本文介绍了一种用于验证外源基因在转基因Eimeria寄生虫中整合与表达的标准化方法。该方法通过整合基因组和蛋白质水平的分析,确认外源基因的稳定插入及其表达。这一技术路线有助于推动用于科研和疫苗开发的转基因Eimeria株系的构建。
本文介绍了一种用于验证外源基因在转基因Eimeria寄生虫中整合与表达的标准化方法。该方法通过整合基因组和蛋白质水平的分析,确认外源基因的稳定插入及其表达。这一技术路线有助于推动用于科研和疫苗开发的转基因Eimeria株系的构建。
验证转基因Eimeria寄生虫对于确认外源基因在基因组中的稳定整合与表达至关重要。本方案描述了一套完整的操作流程,用于验证Eimeria tenella中外源基因的插入及其蛋白表达。该流程首先从孢子化卵囊中提取基因组DNA,随后通过PCR扩增初步验证目标片段的存在。为进一步确认基因组整合情况,进行全基因组重测序以鉴定插入位点,并评估外源构建体在寄生虫基因组中的稳定性。接着,通过裂解纯化的子孢子制备蛋白样品,并进行Western blot检测,以分析目标重组蛋白的表达。此外,利用感染的宿主细胞进行间接免疫荧光分析(IFA),以观察目标蛋白的细胞内定位。上述多种检测方法共同构建了一个可靠且可重复的验证体系,用于确认转基因Eimeria品系的建立。该工作流程可有效验证基因组整合与蛋白表达,从而为Eimeria寄生虫的遗传操作、功能基因组学研究及疫苗开发等后续应用提供支持。
由球虫引起的球虫病, 艾美球虫属 物种,是家禽中最具经济重要性的寄生虫病之一,可导致体重增长减缓、饲料转化率下降,每年造成的全球经济损失估计达数十亿美元1,2,3基因操作 艾美球虫 寄生虫已成为基础研究和疫苗开发的有力工具4,5,6稳定转染可实现外源基因(如荧光报告基因或保护性抗原)的整合与表达,从而实现实时观察寄生虫发育过程及对疫苗候选分子的靶向评估7,8,9.
Duan 等人先前发表的一项研究提供了转染子转染和体内扩增转基因 Eimeria 的标准化方案,建立了一种高效生成和富集重组寄生虫品系的方法10。然而,目前尚无统一的工作流程用于确认转基因在基因组中的稳定整合及其功能表达。此类验证对于确保用于后续生物学研究或疫苗应用的转基因品系的真实性、稳定性和可重复性至关重要。
本文介绍了一种完整的、逐步操作的实验方案,以表达传染性法氏囊病病毒(IBDV)VP2抗原的转基因Eimeria tenella品系(Et-VP2)为模型,验证外源基因在Eimeria tenella中的整合与表达11。将携带VP2基因及mCherry报告基因的表达质粒p5′AMic2linkerVP2m3′A转染至野生型E. tenella子孢子(Et-WT)中,通过荧光激活细胞分选(FACS)分离出红色荧光卵囊,并在无球虫鸡体内连续传代。该实验流程涵盖了基因组DNA提取、基于PCR的初步整合分析、全基因组重测序以确定插入位点、Western blot验证蛋白表达,以及间接免疫荧光检测(IFA)观察重组蛋白在细胞内的定位。上述方法共同构成了一个可重复且全面的体系,用于确认转基因Eimeria品系的真实性,从而保障其在功能基因组学研究与疫苗开发中的可靠应用。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
所有涉及鸡的动物实验均由中国农业大学实验动物管理和使用委员会批准(批准编号:CAU20160628-2)。所有饲养和实验操作均遵循中国农业大学实验动物管理和使用委员会的指南,并符合《涉及动物的生物医学研究国际指导原则》。本研究使用了7日龄雄性无特定病原体(SPF)白来航鸡。实验期间,禽类在标准饲养条件下饲养,自由采食和饮水。所用试剂和设备列于材料表中。
1. 从孢子化 Eimeria spp. 卵囊中提取基因组 DNA
2. 通过PCR验证寄生虫基因组中Et-VP2载体的存在
3. 转基因寄生虫品系(Et-VP2)的重测序
4. 转基因蛋白的Western印迹分析 艾美球虫属 蛋白质
5. 转基因细胞内间接免疫荧光测定(IFA) 艾美球虫
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
基因组PCR分析证实了转基因寄生虫中存在目标片段,而在野生型对照中未检测到相应条带(图1A)。全基因组重测序进一步表明,线性化质粒已稳定整合到寄生虫基因组中,并通过跨越连接区域的PCR扩增验证了预测的整合位点(图1B)。
通过蛋白质印迹法验证了蛋白表达,结果显示转基因菌株中出现一条与融合蛋白预期分子量相符的明显条带。在野生型对照中未观察到信号(图2)。
间接免疫荧光实验进一步显示,在表达外源基因的子孢子中存在细胞内信号,证实了该基因的表达及其定位,而对照组则未见阳性信号(图3)。
这些结果表明,目标构建体存在于寄生虫基因组中,并且在转基因的 E. tenella 细胞水平上,所编码的蛋白能够稳定表达。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
本方案建立了一套全面的工作流程,用于验证外源基因在转基因E. tenella中的基因组整合、蛋白表达及细胞内定位。该方法不依赖单一检测手段,而是结合基因组和蛋白水平的证据,确保外源基因的插入既在结构上得到确认,又实现功能性表达。
本方案中有多个关键步骤会显著影响转基因株系验证的成功与否。如果这些步骤未经过仔细优化,可能会出现技术问题。从纯化的寄生虫材料中提取高质量的基因组DNA,对于可靠的PCR扩增及后续测序分析至关重要。若卵囊裂解不充分或混有宿主细胞成分,可能降低DNA质量,导致DNA得率低以及PCR扩增微弱或结果不一致。可通过延长均质化时间或提高珠击破碎强度来缓解这些问题。整合位点的准确鉴定还需要足够的测序深度以及与参考基因组的可靠比对。在蛋白质水平上,Western blot检测的灵敏度取决于高效的蛋白质提取以及用于靶标识别的抗体特异性。当目标蛋白表达水平较低或提取效率有限时,可能出现较弱的信号。通常可通过增加寄生虫裂解液的上样量或优化裂解条件来提高信号强度。此外,适当的固定、通透及抗体孵育条件对于获得清晰的免疫荧光染色和准确的亚细胞定位至关重要。IFA实验...
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
作者声明不存在任何竞争利益。
本工作得到中国国家重点研发计划(2023YFD1802400)的支持。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 抗荧光淬灭封片剂 | MCE | HYK1042 | 防止光漂白的荧光封片剂 |
| BSA(3%) | Beyotime | ST023 | 用于免疫荧光的封闭缓冲液和抗体稀释缓冲液;室温封闭30分钟 |
| 氯仿:异戊醇(24:1) | Sigma | C0549 | 基因组DNA提取过程中去除残留酚的试剂 |
| 无球虫鸡 | Boehringer-Ingelheim | 无特定病原体 | 用于转基因品系的体内传代与扩增;已获伦理委员会批准(批准号:CAU20160628-2) |
| CTAB(十六烷基三甲基溴化铵) | 默克股份公司 | H5882 | 基因组DNA提取缓冲液组分;配方:3 g CTAB + 12.27 g NaCl + 15 mL 1 mol/L Tris-HCl + 6 mL 0.5 mol/L EDTA,用ddH₂O定容至150 mL2O |
| DE-52 纤维素 | Solarbio | C8350 | 用于子孢子纯化的离子交换层析介质;依次用 NaOH、HCl 和蒸馏水处理,然后用甘氨酸溶液平衡 |
| ECL 底物(溶液 A + 溶液 B) | thermofisher | 32106 | 化学发光检测试剂;使用前等体积混合溶液A和溶液B |
| FITC标记的山羊抗小鼠IgG | Sigma | AP124F | 用于免疫荧光分析的荧光二抗,稀释比例 1:200 |
| 玻璃珠 | Sigma | Z250473-1PAK | |
| 甘氨酸溶液 | Sigma | 67419 | 色谱柱平衡与洗脱缓冲液;配方:0.75 g 甘氨酸 + 7.9 g NaCl 溶于 500 mL 蒸馏水中,pH 调至 7.4–7.6,经高压灭菌 |
| Hoechst 33258 | Sigma | 94403 | 核染色试剂,稀释比例1:100;用于IFA定位 |
| HRP标记的山羊抗小鼠IgG | Sigma | 12-349 | 用于Western blot的二抗,稀释比例为1:2000 |
| Illumina NovaSeq 测序平台 | Personalbio生物科技有限公司(中国上海) | 下一代测序平台;双端测序(150 bp 读长),测序深度 100×,生成 ≥6 GB 原始数据(Q20)>90%) | |
| 低速离心机 | 北京时代贝力离心机 | DT5-2 | |
| 小鼠单克隆抗Flag抗体 | Sigma | F1804 | 一抗,稀释比例1:200;用于Flag标签融合蛋白的免疫荧光检测 |
| 小鼠单克隆抗GAPDH抗体 | Sigma | G8795 | 一抗,稀释比例1:2000;用作Western blotting的上样对照 |
| 脱脂牛奶(5%) | Beyotime | P0216 | 用于 Western 印迹的封闭缓冲液;室温封闭 1 小时或 4 ℃过夜°C 过夜 |
| 4% 多聚甲醛 | 默克股份公司 | 30525 | 细胞固定液;室温固定30分钟 |
| PBS | Solarbio | P1010 | |
| 青霉素-链霉素(100×) | Yeasen | 60162ES76 | 细胞培养用抗生素;抑制微生物污染 |
| Percoll(密度梯度储备液) | GE Healthcare | 17-0891-09 | |
| 苯酚:氯仿:异戊醇 (25:24:1) | 默克股份公司 | 77617 | 基因组DNA提取过程中用于去除蛋白质的试剂 |
| 蛋白上样缓冲液(6×)×) | Beyotime | P0015F | 蛋白质电泳上样缓冲液;配方:100 mM Tris(pH 6.8),4% SDS,2 mM EDTA,2% 甘油,6 M 尿素;与50混合 μL 2 M DTT 和 50 μ使用前加入终浓度为5%的溴酚蓝 |
| 蛋白酶K | 默克集团 | 39450-01-6 | 200 mg 溶于 10 mL ddH₂O2O,用于基因组DNA提取过程中蛋白质的消化 |
| PVDF 膜 | thermofisher | 88518 | 蛋白转印膜;使用前用甲醇活化1分钟 |
| RIPA裂解缓冲液 | Yeasen | 20101 | 用于子孢子蛋白提取的裂解缓冲液 |
| RNase A | 默克股份公司 | 9001-99-4 | 25 mg 溶于 2.5 mL 0.01 mol/L NaAc,100 ℃ 加热°在10–15分钟内于C条件下反应,用1 mol/L Tris-HCl调节pH至7.4;用于从DNA样本中去除RNA |
| SDS-PAGE 凝胶试剂(丙烯酰胺、双丙烯酰胺、Tris、SDS、APS、TEMED) | 生物 | 101 | 用于SDS-PAGE凝胶制备的试剂;丙烯酰胺浓度根据目标蛋白的分子量进行调整 |
| 水合牛磺脱氧胆酸钠 | Sigma | T0875 | |
| 溶液 | |||
| Taq 混合液 (2×) | Vazyme | P112-01/02/03 | 含Taq聚合酶、dNTPs等的PCR扩增预混液 |
| Triton X-100(0.25%) | 默克股份公司 | 9036 | 细胞通透化溶液;室温孵育30分钟 |
| 胰蛋白酶 | Solarbio | T8150 | |
| 涡旋混合器 | 北京北泰智联科技有限公司 | HQ-60-II | |
| 水浴恒温器 | Grant Instruments(剑桥) | GD120, GM0815010 |
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
申请许可以重复使用本 JoVE 文章的文本或图表
申请许可