$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Przygotowanie materiału z glonów
- Komórki Ostreococcus są hodowane w sztucznej wodzie morskiej (ASW). Sole morskie (zwykle około 40 gramów na litr) rozpuszcza się w wodzie dejonizowanej do zasolenia 30 ppt, mierzonego za pomocą miernika zasolenia. Do pożywki wzbogacającej11,12 dodaje się pierwiastki metali śladowych i witaminy, jak opisano w tabelach 1-3. Media są następnie sterylizowane przez filtr 0,22 μm.
- W celu utrzymania populacji, komórki Ostreococcus szczep OTTH95 są hodowane aseptycznie w rozcieńczeniu 1/100 w świeżym ASW co 7 dni i hodowane w stałym świetle w inkubatorze wzrostu roślin wyposażonym w filtr Moonlight Blue. Natężenie światła powinno być bliskie 20 μmol m-2 s-1, a temperatura jest utrzymywana na poziomie 20 °C. Komórki nie wymagają ciągłego mieszania, ale są wstrząsane raz na 2 do 3 dni, aby zapobiec agregacji.
- Do każdej przemiany potrzeba 50 ml komórek o gęstości komórek 20-30 x 106 ml-1, którą należy osiągnąć 5-7 dni po podhodowli. Przybliżoną gęstość komórek i osię można określić za pomocą cytometrii przepływowej lub hemocytometru przy minimalnym powiększeniu x40.
2. Elektroporacja
- Przygotuj DNA do transformacji. Do każdej przemiany potrzeba 5 μg czystego, zlinearyzowanego plazmidowego DNA o stężeniu 1 μg/μl w sterylnej wodzie dejonizowanej. Aby uzyskać to DNA, autorzy zalecają użycie zestawu przygotowawczego Qiagen midi, chociaż inne metody mogą działać równie dobrze. Produkt należy roztrawić za pomocą enzymu, który nacina szkielet użytego wektora, ale nie w transgenie lub genie selekcyjnym. Następnie należy oczyścić i zagęścić powstałe liniowe DNA przez wytrącanie etanolu, a następnie ponownie zawiesić produkt w odpowiedniej objętości wysokiej jakości sterylnej wody dejonizowanej.
- Przygotować probówki do mikrowirówek zawierające 5 μg DNA dla każdej przemiany. Kontrola bez DNA jest konieczna, aby każda linia komórkowa została przekształcona. Utrzymuj te probówki na lodzie, razem z kuwetą do elektroporacji o średnicy 2 mm dla każdej przemiany.
- Przygotować 2,2 ml buforu do sporządzania zawiesiny na każdą przemianę. Rozpuścić sorbitol w 1 M roztworze w ddH2O, dodać 0,1 % kwasu pluronowego F68 i przefiltrować do sterylizacji.
- Dodać kwas pluronowy F68 do końcowego stężenia 0,1% do komórek i granulować je przez 10 minut w temperaturze 8000 x g w temperaturze 10 °C w probówce o pojemności 50 ml ze stożkowym dnem. Natychmiast ponownie zawiesić komórki w 1 ml buforu do sporządzania zawiesiny, pipetując w górę i w dół, a następnie przenieść do probówki do mikrofuge. Wirować przez 10 minut w temperaturze 8000 x g w temperaturze 10 °C i pracując szybko, powtórzyć ten krok prania jeszcze raz.
- Za pomocą odciętej końcówki ponownie zawiesić każdą ostatnią granulkę w 40 μl bufora do zawieszania. Dodać 40 μl zawieszonych komórek do każdej probówki zlinearyzowanego DNA na lodzie, delikatnie wymieszać i przenieść do kuwety do elektroporacji.
- Umieść kuwetę w maszynie do elektroporacji. Zmień ustawienia na 6 kV cm-1, 600 Ω i 25 μF. Elektroporuj ogniwa.
- Inkubować komórki elektryczne w kuwetach w temperaturze pokojowej przez 10 minut i wykorzystać ten czas do przygotowania kolb do hodowli tkankowych. Oznacz je i dodaj do każdego 30 ml świeżego ASW. Wyjmij 1 ml z każdej kolby i delikatnie dodaj go do odpowiedniej kuwety. Inkubować przez 2 minuty i delikatnie usunąć ASW, teraz zawierający kuleczkę komórek, a następnie delikatnie i powoli pipetować bezpośrednio do ASW w kolbie hodowlanej.
- Komórki zazwyczaj pozostają w kuli. Uważaj, aby w tym momencie nie potrząsnąć ani nie naruszyć zagregowanych komórek. Pozostawić komórki do regeneracji w inkubatorze przez 1-2 godziny, a następnie ponownie zawiesić, potrząsając kolbami. W tym czasie komórki powinny się swobodnie zawiesić i nie powinny być widoczne żadne grudki. Pozostaw kultury do wyzdrowienia na noc w inkubatorze.
3. Włączenie komórek na płytkach do podłoża półstałego
- Następnego dnia należy przelać w autoklawie roztwór 2,1% agarozy o niskiej temperaturze topnienia w ddH2O w butelce zawierającej mieszadło. Przechowywać stopiony w temperaturze 65-90 °C w większej zlewce zawierającej wodę na podgrzewanym mieszadle magnetycznym. Do każdej przemiany należy przygotować 8 szalek Petriego (o średnicy 55 mm) i 8 probówek o pojemności 15 ml, z których każda zawiera 9 ml ASW oraz wymagany wybór. W przypadku stosowania Nourseothricin lub G418 należy użyć 2 mg/ml.
- Zbierz przekształcone komórki z inkubatora. Pracując w sterylnym okapie przepływowym, dodaj 1 ml wrzącej agarozy LMP do 9 ml w jednej z probówek. Zamknij tubkę i wymieszaj, odwracając ją. Następnie dodaj 0,5 ml świeżo przekształconych komórek, szybko wymieszaj i wlej do talerza. Powtórzyć ten proces z pozostałymi 7 probówkami, a następnie przejść do następnej kolby transformacyjnej.
- Pozostaw płytki otwarte w okapie przepływowym na godzinę, aby agaroza stężała. Następnie zamknij talerze i przenieś je na duże kwadratowe szalki Petriego, z których każda pomieści 4 talerze. Uszczelnij kwadratowe płytki parafilmem. Należy pamiętać, że płytki nie zastygną całkowicie, w wyniku czego żel jest bardzo delikatny. Należy uważać, aby nie złamać żelu podczas obchodzenia się z płytkami. Umieść wszystkie kwadratowe płytki w inkubatorze.
4. Wybór przekształconych kolonii
- Kolonie powinny pojawić się po 10 do 21 dniach na płytkach transformacyjnych, ale nie na pozorowanych przekształconych płytkach. Do pobierania kolonii należy użyć pipety o pojemności 200 μl z końcówkami odcinającymi. Po prostu wybierz wolne kolonie i wysysaj zieloną kolonię. Uważaj, aby nie uwzględnić żadnych komórek z sąsiednich kolonii.
- Przenieść komórki do 2 ml płynnego podłoża zawierającego selekcję, na płytkę z 24 dołkami. W przypadku stosowania Nourseothricin należy stosować 1,75 mg/ml. Mieszać, pipetując w górę i w dół. Wybierz 24-50 kolonii na transformację. Uszczelnij płytki parafilmem i przenieś do inkubatora.
- Po tygodniu przenieś 100 μl każdej studzienki do 2 ml świeżego ASW z selekcją na płytce 24-dołkowej i hoduj przez dodatkowe 7 dni. Ocalałe linie komórkowe można wykorzystać do dalszych badań. Stabilna integracja z genomem i liczba insercji powinny być analizowane za pomocą PCR i Southern Blot. Genomowe DNA można uzyskać do tych celów przy użyciu dowolnej standardowej metody ekstrakcji DNA roślinnego w zmniejszonej skali.
5. Reprezentatywne wyniki
Komórki podzielone na 1/100 osiągnęły gęstość 25 milionów komórek na mililitr po wzroście przez 7 dni. Elektroporacja ogniw przy odpowiednich ustawieniach spowodowała uzyskanie stałej czasowej między 10 a 14 milisekund. Kiedy komórki są przenoszone do pożywki w kolbach hodowlanych, powinna powstać kulka komórek. Po lekkim wstrząśnięciu po godzinie ogniwa powinny łatwo zawiesić się ponownie. Włączenie 1 ml przekształconych komórek do 0,2% agaru LMP powinno dać spójny, ale tylko półstały żel. Kolonie powinny pojawić się po 10 do 21 dniach. Podczas transformacji 5 μg zlinearyzowanego DNA przy użyciu powyższego protokołu, zwykle oczekiwano 50-100 kolonii na płytkę transformacyjną, w porównaniu z żadną na płytkach kontroli ujemnej. ~80% pobranych rodzin zostało pozytywnie wyselekcjonowanych przez oporność na antybiotyki w płynnej pożywce i zostało wykorzystanych w kolejnych badaniach.
Końcowe stężenie
Roztwór podstawowy
Objętość na 1 litr
NaNO
3
8,83 x
10-4 mln
75 g/L dH
2O
1 ml
NH
4Cl
3,63 x
10-5 m
2,68 g/L dH
2O
1 ml
β-glicerofosforan
1 x
10-5 m
2,16 g/L dH
2O
1 ml
H
2SeO
3
1 x
10-8 m
1,29 mg/L dH
2O
1 ml
Tris-base (pH 7,2)
1 x
10-3 m
121,1 g/l dH
2O
1 ml
Roztwór metali śladowych K
Tabela 2
1 ml
Roztwór witamin f/2
Tabela 3
0,5 ml
Tabela 1. Składniki średnie dla wzrostu O. tauri11, 12. Uzupełnić całkowitą objętość 1 litra sztucznej wody morskiej do zasolenia 30 ppt i dodać powyższe składniki z roztworów podstawowych, jak wskazano. Przefiltruj i wysterylizuj pożywkę i zużyj w ciągu tygodnia. Zapasy wszystkich związków z wyjątkiem roztworu witaminowego można połączyć w celu dodania 6 ml tego roztworu na każdy litr pożywki.
Końcowe stężenie
Roztwór podstawowy
Ilość na 1 litr
Na
2EDTA • 2H
2O
1 x
10-4 m
41,6 gr
FeCl
3 • 6H
2O
1 x
10-5 m
3,15 gr
Na
2MoO
4 • 2H
2O
1 x
10-8 m
6,3 g/l dH
2O
1 ml
ZnSO
4 • 7H
2O
1 x
10-9 m
22,0 g/l dH
2O
1 ml
CoCl
2• 6H
2O
1 x
10-9 m
10,0 g/L dH
2O
1 ml
MnCl
2 • 4H
2O
1 x
10-8 m
180,0 g/l dH
2O
1 ml
CuSO
4• 5H
2O
1 x
10-8 m
9,8 g/l dH
2O
1 ml
Tabela 2. Roztwór metalu śladowego11,12. Uzupełnić do całkowitej objętości 1 litra w dH2O i podgrzewać do rozpuszczenia. Podzielić roztwór na porcje i zamrozić do przechowywania. Wskazane stężenia końcowe odnoszą się do pożywki końcowej, a nie do roztworu metalu śladowego.
Końcowe stężenie
Roztwór podstawowy
Ilość na 1 litr
Witamina B
12
1 x
10-10 m
1 g/L dH
2O
1 ml
biotyna
1 x
10-9 m
0,1 g/L dH
2O
10 ml
Tiamina • HCl
1 x
10-7 m
200 mg tabletki powlekania
Tabela 3. f/2 Roztwór witaminowy11. Uzupełnić łącznie do 1 litra wdH2O, przefiltrować do sterylizacji, podwielokrotność i zamrozić. Wskazane stężenia końcowe odnoszą się do pożywki końcowej, a nie do roztworu witaminy.

Rysunek 1. Graficzne przedstawienie procesu transformacji. Schematyczne przedstawienie procedury genetycznej transformacji Ostreococcus tauri za pomocą elektroporacji.

Rysunek 2. Rozwój kultury. Komórki są hodowane w sposób aseptyczny w rozcieńczeniu 1/100 w świeżym ASW co 7 dni i hodowane w stałym świetle w inkubatorze wzrostu roślin wyposażonym w filtr Moonlight Blue. Natężenie światła powinno być bliskie 20 μmol m-2 s-1, a temperatura jest utrzymywana na poziomie 20 °C Ogniwa nie wymagają ciągłego mieszania, ale są wstrząsane raz na 2 do 3 dni, aby zapobiec agregacji.

Rysunek 3. Tworzenie kolonii na 0,2% agarozie LMP. Przenieś 4 płytki na dużą kwadratową szalkę Petriego i zamknij parafilmem (u góry po lewej). Gdy kolonie się uformują, po prostu wybierz wolne (najlepiej stożkowate) kolonie (u góry po prawej) i odessaj je z płytki za pomocą pipety p200. W kontroli ujemnej (na dole po prawej) nie powinno być żadnych kolonii.