基因体外诱变的一种新方法

在PCR的过程中,采用5溴脱氧尿苷三磷酸（BrdUTP）部分取代脱氧胸苷三磷酸(dTTP)的方法,对克隆的野油菜黄单胞菌的α淀粉酶基因进行了体外诱变。结果表明,BrdUTP浓度越高,诱变越强;浓度越低,诱变越弱。当BrdUTP浓度为dTTP的0.1%时,可以得到最多的正诱变结果。用LBSP鉴别培养基初筛,然后用Yoo改良法测定酶活,仅一轮诱变就获得了其表达产物α-淀粉酶的酶活分别降低了5倍和提高了20倍的两个突变基因。再以后者为PCR模板进行第二轮诱变,从而筛选到了α-淀粉酶的酶活提高40倍的突变体。此诱变方法克服了用碱基类似物在体内诱变由于核酸复制酶等的校正作用而造成诱变无效的难题,并为基因的体外诱变找到了一条新途径。     

5′-磷酸腺苷对小鼠脾细胞氧化应激损伤的保护作用

目的研究5′-磷酸腺苷（5′-AMP）体外抗氧化和对体外氧化损伤脾细胞的损伤修复能力。方法用化学比色法测定5′-AMP体外清除二苯代苦味酰基自由基（DPPH自由基）的能力;建立过氧化氢（H2O2）氧化损伤体外培养小鼠脾细胞模型,用MTT法检测5′-AMP修复受损伤脾细胞的作用,并分析其对细胞抗氧化体系及抗氧化能力的影响。结果5′-AMP具有剂量依赖性的体外抗氧化和清除活性氧能力,添加0.5mmol/L、1mmol/L、5mmol/L和10mmol/L5′-AMP均能显著修复H2O2诱导的脾细胞氧化损伤（P〈0.05）,总抗氧化能力和抗氧化酶类活力（P〈0.01）,5′-AMP添加量大于1mmol/L时,可显著降低丙二醛（MDA）含量（P〈0.01）。其细胞培养液的氧自由基（ROS）水平逐渐降低,5′-AMP添加量为10mmol/L时,ROS水平接近对照组水平。结论5′-磷酸腺苷能显著修复氧化损伤,具有显著的抗氧化作用。     

一种高效而经济获得长片段基因突变体的方法

重组PCR方法的发展为体外突变技术提供了更快捷、准确的方法.通过改进引物设计和PCR保真性等方法,应用重叠延伸PCR的原理成功地实现了对BA基因的定点突变,并构建了其含有m1,m2,m3和m4的突变体.实验证明通过这种改进方法可以有效地进行长片段基因的突变,并且这种方法与其他方法相比具有简便、快捷、经济、高效的特点.     

高效大丽轮枝菌(Verticillium dahliae) 基因敲除体系的构建

[目的]为了深入研究大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)致病基因的功能,构建高效大丽轮枝菌基因敲除体系.[方法]融合PCR构建基因敲除载体;利用农杆菌介导法转化大丽轮枝菌;使用在T-DNA之间加入致死基因的双元载体,使T-DNA随机插入转化子在添加5-氟脱氧尿苷的培养基上不能存活,实现对随机插入转化子的"反向筛选".[结果]对大丽轮枝菌腺嘌呤合成酶基因和几丁质合成酶基因进行基因敲除验证,基因敲除转化子在总转化子中的比例分别达到87%和44%.[结论]成功构建大丽轮枝菌高效基因敲除体系,为大丽轮枝菌致病基因的功能验证提供了技术平台.     

内质网蛋白44(ERp44)通过1, 4, 5-三磷酸肌醇受体介导基因转录

细胞核内钙离子浓度的增加可以引起包括钙离子激活的基因转录在内的很多生理功能.运用Western blot、免疫荧光、实时定量聚合酶链反应、钙成像以及外源三磷酸腺苷刺激细胞释放钙离子等试验方法,发现1,4,5-三磷酸肌醇受体和内质网蛋白44(ERp44)在内质网和核膜上都有很好的共定位.外源三磷酸腺苷可以通过1,4,5-三磷酸肌醇受体刺激核内钙瞬变并磷酸化环磷酸腺苷反应原件结合蛋白(CREB)、刺激原癌基因c-Myc的表达.但是,这些功能都能被1,4,5-三磷酸肌醇受体抑制剂2-氨乙氧基二苯酯硼酸(2-APB)和过表达内质网蛋白44(ERp44)所抑制.这些结果均提示在子宫颈癌HeLa细胞中内质网蛋白44(ERp44)通过1,4,5-三磷酸肌醇受体而介导基因转录.     

高等植物葡萄糖-6- 磷酸脱氢酶与6- 磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的不同进化起源

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的两个关键酶。在克隆了水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因OsG6PDH2和质体6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因Os6PGDH2基础上,分析比较了水稻胞质和质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的基因结构、表达特性和进化地位。结合双子叶模式植物拟南芥两种酶基因的分析结果,认为高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因在进化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的胞质基因与动物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的胞质酶和质体酶基因都起源于原核生物的内共生。讨论了植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因可能的进化模式,为高等植物及质体的进化起源提供了新的资料。     

一种降低dATP用量的简单易错PCR方法

易错PCR是基因体外诱变的主要方法之一,是通过在PCR体系中添加Mn2+、提高Mg2+浓度和dCTP/dTTP浓度等措施达到基因诱变的目的。【目的和方法】本研究在不添加Mn2+、不调整其它任何PCR成分的情况下,通过降低dATP浓度的底物不平衡作用,对洋葱抗菌蛋白基因Ace-AMP1和苏云金芽胞杆菌毒蛋白(Bt)基因cry1A(c)进行了PCR诱变。【结果】结果表明:随着dATP浓度的降低,序列变异率和碱基突变率均呈升高趋势。当dTTP/dCTP/dGTP∶dATP在20∶1-40∶1时,碱基突变率介于1.4%-1.8%之间,序列变异率介于77.8%-100%之间。【讨论和结论】该方法简化了常规易错PCR诱变中的条件优化过程,简单实用。降低dATP浓度的诱变方法主要引起AT→GC的变异,适用于提高靶基因GC含量的体外诱变。本研究降低单一底物浓度的诱变方法可以提高诱变基因的AT或GC含量,是对易错PCR诱变方法的拓展。     

高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的不同进化起源

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶是植物戊糖磷酸途径中的两个酶.在克隆了水稻质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因OsG6PDH2和质体6-磷酸葡萄糖脱氢酶基因Os6PGDH2基础上,分析比较了水稻胞质和质体葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因的基因结构、表达特性和进化地位.结合双子叶模式植物拟南芥两种酶基因的分析结果,认为高等植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶基因和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因在进化方式上截然不同,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的胞质基因与动物和真菌等真核生物具有共同的祖先;6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的胞质酶和质体酶基因都起源于原核生物的内共生.讨论了植物葡萄糖-6-磷酸脱氢酶与6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶基因可能的进化模式,为高等植物及质体的进化起源提供了新的资料.     

利用人工Mu转座技术研究解淀粉芽孢杆菌的功能基因

目的:利用人工Mu转座技术研究解淀粉芽孢杆菌的功能基因。方法:使用加入0.5%甘氨酸的M9-YE培养基,细菌生长到D600nm值为0.5时制备感受态细胞,加入Mu转座复合物(含42ngMuDNA),以1.8kV电压电击获得转化子。对转化子进行功能突变表型筛选、基因克隆、DNA序列分析,以确定插入突变的功能基因。结果:获得最佳电转化效率1.9×103CFU/μgDNA。同时获得2个芽孢杆菌抑真菌作用的调节基因rpmGA和yxlC。结论:人工Mu转座技术是研究芽孢杆菌功能基因的快速有效的好方法。     

改进重叠延伸法引入DNA定点突变的新方法

目的：改进重叠延伸PCR法,实现一种引入DNA定点突变的准确简便方法。方法：通过应用不同的扩增酶和反应体系,以重叠延伸PCR的方法产生引入突变位点的DNA片断,然后再亚克隆到载体中。该文以人cyclin D1启动子的NF-κB位点（-39/-30）为例。结果：通过DNA测序证明定点突变成功引入。一次引入4个突变碱基。突变引入率为100%。     

人参多肽基因的酶法体外随机——定位诱变

本文报道了酶法体外随机——定位诱变人参多肽基因的原理和方法。该法把传统的随机诱变和现代的定位诱变融合起来,可灵活控制基因突变的随机性和定位性。我们用双脱氧末端终止法测定了三个突变株的结果证实了该法的合理性和可行性,     

SORS: A Universal One-Round PCR-Based Method for Site-Directed Mutagenesis

We have developed a novel protocol for site-directed mutagenesis of double-stranded DNA. The procedure, termed SORS (named because it undergoes the sequential procedure of segmentation-overhang creating PCR-reannealing-splicing) mutagenesis, is exemplified by a substitution, a deletion, and an insertion of nucleotide(s) in target genes. The template DNA is PCR-amplified into two separate segments divided at the prospective mutation site, and each segment is amplified in two parallel PCRs using primers introducing the mutation. The primers are designed to be able to create protruding bases upon pooling, denaturing, and reannealing the two parallel reactions. The protruding bases at the prospective junction of the two segments are mutually complementary; therefore, the two segments can be re-spliced together to generate the mutated gene. Compared to previously published protocols, this procedure is rapid, restriction-independent and ensures higher success rate and lower potential to produce second-site mutations.     

Distribution and Properties of Chromatin-Associated Nucleoside Triphosphate Diphosphatase Purified by a New Method

Chromatin-associated nucleoside triphosphate diphosphatase (NTDPase)activity was detected in Alaska pea plant only at the germinationstage in a study of the plant's development over 5 month fromthe dormant to fruiting stages. This enzyme activity was alsodetected in seedlings of several dicotyledonous plants includingsoybean, Usui pea, cowpea and cucumber, but almost none wasfound in monocotyledonous corn and rice plants. When the chromatin of pea epicotyl was fractionated into template-activeand -inactive forms by DNase II digestion, most of the NTDPaseactivity was found in the active chromatin. A new method to rapidly isolate and purify NTDPase from peaepicotyl chromatin was developed in which NTDPase was elutedwith a linear gradient of NaCl on a column packed with cellulosepowder and chromatin. DNA remained on the column and the elutedNTDPase was purified further by chromatography using trimethylamino-2-hydroxypropylcellulose (TMAP-cellulose) and a Sephadex G-100 column, whichgive chromatin 18-fold purer than the starting sample. This purified NTDPase was adsorbed by DNA-cellulose, which isfurther evidence that NTDPase is a kind of non-histone proteinassociated with DNA. Several cations including Ca^2$, Mg^2$, Mn^2$and Zn^2$ stimulated the enzyme activity, with the maximal eightfoldactivation by Ca^2$. NTDPase activity was clearly inhibited byKCN and pyrophosphate, but not by SH-blocking inhibitors andvarious metal chelators at 1 mM.     

A High-Throughput Screening Method to Reengineer DNA Polymerases for Random Mutagenesis

A screening system for directed evolution of DNA polymerases employing a fluorescent Scorpion probe as a reporter has been developed. The screening system has been validated in a directed evolution experiment of a distributive polymerase from the Y-polymerase family (Dpo4 from Sulfolobus solfataricus) which was improved in elongation efficiency of consecutive mismatches. The engineering campaign yielded improved Dpo4 polymerase variants one of which was successfully benchmarked in a sequence saturation mutagenesis experiment especially with regard to the desirable consecutive transversion mutations (>2.5-fold increase in frequency relative to a reference library prepared with Dpo4 WT). The Scorpion probe screening system enables to reengineer polymerases with low processivity and fidelity, and no secondary activities (i.e. exonuclease activity or strand displacement activity) to match demands in diversity generation for directed protein evolution.     

一种简便快速的单引物PCR定点突变方法

为了解决在一些特殊位点上利用Quick Change方法进行定点突变时会在突变位点处额外插入引物序列导致突变失败的问题,对Quick Change法进行了改良。改良方法为:合成在突变位点处点突变的一对反向互补引物,分别进行单引物PCR扩增,将两种扩增产物混合,变性复性后加入Dpn I进行酶切,酶切产物转化大肠杆菌DH5α,抗性筛选阳性克隆进行测序验证。利用此法成功突变紫穗槐二烯合酶(amorpha-4,11-diene synthase,ADS)基因中多个利用常规方法突变均因引入额外引物而无法成功的特殊位点,证明此方法实践上可行,而且也可以避免插入额外引物序列,这也从侧面证明额外引物插入的原因是双引物同时反应。     

Convenient Procedure for Oligonucleotide-Directed in vitro Mutagenesis of Cloned DNA

Abstract

A new modification of the oligonucleotide-mediated mutagenesis technique has been used to produce specific base changes in the double-stranded plasmid DNA.     

在单个PCR管内快捷完成定点突变

采用大引物方法,利用质粒多克隆位点两侧的普通测序引物作为旁侧引物,在单个PCR管内,经2个步骤共34个循环进行定点突变. 该方法通过优化模板和引物的量达到降低PCR循环次数, 通过加入10个在68℃复性条件下的PCR循环达到增加突变效率而无需胶纯化.本方法达到平均62%的突变效率,而且全长扩增产物的产率很高.