大肠杆菌重组工程

源于噬菌体的大肠杆菌同源重组系统不需要限制性内切酶和DNA连接酶就可以进行DNA克隆和亚克隆,还能快速地改造质粒、细菌人工染色体及细菌基因组染色体,是基因工程技术的一大突破,被称为重组基因工程或重组工程。该技术操作简单,效率较高,可望为功能基因组学研究提供一个有力的工具。     

阴道毛滴虫氢化酶体腺苷酸激酶基因的克隆及序列分析

目的-克隆阴道毛滴虫氢化酶体腺苷酸激酶(AK)基因,并测定其序列,进行序列分析。方法-根据AK基因已知序列设计合成一对引物,应用PCR技术从阴道毛滴虫基因组DNA中扩增出AK基因,并将其克隆入pMD18-T simple载体。阳性克隆的重组质粒经酶切及PCR鉴定后,用双脱氧链末端终止法进行基因序列测定。应用BLAST软件辅助分析所测基因与Genbank中阴道毛滴虫氢化酶体AK序列的同源性。结果-PCR扩增得到特异的阴道毛滴虫氢化酶体腺苷酸激酶基因序列。酶切及PCR鉴定获得了正确的PT-AK重组质粒。测序表明,所克隆的AK基因大小为690bp,编码229个氨基酸。序列分析表明,所测基因与Genbank中阴道毛滴虫氢化酶体AK序列具有高度同源性(99．9％)。结论-克隆了阴道毛滴虫氢化酶体腺苷酸激酶基因,序列测定及同源性分析表明,所测基因与Genbank中阴道毛滴虫氢化酶体AK序列具有高度同源性。     

cosmid克隆筛选的体内同源重组法——一个含有小鼠t复合体连锁DNA顺序的cosmid克隆的分离

一个从cosmid分子克隆库中筛选特别基因顺序的遗传学方法——体内同源重组(invlvo homologous recombination)法。即使探针DNA与分子克隆库中带有与探针同源顺序的克隆发生体内重组,然后以遗传学方法进行筛选。cosmid分子克隆库构建在rec宿主细胞内,经体内包装(in vivo Packaging)成λ噬菌体颗粒,把该噬菌体颗粒转入带有探针DNA的rec~+细胞内,探针是已被克隆在与cosmid载体没有同源顺序的质粒(如PUC8或PUC9)内的。经过一段时间(1—3小时),待重组发生后,把cosmid进行体内包装。此时探针DNA连同质粒已整合入cosmid基因组内,因此它带有原为两个载体所分别带有的双重抗性——Amp~r(氨苄青霉素,PUC8或PUC9)和Kan~r(卡那霉素,cosmid)。这种双重抗性菌落可在含有这2种抗菌素的培养平皿上选出,该重组cosmid借助于λ切除酶的作用将已被整合的探针质粒重新切除,再经体内包装后,该cosmid被还原并纯化,然后可用一含有Xgal的培皿识别和选出。本文用此法以有关DNA探针从cosmid分子克隆库中分离得到含有与小鼠t复合体连锁的基因组顺序的克隆,并对该克隆作了物理图谱分析。     

自连载体DNA的选择性线性化——提高重组体筛选效率的新途径

自连载体ＤＮＡ的选择性线性化──提高重组体筛选效率的新途径陆建荣，金振华（中国科学院发育生物学研究所，北京１０００８０）关键词选择性线性化，重组体ＤＮＡ平端ＤＮＡ片段可用Ｔ４ＤＮＡ连接酶连接，这在基因重组、克隆及重组体筛选等操作中具有广泛用途。实际应...     

基因克隆及组装技术的研究进展 *

随着测序技术的发展,已知的DNA序列数量呈指数性增加,为了能更快的探索其未知的生物功能,一些简化组装流程的DNA克隆及组装新技术争相发展起来。其中大部分需要在菌体外构建重组体,但重组酶纯化过程复杂,运送和保存方法要求严格,致使成本较高。最近研究者开发了一些在菌体内进行DNA组装的简易、低成本的新方法。主要对各类基因克隆及组装方法的研究现状、原理和优缺点等进行综述,并结合实际的工作内容展望了未来的发展趋势,希望能为进一步研究开发新技术提供参考。     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白重组腺病毒的构建与免疫原性测定

应用RT-PCR方法扩增出猪繁殖与呼吸综合征病毒国内分离株S1毒株的GP5基因序列,然后通过KpnI和XhoI酶切位点把该基因克隆入经过同样双酶切的穿梭载体pShuttle-CMV中.重组穿梭载体经过酶切和PCR鉴定后进行测序,证明所克隆入的基因以正确的阅读框插入.获得的重组穿梭载体经线性化后与腺病毒骨架载体共转化大肠杆菌BJ5183菌株.纯化的重组腺病毒质粒经酶切线性化后转染293细胞获得重组腺病毒.重组腺病毒经纯化后进行RT-PCR和间接免疫荧光鉴定,证明了用PRRSVGP5蛋白基因所构建的重组腺病毒成功的表达了GP5蛋白.猪体免疫试验后收集血清进行中和实验证明所构建的重组腺病毒在猪体内能够诱导产生中和抗体,因此我们所构建的重组腺病毒可以作为PRRSV基因工程疫苗研究候选病毒株.     

平滑肌肌球蛋白轻链激酶N端删除载体的构建

目的:构建重组平滑肌肌球蛋白轻链激酶(myosin light chain kinase,MLCK)N端删除栽体,为研究平滑肌MLCK的分子机制提供研究模型.方法:以重组质粒pCoid/155为模板,根据其待删除序列(N端1-41个氨基酸)设计上下游引物,行PCR扩增.将扩增片段以NdeI/EeoRl双酶切,产物行琼脂糖凝胶电泳回收得到目的基因.将目的基因与栽体连接,转化至大肠杆菌.筛选阳性克隆,并对阳性克隆进行测序.结果:用NdeI和EcoRI双酶切重组质粒pCold/155,琼脂糖凝胶电泳显示得到约4.4kb栽体和约3.4kb的MLCK片段.阳性克隆经测序证实MLCK的N端41个氨基酸序列已被成功删除.结论:成功构建了重组MLCK N端删除栽体 pCold/155/D41.     

猪繁殖与呼吸综合征病毒GP5蛋白重组腺病毒的构建与免疫原性测定

应用RT-PCR方法扩增出猪繁殖与呼吸综合征病毒国内分离株S1毒株的GP5基因序列,然后通过KpnI和XhoI酶切位点把该基因克隆入经过同样双酶切的穿梭载体pShuttle-CMV中。重组穿梭载体经过酶切和PCR鉴定后进行测序,证明所克隆入的基因以正确的阅读框插入。获得的重组穿梭载体经线性化后与腺病毒骨架载体共转化大肠杆菌BJ5183菌株。纯化的重组腺病毒质粒经酶切线性化后转染293细胞获得重组腺病毒。重组腺病毒经纯化后进行RT-PCR和间接免疫荧光鉴定,证明了用PRRSVGP5蛋白基因所构建的重组腺病毒成功的表达了GP5蛋白。猪体免疫试验后收集血清进行中和实验证明所构建的重组腺病毒在猪体内能够诱导产生中和抗体,因此我们所构建的重组腺病毒可以作为PRRSV基因工程疫苗研究候选病毒株。     

鸡传染性支气管炎病毒核蛋白基因在大肠杆菌中的表达及抗原性初步研究

为了研究重组鸡传染性支气管炎病毒核蛋白能否作为群特异性诊断抗原加以应用,将鸡传染性支气管炎病毒国内分离株IBV—LX4核蛋白基因亚克隆于大肠杆菌原核表达载体pPROEX^TM HT中。构建拟表达重组鸡传染性支气管炎病毒核蛋白的重组质粒pPROEX^TM HT—N。经核苷酸序列测定后,阳性质粒转化大肠杆菌DH5α,并进行诱导表达。表达产物经SDS-PAGE、Western blot鉴定,表明核蛋白在大肠杆菌中获得了表达,表达产物是分子量分别为约56kD和45kD的蛋白,其中分子量为56kD的蛋白表达量约为菌体总蛋白的13％。包涵体被6mol盐酸胍裂解后。通过镍离子亲和树脂进行了纯化,并用纯化的分子量为56kD的重组蛋白免疫新西兰白兔,所获得的兔抗鸡传染性支气管炎病毒核蛋白多克隆抗体,分别与不同致病型的鸡传染性支气管炎病毒进行琼脂扩散反应,结果表明。该多克隆抗体可与各不同致病型毒株发生反应。这初步表明重组鸡传染性支气管炎病毒核蛋白。可作为群特异性诊断抗原用于该病毒的诊断中。     

利用Red重组系统快速构建基因打靶载体

基因敲除小鼠模型是在哺乳动物体内研究基因功能最可靠的方法之一。利用常规的分子克隆的方法构建基因打靶载体往往工作周期长,对于难度特别大的基因有时甚至无法完成打靶载体的构建。通过合理应用Red重组系统和低拷贝中间载体,利用50bp的同源重组序列直接从BAC载体中克隆了长片段的小鼠基因组序列;将得到的基因组序列再次通过重组和改造,构建了Gpr56等基因的完全敲除并带有报告基因的打靶载体,实现了打靶载体的快速构建。     

细菌内同源重组法制备mIL-12腺病毒载体及其体外高效表达

利用细菌内同源重组法构建含 m IL- 1 2双顺反子重组腺病毒载体 ,其中由 polio IRES连接的 m IL- 1 2 p40和 p35双亚基目的基因片段用 Not +Xho 酶自真核表达载体 pc DNA3/m IL- 1 2中切出 ,亚克隆至经同样酶切的腺病毒穿梭质粒中 ,形成转移质粒 p Adtrack- CMV/m IL- 1 2 ,对之线性化后与腺病毒基因组质粒 p Adeasy- 1共转化 BJ51 83菌 ,抽提经鉴定含目的基因的重组体质粒DNA,转染 2 93细胞 ,包装成重组体腺病毒 Ad- m IL - 1 2 . Southern杂交证实 ,p40和 p35基因已被克隆至 Ad- m IL - 1 2基因组中 ;RT- PCR结果显示 ,Ad- m IL- 1 2感染的 MM45T· Li肿瘤细胞中有p40和 p35基因的表达 ,ELISA检测感染 48h细胞的上清中 m IL- 1 2的含量达 88ng每 1 0 6细胞 ,其体外能刺激小鼠脾脏淋巴细胞的增殖 ,提高 NK细胞活性及诱导 干扰素的产生 .结果表明 ,利用细菌内同源重组法制备的 Ad- m IL- 1 2重组腺病毒载体是一种方便、高效、成功率高的方法 ,所制备的重组体腺毒在体外能有效表达具有生物活性的 m IL- 1 2 ,为今后的体内应用奠定了基础 .     

介绍一种鉴定胚胎干细胞基因打靶快速、经济的筛选新方法

小鼠基因剔除动物模型越来越广泛地应用于哺乳动物基因功能与疾病的研究。然而每当胚胎于细胞同源重组的效率过低时,鉴定与分离带有定位变异的阳性克隆就会既费力又昂贵。本工作以类固醇受体共激活子基因为例,研究出一种快速鉴定阳性克隆的新方法。在构造重组载体时,将一段编码半乳糖苷酶的DNA序列整合到共激活子基因的蛋白起始码后面。于是,在干细胞内同源重组发生以后,半乳糖苷酶的表达就会受控于内源性共激活子基因的启动子。在载体与半乳糖苷酶DNA随机整合的大多数非特异克隆中,因为缺少启动子或由于不正确的氨基酸编码连接,导致合成牛乳糖苷酶的可能性较小。因此,在半乳糖苷酶染色阳性的克隆中,具有特异突变的阳性克隆可以富集30倍以上。从牛乳糖苷酶的阳性克隆中,再用Southern Blot方法进一步确认带有基因剔除的阳性克隆就大大减少了工作量。因为半乳糖苷酶的细胞化学染色法简便而可靠,所以在重组效率低时,可以用这种方法在短期内筛选大量克隆。但是应该注意,应用该方法的前提条件是所研究的基因必须在胚胎干细胞内表达。这种方法更为重要的意义在于当带有基因剔除的胚胎干细胞发育成小鼠后,牛乳糖苷酶的组化染色法可以轻而易举地用来揭示所研究基因在动物不同组织与细胞中的表达水平。     

柑橘凤蝶细胞克隆株RIRI-PX1-C24的生物学及重组蛋白表达特性

【目的】研究柑橘凤蝶Papilio xuthus细胞系RIRI-PX1的单细胞克隆株RIRI-PX1-C24的生物学和重组蛋白表达特性。【方法】用野生型苜蓿银纹夜蛾核型多角体病毒(wild-type Autographa californica multiple nucleopolyhedrosis virus, wt-AcMNPV)侵染RIRI-PX1-C24与RIRI-PX1,检测细胞对野生型病毒的敏感性;使用重组绿色荧光蛋白杆状病毒(AcMNPV-GFP)、重组β-半乳糖苷酶杆状病毒(AcMNPV-Gal)以及重组分泌型碱性磷酸酶杆状病毒(AcMNPV-SEAP)分别侵染细胞系RIRI-PX1-C24和RIRI-PX1,在之后的24, 48, 72, 96, 120, 144和168 h检测3种重组蛋白的表达量;通过简单重复序列区间(inter simple sequence repeat, ISSR)标记比较RIRI-PX1-C24与RIRI PX1的遗传相似性。【结果】亲本细胞系 RIRI-PX1和克隆株RIRI-PX1-C24均能被wt-AcMNPV侵染,其中RIRI-PX-C24对wt-AcMNPV的敏感性较RIRI-PX1有显著提高。3种重组蛋白均能在2个细胞系中表达,其中重组绿色荧光蛋白在RIRI-PX1-C24中的表达水平远高于在亲本细胞系RIRI-PX1中的表达水平,但重组β-半乳糖苷酶蛋白和重组分泌型碱性磷酸酶蛋白在RIRI-PX1-C24中的表达水平较在RIRI-PX1中的无显著提高。用10条ISSR引物进行的RIRI-PX1-C24和RIRI-PX1 2个细胞系的指纹图谱分析中,4条引物扩增条带在这2个细胞系间存在差异;2个细胞系的遗传相似性范围在0~83.33%之间,说明克隆株及其亲本细胞系在基因型上存在差异。【结论】通过对柑橘凤蝶细胞系RIRI-PX1进行单细胞克隆,确实获得了使重组绿色荧光蛋白表达水平有显著提高的克隆株RIRI-PX1-C24,其利用价值仍需进一步的研究。     

通过启动子同源重组研究人凝血因子Ⅸ的组成型表达

为了探索定点整合基因治疗血友病B的可行性,开展了在HeLa细胞中的hFIX组成型表达研究.同源重组载体p921构建后,电穿孔转入细胞,经过GCV和G418克隆选择,通过特异性的PCR证实了同源重组的发生,hCMV启动子定点替换hFIX基因在非肝细胞中可以被启动子hCMV转录表达,显示人为进行基因表达调控的可行性.     

介绍一种鉴定胚胎干细胞基因打靶快速、经济的筛选新方法

小鼠基因剔除动物模型越来越广泛地应用于哺乳动物基因功能与疾病的研究。然而每当胚胎干细胞同源重组的效率过低时,鉴定与分离带有定位变异的阳性克隆就会既费力又昂贵。本工作以类固醇受体共激活子基因为例,研究出一种快速鉴定阳性克隆的新方法。在构造重组载体时,将一段编码半乳糖苷酶的DNA序列整合到共激活子基因的蛋白起始码后面。于是,在干细胞内同源重组发生以后,半乳糖苷酶的表达就会受控于内源性共激活子基因的启动子。在载体与半乳糖苷酶DNA随机整合的大多数非特异克隆中,因为缺少启动子或由于不正确的氨基酸编码连接,导致合成半乳糖苷酶的可能性较小。因此,在半乳糖苷酶染色阳性的克隆中,具有特异突变的阳性克隆可以富集30倍以上。从半乳糖苷酶的阳性克隆中,再用Southern Blot方法进一步确认带有基因剔除的阳性克隆就大大减少了工作量。因为半乳糖苷酶的细胞化学染色法简便而可靠,所以在重组效率低时,可以用这种方法在短期内筛选大量克隆。但是应该注意,应用该方法的前提条件是所研究的基因必须在胚胎干细胞内表达。这些方法更为重要的意义在于当带有基因剔除的胚胎干细胞发育成小鼠后,半乳糖苷酶的组化染色法可以轻而易举地用来揭示所研究基因在动物不同组织与细胞中的表达水平。     

人源核受体hLRH-1 的表达纯化及多克隆抗体制备

目的：制备抗人源核受体hLRH-1 的多克隆抗体,为进一步研究其功能奠定基础。方法：构建含有hLRH-1基因全长克隆的 原核表达载体pET507a-hLRH-1 并用IPTG 诱导其在Rosseta2 菌株中表达重组蛋白His-hLRH-1,经亲和层析纯化后按常规方法 免疫新西兰兔制备多克隆抗体,并用Western Blot 对其特异性进行鉴定。结果：原核表达载体pET507a-hLRH-1经测序证实构建 成功,将其转化大肠杆菌Rosseta2菌株后成功诱导表达重组蛋白His-hLRH-1,经纯化免疫新西兰兔后得到抗hLRH-1 多克隆抗 体,Western blot 证实抗体具有高度特异性。结论：成功表达His-hLRH-1 重组蛋白并制备出多克隆抗体,为进一步用于hLRH-1 的 免疫学检测及其功能研究奠定了基础。     

产生无标记农杆菌突变体方法的建立及优化

农杆菌已经用作许多生物过程研究的模型细菌,为了解析这些生物过程的分子机理,对农杆菌的某些基因进行突变就显得非常重要．以自杀性基因sacB作为反向可选择性标记基因,利用同源重组的原理,建立了一种可对农杆菌基因进行准确插入、删除和位点置换的突变方法,所获突变体不带任何不需要的外源DNA序列．通过详细研究同源序列的长度对农杆菌同源重组效率和突变体产生概率的影响,以及对农杆菌中的同源重组机理的分析,提出了优化该突变体产生方法的方案,即通过设计不等长的上下游同源序列和选择其中一种类型的单交换重组体来筛选二次交换重组体的方法,可以显著地提高理想突变体的产生概率．研究结果对如何提高突变体的产生概率和减少突变体筛选的工作量具重要的参考价值．利用该方法成功地获得了两个基因被同时删除而且不含抗性标记的农杆菌突变株．     

基于Flp重组酶介导的盒式交换HPRT位点定点转基因研究

以电穿孔转染法将构建的交换质粒pF-HPRT-F3和Flp表达载体pCMV-Flp共转染已在基因组HPRT位点整合有交换盒F-Neo-F3结构的ES细胞F18,经HAT筛选得到HAT抗性ES细胞克隆;G418敏感性试验和基因组Southern杂交表明,所分析的12个HAT抗性克隆中有3个克隆发生了预期的盒式交换重组,转基因定点整合的相对效率为25%.这一结果表明,Flp重组酶是可以在HPRT位点有效地介导盒式交换反应的,我们提出的利用Flp重组酶介导的盒式交换反应建立基于HPRT位点的转基因定点整合体系的策略是可行的.     

一种快速精确编辑疱疹病毒基因组的方法

为了快速且准确地对疱疹病毒基因组进行基因敲除、插入或者点突变等修饰,通过同源重组将马立克氏病病毒 (MDV) 超强毒株Md5基因组克隆到细菌人工染色体 (BAC)。将筛选的阳性重组体DNA电转进DH10B菌株,用PCR及限制性片段多态分析 (RFLP) 方法鉴定含Md5全基因组的BAC克隆。将阳性重组体DNA转染入鸡胚成纤维细胞 (CEF),拯救出重组病毒,命名为Md5BAC。进一步利用Red酶介导的两步法基因重组技术构建MDVlorf10基因敲除毒株。为了验证被敲除基因功能的特异性,将lorf10插入原位点以构建基因复原毒株。将构建的重组毒株分别感染CEF细胞,用间接免疫荧光试验确认重组病毒均包装成功;病毒生长曲线结果表明,lorf10敲除不影响病毒的体外增殖。总之,这为其他疱疹病毒的基因组编辑提供了技术参考。     

构建定向T载体用于基因克隆和表达

传统的T载体克隆方法需要烦琐的后续步骤来筛选和鉴定重组子,并且无法实现目的基因的定向克隆。为了克服这些问题,本研究在pET-23a(+)的基础上构建了定向T载体pETG,首先通过定点诱变消除pET-23a(+)上的两个BfuⅠ位点得到PET-23aM;设计一对引物在5端各引入一个BfuⅠ位点,下游引物紧邻BfuⅠ位点引入13 bp的部分LacO序列,用该引物从pHBM2002上扩增Prrn-gfp表达盒,插入PET-23aM的NdeⅠ和XhoⅠ位点,得到定向T载体pETG。PCR扩增的目的基因通过下游引物引入7 bp剩余的LacO序列,该基因片段与BfuⅠ酶切制备的定向T载体连接、转化大肠杆菌DH10β感受态细胞,通过补加了X-gal的平板筛选蓝色重组子。质粒酶切和PCR鉴定表明蓝色菌落全部为定向插入的重组子,重组效率100%,利用本方法成功地定向克隆了103个人类肝蛋白编码基因cDNA,克隆过程无需复杂的步骤筛选鉴定重组子。随机选择了其中的8个基因的克隆进行表达,结果显示8个克隆均在大肠杆菌中获得成功表达。该结果表明定向T载体构建成功,并且该载体非常适合基因的克隆和表达。