Article de méthode

Système d'expression multigène médié par l'ARN T7 à ADN polymère induible, pMGX

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DOI :

10.3791/55187

27 juin 2017

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Cette étude décrit des méthodes pour la co-expression médiée par T7 de plusieurs gènes à partir d'un seul plasmide dans Escherichia coli en utilisant le système de plasmide pMGX.

Résumé

La co-expression de protéines multiples est de plus en plus essentielle pour la biologie synthétique, l'étude des complexes protéines-protéines, et la caractérisation et l'atténuation des voies de biosynthèse. Dans ce manuscrit, on décrit l'utilisation d'un système hautement efficace pour la construction d'opérons synthétiques multigènes sous le contrôle d'une ARN polymérase T7 inducible. Ce système permet d'exprimer plusieurs gènes simultanément à partir d'un plasmide. Ici, un ensemble de quatre vecteurs apparentés, pMGX-A, pMGX-hisA, pMGX-K et pMGX-hisK, avec le marqueur sélectionnable par résistance à l'ampicilline ou à la kanamycine (A et K) et possédant ou n'ayant pas d'hexahistidine N-terminale Tag (son) est divulgué. Des protocoles détaillés pour la construction d'opérons synthétiques utilisant ce système vectoriel sont fournis avec les données correspondantes, montrant qu'un système à base de pMGX contenant cinq gènes peut être facilement construit et utilisé pour produire les cinq protéines codées dans Escherichia coli . Ce systèmeEm et le protocole permet aux chercheurs d'exprimer systématiquement des modules et des chemins multi-composants complexes dans E. coli .

Introduction

La co-expression de multiples protéines est de plus en plus essentielle, en particulier dans les applications de biologie synthétique, où plusieurs modules fonctionnels doivent être exprimés 1 ; Dans l'étude des complexes protéine-protéine, où l'expression et la fonction nécessitent souvent une co-expression 2 , 3 ; Et dans la caractérisation et l'exploitation des voies de biosynthèse, où chaque gène dans la voie doit être exprimé 4 , 5 , 6 , 7

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Protocole

1. Obtention de gènes d'intérêt

  1. Concevoir des gènes synthétiques.
    1. Optimiser une séquence de gènes pour l'expression de E. coli .
    2. Supprimez tous les sites de restriction problématiques de la séquence (AvrII, NdeI, EcoRI et XbaI).
    3. Incorporer des sites de restriction pour le clonage; Un site 5'-NdeI et un site 3'-EcoRI sont recommandés. D'autres sites peuvent être utilisés, si nécessaire; Se référer à la région de multiclonation du plasmide sélectionné ( Figure S1 -S4 ). Si vous le souhaitez, incluez une étiquette de codage 5 'ou 3'....

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Résultats

Dans cette étude, l'objectif était de coexprimer cinq protéines à partir d'un seul plasmide. Les fragments de gènes synthétiques optimisés à cinq codons codant pour les marqueurs hexahistidine N- ou C-terminaux ont été achetés dans le commerce. Les gènes synthétiques ont été amplifiés par PCR et clonés individuellement dans un vecteur brut de PCR et séquencés. Pour générer le plasmide polycistronique, les cinq gènes d'intérêt ont d'abord été clonés dans un plasmide pMGX a.......

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Discussion

La co-expression de multiples gènes est de plus en plus essentielle, en particulier dans la caractérisation et la reconstitution des voies métaboliques multigène complexes 3 , 4 , 5 . Le système pMGX fait une co-expression multigène dans la routine E. coli 6 , 7 , 8 et accessible à divers chercheurs. Dans cette étude, on a mon.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n'ont rien à dévoiler.

Remerciements

Ce travail a été appuyé par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
enzymes
Phosphatase alcaline, intestinale de veau (CIP)New England BiolabsM0290S
AvrIINew England BiolabsR0174S
EcoRINew England BiolabsR0101S
NdeINew England BiolabsR0111S
XbaINouveau Angleterre BiolabsR0145S
Herculase II Fusion ADN polyméraseAgilent Technologies600677
T4 ADN LigaseNew England BiolabsM0202S
NomEntrepriseNuméro de catalogueComments
>Reagents
1 kb Échelle d’ADNNew England BiolabsN3232L
4-20 % Mini-PROTEAN TGX Gels protéiques sans colorationBio-Rad456-8095
50x TAEFisher Thermo ScientificBP1332-4
AgarFisher Thermo ScientificBP1423-500
AgaroseFisher Thermo ScientificBP160-500
AmpicilineSigma-AlrichA9518-5G
BL21 (DE3) Cellulescomeptentes Cellule comeptente préparée en maison
B-PER Réactif d’extraction de protéines bactériennesFisher Thermo ScientificPI78243
dNTP mixAgilent Technologies
d’extraction de gel de polyméraseOmegaD2500-02E.Z.N.A Gel Extraction, fourni par VWR Cat 3 : CA101318-972
GlycineFisher Thermo ScientificBP381-1
His Tag Anticorps [HRP], mAb, sourisGenScriptA00612
Immobilon Western Chemiluminescent HRP SubstratEMD MilliporeWBKLS0100
IPTGSigma-Alrich15502-10G
LBFisher Thermo ScientificBP1426-500
MéthanolFisher Thermo ScientificA411-20
Lait écrémé instantané pasteurisé en poudreÉpicerielait d’épicerie sans nom est adéquat
Membrane de nitrocelluloseAmersham Protran (GE Healthcare Life Sciences)10600007Membrane PT 0.45 µ ; m 200 mm x 4 m, fourni par VWR Cat # : CA10061-086
Kit d’isolement de l’ADN plasmidiqueOmegaD6943-02E.Z.N.A MiniKit d’ADN plasmidique I, fourni par VWR Cat # : CA101318-898
pMGXBoddy LabDemande du laboratoire Boddy Contact cboddy@uottawa.ca
Amorcesd’ADNConcevez les amorces selon les besoins pour le gène souhaité
Synthetic Gene LifeTechnologiesConcevoir et optimiser selon les besoins
Papier Filtre Transfert ÉpaisBio-Rad1703932
Base TrisBioShopTRS001.1
Tween-20Sigma-AlrichP9416-50ML
XL1-Blue CellulesCellule comeptente préparée en interne
Nom Entreprise Numéro de catalogueComments
Equipment
BioSpectrometerEppendorfRK-83600-07
Boîte de gel - PAGEBio-Rad1658005Mini-PROTEIN Tetra Vertical Electrophoresis Cell
Gel ImagerAlpha InnotechAlphaImager EC
Incubateur-fourFisher Thermo Scientific11-690-650D
Isotemp Incubateur-agitateurFisher Thermo ScientificSHKE6000-7MaxQ 6000
Rasoirs PersonnaFisher Thermo ScientificS04615
Bloc d’alimentationBio-RadS65533QFB300
TransilluminateurVWR InternationalM-10E,6W
ThermocylcerEppendorfZ316091Mastercycler Personal, fourni par Sigma
UV Face-Shield18-999-4542
WaterbathFisher Thermo Scientific15-460-2SQ
Western Transfer ApparatusBio-Rad1703935Mini-Trans Blot Cell
chimiquement Fourni avec le kit locale Le Technologies intégrées chimiquement compétentes

Références

  1. Purnick, P. E. M., Weiss, R. The second wave of synthetic biology: from modules to systems. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 10 (6), 410-422 (2009).
  2. Bieniossek, C., et al. Automated unrestricted multigene recombineering for multiprotein complex production.<....

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Mots-clés

Op rons synth tiquesConstruction de plasmidesClonage de g nesDigestion par restrictionR action de ligationTransformation d E coliAnalyse par Western blotS lection antibiotique

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