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Article de méthode

Détermination de l’emplacement chromosomique optimale pour un élément d’ADN chez Escherichia coli en utilisant une nouvelle approche induite par le Transposon

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DOI :

10.3791/55946

11 septembre 2017

Dans cet article

Résumé

Ici, la puissance d’une insertion aléatoire d’un élément d’ADN non codant, induite par le transposon a été utilisée pour résoudre sa position chromosomique optimale.

Résumé

La position optimale chromosomique d’un élément d’ADN donné a/ont été déterminée par insertion aléatoire induite par le transposon, suivie par la sélection de remise en forme. Chez les bactéries, l’impact du contexte génétique sur la fonction d’un élément génétique peut être difficile à évaluer. Plusieurs mécanismes, y compris les effets topologiques, interférence transcriptionnelle des gènes voisins, et/ou dosage des gènes associés à la réplication, peuvent affecter la fonction d’un élément génétique donné. Nous décrivons ici une méthode qui permet l’intégration aléatoire d’un élément d’ADN dans les chromosomes des Escherichia coli et sélectionnez les emplacements plus favorables à l’aide d’un concours de croissance simple experiment. La méthode tire parti d’un système transposon bien décrit d’insertion aléatoire, de pair avec une sélection de la clone(s) plus fort avantage de croissance, une procédure qui est facilement réglable à besoins expérimentaux. La nature de le clone(s) plus fort peut être déterminée par le séquençage du génome entier sur une population clonale multiples complexe ou par simple gène à la marche pour l’identification rapide des clones sélectionnés. Ici, la région de l’ADN non codant DARS2, qui contrôle l’initiation de la réplication du chromosome chez e. coli, a été utilisée à titre d’exemple. La fonction de DARS2 est connue pour être affecté par le dosage des gènes associés à la réplication ; le plus proche DARS2 obtient à l’origine de réplication de l’ADN, il devient plus active. DARS2 a été insérées au hasard dans le chromosome d’un DARS2-supprimé de souche. Les clones résultantes contenant des insertions individuelles ont été mis en commun et a concouru contre l’autre pour des centaines de générations. Enfin, les clones plus forts étaient caractérisés et avérés pour contenir DARS2 inséré à proximité de l’emplacement d’origine DARS2 .

Introduction

La fonction de tout élément génétique peut être affectée par son emplacement dans le génome. Chez les bactéries, cela s’explique principalement par l’interférence de la transcription des gènes voisins, topologie de l’ADN local et/ou dosage des gènes associés à la réplication. En particulier, les processus de réplication de l’ADN et la ségrégation sont contrôlés, au moins en partie, par les régions chromosomiques non codantes1et le bon fonctionnement de ces régions dépend de génomique emplacement/contexte. Dans e. coli, on peut citer le site dif , requis pour la soeur du chromosome résolution2; Séquences....

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Protocole

1. collection de la bibliothèque de Transposon

Remarque : le locus DARS2 chromosomique a été cloné dans le mini Tn 10-basé transposon, NKBOR (sur pNKBOR) 21, ce qui entraîne NKBOR :: DARS2 (pJFM1). pNKBOR peut être obtenu en ligne 22. pNKBOR est un vecteur de base R6K suicide nécessitant l’initiateur protéine π pour réplication 23. PJFM1 de plasmide est donc capable de se répliquer dans une souche d’e. coli (p. ex., Dh5α λ pir) contenant une copie chromosomique du gène pir. Toutefois, lorsque pJFM1 est transformé ....

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Résultats

Une tache méridionale a été faite pour vérifier que DARS2 a été répartis au hasard le chromosome dans la bibliothèque de transposons (t = 0) et que les clones plus aptes persisterait au fil du temps. La Southern a été réalisée sur l’ADN extrait de la piscine de transposon initiale (t = 0) et chaque tranche de 100 estimée à 700 générations de compétition (Figure 3). Ici, l’ADN cellulaire total à chaque point de temps a été digéré avec le Pvuj.......

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Discussion

La méthodologie utilisée ici tire profit de l’état-of-the-art techniques pour répondre à une question difficile au sujet de la position optimale de génomique d’un élément génétique. L’insertion au hasard de l’élément génétique (véhiculée par le transposon) active la collecte rapide et facile de milliers de clones, qui ensuite peuvent être faites à affronter pour sélectionner la position optimale de l’élément génétique étudiée (par exemple le clone plus fort).

Ici, DARS2 a été.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont aucun intérêt financier concurrente.

Remerciements

Les auteurs ont été financés par des subventions de la Novo Nordisk Foundation, la Fondation de Lundbeck et le Danish National Research Foundation (DNRF120) via le centre de réponse au Stress bactérien et persistance (BASP).

....

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Cuvettes d’électroporation d’eau autoclavées Mili-QNone,
Bio-Rad MicroPulserBio-Rad165-2100
Gélose LB, poudre (Lennox L agar)Thermo Fisher Scientific22700025
GlycérolThermo Fisher Scientific17904
Fisherbrand  ; Boîtes de Pétri en plastiqueFisher ScientificS33580A
Falcon 50mL Tubes à centrifuger coniquesFisher Scientific14-432-22
Falcon 15mL Tubes coniques à centrifugerFisher Scientific14-959-53A
Nunc  ; CryoTubesSigma-AldrichV7634  ;
L’ADN polymérase haute fidélité Phusion (2 U/µ ; L)Thermo Fisher ScientificF530S
dATP, [&alpha ;-32P]- 3000Ci/mmol 10mCi/ml, 250 µ ; CiPerkinElmerBLU012H250UC
DECAprime IIThermo Fisher ScientificAM1455
  ; SF/MBV/03.32Centrifugeuse Pharmacia
Hermle  ;   ;   ; SF/MBV/03.46Centrifugeuse Hermle
Ole Dich  ; SF/MBV/03.29Ole Dich
Eppendorftubes 1,5 mLSigma-AldrichT9661
Eppendorftubes 2,0 mLSigma-AldrichT2795
Chlorure de sodiumMerck6404
Éthanol à 96 %Sigma-Aldrich16368
Trizma HClSigma-AldrichT-3253
Phénol Ultra PureBRL5509UA
ChloroformeMerck2445
Ribonucase A type II ASigma-AldrichR5000
Dodécylsulfate de sodium (FDS)Merck13760
LysozymeSigma-AldrichL 6876
IsopropanolSigma-Aldrich405-7
0,5M Na-EDTA pH 8.0BRL5575 UA
Sulfate de kanamycineSigma-Aldrich10106801001
PvuI (10 U/µ ; L)Thermo Fisher ScientificER0621
Agarose UltraPureThermo Fisher Scientific16500500
Colorant de chargement de gel d’ADN (6X)Thermo Fisher ScientificR0611
Tampon Tris-Borate-EDTASigma-AldrichT4415
Bromure d’éthidiumSigma-AldrichE7637
Acide chlorhydriqueSigma-Aldrich433160
Hydroxyde de sodiumSigma-Aldrich71687
Whatman  ; 3MMpapiers Sigma-AldrichWHA3030931
SSC Buffer 20× ; ConcentréSigma-AldrichS6639
Amersham Hybond-N+GE HealthcareRPN119B
Ficoll  ; 400Sigma-AldrichF8016
PolyvinylpyrrolidoneSigma-AldrichPVP40
Albumine sérique bovine - Fraction VSigma-Aldrich85040C
Acide désoxyribonucléique sel de sodium des testicules de saumonSigma-AldrichD1626
Carestream Kodak   ; BioMax   ; film légerSigma-AldrichZ373494
GenElute Kit d’Extraction de GelSigma-AldrichNA1111° ;
GenElute   ; Kit de nettoyage PCRSigma-AldrichNA1020
T100  ; ThermocycleurSpectrophotomètre Bio-Rad
SmartSpec PlusBio-Rad
rifampicineServa34514.01
CephalexinSigma-AldrichC4895
MithramycinServa29803.02
Chlorure de magnésium hexahydratéSigma-Aldrich246964
Apogee A10 instrumentApogee
0,1 cm Thermo Fisher Scientific P41050 Système d’électroporation LB Bouillon Thermo Fisher Scientific 12780029 Spectrophotomètre

Références

  1. Frimodt-Moller, J., Charbon, G., Lobner-Olesen, A. Control of bacterial chromosome replication by non-coding regions outside the origin. Curr Genet. , (2016).
  2. Sherratt, D. J., et al. Recombination and chromosome segregation. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 359 (1441), 61-69 (2004).
  3. Bigot, S., et al.

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Réimpressions et autorisations

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