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Il protocollo descritto qui consente la costruzione di una libreria di inserimento denso. Questo metodo consente la creazione di una libreria di trasposone con oltre 2 x 105 mutanti di trasposone unico utilizzando sotto 5 mL di coltura volume6. Esso è relativamente facile da effettuare, utilizza reagenti disponibili nei laboratori di microbiologia più elementari, è scalabile e richiede poco in termini di costose attrezzature o materiali di consumo quali cuvette di elettroporazione.
Un vantaggio significativo di questo metodo è che, in teoria, l'utente ha ampia latitudine nella scelta del destinatari enterobacterial ceppi. Questa carta, così come altri11, utilizzare e. coli come un ceppo destinatario, tuttavia il plasmide pJA1 è stato utilizzato con successo con altre specie enterobacterial destinatario come Shigella flexneri6 e Salmonella enterica sierotipo Typhimurium ceppo SL134410. Teoricamente, l'origine γ di replicazione (oriR6Kγ) in pJA1 consente questo plasmide essere mantenuta in un host vasta gamma19, permettendo che il ceppo destinatario è pir +. Recentemente, sono stati descritti nuovi metodi che consentono per la costruzione del pir + in una gamma di ceppi enterobacterial20, dando ulteriore flessibilità. Inoltre, la regione di300 paia di basi mob dal plasmide RP4 in pJA1 consente il trasferimento coniugativi di questo plasmide ad una vasta gamma di gram negativi ceppi batterici19. In poche parole, questo metodo potrebbe teoricamente essere utilizzato con una varietà di ceppi di destinatario, purché siano soddisfatte diverse condizioni: il ceppo è pir+ ed è contrassegnato con una resistenza agli antibiotici diversi da kanamicina e diverso dal ceppo di donatore.
Un passo fondamentale nel protocollo si trova nello stimare il numero corretto di celle a piastre fuori al punto 4.1. Se colonie sono spaziate troppo da vicino, si trovano a competere per i nutrienti sulla piastra e meno forma mutanti sono outcompeted. Questo può portare a una riduzione del numero totale di mutanti. In alternativa, se le colonie sono distanziati troppo distanti, ci saranno anche alcune colonie sulla piastra, e il numero totale di piastre di agar necessari per realizzare una grande biblioteca diventa oneroso. Pertanto, il raggiungimento del giusto equilibrio in termini di numeri di Colonia per ciascuna piastra è importante.
È importante eseguire i controlli elencati nel protocollo per garantire che i passaggi sono funziona come descritto. In particolare, quando si utilizza l'acido nalidixico come una Counter-selezione contro il ceppo di donatore, è importante garantire che le piastre di controllo negativo donatore sono liberi delle colonie. Questo è perché non ci può essere un tasso basso (circa 1 x 10-10)21 di resistenza spontanea all'acido nalidixico, producendo falsi positivi. In genere, il tasso di Coniugazione e la trasposizione è circa 2 x 10-4 19. Di conseguenza, il tasso di Coniugazione e la trasposizione è diversi ordini di grandezza maggiori rispetto al tasso di resistenza spontanea all'acido nalidixico. Di conseguenza, il tasso di falsi positivi rispetto agli eventi di vera trasposizione è molto basso e ritenuto trascurabile quando il protocollo sta lavorando. Tuttavia, se i tassi di coniugazione o trasposizione sono significativamente ridotti, (da bassa efficienza di accoppiamento e/o mancanza di induzione del gene transposase con IPTG) e il protocollo è scalato per compensare questo, allora il numero di falsi positivi (cloni che non hanno il trasposone inserito) può anche aumentare.
Possono essere apportate alcune modifiche ai tempi di incubazione in passaggi 3.2 e 3.10. Passaggio 3,2 Stati che coniugazione dovrebbe verificarsi per 6 h, ma nella nostra esperienza, questo passaggio di tempo può essere variato (cioè, 4-7 h) senza modificare significativamente i risultati. Inoltre, nel passaggio 3.10, il periodo di tempo che le colonie sono incubate sulle piastre di agar può anche essere regolato. Questo può essere variato a seconda della media raddoppiare il tasso di tempo o crescita del ceppo destinatario. Inoltre, nella nostra esperienza, 18 h ha prodotto una varietà di formati di Colonia, che indica una raccolta di diversi fitness. Tuttavia, colonie con notevolmente ridotta fitness potrebbero richiedere più tempo a crescere e così potrebbero non essere visibile dopo 18 h. Se questo metodo è utilizzato per trovare i cloni di fitness estremamente ridotti, tempi di incubazione più lunghi e meno colonie sul piatto per ridurre l'affollamento (cioè, 48h, 50-300 colonie) possono essere utilizzati.
Ulteriori insidie di questo metodo sono che non è possibile utilizzare un ceppo destinatario che è già resistente alla kanamicina. È possibile scambiare il marcatore di resistenza alla kanamicina nel plasmide pJA1 per un marcatore selezionabile alternativo, come la resistenza al cloramfenicolo per superare questo ostacolo. Può anche essere la pena di notare che, in teoria, è possibile utilizzare un destinatario ceppo che è resistente all'ampicillina, come il pJA1 plasmide contenente l'indicatore di resistenza all'ampicillina è perso poco dopo trasposizione.
La creazione di una libreria di trasposone denso in background genetico di scelta è potenzialmente vantaggiosa per molte applicazioni a valle. Ad esempio, una libreria di trasposone denso può essere utilizzata per identificare i mutanti auxotrofi utilizzando replica plating22 o identificare mutanti che sono difettosi nella creazione di un'infezione1,2. Più recentemente, come i costi del sequenziamento del DNA sono scesi e nuove tecnologie come il sequenziamento di nuova generazione sono diventati banale, librerie di trasposoni sono state utilizzate con sequenziamento DNA profondo per comprendere essenzialità di gene, funzione del gene e genetica interazioni farmacologiche. Alcuni di questi metodi sono esaminati in 23 e includono metodi come sequenza di inserimento diretto trasposone sito (TraDIS), sequenziamento trasposone (Tn-seq), inserimento di alto-rendimento rilevamento di sequenziamento profondo (HITS) e sequenziamento di inserimento ( INSeq). Tutti questi metodi a valle si affidano la costruzione di librerie di inserzione del trasposone denso. Mentre altri vettori potrebbero essere necessario impiegare metodi particolari a valle, il protocollo descritto qui dà una panoramica dei punti salienti procedurali da seguire.