Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В данной работе мы представляем протокол для получения вектора экспрессии pVAX1-PRRSV путем введения подходящих сайтов рестрикции на 3'-конце вставок. Мы можем линеаризовать вектор и присоединять фрагменты ДНК к вектору один за другим с помощью технологии гомологичной рекомбинации.
Построение векторов экспрессии генов является важной составляющей лабораторной работы в области экспериментальной биологии. Благодаря таким техническим достижениям, как сборка Gibson, векторное построение становится относительно простым и эффективным. Однако, когда полноразмерный геном вируса репродуктивного и респираторного синдрома свиней (РРСС) не может быть легко амплифицирован с помощью одной полимеразной цепной реакции (ПЦР) из кДНК или трудно получить полноразмерный вектор экспрессии генов путем гомологичной рекомбинации нескольких вставок in vitro, текущий метод сборки Gibson не достигает этой цели.
Следовательно, мы поставили перед собой цель разделить геном РРСС на несколько фрагментов и ввести соответствующие сайты рестрикции в обратный праймер для получения фрагментов, амплифицированных методом ПЦР. После присоединения предыдущего фрагмента ДНК к вектору с помощью технологии гомологичной рекомбинации новый вектор приобретал сайт расщепления фермента рестрикции. Таким образом, мы можем линеаризовать вектор, используя вновь добавленный сайт расщепления фермента, и ввести следующий фрагмент ДНК ниже по течению от вышестоящего фрагмента ДНК.
Введенный сайт расщепления фермента рестрикции на 3'-конце предшествующего фрагмента ДНК будет уничтожен, и новый сайт расщепления будет введен в 3'-конец нижестоящего фрагмента ДНК. Таким образом, мы можем присоединять фрагменты ДНК к вектору один за другим. Этот метод применим для успешного построения вектора экспрессии РРСС и является эффективным методом для сборки большого количества фрагментов в вектор экспрессии.
Молекулярное клонирование, являющееся важным методом создания основанных на ДНК экспериментальных инструментов для экспрессии экспрессии в прокариотических и эукариотических клетках, является очень важным компонентом экспериментальной биологии. Молекулярное клонирование включает в себя четыре процесса: получение ДНК вкладыша, лигирование вкладыша в соответствующий вектор, превращение рекомбинантного вектора в Escherichia coli (E. coli) и идентификацию положительныхклонов. До сих пор было использовано несколько методов соединения молекул ДНК с использованием ферментоврестрикции 2,3 и ПЦР-опосредованной рекомбинации 4,5,6. Гомологичная рекомбинация, известная как технология бесшовного клонирования, представляет собой группу методов клонирования, которые позволяют последовательно и без шрамов встраивать один или несколько фрагментов ДНК в вектор. Эта технология включает в себя клонирование, независимое от последовательности и лигирования (SLIC), экстракт бесшовного клонирования с лигированием (SLiCE), In-Fusion и сборку Gibson. Он использует экзонуклеазу для разрушения одной нити вкладыша и вектор для генерации когезивных концов, а также для репарации in vivo или рекомбинации in vitro для ковалентного соединения вкладыша с вектором путем образования фосфодиэфирных связей. Возможность присоединить одну вставку к вектору в любой последовательности без каких-либо шрамов очень привлекательна. Кроме того, технология имеет возможность соединять 5-10 фрагментов в заранее определенном порядке без ограничений по последовательности.
Являясь одним из многих методов рекомбинантной ДНК, метод сборки Гибсона, в настоящее время наиболее эффективный метод клонирования 7,8, представляет собой надежный и элегантный метод на основе экзонуклеазы для бесшовной сборки одного или нескольких линеаризованных фрагментов ДНК. Реакцию сборки Гибсона проводят в изотермических условиях с использованием смеси трех ферментов, а именно: 5'-экзонуклеазы, высокоточной полимеразы и термостабильной ДНК-лигазы. Одноцепочечные 3'-выступы, создаваемые 5'-3' экзонуклеазой, способствуют отжигу фрагментов, которые имеют общую комплементарность на одном конце. Высокоточная полимераза эффективно заполняет пробелы в отожженных одноцепочечных областях путем добавления dNTP, а термостабильная ДНК-лигаза запечатывает зазубрины, образуя совместные молекулы ДНК8. Следовательно, этот технический метод широко используется для создания векторов экспрессии генов.
Репродуктивно-респираторный синдром свиней (РРСС) — это вирусное заболевание, которое приводит к нарушению репродуктивной функции и дыхательной недостаточности у свиней, вызванным РРСС в возрасте9 лет. Синдром проявляется в виде лихорадки, анорексии, пневмонии, вялости, депрессии и респираторного дистресса. Кроме того, при некоторых эпидемиях наблюдались клинические признаки, в том числе красно-синее обесцвечивание ушей. Являясь членом семейства артеривирусов, РРСС широко передается в страны-производители свинины при прямом контакте и обмене жидкостями, включая мочу, молозиво и слюну. Из-за распространения РРСС в Соединенных Штатах общие экономические потери свиноводческой отрасли оцениваются примерно в 664 миллиона долларов в год, исходя из масштаба разведения 5,8 миллиона свиноматок и 110 миллионов свиней10,11. Отчет Службы инспекции здоровья животных и растений показывает, что у 49,8% невакцинированных свиней наблюдается присутствие РРСС в сывороткекрови 12, а низкие уровни РРСС у инфицированных свиней выводятся через слюну, носовые выделения, мочу и фекалии13. Для борьбы с распространением РРСС 14,15,16 были реализованы различные стратегии. В дополнение к процедурам элиминации для создания полностью вирус-отрицательных популяций или улучшения биобезопасности и управления, введение вакцин является эффективным средством борьбы с РРСС.
РРСС представляет собой оболочечную одноцепочечную РНК-вирус с положительной смысловой РНК длиной около 15 килооснований (кб). Геном РРСС состоит по меньшей мере из 10 открытых рамок считывания (ORF), короткой 5' нетранслируемой области (5' UTR) и поли(A) хвоста на 3'-конце (рис. 1A)17. Геном вируса с отрицательной цепью РНК незаразен, в то время как геном вирусов с положительной цепью РНК является инфекционным. Существуют две основные стратегии трансфекции РНК и ДНК для получения потомства вируса18. Тем не менее, клонирование полноразмерного фрагмента, соответствующего геному РНК, имеет решающее значение для создания инфекционных клонов. Из-за длинного и сложного характера генома РРСС полный геном не может быть легко получен с помощью ПЦР за один раз. Кроме того, хотя искусственный синтез генов РРСС является эффективным решением, синтез длинных фрагментов часто обходится дорого. Следовательно, для получения полноразмерного вектора экспрессии РРСС мы попытались создать его методом гомологичной рекомбинации множественных вставок19,20. К сожалению, нам не удалось получить полноразмерный вектор экспрессии генов. Поэтому в данном исследовании мы добавили соответствующие сайты рестрикции к обратному праймеру и успешно получили вектор экспрессии pVAX1-PRRSV с помощью нескольких раундов гомологичной рекомбинационной реакции. Кроме того, этот метод может также обеспечить делецию или мутацию генов-мишеней и эффективно присоединить большое количество фрагментов ДНК к вектору экспрессии.
1. Подготовка матрицы гена РРСС
2. Дизайн праймера для ПЦР
3. ПЦР для амплификации фрагментов
4. Очистка фрагментов ПЦР
ПРИМЕЧАНИЕ: Очистка продуктов ПЦР от геля с помощью набора для экстракции геля (см. Таблицу материалов) важна для векторного конструирования.
5. Подготовка линеаризованного вектора
ПРИМЕЧАНИЕ: После подготовки плазмиды выбранные ферменты можно использовать для ее разрезания. Длительное переваривание или переваривание с помощью двух ферментов имеет решающее значение для обеспечения переваривания всей ДНК. Это позволит снизить количество ложноположительных клонов в последующих экспериментах.
6. Субклонирование на новый вектор
ПРИМЕЧАНИЕ: Хорошая эффективность клонирования может быть достигнута при использовании 50-200 нг вектора и вкладышей.
7. Анализ трансформантов
В данной работе мы представляем систему рекомбинации in vitro для сборки и восстановления перекрывающихся молекул ДНК с использованием обратного праймера с помощью постоянно вводимых сайтов рестрикции (рис. 1B). Эта система представляет собой простую и эффективную пр?...
Метод сборки Гибсона представляет собой метод молекулярного клонирования на основе рекомбинации in vitro для сборки фрагментов ДНК8. Этот метод позволяет собрать несколько фрагментов ДНК в кольцевую плазмиду в ходе изотермической реакции в одной пробирке. Однако одним ?...
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Эта работа была поддержана финансовой поддержкой фондов для инициирования докторских исследований, предоставленных Китайским западным педагогическим университетом (No 20E059).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1 kb plus DNA Ladder | Tiangen Biochemical Technology (Beijing) Co., Ltd | MD113-02 | |
2x Universal Green PCR Master Mix | Rong Wei Gene Biotechnology Co., Ltd | A303-1 | |
Agarose | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | 9012-36-6 | |
Benchtop Microcentrifuge | Thermo Fisher Scientific Co., Ltd | FRESCO17 | |
Clean Bench | Sujing Antai Air Technology Co., Ltd | VD-650-U | |
DNA Electrophoresis Equipment | Cleaver Scientific Co., Ltd | 170905117 | |
DNA Loading Buffer (6x) | Biosharp Biotechnology Co., Ltd | BL532A | |
E. Z. N. A. Gel Extraction kit | Omega Bio-Tek Co., Ltd | D2500-01 | |
E.Z.N.A. Plasmid DNA Mini Kit I | Omega Bio-Tek Co., Ltd | D6943-01 | |
Electro-heating Standing-temperature Cultivator | Shanghai Hengyi Scientific Instrument Co., Ltd | DHP-9082 | |
ExonArt Seamless Cloning and Assembly kit | Rong Wei Gene Biotechnology Co., Ltd | A101-02 | |
ExonScript RT SuperMix with dsDNase | Rong Wei Gene Biotechnology Co., Ltd | A502-1 | |
FastDigest Eco321 (EcoRV) | Thermo Fisher Scientific Co., Ltd | FD0303 | |
FastDigest HindIII | Thermo Fisher Scientific Co., Ltd | FD0504 | |
FastDigest NheI | Thermo Fisher Scientific Co., Ltd | FD0974 | |
FastDigest NotI | Thermo Fisher Scientific Co., Ltd | FD0596 | |
Gel Doc XR | Bio-Rad Laboratories Co., Ltd | 721BR07925 | |
Goldview Nucleic Acid Gel Stain | Shanghai Yubo Biotechnology Co., Ltd | YB10201ES03 | |
Ice Maker Machine | Shanghai Bilang Instrument Manufacturing Co., Ltd | FMB100 | |
Invitrogen Platinum SuperFi II DNA Polymerase | Thermo Fisher Scientific Co., Ltd | 12361010 | |
LB Agar Plate (Kanamycin) | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | B530113-0010 | |
LB sterile liquid medium (Kanamycin) | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | B540113-0001 | |
Micropipettors | Thermo Fisher Scientific Co., Ltd | — | |
Microwave Oven | Panasonic Electric (China) Co., Ltd | NN-GM333W | |
Orbital Shakers | Shanghai Zhicheng Analytical Instrument Manufacturing Co., Ltd | ZHWY-2102C | |
PRRSV virus | Sichuan Agricultural University | — | |
SnapGene | GSL Biotech, LLC | v5.1 | To design primers |
T100 PCR Gradient Thermal Cycler | Bio-Rad Laboratories Co., Ltd | T100 Thermal Cycler | |
TAE buffer | Sangon Biotech (Shanghai) Co., Ltd. | B040123-0010 | |
TRIzol Reagent | Thermo Fisher Scientific Co., Ltd | 15596026 | RNA extraction reagent |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены