מתוארים כאן היא שיטה פשוטה לטיהור של מוצר הגן ב סטרפטוקוקוס מויזוף. טכניקה זו עשויה להיות יתרון על טיהור של חלבונים, בעיקר חלבונים הממברנה וחלבונים המוניים גבוה המולקולרי, והוא יכול לשמש עם מינים שונים חיידקים אחרים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מתוארים כאן היא שיטה פשוטה לטיהור של מוצר הגן ב סטרפטוקוקוס מויזוף. טכניקה זו עשויה להיות יתרון על טיהור של חלבונים, בעיקר חלבונים הממברנה וחלבונים המוניים גבוה המולקולרי, והוא יכול לשמש עם מינים שונים חיידקים אחרים.
ההסבר של הפונקציה של הגן בדרך כלל כרוך השוואה של תכונות פנוטיפ של זנים סוג פראי וזנים שבו הגן של העניין שובשו. אובדן של פונקציה בעקבות הפרעה גנטית שוחזר לאחר מכן על ידי תוספת אקסודוגני של המוצר של הגן שיבש. זה עוזר לקבוע את התפקיד של הגן. שיטה שתוארה בעבר כרוכה ביצירת מתח Gtfc שיבש סטרפטוקוקוס השיזוף . כאן, שיטה בלתי תובענית מתוארת לטיהור המוצר הגנטי Gtfc מן המתח החדש שנוצר בעקבות הפרעה גנטית. זה כרוך תוספת של רצף polyhistidine-קידוד בסוף 3 ′ של הגן של עניין, אשר מאפשר טיהור פשוט של המוצר הגן באמצעות כרומטוגרפיה של זיקה מתכת ללא קיבוע. אין תגובות אנזימטיות מלבד ה-PCR נדרשים לשינוי גנטי בשיטה זו. השחזור של מוצר הגן על ידי התוספת אקסוסוגני לאחר הפרעה גנטית היא שיטה יעילה לקביעת פונקציה גנטית, אשר עשוי גם להיות מותאם למינים שונים.
ניתוח של הפונקציה של הגן בדרך כלל כרוך השוואה של תכונות פנוטיפ של זנים מסוג פראי לזנים בהם הגן של העניין שובשו. ברגע שהוא מופק זן גנטי, תוספת אקסוגני של המוצר הגן מאפשר שיקום פונקציונלי.
השיטה הנפוצה ביותר להשגת מוצרי גנים מטוהרים הנדרשים עבור שחזור שלאחר השחזור הוא על ידי ביצוע ביטוי הטרוולוגי בשנת הכלאיים קולי1. עם זאת, הביטוי של חלבונים הממברנה או חלבונים מסה גבוהה המולקולרי הוא לעתים קרובות קשה באמצעות מערכת זו1. במקרים אלה, חלבון היעד מבודד בדרך כלל מן התאים המהווה באופן מקורי את החלבון באמצעות סדרה מורכבת של צעדים, אשר עשוי להוביל לאובדן מוצר הגן. כדי להתגבר על בעיות אלה, הליך פשוט פותחה עבור טיהור מוצר גנטי בעקבות הפרעה גנטית שיטה2, pcr מבוססי DNA שילוב שיטה3 (המיועד היתוך שני שלבים PCR), ו אלקטרופורציה גנטית טרנספורמציה בתוך סטרפטוקוקוס. תוספת של תג polyhistidine (שלו-tag) כדי C-הטרמינוס של המוצר הגן מקלה על טיהור שלה על ידי קיבוע מתכת כרומטוגרפיה של זיקה (IMAC).
כדי לבודד את הטאג ' שלו-הבעת מאמץ, את ה-DNA כל גנומית של הגן של עניין (בתוך זה שלו-tag-הבעת זן גן שיבשו) מוחלף גנים סמן אנטיביוטי עמידים. ההליך ליצירת התגים שלו-ביטוי שהוניס כמעט זהה לזה ליצירת זן גנים שיבשו כפי שמתואר קודם לכן4,5. לכן, השיטות עבור שיבוש גנים ובידוד המוצר הגנטי יש לבצע כניסויים סדרתיים עבור ניתוח פונקציונלי.
בעבודה הנוכחית, רצף polyhistidine-קידוד מצורף לקצה של 3 ′ של Gtfc (מקום genbank תג SMU_1005) גן, קידוד glucosyltransferase-SI (gtfc-si) ב S. מוסטנים6. לאחר מכן, בוצעו לימודי ביטויים במינים מסוג streptococcal. השגת ביטוי הטרוולוגי ב- E. coli קשה, כנראה בגלל המסה המולקולרית הגבוהה של gtfc-SI. הנבגהזה נקרא . אס. תרשים סכמטי המתאר את הארגון של ה- gtfc וspectinomycin ההתנגדות הגנטית( spcr)7 הבית בסוג פראי . מוסטנים והנגזרים שלו מוצג ב איור 1. GTF-SI הוא חלבון הסוד שתורם להתפתחות של ביוגניים שיניים מקרגני6. תחת נוכחותו של סוכרוז, הארגון משקיף על משטח זכוכית חלק במתח של WT, אבל לא ב-s. המתח המובש(Δ gtfc)2,5 . היווצרות ביוגניים משוחזר ב -S. mutans gtfc בתוספת אקסוגני של רקומביננטי gtfc-SI. המתח, S. mutans שלו-gtfc, משמש לאחר מכן כדי לייצר את gtfc-SI.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: דור של S. mutans gtfc, שבו כל אזור הקידוד של הג gtfc מוחלף עם spcr, יש להשלים לפני ביצוע פרוטוקולים אלה. עיין במאמר המתפרסם לקבלת פרטים על דור5.
1. פריימר עיצוב
2. הפקת דנ א גנומית מ -S. מוסטנים
הערה: מאמץ של כל S. מוסטנים צריך להיות מתורבת בינוני בלב המוח (bhi) בינונית ב 37 ° c בתנאים אנאירובית. זנים מוטציה של s. מוסטנים ∆Gtfc ו ס מוסטנים שלו-gtfc הם מתורבתים ב bhi בתוספת עם 100 μg/mL spectinomycin.
3. הגברה של הPCR
הערה: טבלה 1, טבלה 2 ושולחן 3 מסכמים את מחזורי התחל, הריאגנטים והגברה של ה-PCR, בהתאמה.
4. המרת תאים
5. אימות של GEnome שילוב ואחסון
6. טיהור של פוליהיסטידין-מתויג GTF-SI
7. שחזור פונקציונלי על ידי רקומביננטי GTF-SI
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 3 מציג את הגודל של כל אמפליצין מ-pcr הראשון (איור 3a) ו-Pcr השני (איור 3a). הגודל של כל אמפליקון התכתב עם הגודל החזוי, כפי שמתואר בטבלה 1. איור 4A הופעות S. מושבות מוסדרות שינתה את המוצר השני של ה-PCR ומצופה בלוחות bhi אגר המכילים spectinomycin. מוצרי ה-PCR הושבה לאחר מכן הופעל על ג'ל הצמח (איור 4B). כל אמפליקו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עיצוב התחל הוא הצעד הקריטי ביותר בפרוטוקול. רצפי של Gtfc-הפוכה ו- spcr-קדימה נקבע באופן אוטומטי על בסיס רצפים של שניהם אזור סוף 3 ′ של gtfc ו 5 ′ קצה אזור של spcr. כל פריימר כולל 24 בסיסים משלימים הקודדים מקשר GS ורצף התגים שלו-coding באזורים 5 ' שלהם. שיבוש רצפי הרגולציה הילידים הממוקמים באזורים הנמצאים במעלה הזרם ניתן להימנע על ידי הוספת שלו-tag-קידוד רצפים לסוף 3 ′. את ה-DNA לעצור קודון יש להסיר מתוך ההילוך האחורי gtfcוהוסיף ל- spcr...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו נתמכת על ידי האגודה היפנית לקידום המדע (JSPS) (להעניק מספרים 16K15860 ו 19K10471 ל T. M, 17K12032 ל-M. I., ו 18K09926 ל N. H.) וקרן המדע והטכנולוגיה SECOM (SECOM) (גרנט מספר 2018.09.10 מס ' 1).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Agarose | Nippon Genetics | NE-AG02 | לאלקטרופורזה של ג'ל אגרוז |
| Anaeropack | מיצובישי גז כימי | A-03 | מערכת תרבית אנאירובית |
| נוגדן חד שבטי אנטי-His-Tag MBL | D291-7 | מצומד HRP | |
| Thermo Fisher Scientific | 23227 | מדידת ריכוז | |
| החלבוןמרק עירוי לב מוח | Becton, Dickinson | 237500 | מדיום תרבית חיידקים |
| CBB R-250 | Wako | 031-17922 | לצביעת ביופילם |
| יחידת אולטרה סינון צנטריפוגלית | Sartorius | VS2032 | החלפת חיץ וריכוז חלבון |
| צנטריפוגה | Kubota | 7780II | |
| עמודה כרומטוגרפית | Bio-Rad | 7321010 | עבור מהדק |
| ממברנה דיאליזה | מותג פישר | 21-153-100 | |
| צינורות דיאליזה | כאחד | 2-316-06 | |
| DNA פולימראז | Takara | R045A | נאמנות גבוהה DNA פולימראז |
| ריצוף DNA | Eurofins גנומיקה | ||
| ECL מצע | Bio-Rad | 170-5060 | לכתמים מערביים |
| EDTA (0.5 M pH 8.0) | Wako | 311-90075 | Tris-EDTA הכנת חיץ |
| קובטה אלקטרופורציה | Bio-Rad | 1652086 | פער של 0.2 ס"מ |
| Electroporator | Bio-Rad | 1652100 | |
| EtBr תמיסת | Nippon Gene | 315-90051 | לאלקטרופורזה של ג'ל אגרוז |
| חותך להקת ג'ל | Nippon Genetics | FG-830 | |
| ג'ל ערכת מיצוי | Nippon Genetics | FG-91202 | מיצוי DNA מג'ל אגרוז |
| Imager | GE Healthcare | 29083461 | עבור SDS-PAGE וכתמים מערביים |
| Imidazole | Wako | 095-00015 | הכנת מאגר מחייב ופליטה |
| חממה | Nippon Medical & מכשירים כימיים | EZ-022 | הגדרת טמפרטורה: 4 מעלות; חממת C |
| Nippon Medical & מכשירים כימיים | LH-100-RDS | הגדרת טמפרטורה: 37 & deg; מסנן C | |
| ממברנה | Merck Millipore | JGWP04700 | 0.2 ומיקרו; |
| קוטר m מיקרוצנטריפוגה | Kubota | 3740 | |
| NaCl | Wako | 191-01665 | הכנת מאגר מחייב ומאגר פליטה |
| NaH2PO4· 2H2O | Wako | 192-02815 | הכנת מאגר מחייב ומאגר פליטה |
| NaOH | Wako | 198-13765 | הכנת מאגר מחייב ומאגר פליטה |
| (NH4)2SO4 | Wako | 015-06737 | משקעים של אמוניום גופרתי |
| שרף טעון Ni | Bio-Rad | 1560133 | עבור IMAC |
| פריימרים PCR | Eurofins Genomics | בהזמנה | |
| תקן | Bio-Rad | 161-0381 | עבור SDS-PAGE ו-Western Blotting |
| מנגנון סינון ממס | כאחד | FH-1G | |
| Spectinomycin | Wako | 195-11531 | אנטיביוטיקה; שימוש ב-100 μ גרם/מ"ל |
| מסנן מזרק סטרילי | Merckmillipore | SLGV004SL | 0.22 ומיקרו; m קוטר |
| Streptococus mutans Δ gtfC | זן מלאי במעבדה. | gtfC הוחלף ב-spcr | |
| Streptococus mutans UA159 | Stock במעבדה. | S. mutans ATCC 700610, זן מסוג פרא | |
| סוכרוז | Wako | 196-00015 | לפיתוח ביופילם |
| TAE (50 ופעמים; ) | Nippon Gene | 313-90035 | לאלקטרופורזה של ג'ל אגרוז |
| ציקלר תרמי | Bio-Rad | PTC-200 | |
| Tris-HCl (1 M, pH 8.0) | Wako | 314-90065 | הכנת מאגר Tris-EDTA |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.