一步法快速构建多片段连接的同源臂载体

目的：建立一种简便、高效,可一步完成多个片段连接,从而构建含同源臂的载体的方法。方法：按照酶切后可产生前后片段相匹配的粘性末端接头的原则设计PCR引物,在目的片段两端均引入BsaⅠ酶切位点。以G160基因为例,PCR扩增打靶用左右同源臂片段、示踪基因CMV-EGFP片段、载体骨架pMD19－T等4个片段,纯化后一起加入一个反应管中,并加入BsaⅠ限制性内切酶和T7DNA连接酶及相应缓冲液,进行酶切、酶连接共10～50个循环反应,一步构建含同源臂载体的质粒;产物经高温处理后,直接转化感受态细胞,并进行重组子PCR鉴定;对pMD19－T载体进行优化,突变载体上的BsaⅠ酶切位点,把示踪基因CMV-EGFP片段引入pHSG298－T载体,再选择不同的G160基因同源臂片段组合对构建系统进行验证。结果：重组质粒酶切和PCR结果表明,应用一步法可成功连接多个片段来构建含同源臂及示踪基因的克隆载体;用优化后的pMD19－T－O载体体系,在2d内即完成了6种各含4个片段的载体的构建。结论：多个基因片段一步无缝连接的方法简便、易行、可靠,不仅可快速构建某类载体系统,还可对基因进行精确的点突变,该系统可用于快速构建基因打靶载体。     

PCR依赖型方法构建高质量酵母基因突变文库

针对定向进化中利用亚克隆的方法建立酵母突变文库建库周期长、效率低、库容量低、丰度低等问题,建立了一种基于体内同源重组构建酵母整合型基因突变文库的新方法。步骤为：构建目标基因的重组表达质粒;以此为模版,设计长引物片段,PCR/易错PCR/DNA Shuffling等方法扩增得到两端带有与表达载体40~70 bp同源序列的突变基因;再利用PCR扩增得到表达载体;将扩增得到的目标基因和表达载体以一定的摩尔比混合电转化酵母,目标基因和表达载体在酵母体内同源重组成为完整的表达盒,整合入酵母基因组,获得基因突变文库。对构建的突变文库进行筛选,分别得到了酶活、蛋白表达量及热稳定性提高的突变株。该方法为完全PCR依赖型 (PDM),在体内构建表达盒,效率高,操作方便,将建库周期由2周缩短为3 d,将库容量从传统的103~104提高到105以上,库阳性率达到95％。     

部分扩增结合双片段连接法克隆系列截短基因突变体

体外合成DNA伴随的随机突变是制约基因定点突变效率的重要因素。以克隆周期蛋白E（cyclin E）及其截短基因的激酶活性缺失突变体为例,对传统重叠延伸PCR（overlap extension PCR,OE-PCR）作适当改进,提出一种系列相关基因定点突变的优化方案。前期研究中已克隆了cyclin E基因及其2个截短基因T1、T2,并通过EcoRⅠ/SalⅠ双酶切插入pEGFP_C2载体。限制性酶切分析发现cyclin E基因序列中含有1个AgeⅠ位点将其分为F1、F2两段,目标突变位点KD位于F2段。对于cyclin E及其截短基因,F2段是完全一致的。因此,通过重叠延伸PCR扩增含突变位点的共有片段F2,从C2-cyclin E、C2-cyclin E_T1和C2-cyclin E_T2这3个原始质粒中切取相应的F1片段,再将F1与酶切的F2一起连接插入载体以重构完整突变体。对比检测发现OE-PCR扩增较短DNA片段更易成功。C2-cyclin E、C2-cyclin E_T1和C2-cyclin E_T2这3组均能筛选出一定数量克隆,经检测和序列鉴定,每组各得到1个序列完全准确的目标突变体。研究表明,采用部分扩增可以缩短DNA合成长度,避免了目标基因反复扩增等不利因素,从而减少随机突变;双片段连接避免了双AgeⅠ位点对常规酶切-连接的限制。两者相结合,可作为其他系列相关基因定点突变的优化方案。     

鸡卵清蛋白基因转录起始点的确定及表达载体的构建

采用5’RACE方法确定鸡卵清蛋白基因转录起始点的位置,通过序列分析得出转录起始点为G,从而确定出核心启动子及上游调控区的位置。应用PCR技术分别扩增两段卵清蛋白基因上游调控序列的两个片段,长度分别为1．5kb和2．9kb。经PCR测序和克隆测序后,针对突变的碱基进行修复,并将修复的两片段分别连接在带有绿色荧光蛋白报告基因pGFP-N2载体上,为使pGFP-N2载体本身的CMV启动子不影响对鸡卵清蛋白启动子的研究,将其切去,构建了P1.5koval-GFP和R2.9koval-GFP两种表达载体,经酶切鉴定这两种表达载体构建正确。     

链霉菌M1033 D－木糖异构酶的分子克隆

链霉菌M1033染色体DNA经BamH Ⅰ酶解后电泳,Southern转移。根据自测的链霉菌M1033 D－木糖异构酶氨基酸序列设计合成寡聚核苷酸探针x－2、x－3,以x－2、x－3及Am－pullariella sp3876 D-木糖异构酶基因(1．17kb)为探针进行杂交,确定与上述探针杂交最强处在15kb左右。从胶上分离出g-20kb大小的片段,克隆到EMBL 3载体中,经杂交筛选后,得到0．6％的阳性噬斑,其插人大小为13kh。将插入DNA的saIⅠ酶解片段(2．5kb)进一步亚克隆于pucl8,得到重组质粒puB l,经酶解图谱、部分序列分析和互补实验确定puBl含有完整的M1033 D-木糖异构酶基因     

利用T载体克隆快速构建布鲁氏菌缺失突变株

目的：建立一种基于T载体快速克隆构建布鲁氏菌突变株的方法,提高布鲁氏菌突变株构建的效率;方法：采用融合PCR的方法,将待缺失基因上下游的同源臂与卡那霉素抗性基因融合起来,构建突变盒,然后将突变盒直接与T载体连接,构建突变载体,将载体转入布鲁氏菌感受态细胞并筛选抗性克隆,进而获得布鲁氏菌的缺失突变株。结果：结合融合PCR和T载体快速克隆,能够在48h之内构建好突变载体,与传统的酶切连接相比,效率高、周期短。结论：基于T载体快速克隆是一种非常高效的构建突变株的方法,为布鲁氏菌突变株的构建提供了一种新方法。     

分段DNA shuffling: 一种大分子海藻糖合酶有效的定向进化方法

[目的]红色亚栖热菌(Meiothermus ruber)海藻糖合酶(Trehalose synthase,M-TreS)将麦芽糖转化生成海藻糖只需一步反应,且具有很好的热稳定性及pH耐受性,是潜在的工业生产海藻糖的酶源.为了提高该酶的性能,有必要对其进行定向进化.[方法]M-TreS基因(M-treS)大小为2 889bp.该蛋白质分子本身具有很大的进化空间,但是却不宜进行全长基因Shuffling.分段DNA shuffling是为大分子蛋白质(基因≥2 000 bp)的进化而设计的一种方法.该方法分为三步:(1)用两对引物分别扩增目的基因的上游片段和下游片段;(2)上下游片段各自进行Shuffling; (3)利用重叠延伸PCR连接上下游突变群,建立完整基因的突变文库.[结果]结合易错PCR,通过该方法经一轮进化获得一株酶活力是野生型1.6倍、催化效率是野生型2倍的突变株.序列分析表明,该突变株共有6个位点发生了氨基酸的替代,其中一个来自易错突变,2个来自同源重组,3个为随机突变.[结论]分段DNA shuffling是进化大分子蛋白质的有效方法.     

鹅源新城疫病毒ZJI株基因组cDNA克隆的序列修饰

将鹅源新城疫病毒ZJI株全基因组cDNA克隆通过酶切切下包含T7启动子区域和转录载体的片段,将其自身环化后获得约6．5kb的质粒。设计引物,利用基因定点突变技术,在此质粒上T7启动子与NDV Leader序列之间突变插入额外的3个G碱基,将此突变最终引入到原基因组cDNA克隆中。应用RT—PCR技术从尿囊液中扩增NDV基因组F／HN基因区域部分片段,利用限制性内切酶BsmBI将扩增片段连接,最终将原cDNA克隆中相应片段替换下。测序结果表明,原基因组cDNA克隆中特定位置碱基插入突变成功,F／HN基因区域碱基突变均得以纠正。以上cDNA克隆的修饰与替换为该毒株的反向遗传研究打下了基础。     

大鼠肝脏脂酶基因的PCR扩增、序列分析和克隆

报导了应用聚合酶链式反应（PCR）技术,扩增大鼠肝脏脂酶基因及其克隆和序列分析的结果．经31个循环的扩增,得到大鼠肝脏脂酶及其N端结构域的cDNA,前者为1508bp的片段,后者为1076bp的片段．克隆后,对此二片段进行了限制性内切酶物理图谱分析,测定了DNA序列,并已将它们克隆到表达载体pGT－d中．     

L─山梨酮脱氢酶基因在大肠杆菌中的克隆和表达

参照已知的L－山梨酮脱氢酶基因序列,合成了两个引物序列,以AcetobacterliqueficiensIF012258的染色体DNA为模板进行PCR反应,克隆得到了L－山梨酮脱氢酶基因,经酶切验证与预期结果相同,序列测定结果也与已知序列一致。采用PCR方法在此基因的两端加上了E．coRI和HindⅢ两个酶切位点,经E．coRI和HindⅢ酶切后去掉了两端的多余序列后,将此片段连接到pKKH上,经诱导无蛋白表达,采用RcaI酶切启动子端,对载体pKKH则采用Mcol酶切,使表达载体的SD序列     

基于XcmI识别序列的T载体的构建及连接PCR片段的优化

目的:构建基于Xcm I识别序列的T载体并对与其连接的PCR片段进行优化。方法:首先将5’和3’端含有Xcm I识别序列的人组蛋白H4 c DNA定向克隆至p CDNA3.0表达载体中,再用Xcm I酶切得到基于p CDNA3.0载体骨架的T载体,为提高T载体与DNA片段的连接效率,在DNA片段PCR扩增前将其引物进行磷酸化并在PCR结束后再用Taq DNA聚合酶和d ATP处理,分别将长度为312 bp和1 329 bp的PCR片段T载体连接并将连接产物转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,培养转化子,通过菌液PCR和琼脂糖凝胶电泳估算转化子的阳性率。结果:经Xcm I酶切后的T载体能高效地与目的 DNA片段连接;除T载体本身质量外,扩增DNA片段所用引物的磷酸化与否也是影响克隆效率的重要因素之一;对较大的插入片段而言,经PCR扩增、纯化后再用Taq DNA聚合酶和d ATP处理也能够显著增加连接效率。结论:克服了对蓝白筛选或插入自杀基因等实验条件的限制,可为T载体的常规制备并与目的片段进行高效地连接提供了新的线索。     

小鼠Daintain/AIF-1 基因启动子的克隆及其荧光素酶报告基因 载体的构建

目的:对Daintain/AIF-1(大炎肽/同种异体移植炎症因子-1)基因启动子进行克隆并构建荧光素酶报告基因载体,为进一步研究Daintain/AIF-1的转录调控作用提供了质粒资源。方法:提取单核巨噬细胞系RAW264.7基因组DNA,以其为模板采用PCR方法克隆出Daintain/AIF-1基因5’端UTR区1.6 kb DNA序列,将该序列同源重组到pGL3-Basic载体上,转化感受态DH5α并酶切鉴定和测序。结果:PCR产物片段与预期结果一致,Daintain/AIF-1基因5’端UTR区1.6 kb DNA序列连接到pGL3-Basic载体上,构建成pGL3-Basic-Daintain/AIF-1(pGL3-Basic-DT)载体,酶切结果与理论预测值一致,经测序证实无碱基突变。结论:Daintain/AIF-1基因报告基因载体的构建为进一步研究Daintain/AIF-1转录调控作用提供了载体资源。     

小鼠Daintain/AIF-1基因启动子的克隆及其荧光素酶报告基因载体的构建

目的：对Daintain/AIF-1（大炎肽/同种异体移植炎症因子-1）基因启动子进行克隆并构建荧光素酶报告基因载体,为进一步研究Daintain/AIF-1的转录调控作用提供了质粒资源。方法：提取单核巨噬细胞系RAW264.7基因组DNA,以其为模板采用PCR方法克隆出Daintain/AIF-1基因5＇端UTR区1.6 kb DNA序列,将该序列同源重组到pGL3-Basic载体上,转化感受态DH5α并酶切鉴定和测序。结果：PCR产物片段与预期结果一致,Daintain/AIF-1基因5＇端UTR区1.6 kb DNA序列连接到pGL3-Basic载体上,构建成pGL3-Basic-Daintain/AIF-1（pGL3-Basic-DT）载体,酶切结果与理论预测值一致,经测序证实无碱基突变。结论：Daintain/AIF-1基因报告基因载体的构建为进一步研究Daintain/AIF-1转录调控作用提供了载体资源。     

托佩克猪SLA-3原核表达载体构建及表达

目的:研究托佩克猪SLA-3-TPK的原核表达载体的构建及蛋白表达。方法:设计引物扩增SLA-3-TPK胞外区(命名为SLA-3-TPKe),并将此片段克隆至p MD19-T Simple Vector,经双酶切筛选阳性克隆测序,序列正确的克隆片段与表达载体p ET-21a(+)连接,转化宿主菌BL21,并经过诱导表达,SDS-PAGE检测目的蛋白的表达。结果:PCR成功扩增获得SLA-3-TPke,大小约为850bp,酶切后插入片段大小约为830bp,经克隆测序,阳性克隆序列与原序列一致,双酶切鉴定证实目的基因与p ET-21a(+)成功连接,经过IPTG诱导表达和SDS-PAGE检测,结果显示目的基因成功表达且目的蛋白大小约为31k Da。结论:该研究成功构建了托佩克猪SLA-3原核表达载体,获得了表达蛋白,为今后进一步的结构和功能研究奠定基础。     

基于XcmⅠ的T载体及其在合成生物学中的应用

为了节约成本和提高实验效率,以商用p MD18-T载体为基础,构建获得了p FL-XS-T载体,其具有符合Biobrick标准的串联XbaⅠ-XcmⅠ-XcmⅠ-SpeⅠ克隆序列,通过对XcmⅠ的酶切处理即可以通过TA克隆方便地克隆PCR片段。克隆验证实验结果表明,经XcmⅠ处理的该载体可以与PCR片段进行TA连接,连接效率及阳性率均可以满足实验室要求并且可以得到Biobrick标准质粒。此外,该载体不仅可以与其余Biobrick标准元件进行串联,还可以作为功能DNA元件的筛选载体。     

人CCL20基因打靶载体的构建与鉴定

目的:构建针对人CC亚族趋化因子配体20(CC chemokine ligand 20,CCL20)基因外显子2的置换型打靶栽体.方法:设计和合成引物,利用长距离聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)从永生化人角质形成细胞系(HaCaT)基因组DNA中克隆出CCL20基因组DNA片段,再以CCL20基因为模板扩增出长度为1969 bp的同源短臂和2356 bp的同源长臂.分别插入pioxP栽体的Neo基因上游和下游,构建针对人CCL20基因外显子2的置换型打靶载体(ploxP-hCCL20).将打靶载体线性化并以电穿孔方法转移入HaCaT,观察克隆的形成.结果:经过PCR、限制性内切酶鉴定及DNA序列测定.证实该载体的两条同源臂包含人CCL20基因的外显子1、3、4及其邻近的部分内含子.结论:ploxP-hCCL20载体构建成功,增加Neo基因下游同源臂长度的策略有可能提高细胞基因敲除的同源重组率.     

枯草杆菌启动子—信号肽序列的克隆及序列分析

利用含红霉素抗生基因和缺启动子－信号肽序列的氨苄青霉素抗性基因的双功能质粒ｐＧＰＢ１４为探针载体,克隆了枯草杆菌的启动子－信号肽序列并对克隆的片段进行序列分析。枯草杆菌染色体ＤＮＡ经Ｓａｕ３Ａ酶解后与ＢａｎＨＩ酶切的质粒ｐＧＰＢ１４连接,转化大肠杆菌Ｃ６００,筛选抗氨苄青霉素及抗红霉素的转化子,从双抗性转化子中提取重组质粒并经酶切分析,显示克隆的ＤＮＡ片段在０．２７－１．５ｋｂ之间。用Ｓａｎｇｅｒ     

利用CRISPR/Cas系统构建在XRCC6内源基因插入Flag标签序列的HeLa细胞系

目的:利用CRISPR/Cas系统在XRCC6基因5′端插入Flag标签序列,筛选XRCC6-Flag稳定表达的宫颈癌细胞(He La)株。方法:根据Gen Bank中XRCC6基因序列,设计XRCC6基因敲入的g RNA序列,构建入p Cas-Guide载体中,获得p Cas-XRCC6载体;设计XRCC6基因的同源臂序列,利用搭桥PCR方法将同源臂和Flag标签序列作为模板进行扩增,得到供体DNA片段,并将其克隆到p Back Zero-T表达载体上,获得p XRCC6-Donor载体;将上述2个载体共转染He La细胞,采用PCR、Western印迹等方法检测和筛选Flag标签序列插入XRCC6基因5′端的细胞株。结果:构建了p Cas-XRCC6和p XRCC6-Donor载体,筛选获得3株XRCC6-Flag稳定表达细胞株。结论:构建了XRCC6-Flag稳定细胞株,为研究XRCC6基因及其蛋白产物的生物学功能奠定了基础。     

变形链球菌耐氟菌株耐酸相关基因ropA的克隆及蛋白表达

克隆并表达变形链球菌耐氟菌株耐酸相关基因ropA。以变形链球菌UA159的耐氟菌株全基因组为模版,PCR扩增ropA基因并与p MD-18T克隆载体连接构建重组克隆质粒,测序鉴定。Bam HⅠ、HindⅢ双酶切重组克隆质粒,回收目的基因片段并与p Pro EX HTa表达载体通过粘性末端连接构建重组表达质粒,转化入大肠埃希菌感受态细胞DH5α,IPTG诱导,SDS-PAGE检测Rop A表达量。测序结果为变形链球菌UA159的耐氟菌株ropA基因碱基序列与亲代菌株UA159完全一致。SDS-PAGE结果显示IPTG成功诱导Rop A蛋白表达,并且随诱导时间的延长蛋白表达增多。变形链球菌UA159耐氟菌株的耐酸相关基因ropA未发生突变,说明变形链球菌耐氟菌株耐酸性增强不是由ropA碱基序列的改变导致。本研究成功诱导Rop A蛋白表达,为后续研究Rop A蛋白功能奠定了基础。     

乙肝病毒突变核心蛋白基因的克隆及序列分析

目的克隆发生长片段缺失的乙肝病毒核心蛋白基因（HBV-C）,并对其进行DNA序列和蛋白质结构分析。方法通过PCR从1株乙型肝炎病毒中扩增得到发生长片段缺失的HBV-C基因,利用TA克隆将PCR产物克隆人pUCm—T载体并进行测序、同源性比较和蛋白质结构分析。结果PCR扩增出的HBV-C基因经序列分析表明长度为454bp,其核苷酸序列缺失了220—317bp之间的98个碱基,造成从74个氨基酸起发生移码突变。结论成功克隆发生长片段缺失的HBV-C基因,为表达及功能研究奠定了基础。