2C显示的步骤和时间参与重组工程使用galK卡带的独立数字。这些都是相同的数字,在图2d合并,但分别提供清晰和易于阅读。两个步骤的过程涉及的50个基点地区的同源性,本录像带更换了FLAG - GFP或TAP - GFP的标志或TAP(图2A) 两侧的galK卡带插入利益fosmid是第一次修改(图2B)。后来用于产生转基因动物的UNC - 119标记插入LoxP位网站上fosmid骨干(图2C) 。
2D图显示了一个galK重组工程程序的合并数字。
概要描述的过程包括在上述合并图2A - 2C的每一步所需的时间galK重组工程。
图2a。galk插入galk重组工程。
图2b。galk重组工程中的标签(GFP / TAP)插入。
图2c。此外UNC - 119。
图2d。galk重组工程的合并概述。
转基因从fosmids一代提供保留所有本机的启动子,剪接变异体,和3'非编码区调控元件的利益。这可能会导致一个转基因这是原生的表达模式,或建设功能的基因,当其他方法失败5反射的建设。由此产生的转基因可以进行各种包括GFP或自来水标记的抗原表位的标签。
转基因的建设涉及到三个步骤都进行SW106细菌染色 15 。首先,galK基因融入在fosmid所需?...
作者想感谢纳什与发展中国家的技术帮助林赛。这项工作是由美国国立卫生研究院授予AG028977 ALF的,从美国匹兹堡大学的一个OAIC匹兹堡大学(AG024827),种子基金的试点项目授予。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
FosmidMAX kit | Epicentre Biotechnologies | FMAX046 | |
GoTaq | Promega Corp. | M7122 | |
MOPS Media | TEKnova, Inc. | M2120 | |
0.132 M Potassium phosphate solution | TEKnova, Inc. | M2102 | |
D-galactose | Sigma-Aldrich | G0750 | |
2-deoxygalactose | Sigma-Aldrich | D4407 | |
Biotin | Sigma-Aldrich | B4639 | |
Leucine | Sigma-Aldrich | L8000 | |
NH4Cl | Sigma-Aldrich | A9434 | |
Phusion DNA polymerase | New England Biolabs | F-530S | |
MacConkey agar base | BD Biosciences | 281810 | |
Arabinose | Sigma-Aldrich | A3131 | |
Chloramphenicol | Sigma-Aldrich | C1919 | |
Sodium phosphate dibasic | Sigma-Aldrich | S5136 | |
Potassium phosphate monobasic | Sigma-Aldrich | P5655 | |
Sodium chloride | Sigma-Aldrich | S5886 | |
Glycerol | Sigma-Aldrich | G2025 | |
Bacto Agar | BD Biosciences | 214010 |
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