利用Red系统快速敲除家蚕核型多角体病毒orf60基因

用Red重组系统和最近构建的家蚕核型多角体病毒（BmNPV）bacmid在大肠杆菌BW25113中快速地敲除BmNPV orf60基因。从大肠杆菌BmDH10Bac中提取BmNPV bacmid,将其电转化到含有质粒pKD46（能表达Red重组酶）的大肠杆菌菌株BW25113中,获得了可用于BmNPV基因打靶的菌株BW25113-Bac。设计一对长63bp的引物（5′端为orf60基因的左右同源臂,长45bp;3′端长18bp,为氯霉素抗性基因（cat）的首尾序列）,以pKD3质粒（含cat）为模板,PCR扩增携带orf60左右同源臂的cat,即打靶线性化片段。将该线性化片段电转入BW25113-Bac菌株,在Red重组酶的作用下,线性化片段与BmNPV bacmid中的orf60基因发生同源重组。设计3对特异引物,用PCR方法证明cat成功地替换了BmNPV orf60基因。重组bacmid DNA转染BmN细胞后,Western blot分析未检测到orf60基因的表达。     

利用Red系统快速敲除家蚕核型多角体病毒orf60基因

用Red重组系统和最近构建的家蚕核型多角体病毒（BmNPV）bacmid在大肠杆菌BW25113中快速地敲除BmNPV orf60基因。从大肠杆菌BmDH10Bac中提取BmNPV bacmid,将其电转化到含有质粒pKD46（能表达Red重组酶）的大肠杆菌菌株BW25113中,获得了可用于BmNPV基因打靶的菌株BW25113-Bac。设计一对长63bp的引物（5′端为orf60基因的左右同源臂,长45bp;3′端长18bp,为氯霉素抗性基因（cat）的首尾序列）,以pKD3质粒（含cat）为模板,PCR扩增携带orf60左右同源臂的cat,即打靶线性化片段。将该线性化片段电转入BW25113-Bac菌株,在Red重组酶的作用下,线性化片段与BmNPV bacmid中的orf60基因发生同源重组。设计3对特异引物,用PCR方法证明cat成功地替换了BmNPV orf60基因。重组bacmid DNA转染BmN细胞后,Western blot分析未检测到orf60基因的表达。     

利用Red重组系统对大肠杆菌ClpP基因的敲除

利用含有质粒pKD4 6的菌株BW2 5 113,在阿拉伯糖诱导后 ,表达λ噬菌体的 3个重组蛋白 ,宿主菌就具有了同源重组的能力 .设计的引物 5′端有 5 0bp的拟敲除基因的同源臂 ,3′端为扩增引物 ,以pKD3为模板 ,扩增两侧含FRT位点的氯霉素抗性基因 ,将此线性片段电转入具重组功能的感受态细胞 ,利用氯霉素平板就可以筛选到阳性转化体 .再利用表达Flp重组酶的质粒pCP2 0 ,可将FRT位点之间的氯霉素抗性基因删除 .利用该重组系统 ,构建了ClpP蛋白酶缺失的大肠杆菌工程菌株 ,可望在减少外源蛋白的降解方面发挥一定的作用 .     

一种以PCR产物直接构建同源重组杆状病毒的方法

发展了一种在不构建载体的前提下, 以PCR产物直接构建同源重组杆状病毒的方法. 这种方法建立在λ噬菌体Red重组系统能介导36 bp以上的同源片段产生同源重组的基础之上. 以棉铃虫单粒包埋型核多角体病毒(HaSNPV)为例, 详细地介绍了以氯霉素抗性基因(CmR)置换HaSNPV基因组中orf135的快速重组过程. 人工合成一对长60 bp左右的引物, 其中40 bp与HaSNPV orf135的头部和尾部序列同源, 另20 bp分别为氯霉素抗性基因的尾部和头部序列. 以含有CmR的质粒pKD3为模板, 利用这对引物PCR合成两侧各有40 bp orf135同源臂的CmR基因, 将此线性片段转化含有HaSNPV人工染色体(Bacmid)且能表达λ噬菌体Red重组酶的菌株中, 获得了缺失orf135并对氯霉素具有抗性的重组转化子. 由于整个过程无需构建载体, 重组过程在大肠杆菌中完成, 使得构建同源重组杆状病毒的过程大大缩短. 这种方法将广泛适用于其他具有较大基因组的病毒的基因置换和基因缺失.     

一种快速、精确构建大肠杆菌组氨酸营养缺陷型的方法

将表达Red体内重组蛋白的质粒pKD46转化大肠杆菌：DH5α,用5′端与组氨酸基因同源,3′端与卡那霉素抗性基因同源的引物获得具有卡那霉素抗性基因的PCR产物,然后电击转化DH5α,在λRed重组系统的帮助下,通过卡那霉素抗性基因两侧的组氨酸基因序列在体内与大肠杆菌染色体上的组氨酸基因发生同源重组,置换了DH5α组氨酸操纵元中的hisDCB基因,最后利用卡那霉素抗性基因两端的FRT位点,通过FTP位点专一性重组将卡那霉素抗性基因去除,最终获得了不具抗性的大肠杆菌组氨酸营养缺陷型菌株。为在大肠杆菌及其他菌株中快速、精确的构建营养缺陷型菌株提供了有益的参考。     

一种快速、精确构建大肠杆菌组氨酸营养缺陷型的方法*

将表达Red体内重组蛋白的质粒pKD46转化大肠杆菌DH5α,用 5′端与组氨酸基因同源 ,3′端与卡那霉素抗性基因同源的引物获得具有卡那霉素抗性基因的PCR产物 ,然后电击转化DH5α,在λRed重组系统的帮助下 ,通过卡那霉素抗性基因两侧的组氨酸基因序列在体内与大肠杆菌染色体上的组氨酸基因发生同源重组 ,置换了DH5α组氨酸操纵元中的hisDCB基因 ,最后利用卡那霉素抗性基因两端的FRT位点 ,通过FTP位点专一性重组将卡那霉素抗性基因去除 ,最终获得了不具抗性的大肠杆菌组氨酸营养缺陷型菌株。为在大     

一种新的克隆基因方法——重组工程应用研究初报

重组工程(recombineering)是近几年来兴起的一种基于体内同源重组的、新型的遗传工程技术。作为重组工程应用方式之一的空隙修复(gap-repair),是一种捕捉和克隆目的DNA的方法,具有操作简单、步骤少,没有突变、保真度高,不受酶切位点限制等等优点。以pACYC184为模板,PCR扩增含p15A复制子、氯霉素抗性基因和对S.cerevisiaeALD4基因同源臂的线性片段,与酵母染色体DNA共同电击转化诱导型表达了λ噬菌体重组酶活性的大肠杆菌BW25113(pKD46)感受态细胞,通过空隙修复方式,成功地从酵母染色体DNA直接捕捉到大小为1 016bp的ALD4基因部分区段,得到3188bp的重组质粒pACYC184-ALD4。为进一步掌握和充分利用该技术直接捕捉更大片段基因打下了基础。     

两步PCR介导的Red重组技术快速敲除鼠疫耶尔森菌sRNA及染色体大片段

【目的】利用Red同源重组系统,通过二步PCR法建立一种适合鼠疫耶尔森菌s RNA和大片段染色体基因敲除的方法。【方法】第一步PCR先扩增出目的基因的上、下游同源臂(600–1000 bp)及卡那抗性盒,再以上、下游同源臂及卡那抗性盒等摩尔混合物为模板,通过融合PCR获得含上下游同源臂及卡那抗性盒的线性突变盒,再将此突变盒的PCR产物电转到含有pKD46质粒的鼠疫201菌株,在阿拉伯糖的诱导下,p KD46质粒表达Red重组酶,促使卡那抗性盒替换目的基因,最后对获得的重组克隆进行PCR鉴定。【结果】本研究通过两步PCR法构建600–1000 bp的同源臂,提高了同源重组效率,并将鼠疫菌sRNA RyhB1(108 bp)和RyhB2(106 bp)和染色体大片段47-2(10.4 kb)、47-3(21.6 kb)、47-3a(9.2 kb)及47-3b(6.1 kb)成功敲除。【结论】基于Red重组系统构建的二步法突变技术,是一种简单、高效的精确修饰鼠疫菌s RNA及大片段染色体的方法,适合于鼠疫菌全基因组的基因敲除,为鼠疫菌基因表达与调控、致病和毒力等研究提供有力的工具。     

大肠杆菌O157:H7 sRNA基因E40缺失突变株的构建

目的:利用Red系统构建肠出血性大肠杆菌O157:H7的sRNA基因E40缺失突变株。方法:选取本实验室预测并经过实验验证的sRNA基因,根据NCBI上相应的序列,设计2对引物分别扩增该sRNA基因的上下游分别长464和455bp的同源臂,经PCR扩增,构建到相应的载体,最后以构建好的含上下游同源臂和卡那霉素抗性基因的长约2500bp的线性片段作为打靶片段,在Red重组系统的作用下与sRNA基因E40的上下游同源区域发生同组,从而把sRNA基因从基因组上置换下来,之后利用质粒pCP20将FRT位点间的卡那霉素抗性基因消除。结果与结论:构建了出血性大肠杆菌O157:H7的sRNA基因E40的缺失突变株,为进一步研究sRNA基因在出血性大肠杆菌O157:H7生长及致病过程中所起的功能奠定了良好的基础。     

棉铃虫核型多角体病毒Ha105的序列分析及敲除和回复菌株的构建

通过生物信息学方法对Ha105的生物功能进行预测,运用λ噬菌体Red重组系统介导的同源重组,在大肠杆菌BW25113中,用含有350 bp同源臂的氯霉素抗性基因和绿色荧光蛋白基因替换了棉铃虫病毒细菌人工染色体HaBacHZ8上的Ha105基因,然后利用Bac-to-Bac系统把Ha105回复到Ha105缺失的重组病毒上,构建了Ha105的缺失和回复重组病毒.生物信息学分析结果表明,Ha105是bro基因家族成员,含有Bro-N结构域,可能对宿主细胞的转录和病毒复制有一定影响.此外,重组病毒的PCR及酶切结果表明,成功构建了vHaHa105-KO-PH-gfp缺失菌株和vHaHa105-REP-PH-gfp、vHaHa105-REP-gfp回复菌株.该Ha105缺失及回复菌株的获得为进一步研究Ha105的功能奠定基础.     

An efficient method of constructing homologous recom binant baculovirus with PCR-amplified fragments

Baculovirus is a rod-shaped virus containing a large circular dsDNA genome with the size of 80—180 kb[1]. Baculoviruses have been used as insecticides for biological control of forest and agricultural pests[2]. In addition, baculovirus is of great interest as it can be used as efficient eukaryotic expression vector[3], surface display vector[4], and gene therapy vector[5]. Till April 2002, the complete genome sequences of 13 baculoviruses have been reported. The functional genomics has now…     

An efficient method of constructing homologous recom binant baculovirus with PCR-amplified fragments

This paper describes a rapid method of constructing homologous recombinant baculovirus inE. coli with PCR-amplified fragments. By using this method, the traditional steps of constructing transfer vector are omitted. The method is based on phage λ red system which can promote the recombination between the homologous fragments with the length above 36 bp. Taking HaSNPV as an example, this paper describes the rapid recombination process by using chloramphenicol resistance gene (Cm ^R ) to replaceorf135 in HaSNPV genome. A pair of primers with length of 60 bp was synthesized, in which 40 bp was homologous to the each end sequence oforf135, and the rest 20 bp was homologous to the each end sequence ofCm ^R . By using these primers, a linear fragment containing the completeCm ^R gene between 40 bp of homologous arms oforf135 was generated by PCR with the plasmid pKD3 which containsCm ^R as the template. By transforming the linear fragment into theE. coli containing the bacterial artificial chromosome of HaSNPV and with the help of a plasmid expressing λ recombinase, the recombinants on which the homologue replacement had taken place were selected by chloramphenicol resistance. This method greatly shortens the process of constructing recombinant baculovirus since the process was performed inE. coli and does not need to construct transfer vectors. It can be further used for gene replacement and gene deletion of other large viral genomes.     

基于λ-Red重组酶系统的Ⅳa2基因缺失及重组腺病毒的包装

本研究用λ-Red重组酶介导的PCR打靶方法缺失腺病毒基因组上Ⅳa2基因的大部分编码序列(1104 bp),并获得一种Ⅳa2基因缺失的重组腺病毒。首先构建PCR打靶的含有卡那霉素抗性表达盒的模板质粒pAK,再以pAK为模板扩增出两端含39 bp同源臂的线性DNA片段;将pFG140质粒及线性DNA片段依次转化到宿主菌BW25113/pIJ790中,通过λ-Red重组酶介导的同源重组获得了缺失Ⅳa2基因的腺病毒基因组质粒pFG140-ΔⅣa2(1104)。酶切及DNA测序结果显示,用λ-Red重组酶介导的PCR打靶方法在pFG140上精确地缺失了预计的Ⅳa2基因3’端的1104bp片段。用PCR方法扩增获得Ⅳa2基因全长ORF,插入表达载体pAAV2neo中,构建成Ⅳa2基因表达质粒pAAV2neo-Ⅳa2。将pFG140-ΔⅣa2(1104)与pAAV2neo-Ⅳa2共转染HEK293细胞,成功地获得了重组腺病毒Ad5ΔⅣa2(1104)。Western Blot的结果表明,Ad5ΔⅣa2(1104)病毒感染的HEK293细胞检测不到Ⅳa2蛋白的表达。本研究建立了一种对腺病毒基因组直接进行缺失操作的λ-Red重组酶介导的PCR打靶方法,并获得了一种IVa2基因大部分缺失的重组腺病毒。     

山梨糖脱氢酶基因在大肠杆菌染色体上整合及表达

以质粒pKF3为模板,扩增出两翼与ptsG基因上下游序列同源,中间为氯霉素抗性基因的DNA片段,连至pMD18T载体,构建得到pMD18PC。以质粒pQE60SDH为模板,扩增山梨糖脱氢酶基因sdh,与pMD18PC连接,得到pMD18PCSDH。将其用PvuⅡ酶切,回收含ptsG1catsdhptsG2的目的片段,电转化至JM109/pKD46,在Red重组酶的作用下,外源DNA片段与染色体上对应区域发生同源重组,将基因ptsG敲除,替换为catsdh基因,获得整合sdh基因的JM109s。经检测JM109s具有山梨糖脱氢酶活性。以 ptsG基因上下游序列为引物,JM109s基因组DNA为模板进行PCR,扩增产物测序结果表明sdh基因染色体整合成功。     

Efficient method to generate homologous recombinant baculovirus genomes in E. coli

Here we describe a convenient method to generate homologous recombinant baculoviral genomes in E. coli. The recombination takes place with the aid of recombination enzymes provided by the phage lambda Red system between a bacmid (a baculoviral genome that can replicate in bacteria) and a linear fragment. Proof of concept was provided when the cathepsin gene (v-cath) of the Helicoverpa armigera single nucleocapsid nucleopolyhedrovirus (HaSNPV) was replaced by the chloramphenicol resistance gene (CmR). First, CmR was inserted between the flanking sequences of the HaS-NPV v-cath. Each of the flanking regions was about 1 kb. The fragment was linearized and electroporated into bacteria containing both the HaSNPV bacmid and the lambda Red system. Recombinant bacmids resistant to chloramphenicol were selected. In comparison to the standard co-transfection/plaque assays, this method significantly reduces the time required to construct baculovirus knockout mutants. It may also be useful in the manipulation of other large viral genomes.     

Red重组技术研究进展

主要从Red系统组成元件、作用机理、重组策略以及先进性和发展前景四个方面综述了利用Red 重组系统敲除或替换细菌染色体目的基因的方法。首先简要介绍了传统的细菌染色体重组技术,指出了其中的缺陷。然后提出了Red重组技术的定义：利用噬菌体Red系统介导来实现外源线性DNA片断与细菌染色体的靶基因进行同源重组的方法,外源线性DNA通常是PCR产物、寡核苷酸片断等,在它们的两翼各含有与染色体靶基因两翼同源的序列40~60bp。这种Red重组技术省去了体外DNA酶切和连接等步骤,使细菌染色体靶基因的敲除与替换操作相对简单,逐渐成为基因功能探索以及新菌株构建的有力手段。     

PCR-寻靶体系构建棒状链霉菌lat基因插入突变的重组质粒pELA

本实验将PCR所得的1.8kb的lat基因片段插入到pUCm-T载体的多克隆位点,得到重组质粒pUCm-T-lat,经EcoRI-HindⅢ双酶切后得到lat基因片段,与经同样双酶切的穿梭质粒pGH112进行连接,得到重组质粒pGH112-lat。将其电转至大肠杆菌E.coli BW25113/pIJ790中得到E.coli BW25113/pIJ790/pGH112-lat。同时,根据棒状链霉菌lat基因的序列及质粒pIJ77(3 pIJ773为可提供阿泊拉抗性的模板质粒)中阿泊拉抗性基因(aac(3)iv)的序列设计一对长59nt及58nt的引物,两引物分别含有20nt及19nt的阿泊拉抗性基因的互补序列和39nt的lat基因两端的互补序列,以质粒pIJ773为模板,PCR扩增得到的产物为两端带有lat基因上下游同源序列的阿泊拉抗性基因,将此PCR产物称为阿泊拉抗性框,将此阿泊拉抗性框电转至E.coli BW25113/pIJ790/pGH112-lat转化子中。在质粒pIJ790的作用下,阿泊拉抗性框中两端的lat基因同源序列与pGH112-lat中的野生型lat基因发生同源双交换,使得阿泊拉抗性框插入lat基因中,得到lat基因中插入阿泊拉抗性基因(lat::apr)的重组质粒pELA。该质粒的构建为进一步构建棒状链霉菌lat基因插入阻断的突变株,从而实现克拉维酸产量的提高奠定了初步基础。     

一种利用λRed重组技术在杀鱼爱德华氏菌基因组添加标签的方法

在杀鱼爱德华氏菌病原学研究中,在动物中制备杀鱼爱德华氏菌蛋白抗体耗时长,且获得的多克隆或多肽抗体在宿主细胞中特异性差,背景信号强。为解决这一问题,对在大肠杆菌(Escherichia coli)和沙门氏菌(Salmonella)中建立起来的λRed基因编辑方法进行调整和优化,建立了在杀鱼爱德华氏菌(Edwardsiella piscicida)基因组基因上添加HA标签序列的方法,为使用标签抗体研究杀鱼爱德华氏菌基因功能提供便利。λRed重组系统利用同源线性DNA片段与基因组DNA进行重组。即以质粒pSU315为模板,在引物上引入目的基因的特异性序列,扩增FRT序列和抗生素抗性基因;以获得的PCR产物转化携带pKD46的杀鱼爱德华氏菌,在pKD46表达的λ噬菌体的3个重组蛋白(Exo、Beta和Gam)作用下, PCR产物与杀鱼爱德华氏菌基因组发生同源重组,获得引入了抗生素抗性的靶基因缺失或靶基因携带标签序列的菌株;接着利用pKD46的温敏型特性,消除引入的pKD46;最后向杀鱼爱德华氏菌引入文章构建的表达Flp重组酶的质粒pKD46-flp,在FLP作用下,两个FRT位点之间发生重组,...