1. Przygotowanie materiału glonowego
- Komórki Ostreococcus hoduje się w sztucznej wodzie morskiej (ASW). Sole morskie (zazwyczaj około 40 g/L) rozpuszcza się w wodzie dejonizowanej do zasolenia 30 ppt, mierzonego za pomocą salinometru. Pożywkę wzbogacającą11,12, pierwiastki śladowe i witaminy dodaje się zgodnie z opisem w tabelach 1-3. Następnie pożywkę sterylizuje się przez filtr o rozmiarze porów 0,22 μm.
- W celu utrzymania kultury, komórki szczepu Ostreococcus OTTH95 przesiewa się aseptycznie w rozcieńczeniu 1/100 w świeżej ASW co 7 dni i hoduje pod stałym oświetleniem w inkubatorze do roślin wyposażonym w filtr Moonlight Blue. Natężenie światła powinno wynosić około 20 μmol m-2 s-1, a temperaturę utrzymuje się na poziomie 20 °C. Komórki nie wymagają ciągłego mieszania, ale należy je wstrząsać raz na 2 do 3 dni, aby zapobiec agregacji.
- Do każdej transformacji wymagane jest 50 ml komórek o gęstości 20-30 x 106 ml-1, którą należy osiągnąć w ciągu 5-7 dni po przesiewaniu. Przybliżoną gęstość komórek oraz aksenicznosć można określić za pomocą cytometrii przepływowej lub komory countingowej (hemocytometru) przy minimalnym powiększeniu x40.
2. Elektroporacja
- Przygotuj DNA do transformacji. Do każdej transformacji wymagane jest 5 μg czystego, zlinearyzowanego plazmidowego DNA o stężeniu 1 μg/μl w sterylnej wodzie dejonizowanej. W celu uzyskania takiego DNA autorzy zalecają użycie zestawu Qiagen midi prep, choć inne metody mogą być równie skuteczne. Przetraw produkt enzymem, który przecina szkielet użytego wektora, ale nie przecina transgenu ani genu selekcyjnego. Następnie oczyść i zagęść otrzymane linearne DNA poprzez precypitację etanolem i zawieś produkt w odpowiedniej objętości wysokiej jakości sterylnej wody dejonizowanej.
- Przygotuj probówki do mikrocentryfugi zawierające 5 μg DNA dla każdej transformacji. Dla każdej transformowanej linii komórkowej niezbędna jest kontrola bez DNA. Przechowuj te probówki w lodzie, wraz z kuwetą do elektroporacji 2 mm dla każdej transformacji.
- Przygotuj 2,2 ml buforu do resuspensji na jedną transformację. Rozpuść sorbitol do uzyskania roztworu 1 M w ddH2O, dodaj 0,1% kwasu pluronic F68 i wysterylizuj przez filtr.
- Dodaj kwas pluronic F68 do komórek do stężenia końcowego 0,1% i odwirowuj je przez 10 minut przy 8000x g w temperaturze 10 °C w probówce 50 ml z dnem stożkowym. Natychmiast resuspenduj komórki w 1 ml buforu do resuspensji poprzez pipetowanie w górę i w dół, a następnie przenieś do probówki do mikrocentryfugi. Wirowuj przez 10 minut przy 8000 x g w temperaturze 10 °C i, pracując szybko, powtórz ten etap płukania jeszcze raz.
- Za pomocą odciętej końcówki pipety resuspenduj każdy końcowy osad w 40 μl buforu do resuspensji. Dodaj 40 μl resuspendowanych komórek do każdej probówki z zlinearyzowanym DNA znajdującej się w lodzie, wymieszaj delikatnie i przenieś do kuwety do elektroporacji.
- Włóż kuwetę do urządzenia do elektroporacji. Zmień ustawienia na 6 kV cm-1, 600 Ω i 25 μF. Przeprowadź elektroporację komórek.
- Inkubuj elektroporowane komórki w kuwetach w temperaturze pokojowej przez 10 minut; wykorzystaj ten czas na przygotowanie kolb do hodowli tkankowych. Opisz je i dodaj do każdej 30 ml świeżej ASW. Odlej 1 ml z każdej kolby i delikatnie dodaj do odpowiadającej jej kuwety. Inkubuj przez 2 minuty, a następnie delikatnie usuń ASW zawierającą grudkę komórek i powoli, ostrożnie pipetuj ją bezpośrednio do ASW w kolbie hodowlanej.
- Komórki zazwyczaj pozostają w formie grudki. Należy zadbać o to, aby w tym momencie nie wstrząsać i nie zakłócać agregatów komórkowych. Pozostaw komórki do regeneracji w inkubatorze na 1-2 godziny, a następnie resuspenduj poprzez potrząsanie kolbami. W tym czasie komórki powinny swobodnie się resuspendować i nie powinny być widoczne żadne grudki. Pozostaw kultury do regeneracji w inkubatorze przez noc.
3. Osadzanie komórek na płytkach w medium półstałym
- Następnego dnia wysterylizuj w autoklawie roztwór 2,1% nisko topnej agarozy w ddH2O w butelce z prętem do mieszania. Utrzymuj w stanie stopionym w temperaturze 65-90 °C w większym zlewce z wodą na magnetycznej mieszadle grzejnej. Dla każdej transformacji przygotuj 8 szalek Petriego (średnica 55 mm) oraz 8 probówek o pojemności 15 ml, z których każda zawiera 9 ml ASW z wymaganym selekcjonerem. W przypadku użycia Nourseothricyny lub G418 zastosuj stężenie 2 mg/ml.
- Wyjmij przetransformowane komórki z inkubatora. Pracując w sterylnej komorze z laminarnym przepływem powietrza, dodaj 1 ml wrzącej agarozy LMP do 9 ml cieczy w jednej z probówek. Zamknij probówkę i wymieszaj poprzez odwracanie. Następnie dodaj 0,5 ml świeżo przetransformowanych komórek, szybko wymieszaj i wlej na szalkę. Powtórz ten proces z pozostałymi 7 probówkami, a następnie przejdź do kolejnej kolby z transformacją.
- Pozostaw otwarte szalki w komorze z laminarnym przepływem powietrza na godzinę, aby agaroza stężała. Następnie zamknij szalki i przenieś je do dużych kwadratowych szalek Petriego, z których każda pomieści 4 mniejsze szalki. Uszczelnij kwadratowe szalki parafilmem. Należy pamiętać, że szalki nie stężeją całkowicie, w wyniku czego żel jest bardzo kruchy. Podczas przenoszenia szalek należy zachować ostrożność, aby nie uszkodzić żelu. Umieść wszystkie kwadratowe szalki w inkubatorze.
4. Selekcja transformowanych kolonii
- Kolonie powinny pojawić się po 10 do 21 dniach na płytkach po transformacji, natomiast nie powinny wystąpić na płytkach kontrolnych (mock). Do wyboru kolonii należy użyć pipety 200 μl z odciętymi końcówkami. Należy po prostu wybrać izolowane kolonie i zassać zieloną kolonię. Należy zadbać o to, aby nie pobrać komórek z sąsiednich kolonii.
- Przenieść komórki do 2 ml medium płynnego z selekcją, w płytce 24-dołkowej. W przypadku stosowania Nourseothricin, należy użyć stężenia 1,75 mg/ml. Wymieszać poprzez pipetowanie w górę i w dół. Wybrać od 24 do 50 kolonii z jednej transformacji. Uszczelnić płytki parafilmem i przenieść do inkubatora.
- Po tygodniu przenieść 100 μl z każdego dołka do 2 ml świeżego ASW z selekcją w nowej płytce 24-dołkowej i hodować przez kolejne 7 dni. Przeżyłe linie komórkowe można wykorzystać w dalszych badaniach. Stabilną integrację z genomem oraz liczbę insercji należy przeanalizować za pomocą PCR i Southern Blot. DNA genomowe na potrzeby tych analiz można uzyskać, stosując dowolną zredukowaną standardową metodę ekstrakcji DNA z roślin.
5. Reprezentatywne wyniki
Komórki rozdzielone w stosunku 1 / 100 osiągnęły gęstość 25 milionów komórek na mililitr po 7 dniach hodowli. Elektroporacja komórek z zastosowaniem odpowiednich ustawień pozwoliła uzyskać stałą czasową między 10 a 14 milisekund. Po przeniesieniu komórek do pożywki w kolbach hodowlanych powinien utworzyć się agregat komórek. Po lekkim wstrząśnięciu po godzinie komórki powinny łatwo ulec resuspensji. Wprowadzenie 1 ml transformowanych komórek do 0,2% agaru LMP powinno skutkować uzyskaniem spójnego, lecz jedynie półstałego żelu. Kolonie powinny pojawić się po 10 do 21 dniach. Przy transformacji 5 μg linearyzowanego DNA zgodnie z powyższym protokołem, zazwyczaj oczekiwano od 50 do 100 kolonii na płytkę transformacyjną, w przeciwieństwie do braku kolonii na płytkach kontrolnych ujemnych. Około 80% wybranych kolonii zostało pozytywnie wyselekcjonowanych pod kątem oporności na antybiotyk w pożywce płynnej i wykorzystanych w kolejnych badaniach.
| | Stężenie końcowe | Roztwór stokowy | Objętość na 1 litr |
| NaNO3 | 8.83 x 10-4 M | 75 g/L dH2O | 1 mL |
| NH4Cl | 3.63 x 10-5 M | 2.68 g/L dH2O | 1 mL |
| β-glycerophosphate | 1 x 10-5 M | 2.16 g/L dH2O | 1 mL |
| H2SeO3 | 1 x 10-8 M | 1.29 mg/L dH2O | 1 mL |
| Tris-base(pH 7.2) | 1 x 10-3 M | 121.1 g/L dH2O | 1 mL |
| Roztwór śladowych metali K | | Tabela 2 | 1 mL |
| Roztwór witamin f/2 | | Tabela 3 | 0.5 mL |
Tabela 1. Skład pożywki do hodowli O. tauri11, 12. Przygotować całkowitą objętość 1 litra sztucznej wody morskiej o zasoleniu 30 ppt, a następnie dodać powyższe składniki z roztworów zapasowych zgodnie z instrukcją. Pożywkę wysterylizować poprzez filtrację i zużyć w ciągu tygodnia. Roztwory zapasowe wszystkich związków, z wyjątkiem roztworu witamin, można połączyć w taki sposób, aby dodawać 6 ml tego roztworu na każdy litr pożywki.
| | Stężenie końcowe | Roztwór stokowy | Ilość na 1 litr |
| Na2EDTA • 2H2O | 1 x 10-4 M | | 41.6 g |
| FeCl3 • 6H2O | 1 x 10-5 M | | 3.15 g |
| Na2MoO4 • 2H2O | 1 x 10-8 M | 6.3 g/L dH2O | 1 mL |
| ZnSO4 • 7H2O | 1 x 10-9 M | 22.0 g/L dH2O | 1 mL |
| CoCl2• 6H2O | 1 x 10-9 M | 10.0 g/L dH2O | 1 mL |
| MnCl2 • 4H2O | 1 x 10-8 M | 180.0 g/L dH2O | 1 mL |
| CuSO4• 5H2O | 1 x 10-8 M | 9.8 g/L dH2O | 1 mL |
Tabela 2. Roztwór pierwiastków śladowych11,12. Dopełnić do objętości 1 litra w dH2O i podgrzać do rozpuszczenia. Roztwór podzielić na alykwoaty i zamrozić do przechowywania. Podane stężenia końcowe odnoszą się do końcowego medium, a nie do roztworu pierwiastków śladowych.
| | Stężenie końcowe | Roztwór stokowy | Ilość na 1 litr |
| Witamina B12 | 1 x 10-10 M | 1 g/L dH2O | 1 mL |
| Biotyna | 1 x 10-9 M | 0.1 g/L dH2O | 10 mL |
| Tiamina • HCl | 1 x 10-7 M | | 200 mg |
Tabela 3. Roztwór witamin f/211. Dopełnić do objętości 1 litra w dH2O, wysterylizować przez filtrację, podzielić na alikwoty i zamrozić. Podane stężenia końcowe odnoszą się do gotowego medium, a nie do roztworu witamin.

Rysunek 1. Graficzny przegląd procedury transformacji. Schematyczny opis procedury genetycznej transformacji Ostreococcus tauri metodą elektroporacji.

Rysunek 2. Wzrost kultury. Komórki są podkultur现实owane aseptycznie w rozcieńczeniu 1 /100 w świeżym ASW co 7 dni i hodowane przy stałym oświetleniu w inkubatorze do roślin wyposażonym w filtr Moonlight Blue. Natężenie światła powinno wynosić około 20 μmol m-2s-1, a temperatura jest utrzymywana na poziomie 20 °C. Komórki nie wymagają ciągłego mieszania, lecz są wstrząsane raz na 2 do 3 dni w celu zapobiegania agregacji.

Rysunek 3. Tworzenie kolonii na 0,2% agarozie LMP. Przenieś 4 płytki do dużej kwadratowej szalki Petri i uszczelnij parafilmem (lewy górny róg). Po uformowaniu się kolonii należy wybrać wolne kolonie (idealnie o kształcie stożkowym) (prawy górny róg) i odessać je z płytki za pomocą pipety p200. Na kontroli negatywnej nie powinny pojawić się żadne kolonie (prawy dolny róg).