הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

מחיקות Gene הגנום ב

16.4K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/4356

⸱

23 בנובמבר 2012

 , 

במאמר זה

סיכום

שיטה יעילה הגנום בודדה גן מוטציה כבר נקבעה באמצעות סטרפטוקוקוס sanguinis כאורגניזם מודל. שיטה זו השיגה דרך PCRs גבוה התפוקה רקומביננטי ותמורות.

תקציר

Transposon mutagenesis ומחיקה של גן היחיד הם שתי שיטות שיושמו בנוקאאוט גן גנום רחב ב1,2 חיידקים. למרות mutagenesis transposon הוא פחות זמן רב, יקר פחות, ואינו דורש מידע הגנום הושלם, יש שתי חולשות בשיטה זו: (1) האפשרות של מוטציות שונות בספריית המוטציה המעורבת שנגד בוחרת מוטנטים עם תחרות ירד; ו (2) האפשרות של איון גן החלקי לפיו גנים לא לגמרי מאבדת את תפקודם לאחר החדרת transposon. ניתוח מחיקה של הגן יחיד עשוי לפצות על חסרונות הקשורים mutagenesis transposon. כדי לשפר את היעילות של מחיקה הגנום בודדה גן, אנו מנסים להקים טכניקת תפוקה גבוהה למחיקת גן יחידה הגנום באמצעות sanguinis Streptococcus כאורגניזם מודל. כל מחיקת גן לבנות בס sanguinis הגנום נועד מהווה 1-KB זרם של הגן הממוקד, גן APHA-3, חלבון התנגדות kanamycin קידוד, או במורד 1-KB של הגן הממוקד. שלושה זוגות של פריימרים F1/R1, F2/R2, וF3/R3, בהתאמה, מתוכננים ומסונתזים בפורמט צלחת 96-גם ל- amplifications PCR של שלושה המרכיבים האלה של כל מחיקה להקים. Primers R1 ו F3 מכילים רצפי 25-BP שמשלימים לאזורים של-3 APHA הגן בקצה 5 'שלהם. הגברת PCR קנה מידה גדולה של-3 APHA הגן מתבצעת פעם אחת ליצירה כל מבני המחיקה בגן בודד. האמרגן של גן APHA-3 בתחילה הוצא כדי למזער את ההשפעה הפוטנציאלית של קוטב קלטת kanamycin. כדי ליצור מבני מחיקת הגן, הגברת תפוקה גבוהה PCR וטיהור מבוצעות בפורמט צלחת 96-כן. Amplicon PCR רקומביננטי יניארית לכל מחיקת גן יהיה מורכב באמצעות ארבע תגובות PCR באמצעות DNA פולימראז באיכות גבוהה. Expon הראשונישלב הצמיחה ential של ס ' sanguinis תרבית בטוד יואיט מרק בתוספת 2.5% סרום סוס מומת משמש כדי להגדיל את היכולת של שינוי מבני PCR-רקומביננטי. תחת תנאי זה, עד 20% של ס ' תאי sanguinis ניתן להפוך באמצעות ~ 50 ng של DNA. בהתבסס על גישה זו, 2048 מוטנטים עם מחיקת גן יחיד סופו של דבר התקבלו מ2270 הגנים בס sanguinis למעט 4 ORFs גנים כלולים כולו בתוך ORFs האחר בס sanguinis SK36 ו218 גנים חיוניים פוטנציאליים. הטכניקה ביצירת מבני מחיקת גן היא תפוקה גבוהה ויכולה להיות קל לשימוש במחיקות גן יחידות הגנום לכל חיידקי transformable.

פרוטוקול

1. עיצוב פריימר

  1. Primers תוכנן באמצעות תסריטים בבית המבוסס על ס רצף הגנום sanguinis SK36. שלושה זוגות של פריימרים, F1/R1, F2/R2, וF3/R3 מיועדים להגברה של רצף 1-kb במעלה הזרם של גן המטרה, התנגדות APHA-3 גן קידוד kanamycin (הק"מ R) החלבון 3 ו 1 -KB רצף במורד זרם של גן המטרה, בהתאמה (איור 1). בין פריימרים אלה, F1 ו R3 תוכננו באמצעות ePrimer3 בסוויטת הבלטה של תוכניות (http://emboss.sourceforg....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

לאחר הגברת PCR באמצעות הפריימרים F1 ו-R1, ו-F3 ו-R3, התקבלו מקטעים של כ-1-kb במעלה ובמטה של כל גן ב-S. sanguinis, בפורמט של 96 בארות, בהתאמה (איור 2A). תחת תנאי ה-PCR שלנו ובשימוש בפריימרים שתוכננו, הוגבר תוצר ספציפי מ-DNA גנומי של S. sanguinis בכל תגובת PCR. תוצאה זו העידה על כך שהפריימרים היו ספציפיים מאוד למטרות ב-S. sanguinis. באמצעות הגברה חוזרת ב-PCR תוך שימוש בפריימרים F1 ו-R3 ובשלושה אמפליקונים כתבניות DNA, נוצרו בקיבולת גבוהה על פלטת 96 בארות מבני PCR רקומביננטיים ליני.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

כדי למזער את ההשפעות האפשריות של קוטב החלפת הגן ממוקד אחד עם אנטיביוטיקת גן אקסוגני בגנים סמוכים, שני צעדים נלקחים תוך פריימר הראשוני בעיצוב. עבור רוב הגנים שנמחקו, פריימרים R1 ו F3 נועדו למחוק את אזור קידוד מ6 נ"ב לאחר קודון התחילה ועד 30 נ"ב לפני קודון העצירה. את 30 זוגות הבסיסים האחרונים נשמרים כדי להגן על אתר מחייב ריבוזומלי פוטנציאל בשימוש על ידי גן המורד הסמוך. האזור נשמר בין שני גנים השכנים הוארך עד 100 נ"ב, כאשר הם היו ממוקמים באורינטציות מנוגדות ואת N-Termi.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי מענקי R01DE018138 מהמכונים הלאומיים לבריאות (PX), ובחלקו, על ידי תכנית אוניברסיטת וירג'יניה הנשיאותית מחקר תמריץ (PRIP) 144602-3 (PX). אנו מודים לבני זוג. ליי חן, Yuetan Dou וXiaojing ואנג לסיוע בבנייה של מוטציות רחבות הגנום. אנו מודים גם למתקן ליבת ה-DNA באוניברסיטת וירג'יניה לרצפי DNA.

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
שמות חברה קטלוג # תגובות (אופציונלי)
פריימר F2 משולבות טכנולוגיות ה-DNA TGACTAACTAGGAGGAATAAATG
GCTAAAATGAGAATAT
R2 פריימר שם CATTATTCCCTCCAGGTACTAAAA
CAATTCATCCAGT
פריימר F2P שם GATAAACCCAGCGAACCATTTGA
P1 פריימר שם GCTTATATACCTTAGCAGGAGACA
P2 פריימר שם GTATGACATTGCCTTCTGCGTCC
פריימר 5 'end_R1_seq שם GCCATTTATTCCTCCTAGTTAGTCA
פריימר 5 'end_F3_seq שם GTTTTAGTACCTGGAGGGAATAATG
פריימר 5 'end_R1p_seq שם CCTCAAATGGTTCGCTGGGTTTATC
CSP Synprep רצף: NH2-DLRGVPNPWGWIFGR-COOH
פולימראז ה-DNA Invitrogen 11304-102 פלטינום תקי פולימראז ה-DNA נאמנות גבוהה
EcoRI ניו אינגלנד Biolabs Inc R0101S אנזים הגבלה
אגר אמריקאי Bioanalytical AB01185
Agarose Promega V3125
BHI BD Biosciences 237500 עירוי לב המוח
סוס סרום הפישר סיינטיפיק SH3007403 סוס סרום
ק"מ הפישר סיינטיפיק BP906-5 Kanamycin
TH מרק BD Biosciences 249240 טוד יואיט מרק
PureLink 96 Invitrogen K310096 PureLink 96 ערכת טיהור PCR
QIAquick Qiagen 28106 ערכת טיהור PCR QIAquick
סינון קורנינג 431117 מסנן קלקר מיקרומטר 0.22
Anoxomat מערכת מארט מיקרוביולוגיה bv Anoxomat Mark II
צנטריפוגה Benchtop Thermo Scientific 75004377 Sorvall מקרא RT פלוס microplate הרוטור
תיעוד ג'ל UVP LLC BioDoc-זה 210
חממה הפישר סיינטיפיק 11-690-625D Isotemp
של Labnet ג'ל XL Labnet E0160 של Labnet ג'ל XL
Microcentrifuge אפנדורף 22621408 5415 R microcentrifuge
Pipettes רב Thermo Scientfic 4661040, 4661020 Finnpipette F1
Cycler תרמית יישומי BioSystems בע"מ N805-0200 GeneAmp PCR מערכת 9700

מקורות

  1. Sassetti, C. M., Boyd, D. H., Rubin, E. J. Genes required for mycobacterial growth defined by high density mutagenesis. Mol. Microbiol. 48, 77-84 (2003).
  2. Kobayashi, K., et al. Essential Bacillus subtilis genes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 4678-4....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

גלה מאמרים נוספים

מחיקת גניםהשתקה גנומית רחבההגן AphA-3עיצוב פריימריםתאים קומפטנטייםיעילות טרנספורמציהColony PCRאלקטרופורזה של ג'ל