وصف هنا هو طريقة بسيطة لتنقية منتج الجينات في موتان العقدية. قد تكون هذه التقنية مفيدة في تنقية البروتينات، وخاصة بروتينات الغشاء والبروتينات الكتلية الجزيئية العالية، ويمكن استخدامها مع مختلف الأنواع البكتيرية الأخرى.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
وصف هنا هو طريقة بسيطة لتنقية منتج الجينات في موتان العقدية. قد تكون هذه التقنية مفيدة في تنقية البروتينات، وخاصة بروتينات الغشاء والبروتينات الكتلية الجزيئية العالية، ويمكن استخدامها مع مختلف الأنواع البكتيرية الأخرى.
وينطوي توضيح وظيفة الجين عادة على مقارنة الصفات الفينوتية للسلالات والسلالات البرية التي تعطل فيها جين الفائدة. يتم استعادة فقدان الوظيفة بعد انقطاع الجينات في وقت لاحق عن طريق إضافة خارجية للمنتج من الجين المعطلة. وهذا يساعد على تحديد وظيفة الجين. وتنطوي الطريقة التي سبق وصفها على توليد سلالة موتان العقدية التي تعطلت في الجينات gt. هنا، يتم وصف طريقة لا تتطلب لتنقية المنتج الجيني gtfC من سلالة S. mutans التي تم إنشاؤها حديثا بعد اضطراب الجينات. هو يتضمّن الإضافة من [بولهيستيدين-كدينغ] تسلسل في ال 3′ نهاية من المورثة الفائدة, أيّ يسمح تنقية بسيطة من المورّة منتوج يستعمل محصّلة معدنة تقارب كروماتوغرافيا. لا توجد ردود فعل أنزيمية غير PCR مطلوبة للتعديل الجيني في هذه الطريقة. واستعادة المنتج الجيني عن طريق إضافة خارجية بعد تعطيل الجينات هي طريقة فعالة لتحديد وظيفة الجينات، والتي يمكن أيضا تكييفها مع الأنواع المختلفة.
وعادة ما ينطوي تحليل وظيفة الجين على مقارنة الصفات الفينوتية للسلالات البرية بالسلالات التي تعطل فيها جين الفائدة. وبمجرد إنتاج السلالة التي تعطلت الجينات، فإن الإضافة الخارجية للمنتج الجيني تسمح باستعادة وظيفية.
الطريقة الأكثر شيوعا للحصول على منتجات الجينات النقية اللازمة لتجارب الترميم اللاحقة هي عن طريق أداء التعبير غير المتجانس في الإشريكية القولونية1. ومع ذلك، فإن التعبير عن بروتينات الغشاء أو البروتينات الكتلية العالية غالبا ما يكون من الصعب استخدام هذا النظام1. في هذه الحالات، عادة ما يتم عزل البروتين المستهدف من الخلايا التي تجمع البروتين أصلا من خلال سلسلة معقدة من الخطوات، والتي قد تؤدي إلى فقدان المنتج الجيني. للتغلب على هذه القضايا، تم تطوير إجراء بسيط لتنقية المنتجات الجينية بعد طريقة تعطيل الجينات2،طريقة ربط الحمض النووي المستندة إلى PCR3 (المعينة ثنائي ونفي من خطوتين PCR)، والكهرباء للجينات التحول في موتات العقدية. إضافة علامة polyhistidine (له العلامة) إلى C-terminus من المنتج الجيني يسهل تنقية من قبل الكروماتوغرافيا المعدنية تقارب المعطلة (IMAC).
لعزل سلالة التعبير عن علاماته، يتم استبدال الحمض النووي الجينومي الكامل للجين موضع الاهتمام (في هذه السلالة التي تعبر عن الجينات التي تم التعبير عنها) بجين علامة مقاوم للمضادات الحيوية. إجراء لتوليد سلالة له العلامة التعبير عن متطابقة تقريبا لتلك التي لتوليد سلالة الجينات تعطل كما هو موضح سابقا4,5. ولذلك، ينبغي تنفيذ أساليب تعطيل الجينات وعزل المنتجات الجينية كتجارب متسلسلة للتحليل الوظيفي.
في العمل الحالي، يتم إرفاق تسلسل الترميز polyhistidine إلى نهاية 3′ من gtfC (GenBank locus tag SMU_1005) الجينات، ترميز غلوكوزيلترانسفيراز-SI (GTF-SI) في S. mutans6. ثم أجريت دراسات التعبير في الأنواع العقدية. تحقيق التعبير gt fC غير متجانسة من قبل E. القولونية من الصعب، على الأرجح بسبب الكتلة الجزيئية العالية من GTF-SI. هذه السلالة تدعى س. موتانس له-gtfC. رسم تخطيطي يصور تنظيم GTFC وspectinomycin كاسيت الجينات المقاومة(sPCr)7 loci في البرية من نوع S. mutans (S. mutans WT) وتظهر مشتقاته في الشكل 1 وGTF-SI هو بروتين إفرازي الذي يساهم في تطوير biofilm الأسنان المسببة للسرطان6. تحت وجود السكروز، لوحظ biofilm الملتصق على سطح زجاجي أملس في سلالة WT S. mutans ولكن ليس في سلالة S. mutans gtfC-disrupted(S. mutans ΔgtfC)2،5 . يتم استعادة تشكيل Biofilm في S. mutans ΔgtfC على إضافة خارجية من GTF-SI المؤتلف. سلالة، S. mutans له-gtfC، ثم يستخدم لإنتاج المؤتلف GTF-SI.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: يجب إكمال توليد S. mutans ‹gtfC، الذي يتم استبدال منطقة الترميز بأكملها من الجين gt fC مع sPCr، قبل تنفيذ هذه البروتوكولات. راجع المقالة المنشورة للحصول على تفاصيل حول الجيل5.
1. تصميم التمهيدي 2.
2. استخراج الحمض النووي الجينومي من S. mutans
ملاحظة: يجب أن يتم زراعة كل سلالة S. mutans في ضخ قلب الدماغ (BHI) المتوسطة في 37 درجة مئوية في ظل الظروف اللاهوائية. يتم زراعة سلالات متحولة من S. mutans -gtfC وS. mutans له-gtfC في BHI تستكمل مع 100 ميكروغرام / مل spectinomycin.
3. تضخيم PCR
ملاحظة: ويلخص الجدول 1 والجدول 2 والجدول 3 دورات الـ PCR التمهيدية والكواشف والتضخيم، على التوالي.
4. تحويل الخلايا
5. التحقق منG enome إعادة التركيب والتخزين
6. تنقية بوليهيستيدين الموسومة GTF-SI
7. استعادة وظيفية من قبل المؤتلف GTF-SI
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويبين الشكل 3 حجم كل أمبير يكون من ثاني PCR(الشكل 3ألف)وPCR الثاني(الشكل 3B). ويتوافق حجم كل أمبير مع الحجم المتوقع، على النحو المبين في الجدول 1. ويبين الشكل 4A مستعمرات S. mutans التي تحولت مع المنتج PCR الثاني ومطلي على لوحات أجار BHI التي تحتوي على الأطياف. ثم تم تشغيل منتجات PCR مستعمرة على هلام أغاروز(الشكل 4B).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تصميم التمهيديات هو الخطوة الأكثر أهمية في البروتوكول. تم تحديد تسلسل gtfC-عكس وSPCR-إلى الأمام التمهيديات تلقائيا على أساس تسلسل كل من منطقة نهاية 3′ من GTFC والمنطقة نهاية 5′ من sPCr. كل التمهيدي يتضمن 24 قواعد تكميلية التي ترميز رابط GS وتسلسل له العلامة الترميز في مناطقهم 5'. يمكن تجنب تعطيل التسلسلات التنظيمية الأصلية الموجودة في المناطق المحيطة بالمنبع بإضافة تسلسلات الترميز الخاص به إلى نهاية 3′. يجب إزالة codon وقف الحمض النووي من التمهيدي gtfCعكس...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
وقد دعمت هذا العمل الجمعية اليابانية لتعزيز العلم (رقم المنحة 16K15860 و19K10471 إلى T.M., 17K12032 to M.I., and 18K09926 to N.H.) ومؤسسة SECOM للعلوم والتكنولوجيا (رقم المنحة 2018.09.10 No. 1).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Agarose | Nippon Genetics | NE-AG02 | للرحلان الكهربائي لهلام الاغاروز |
| Anaeropack | Mitsubishi Gas Chemical | A-03 | نظام الثقافة اللاهوائية |
| للجسم المضاد أحادي النسيلة | MBL | D291-7 | المترافق |
| HRP Thermo Fisher Scientific | 23227 | تركيز | |
| البروتينمرق ضخ قلب الدماغ | بيكتون ، ديكنسون | 237500 | وسط الثقافة البكتيرية |
| CBB R-250 | واكو | 031-17922 | لتلوين الأغشية الحيوية |
| وحدة الترشيح الفائق بالطرد المركزي | Sartorius | VS2032 | استبدال العازلة وتركيز البروتين |
| جهاز الطرد المركزي | Kubota | 7780II | |
| العمود الكروماتوجرافي | Bio-Rad | 7321010 | لمشبك غشاء غسيل الكلى |
| IMAC ماركة فيشر | 21-153-100 | ||
| أنابيب غسيل الكلى | كواحد | 2-316-06 | |
| بوليميراز الحمض النووي | تاكارا | R045A | تسلسل الحمض النووي بوليميراز الحمض النووي عالي الدقة |
| Eurofins الجينوم ECL | |||
| الركيزة | Bio-Rad | 170-5060 | للنشاف الغربي |
| EDTA (0.5 م درجة الحموضة 8.0) | Wako | 311-90075 | تحضير العازلة Tris-EDTA |
| التثقيب الكهربائي كوفيت | Bio-Rad | 1652086 | فجوة 0.2 سم |
| المثقور الكهربائي | Bio-Rad | 1652100 | |
| EtBr محلول | Nippon Gene | 315-90051 | للرحلان الكهربائي لهلام |
| الاغاروز قاطع نطاق الجل | Nippon Genetics | FG-830 | |
| Gel طقم الاستخراج | Nippon Genetics | FG-91202 | استخراج الحمض النووي من هلام الاغاروز |
| Imager | GE Healthcare | 29083461 | ل SDS-PAGE والنشاف الغربي |
| Imidazole | Wako | 095-00015 | المخزن المؤقت الملزم وإعداد المخزن المؤقت للشطف |
| حاضنة | Nippon Medical & الأدوات الكيميائية | EZ-022 | إعداد درجة الحرارة: 4 درجة ؛ حاضنة C |
| Nippon Medical & الأدوات الكيميائية | LH-100-RDS | إعداد درجة الحرارة: 37 درجة ؛ | |
| مرشح غشاء | Merck Millipore | JGWP04700 | 0.2 & micro ؛ |
| جهاز طرد مركزي دقيق | m Kubota | 3740 | |
| NaCl | Wako | 191-01665 | تحضير المخزن المؤقت والشطف الملزمة |
| NaH2< / sub>PO4& middot; 2H2< / sub>O | واكو | 192-02815 | تحضير المخزن المؤقت للربط والشطف |
| NaOH | Wako | 198-13765 | تحضير المخزن المؤقت والشطف الملزم |
| (NH4< / sub>)2SO4 | Wako | 015-06737 | ترسيب كبريتات الأمونيوم |
| راتنج النيكل المشحون | Bio-Rad | 1560133 | بالنسبة إلى IMAC |
| بادئات PCR | Eurofins Genomics | بروتين | |
| Bio-Rad | 161-0381 | ل SDS-PAGE وجهاز | |
| ترشيح المذيبات | كواحد | FH-1G | |
| Spectinomycin | Wako | 195-11531 | المضادات الحيوية ؛ استخدم في 100 و مو ؛ جم / مل |
| فلتر حقنة معقمة | Merckmillipore | SLGV004SL | 0.22 & micro ؛ م القطر |
| Streptococus mutans< / em> &# 916; gtfC< / em> | سلالة الأسهم في المختبر. | gtfC< / em> ب spcr | |
| Streptococus mutans< / em> UA159 | سلالة مخزون في المختبر. | S. mutans< / em> ATCC 700610 ، سلالة من النوع البري | |
| السكروز | واكو | 196-00015 | لتطوير الأغشية الحيوية |
| TAE (50 & مرة) | Nippon Gene | 313-90035 | للرحلان الكهربائي لجل الاغاروز |
| Thermal cycler | Bio-Rad | PTC-200 | |
| Tris-HCl (1 م ، درجة الحموضة 8.0) | Wako | 314-90065 | تحضير العازلة Tris-EDTA |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.