多基因共表达载体的构建策略

于同一载体上同时表达多个外源基因在生物学领域中有广泛的应用价值,尤其在针对疾病发生发展的各个环节设计的联合基因治疗方案中,构建合适的载体获得多个外源基因的高效转移与表达具有重要意义,目前可提供的载体难以满足这一要求,近年来在多顺反子表达载体的构建策略方面有许多新的进展,本文拟对多基因共表达载体的构建策略予以总结和阐述。     

基于IRES序列的多基因共表达载体构建

目的:构建一个IRES序列介导的多基因共表达载体,实现两个目的基因和筛选标记基因共用一个启动子高效表达,提高多基因稳定共表达细胞株的筛选效率。方法:以实验室前期构建的载体pLV-MCS-Puro为骨架,设计并全基因合成双基因克隆表达元件,连接到骨架载体,构建多基因共表达载体pLV-2MCS-Puro,以DsRed2和EGFP荧光蛋白基因验证该载体用于多基因稳定共表达细胞株筛选的效率。结果:成功构建了pLV-2MCS-Puro载体以及DsRed2和EGFP共表达重组质粒pLV-DsRed2-EGFP-Puro。瞬时转染实验证明该载体能介导多基因共表达。抗性筛选获得了MDCK和HeLa两种细胞的多基因稳定共表达细胞池。细胞池涂片荧光显微镜观察和计数表明抗性细胞池DsRed2和EGFP双阳率接近100%。基因组和转录水平PCR及蛋白质免疫印迹实验表明,DsRed2和EGFP稳定整合到抗性细胞基因组,并且两种蛋白质表达水平较为一致。结论:成功构建了多基因共表达载体pLV-2MCS-Puro,实现了两个目的基因和抗性基因串联共表达,并且具有高效的多基因稳定共表达细胞株筛选效率。该载体在研究蛋白质相互作用及工程细胞构建等方面具有一定的应用前景。     

大肠杆菌多基因共表达策略

利用基因工程手段实现多个基因在同一宿主菌中共表达是大肠杆菌细胞发育调节研究和代谢途径改造的有效手段。介绍了单一转录单元的多基因共表达载体、多重转录单元的多基因共表达和单基因载体的构建原理、特点、优势及转化策略,并着重介绍了利用LIC衔接子实现基因在多基因载体上定位连接的原理和方法。     

串联亲和纯化原核表达载体的构建

【目的】构建串联亲和纯化原核表达载体,用于研究细菌中(生理状态或接近生理条件下的)蛋白-蛋白相互作用。【方法】设计并合成两条串联亲和标签序列,分别可以在靶蛋白N端和C端融合Protein G和链亲和素结合肽(Streptavidin binding peptide,SBP)标签;以pUC18载体为骨架,去除原有的阻遏蛋白基因,构建组成型表达载体pNTAP和pCTAP。【结果】成功构建N端和C端标签表达载体pNTAP和pCTAP,它们在大肠杆菌(Escherichia coli)BL21(DE3)、肠出血性大肠杆菌O157:H7和痢疾杆菌福氏5型M90T菌株中都可以实现表达。【结论】本实验构建的两个串联亲和纯化表达载体可以在部分革兰氏阴性细菌中表达,为研究细菌内蛋白-蛋白相互作用及致病菌毒力蛋白的作用机制奠定了基础。     

一种从多表达谱数据挖掘基因共表达团的新方法

随着近年来高通量基因表达谱数据的涌现,集成多个不同实验条件的表达谱数据,并挖掘在多数据源都保守的基因共表达团,成为预测基因功能或者调控关系的方法之一．但是,常用的方法通常仅简单地集成不同表达谱数据并推导保守基因共表达团,这样可能会导致结果中出现并非真正在多数据源保守的共表达团．提出一种结合最小哈希与局部敏感哈希的新方法,可以高效地寻找在多表达谱数据源中真正保守的基因共表达团．结果分析证明,相比过去的方法,现提出的方法可以获得更加功能相关和调控相关的基因共表达团．     

一种构建多拷贝串联小分子多肽基因的方法

目的:构建蛇毒锯鳞蝰血抑环肽(Ecs)基因串联多拷贝重组质粒。方法:采用重叠延伸PCR克隆Ecs基因,将第28位Met的密码子突变为Leu,利用其序列特点及酶切位点,在表达载体pET30a上将Ecs基因以同向串联方式连接,在E.coliBL21(DE3)中表达产物。结果:工程菌表达的串联Ecs与预期结果相符,实现了Ecs基因的串联表达。结论:为活性小肽的体外表达提供了新的思路和方法。     

针对乙肝病毒的串联序列amiRNA表达载体的构建

目的为优化RNA干扰研究方法,构建了针对乙肝病毒的串联序列amiRNA(artificial microRNA)质粒表达载体。方法设计针对乙型肝炎病毒S区的靶干扰序列,构建单一序列amiRNA质粒表达载体;将其中干扰效率好的两个序列串联起来,构建串联序列amiRNA质粒表达载体。结果经酶切及测序鉴定,插入序列与靶序列一致,载体构建正确。结论成功构建了新型针对乙肝病毒的串联序列amiRNA质粒表达载体,为进一步体外及体内实验奠定了基础。     

CaXMT和TCS1突变体基因串联共表达及体外酶活检测分析

咖啡碱和可可碱是茶叶生物碱的主要组分,且咖啡碱是茶叶重要的滋味物质,随着咖啡碱在食品和药物领域的应用愈发广泛,咖啡碱的生物合成成为新的研究热点.目前市场上的咖啡碱主要靠化学合成,为了探索其生物合成途径,该研究将咖啡黄嘌呤核苷甲基转移酶(coffee xanthosine methyltransferase,CaXMT)基因和茶树咖啡碱合成酶(tea caffeine synthase,TCS1)基因的4个突变体分别串联至同一大肠杆菌表达载体pMAL-c5X,诱导融合蛋白共表达,并进行SDS-PAGE凝胶电泳分析.结果表明:目的蛋白成功表达后,应用超声破碎法制备含有目的蛋白的粗酶液,添加底物黄嘌呤核苷(xanthosine,XR)和甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl-L-methionine,SAM)进行体外酶促反应,将反应产物进行高效液相色谱检测.检测结果显示,pMAL-CaXMT-TM2/3/4的体外酶促反应产物仅有可可碱生成,均未见咖啡碱生成.该研究结果为构建生物合成咖啡碱和可可碱的串联共表达载体奠定了基础,也为进一步研究生物合成咖啡碱和可可碱提供了新思路.     

phoA基因的克隆和一种原核分泌表达筛选载体的构建

外源基因在原核细胞中的表达,是基因工程和分子生物学许多研究领域中应用最为广泛的技术,大肠杆菌已成为蛋白质表达的首选宿主和生产基因工程多肽药物的主要表达系统。发展通用的高表达、可溶性以及分泌性表达策略,是目前该领域研究中的重点发展方向。实现外源基因在大肠杆菌中的分泌表达,由于对蛋白质分泌机制的基础研究还不够深入,缺乏有力的理论指导,目前还存在许多问题,急需要发展新的研究技术和思路。研究表明,表达蛋白的性质是决定它能否有效分泌的重要性质,蛋白质中少数氨基酸的改变可显著的影响其分泌情况。为了能够方便的…     

我国登革2/4型病毒株Pr-M-E基因的双表达质粒构建及在真核细胞中的共表达

将我国登革 2、4型病毒分离株PrM E基因通过RT PCR以病毒RNA为模板扩增我国登革 2型 4 3株和 4型B5株的PrM E基因 .并分别克隆至pGEM TEasy载体 ,然后亚克隆至双顺反子表达质粒的两个多克隆位点 ,获得同时含有登革 2型 4 3株和 4型B5株PrM E基因的双顺反子重组表达质粒pIDME2 4 .在用该重组质粒转染的BHK2 1细胞中 ,不但可检测到PrM E基因的转录产物 ,而且采用间接免疫荧光法还可观察到针对登革 2型 4型病毒的特异荧光 .研究结果表明 ,重组的双顺反子表达质粒在真核细胞中可共表达登革两个血清型PrM E基因 ,为双价登革核酸疫苗的研究奠定基础     

Agrobacterium-Mediated Multiple Gene Transformation in Rice Using a Single Vector

The homodimeric hemoglobin gene (VHb), the trans-zeatin synthetase gene (tzs), the modified 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase gene (EPSPS), a selectable marker gene (hpt), and a reporter gene (gus), as linked expression cassettes, were stacked into the T-DNA region of a binary vector and introduced simultaneously into immature embryos of the rice (Oryza sativa L.) varieties Xiushui-11, Qiufeng,Youfeng, and Hanfeng by Agrobacterium tumefaciens. A total of 1 153 transgenic lines was obtained through selection for hygromycin B resistance. Approximately 90.2% of the transgenic lines harbored all the transgenes. Integration of multiple transgenes occurred at one to three genetic loci. Expression analysis revealed that the transgenes were coexpressed and inherited in a simple Mendelian fashion in transgenic plants and the frequency of coexpression was approximately 85%. On the basis of the cointegration and coexpression of the transgenes, most transgenic families were considered to be useful in a breeding program.     

Agrobacterium-Mediated Multiple Gene Transformation in Rice Using a Single Vector

The homodimeric hemoglobin gene (VHb), the trans-zeatin synthetase gene (tzs), the modified 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase gene (EPSPS), a selectable marker gene (hpt), and a reporter gene (gus), as linked expression cassettes, were stacked into the T-DNA region of a binary vector and introduced simultaneously into immature embryos of the rice (Oryza sativa L.) varieties Xiushui-11, Qiufeng,Youfeng, and Hanfeng by Agrobacterium tumefaciens. A total of 1 153 transgenic lines was obtained through selection for hygromycin B resistance. Approximately 90.2% of the transgenic lines harbored all the transgenes. Integration of multiple transgenes occurred at one to three genetic loci. Expression analysis revealed that the transgenes were coexpressed and inherited in a simple Mendelian fashion in transgenic plants and the frequency of coexpression was approximately 85%. On the basis of the cointegration and coexpression of the transgenes, most transgenic families were considered to be useful in a breeding program.     

琼脂糖凝胶的合适浓度对于回收酶切后质粒载体的重要性

目的：探讨琼脂糖凝胶的不同浓度对回收不同大小的酶切后质粒载体纯度的影响。方法：将2种质粒载体酶切,并经不同浓度的琼脂糖凝胶电泳分析,通过比较酶切前和酶切后载体的相对位置,研究胶浓度对回收酶切后载体纯度的影响。结果：不同浓度的琼脂糖凝胶中,酶切前和酶切后载体的相对位置会发生变化,对能否成功回收到纯度高的酶切后DNA片段有重要影响;质粒大小不同,胶浓度的影响也不同。结论：合适的胶浓度对于回收酶切后质粒载体具有重要意义,应选择合适的胶浓度回收酶切后质粒载体。     

带有sop基因稳定表达载体的构建

F质粒的第五个EcoRⅠ片段mini-F具有质粒的分配功能。其EcoRⅠ-BamHⅠ片段含有oriS、ccd、repD和sop基因(sopA,B和C)。该片段与pBR322重组,得到质粒pDMC32。pDMC32经SmaⅠ酶切,T4连接酶连接,得到衍生质粒pDMC311,消除了oriS、ccd和repD片段。MI32(pDMC32)和MI311(pDMC311),在液体限磷基础培养基中培养100代,质粒保持率分别为93％和100％。而对照MIR322(pBR322)培养55代时,质粒保持率仅为10％。带有色氨酸启动子质粒pDR720与pBR322重组,得到质粒pDMC40。pDMC40再与mini-F的sop基因重组,得到带有sop基因的稳定表达质粒pDMC48。MI48(pDMC48)在液体限磷基础培养基中培养100代,质粒保持率为100％。     

Construction of Plant Expression Vector with Double Resistance to Virus and Insect and Identification of Transformation in Tomato

By in situ hybridization of bacterium clone and analysis of restriction enzyme digestion, both CMV-cp gene and Bt-toxin gene were inserted one by one into T-DNA of binary plant expression vector pea. The reconstructed plasmid was named pE14. Then, tomato was transformed with pE14 mediated by Agrobacterium tumefaciens GV311-SE, four regenerated tomato plants were obtained on the MS medium containing 100 μg/mL kanamycin. Assay of nopaline, dot blotting of tomato genomic DNA and PCR amplication of CMV-cp gene and Bt-toxin gene from genomic DNA showed that CMV-cp gene and Bt-toxin gene were transferred into the four regenerated tomato plants simultaneously with T-DNA, and no recombination of genes occurred. RNA dot blotting showed that two of them could express simultaneously the CMV-cp gene and Bt-toxin gene proteins. The resistances to virus and insect of the transgenic tomato plants will be tested in their F1 and F2 regenerations.     

一种原位示踪外源目的基因表达载体的构建

应用分子克隆技术 ,分别将增强型绿色荧光蛋白 (enhancedgreenfluorescentprotein ,EGFP)、内部核糖体进入位点 (internalribosomeentrysite,IRES)和编码H-ras基因C端 2 0个氨基酸的DNA(rasc2 0 )片段插入真核表达载体pcDNA3,构建真核重组表达载体并将其命名为pZX。通过脂质体介导将该载体转染人宫颈癌细胞系HeLa ,培养过夜后在荧光显微镜下观察绿色荧光蛋白在细胞内的分布 ,并与pEGFP-C3质粒DNA转染该细胞系进行比较。结果表明 ,转染pZX载体的实验组细胞膜发出绿色荧光 ,而对照组绿色荧光则均匀弥散于整个细胞中 ,工具性载体pZX已构建成功     

含VHb基因和GFMcryIA基因的双价基因植物高效表达载体的构建

将人工合成的、密码子优化后的透明颤菌血红蛋白基因与人工合成的GFMcryIA基因构建成双价基因植物高效表达载体PGBI4ASVHBBt,vgbM基因表达盒中含2个增强子的35S启动子、Ω前导序列、Kozak序列、多联终止密码子及Nos终止子;Bt基因表达盒中,除含有以上提高转录和翻译的调控元件外,还包含有正确切割、加工序列、Poly(A)信号序列。利用根癌农杆菌介导转化烟草,获得了转基因植株;PCR及Southern blot检测,证实了双价基因在烟草基因组中的整合;Western blot检测证实了vgbM基因在转基因烟草中的表达;杀虫实验表明GFMcryIA基因也表达出活性毒蛋白。     

跨膜蛋白基因克隆载体pMBL的构建及验证

自行设计一对引物,从质粒pUC18上扩增一段无启动子和信号肽的β-内酰胺酶基因(△P△SP Amp),以作为最终构建的载体克隆到带跨膜信号基因片段的报告基因。所设计的上游引物中依次带有分别处于3个不同阅读框架、且形成匹配粘性末端的3个酶切位点BglⅡ、BclI、BamHI,以便最终构建的载体捕获基因时的对位融合和表达。pET-28经BglI、Bst1107I双酶切,去除约2．5kh的lac I等基因的冗余片段,保留Kan抗性基因、复制原点、多克隆位点等结构,并消除BglⅡ位点,获得作为最终构建载体的抗性基因和基本骨架的过渡质粒pKan。△p△SP Amp基因经pGEM-T-EASY载体,克隆到pKan的EcoRI和XbaI间,得到在Kan平板中生长而在Amp和Kan双抗平板中不能生长的转化子pMBL-E质粒;经部分酶切补平自连,筛选得到消除HindⅢ位点端EcoRI位点的质粒,即得到用于跨膜蛋白信号基因片段捕获克隆的目的载体pMBL,大小为3．46kb。经酶切鉴定和测序,证明构建的载体与预期设计的一致。应用四环素抗性基因(Tet)片段对构建的跨膜蛋白基因克隆载体pMBL．的有效性进行了验证,在克隆人EcoRI和BglⅡ双酶切(0位)的载体中,Kan和Amp双抗平板筛选到阳性克隆子,经酶切和测序均显示Tet基因已对位插人,并启动了β-内酰胺酶的表达和跨膜分泌。由此证明：构建的跨膜蛋白克隆载体pMBL能有效捕获含启动子和信号肽序列的跨膜蛋白基因。     

牛α-IFN及FMDV P12A3C双表达载体的构建及其在BHK-21细胞中的表达

从口蹄疫病毒Asia I/Jiangsu毒株的细胞毒中提取总RNA,通过RT-PCR方法分别获得FMDV的P12A及3C基因;同时以pMD18-T-α-IFN质粒为模板,PCR扩增得到α-IFN基因.将α-IFN基因及FMDV P12A及3C基因连接至双启动子表达载体pBudCE4.1上,构建成双效表达质粒pBudCE4.1-α-IFN-P12A3C,经电泳、PCR、双酶切和DNA测序鉴定表明双效质粒载体构建成功.用此重组质粒转染BHK-21细胞后并对其表达情况进行检测,表明该双表达质粒在BHK-21细胞中能够成功表达.以此重组质粒免疫乳鼠后12 h,按100 TCID50/O.1 mL的量进行攻毒,结果发现该质粒能够抑制病毒的增殖,对乳鼠有一定的保护作用.结果表明成功构建了牛α-IFN及FMDV P12A3C组合基因双表达载体,为进一步研究口蹄疫基因疫苗提供前期基础.