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적응 염화칼슘 절차를 이용한 E.coli 세포의 형질변환
 
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적응 염화칼슘 절차를 이용한 E.coli 세포의 형질변환

Overview

출처: 나탈리아 마틴1,앤드류 J. 반 알스트1,리안논 M. 레베크1,빅터 J. 디리타1
1 미시간 주립 대학 미생물학 및 분자 유전학학과

박테리아는 수평 유전자 전달로 알려진 과정에서 유전 물질(DeoxyriboNucleic acid, DNA)을 교환할 수 있는 능력을 갖는다. 외인성 DNA를 통합하는 것은 박테리아가 자연적인 서식지에서 발견되는 항생제 또는항체(1)또는 분자의 존재와 같은 변화하는 환경 조건에 적응할 수 있는 새로운 유전적 특성을 획득할 수 있는 메커니즘을제공한다(2). 수평 유전자 전달의 세 가지 메커니즘이 있다: 변환, 변환, 및 컨쥬게이션(3). 여기에서 우리는 변화, 박테리아가 환경에서 무료 DNA를 취할 수있는 능력에 초점을 맞출 것입니다. 실험실에서, 변환 과정은 네 가지 일반적인 단계를 갖는다: 1) 유능한 세포의 준비, 2) DNA를 가진 유능한 세포의 배양, 3) 세포의 회수, 및 4) 변압제의 성장을 위한 세포의 도금 (도 1).

Figure 1
그림 1: 변환 프로세스의 일반적인 단계입니다. 변형 과정에는 4가지 일반적인 단계가 있습니다: 1) 유능한 세포의 준비, 2) DNA를 가진 배양, 3) 세포의 회수 및 4) 변압제의 성장을 위한 도금 세포.

변환이 발생하기 위해, 받는 사람 박테리아는 능력으로 알려진 상태에 있어야합니다. 일부 박테리아는 특정 환경 조건에 대 한 응답으로 자연스럽 게 유능 될 수 있는 능력. 그러나, 많은 다른 박테리아 자연스럽 게 유능한 되지 않습니다., 또는이 과정에 대 한 조건은 아직 알 수 없습니다. 박테리아에 DNA를 소개하는 기능은 연구 응용 프로그램의 범위가 있다: 관심있는 DNA 분자의 여러 사본을 생성, 단백질의 많은 양을 표현하기 위해, 복제 절차의 구성 요소로, 그리고 다른 사람. 분자 생물학으로의 변환의 가치 때문에, 자연적인 역량을 위한 조건이 알려지지 않은 때 세포를 인위적으로 유능하게 하기 위한 몇몇 프로토콜이 있습니다. 두 가지 주요 방법은 인위적으로 유능한 세포를 준비하는 데 사용됩니다 : 1) 세포의 화학 적 처리를 통해 2) 전기 펄스 (전기 포기)에 세포를 노출. 전자는 DNA와 세포 표면 사이 매력을 만들기 위하여 절차에 따라 다른 화학제품을 이용하고, 후자는 DNA 분자가 입력할 수 있는 세균성 세포막에 있는 기공을 생성하기 위하여 전기장을 이용합니다. 화학적 역량에 대한 가장 효율적인 접근법은 이산양이양해, 특히 칼슘(Ca2+)(4,5)칼슘 유도 능력은 여기에 기재될 절차이다(6). 이 방법은 주로 그람 음성 박테리아의 변환에 사용되며, 그것은이 프로토콜의 초점이 될 것입니다.

화학 적 변환의 절차는 세포가 화학 적 능력을 유도하기 위해 양이온에 노출되는 일련의 단계를 포함한다. 이러한 단계는 이어서 온도 변화-열 충격-유능한 세포에 의해 외국 DNA의 섭취를 선호(7). 세균세포 봉투는 음전하로 충전됩니다. 대장균과같은 그람 음성 박테리아에서, 외부 막은 리포폴리사카라이드(LPS)(8)의 존재로 인해음전하된다. 이것은 유사하게 부정적인 충전된 DNA 분자의 반발 귀착됩니다. 화학적 능력 유도에서 양전하 칼슘 이온은 이 전하 반발을 중화시켜 세포 표면에 DNA 흡광도를 가능하게한다(9). DNA를 가진 칼슘 처리 그리고 잠복은 얼음에서 행해지습니다. 그 후, 더 높은 온도 (42°C)에서 인큐베이션, 열 충격이 수행됩니다. 이 온도 불균형은 DNA 섭취를 더 선호합니다. 세균 세포는 열 충격 처리를 견딜 수 있는 중간 기하급수적인 성장 단계에 있을 필요가 있습니다; 다른 성장 단계에서 세균 세포는 열에 너무 민감하여 생존율이 저하되어 변환 효율이 크게 감소합니다.

다른 DNA 소스는 변환을 위해 사용될 수 있습니다. 전형적으로, 플라스미드, 작은 원형, 이중 좌초 DNA 분자는 대장균의대부분의 실험실 절차에서 변형에 사용됩니다. 플라스미드가 변형 후 세균 세포에서 유지되려면 복제의 기원을 포함해야 합니다. 이것은 그(것)들이 세균성 염색체에서 독립적으로 세균성 세포에서 복제될 수 있습니다. 모든 세균 세포가 변형 절차 중에 변형되는 것은 아닙니다. 따라서, 변환은 변형된 세포와 비변형 세포의 혼합물을 산출한다. 이들 두 집단을 구별하기 위해 플라스미드를 획득한 세포를 식별하는 선택 방법이 사용된다. 플라스미드는 일반적으로 성장에 대한 이점을 부여하는 특성을 코딩하는 유전자인 선택 가능한 마커를 포함합니다(즉, 항생제 또는 화학 물질또는 성장 보조요법으로부터의 구조). 변환 후, 세균 세포는 변형 된 세포의 성장을 허용하는 선택적 매체에 도금됩니다. 주어진 항생제에 대한 내성을 부여하는 플라스미드로 변형된 세포의 경우, 선택적 미디어는 그 항생제를 함유하는 성장 매체가 될 것이다. 선택적 매체에서 자란 식민지가 변압제(즉, 플라스미드를 통합한 경우)임을 확인하는 몇 가지 다른 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 플라스미드는 플라스미드 제제방법(10)을이세포로부터 회수하고 플라스미드 크기를 확인하기 위해 소화될 수 있다. 대안적으로, 콜로니 PCR은 관심의 플라스미드(11)의존재를 확인하는 데 사용할 수 있습니다.

본 실험의 목적은 대장균 DH5α가 화학적으로 유능한 세포를 준비하고, 염화칼슘시술(12)의적응을 이용하여, 플라스미드 pUC19로 변환하여 변환 효율을 결정하는 것이다. 대장균 균주 DH5α는 분자 생물학 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 변형입니다. 그것의 유전자형 때문에, 특히 recA1endA1,이 긴장은 증가한 삽입 안정성을 허용하고 후속 준비에 있는 plasmid DNA의 질을 향상합니다. DNA의 크기가 증가함에 따라 변환 효율이 감소하기 때문에, 플라스미드 pUC19는 작은 크기(2686 bp)로 인해 이 프로토콜에 사용되었다(벡터 맵에 대한 https://www.mobitec.com/cms/products/bio/04_vector_sys/standard_cloning_vectors.html 참조). pUC19는 암피실린에 대한 내성을 부여하므로, 이것은 선택에 사용되는 항생제였다.

Procedure

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본 프로토콜은 염화칼슘절차(12)의적응을 이용하여 유능한 대장균 DH5α의 제조 및 변형을 설명한다.

1. 셋업

  1. 설비
    • 분광광계
    • 소발 원심분리기 (또는 이에 상응하는)
    • 벤치탑 원심분리기
    • 열 블록 또는 수조
    • 궤도 셰이커
    • 고정 인큐베이터
    • 젤 캐스팅 트레이
    • 잘 빗
    • 전압 소스
    • 젤 박스
    • UV 광원
    • 마이크로파
  2. 솔루션 및 시약
    • 루리아 베르타니 (LB) 국물 (10 g 카제인 효소 가수 분해제, 효모 추출물 5g, 염화 나트륨 5 g H2O 1000mL)
    • 카타볼라이트 억압(SOC)을 함유한 슈퍼 최적 국물: (2% (w/v) 트라이프톤, 0.5% (w/v) 효모 추출물, 10mM NaCl, 2.5mM KCl, 10mM MgCl2,10mM MgSO4,20mM포도당)
    • CaCl2-MgCl2 (80 mM MgCl2,20 mM CaCl2)용액.
    • M CaCl2 용액(세포가 즉시 변형되는 경우) 또는 10% (v/v) 글리세롤을 함유하는 0.1M CaCl2 용액(향후 사용을 위해 세포가 동결되는 경우).
    • LB 한천 플레이트
    • LB agar 선택적 플레이트 (이 실험을 위해, 플라스미드가 콩퍼 암피실린 저항을 사용했기 때문에, 암피실린 100 μg/mL을 포함하는 LB 한천 판이 사용되었다)
    • 대장균 DH5α 균주
    • 플라스미드 pUC19 DNA (100 pg/μl)
    • QIAprep 스핀 미니프렙 키트 (키아겐)
    • 힌드 (주) III 제한 효소
    • 1 kb 플러스 DNA 사다리
    • 낮은 융점 아가로즈
    • 1X TAE 버퍼 (40m 트라이베이스, 20m 아세트산 및 1mM EDTA)
    • 에티듐 브로마이드 (10mg/mL)
  3. 일반 안전 노트
    대장균 DH5α는 생물안전 수준 1(BSL1)으로 분류됩니다. 이 범주에 있는 세균은 건강한 성인에 있는 감염의 거의 또는 전혀 위협을 제기합니다. 그러나 미생물을 신중하게 조작해야 합니다.

중요한 이 프로토콜의 모든 단계는 표시되지 않는 한 무균 기술과 얼음 또는 4°C 온도에서 수행해야 합니다.

2. 프로토콜

  1. 대장균 DH5α의 냉동 육수에서 (LB에서 자란 하룻밤 문화에서 20 % 글리세롤로 냉동) LB 한천 판에 격리박테리아를 줄입니다. 하룻밤 사이에 37°C에서 배양(16-20시간).
  2. 튜브에 있는 LB 국물의 3mL로 단일 식민지를 접종합니다. 하룻밤 사이에 37°C에서 210rpm에서 흔들리며 성장합니다(16-20시간).
  3. 하룻밤 문화의 OD600을 측정합니다. 하룻밤 문화를 사용하여 1리터 플라스크에서 LB 국물의 100mL를 OD600=0.01로 접종한다. 문화가 OD600=0.35(약 3시간)에 도달할 때까지 15-20분마다 분광계에서 37°C 모니터링 OD600에서 활발하게 흔들리는 배양(210rpm)을 배양한다.
    참고: 변환이 효율적이기 위해서는 세균 세포가 중간 기하급수적인 성장 단계에 있어야 합니다. 세포의 최대 수는 108 세포/mL이어야 하며, 이는 대부분의 대장균균의 경우 OD600=0.4에 해당합니다. 분광계를 사용하면 OD600을 측정할 수 있으며, 이는 세포가 적절한 성장 단계에 있는지 확인할 수 있습니다. 이 프로토콜이 박테리아의 다른 균주에 사용되는 경우, 특정 OD600 값에서 단위를 형성하는 식민지수를 결정하기 위해 교정이 이 상관 관계를 결정하는 데 필요합니다.
  4. 문화의 50mL를 각각 2개의 얼음 냉간 폴리프로필렌 원심분리기 병으로 옮춥니다. 병을 얼음 위에 20분 동안 놓아 식힙니다.
  5. 4°C에서 10분 동안 2700g(소발 GSA 로터의 4100rpm)에서 원심분리로 세포를 회수합니다.
  6. 상부체를 제거합니다. 병을 패드 나 종이 타월에 거꾸로 놓아 미디어의 마지막 흔적을 빼내십시오.
  7. 각 세균성 펠릿을 CaCl 2-MgCl 2(80m MgCl2, 20mM CaCl2)얼음냉용액의 30mL로 재보종한다. 먼저 5mL의 용액을 추가하고 펠릿이 완전히 용해될 때까지 조심스럽게 소용돌이쳐 남은 25mL의 용액을 추가합니다.
  8. 2.4 단계를 반복합니다.
  9. 2.5 단계를 반복합니다.
  10. 유능한 세포가 직접 변형될 경우 각 세균성 펠릿을 CaCl 2(0.1 M) 얼음 냉용액의 2mL로 조심스럽게 소용돌이치게 한다. 펠릿이 이 방법으로 다시 중단되지 않으면 위아래로 부드럽게 피펫팅하여 다시 중단하십시오(거품 형성을 피하십시오).
    대안적으로, 유능한 세포는 동결및 나중에 사용하기 위해 저장될 수 있다. 유능한 세포의 냉동 된 주식을 준비하려면, 10 %(v /v) 글리세롤을 포함하는 0.1M CaCl2 용액의 2 ml에서 펠릿을 다시 놓습니다. 이 솔루션은 얼음차가운 것이어야 합니다. 얼음 감기 1.5 mL 폴리 프로필렌 튜브 (튜브 당 160 μl)로 알리 쿼트 셀 서스펜션. 마른 얼음/에탄올 욕조에서 유능한 세포를 즉시 동결하십시오. 튜브를 -70°C 냉동고로 옮춥춥시다.
  11. CaCl2-처리된세포를 변환하기 위하여는, 2 1.5 ml polypropylene 관의 각으로 유능한 세포의 50 의 침을 전송합니다. pUC19 플라스미드 DNA의 1 μl(100 pg)을 튜브 중 하나에 추가하고 DNA(음성 제어)없이 두 번째 튜브를 둡니다. 부드럽게 섞으세요(거품 형성을 피하십시오). 얼음에 30 분 동안 배양.
    참고: 10 μL 이하의 부피에서 DNA의 50 ng 이하는 변환에 사용되어서는 안됩니다.
  12. 튜브를 열 블록으로 옮기고 42°C에서 45s의 배양을 정확하게 전달합니다.
    참고: 열 충격은 중요한 단계입니다. 온도 또는 잠복기 시간을 초과하지 마십시오.
  13. 튜브를 얼음으로 쉽게 옮기십시오. 2 분 동안 인큐베이션.
  14. SOC 매체의 950 μL을 추가하고 37°C에서 1시간 동안 튜브를 배양하여 박테리아가 플라스미드에서 인코딩된 항생제 내성 마커를 회수하고 표현할 수 있도록 합니다.
  15. SOC(1/100 희석)에서 1000 μL및 SOC(1/10 희석)에서 셀 서스펜션의 10μL을 희석시 1000 μL으로 희석한다. 희석제의 100 μl을 플레이트, 뿐만 아니라 컨트롤, 선택적 플레이트에, 주걱을 사용하여 확산. 일반적으로 1/100 및 1/10 희석의 100 μL을 도금하면 플레이트 당 충분한 수의 콜로니 성형 유닛(cfu)이 생성됩니다. 이상적으로, 이 숫자는 충분한 식민지가 있지만 서로 분리되도록 30-300 cfu 사이의 범위해야합니다. 그러나 cfu 수는 변환 효율성에 따라 달라집니다(데이터 분석 및 결과 섹션 참조).
  16. 플레이트를 37°C에서 배양합니다. 변형된 식민지는 12-16시간 동안 나타나야 합니다(이 범위는 세포 변형 및 선택 방법에 따라 달라집니다). 어떤 식민지도 부정적인 통제에서 성장해서는 안됩니다.
  17. 변환을 위해 얻은 cfu/플레이트를 계산합니다(표1).
  18. 변압제를 확인하기 위해 pUC19 플라스미드를 수용하고, 플라스미드 제제와 후속 소화가 수행됩니다. 이를 위해 단일 콜로니를 튜브에 3 ml의 LB 국물에 접종하십시오. 하룻밤 사이에 37°C에서 210rpm에서 흔들리며 성장합니다(16-20시간).
  19. 제조업체의 지시에 따라 QIAprep 스핀 미니프렙 키트를 사용하여 플라스미드 준비를 준비하십시오.
  20. 1시간 동안 37°C에서 제한 효소 dIII로 정제된 pUC19의 1 μg를 소화한다.
    참고: pUC19 다중 복제 부위에서 절단하는 모든 효소는 이 단계에 사용할 수 있습니다.
구성 요소 분량
10X 제한 다이제스트 버퍼 2.5 μl
플라스미드 pUC19 1 μg
힌드 (주) III 1 μl
H2O 20.5 μl (25 μl까지)
  1. 분자량 사다리, 소화된 pUC19 DNA 및 소화되지 않은 pUC19 DNA를 95V에서 1시간 동안 1 μg/mL 에티듐 브로마이드1%를 함유한 1% 아가로즈 젤로 실행한다.
    참고: 사용 장비에 따라 시간과 전압이 달라집니다.
  2. 자외선 아래에서 젤을 시각화합니다. 소화 및 소화되지 않은 pUC19 DNA의 크기를 비교합니다(그림2)(데이터 분석 및 결과 섹션 참조).
    각 특정 변환 실험의 목표에 따라 변환을 확인하는 데 필요한 단계를 진행합니다.

Figure 2
그림 2: 변형된 DH5α 세포에서 회수된 플라스미드 DNA의 소화. 플라스미드 DNA는 dIII로 소화된 변형된 DH5α 세포로부터 회수되었고, 1% 아가로즈 젤로 실행하고 UV 소스(단계 2.19 ~ 2.22)로 시각화하였다.

3. 데이터 분석 및 결과

변환 효율을 계산하기 위하여는, 세포가 세포외 DNA를 얼마나 잘 차지했는지의 표시기, 변환에서 얻은 식민지는 계산될 필요가 있습니다:

희석 쿠어 (주)
1/100 34
1/10 246

표 1: 변환 실험에서 계산된 콜로니 성형 유닛(cfu).

변환 효율(TE)은 플라스미드 1μg을 유능한 셀의 지정된 부피로 변환하여 발생하는 cfu 수의 척도이다. 많은 파라미터는 플라스미드 크기, 세포 유전자형, 역량 준비 중 성장 단계, 변환 방법 등 변환 효율에 영향을 미칩니다. TE를 계산할 때 도금 전에 수행된 희석(있는 경우)을 고려하고 총 cfu 수의 계산에 통합하는 것이 중요합니다. 변환 효율(TE)은 다음 방정식으로 계산됩니다.

먼저 cfu를 DNA의 μg로 분할하여, 이 예에서 0.0001μg. 그런 다음 결과를 희석 계수로 나눕니다. 이 예에서, 1/10 희석이 사용되었고 1ml 용액의 100μL이 도금되었다(희석: 1/10 × 100 μL/1000 μL=0.01).

박테리아는 현저하게 적응하고 이 적응을 용이하게 하는 1개의 기계장치는 외부 DNA 분자에 취하는 그들의 능력입니다. 박테리아가 섭취할 수 있는 DNA의 한 종류는 항생제 내성 유전자와 같은 유용한 정보를 자주 포함하는 DNA의 원형 조각인 플라스미드(plasmid)라고 불립니다. 외부 소스에서 통합된 새로운 유전 정보에 의해 변형되는 박테리아의 프로세스는 변환이라고 합니다. 대장균 또는 대장균을 사용하여 실험실에서 쉽게 변환할 수 있습니다.

변형되기 위해서는 대장균 세포가 먼저 유능해야 하며, 이는 환경으로부터 DNA 분자를 복용할 수 있다는 것을 의미합니다. 이 작업을 수행하기위한 프로토콜은 놀라 울 정도로 간단, 칼슘 염화물 용액에서 세포의 짧은 잠복. 이 잠복은 세포가 DNA 분자에 투과성되기 위하여 일으키는 원인이 됩니다. 세포가 원심분리에 의해 펠릿화된 후, 상신제는 제거된다. 플라스미드 DNA는 이제 유능한 세포에 추가됩니다. DNA로 세포를 배양 한 후, 혼합은 잠시 섭씨 42도로 가열되고 얼음에 빠른 냉각이 뒤따릅니다. 이 열 충격은 DNA가 세포의 벽과 막을 통해 전달되는 원인이 됩니다. 세포는 신선한 매체에서 배양됩니다. 그런 다음 박테리아를 37도에 배치하여 막을 다시 밀봉하고 내성 단백질을 표현할 수 있습니다.

플라스미드에서 취한 그 세포는 DNA를 충실하게 복사하고 그들의 자손에게 전달하고 항생제 저항 중재자를 포함하여 그것에 의해 인코딩될 수 있는 어떤 단백질든지 표현할 것입니다. 그 저항 유전자는 플라스미드를 취하지 않은 세포가 저항 유전자 제품을 표현하지 않기 때문에 성공적으로 변형 된 박테리아를 식별하기 위해 선택 가능한 마커로 사용할 수 있습니다. 이것은 세포가 적당한 항생제를 포함하는 고체 매체에 도금될 때, 플라스미드를 취한 세포만 증가할 것이라는 것을 의미합니다. 성장하는 식민지에서 세포의 변형은 샘플에서 DNA를 추출하기 전에 수율을 증가시키기 위해 밤새 액체 매체에서 그 세포를 배양함으로써 더 확인 될 수있다. DNA가 분리되면 진단 제한 효소 다이제스트를 수행할 수 있습니다. 제한 효소가 예측 가능한 위치에서 DNA를 절단하기 때문에, 젤에 이러한 소화를 실행하는 것은 원하는 플라스미드가 성공적으로 변형 된 경우 예측 가능한 패턴을 보여야한다. 예를 들어, pUC19가 제한 효소 힌드III로 제조 및 절단되는 경우, 2686뉴클레오티드의 단일 대역은 겔상에서 볼 수 있어야 한다.

이 실험실에서는, 당신은 pUC19와 대장균 균주 DH-5 알파를 변환한 다음 DNA 젤 전기 포에 의해 성공적인 변환을 확인합니다.

절차를 시작하기 전에 실험실 코트와 장갑을 포함한 적절한 개인 보호 장비를 착용하십시오. 다음으로, 70%의 에탄올로 작업 공간을 살균합니다.

지금, 멸균 LB 한천 접시에 박테리아의 루프풀을 증착 하 고 새로운 루프와 박테리아를 줄무늬 하 여 화학적으로 유능한 세포를 준비. 그런 다음 밤새 섭씨 37도에서 접시를 배양하십시오. 다음 날, 다시 70 %의 에탄올로 벤치 상단을 살균하고 인큐베이터에서 플레이트를 제거합니다.

잘 고립된 단일 식민지를 멸균 루프가 있는 튜브에 LB 국물의 3밀리리터로 접종합니다. 그런 다음 하룻밤 사이에 37도에서 문화를 성장시키고 210 RPM에서 흔들리면 됩니다. 다음 날, 분광계로 야간 배양의 광학 밀도를 측정합니다. 그런 다음 1리터 플라스크에 100밀리리터의 LB 국물을 넣고 0의 광학 밀도로 야간 배양으로 접종합니다. 01. 이제 는 37°C의 문화를 흔들어 서배양하고, 문화가 기하급수적인 성장 단계에 도달할 때까지 15~20분마다 OD600을 확인한다.

약 3시간 후, 50밀리리터를 얼음으로 차가운 폴리프로필렌 병 2개로 옮춥니다. 그런 다음 병을 얼음에 다시 넣고 20 분 동안 식힙니다. 다음으로 원심분리를 통해 세포를 복구합니다. 수퍼네이트들을 버리고 병을 종이 타월에 거꾸로 놓습니다. 다음으로, 얼음 차가운 칼슘 염화 마그네슘 염화물 마그네슘 용액 5밀리리터에 세균 펠릿을 다시 중단하고 펠릿이 완전히 용해될 때까지 조심스럽게 소용돌이치십시오. 그런 다음 용존 세균 펠릿에 용액의 25 밀리리터를 추가합니다. 이전에 입증 된 바와 같이 다른 세균성 펠릿을 다시 중단. 이 후 원심분리를 반복하고 초월제를 제거합니다.

유능한 세포가 직접 변형될 경우, 각 세균성 펠릿을 얼음냉이 0.1 해금 칼슘 염화물 용액의 2밀리리터로 재보선하여 튜브를 조심스럽게 소용돌이치게 한다. 변환 절차를 시작하려면 유능한 세포의 50 마이크로 리터를 1.5 밀리리터 폴리 프로필렌 튜브로 이송하십시오. 그런 다음, 관 중 하나에 pUC19 플라스미드 DNA의 마이크로 리터를 추가합니다. 부드럽게 섞어서 거품형성을 피하고 두 튜브를 얼음위에 30분 동안 배양합니다. 인큐베이션 후 튜브를 열 블록으로 옮기고 섭씨 42도에서 45초 동안 배양합니다. 튜브를 얼음으로 즉시 옮기고 2분 동안 배양합니다. 이제 각 튜브에 SOC 매체의 950 마이크로리터를 추가하고 박테리아가 회복할 수 있도록 섭씨 37도에서 1시간 동안 배양하고 플라스미드에 인코딩된 항생제 내성 마커를 표현합니다.

1-100 희석을 만들려면 SOC 미디어 990 마이크로리터와 1.5 밀리리터 튜브에 셀 서스펜션 10 마이크로리터를 추가합니다. 그런 다음 SOC 매체의 900 마이크로리터와 1.5 밀리리터 튜브에 세포 현탁액 100 마이크로리터를 추가하여 1-10 희석을 합니다. 다음으로, 희석된 세포 현탁액의 100마이크로리터와 음의 대조군 100마이크로리터, 스프레더를 사용하여 암피실린을 함유한 별도의 선택적 플레이트에 12~16시간 동안 플레이트를 37°C에서 배양한다. 인큐베이션 후, 변환을 통해 얻은 플레이트당 콜로니 형성 유닛 또는 CfU를 계산하고 이러한 데이터를 기록합니다. 변압제가 pUC19 플라스미드를 가지고 있는지 확인하려면 멸균 루프가 있는 플레이트에서 잘 분리된 단일 콜로니를 선택하고 LB 국물의 3밀리리터를 포함하는 튜브에 도입한다. 그런 다음 밤새 흔들리는 37도에서 문화를 배양하십시오. 다음 날, DNA 미니 준비 키트를 사용하여 제조업체의 지침에 따라 문화의 3 밀리리터에서 DNA를 분리하십시오. DNA 미니 준비를 완료한 후, 1시간 동안 섭씨 37도에서 제한 효소로 정제된 pUC19의 1마이크로그램을 소화한다. 지금, 분자 량 사다리의 20 마이크로 리터, 소화 된 플라스미드 DNA의 1 마이크로 그램, 그리고 1 밀리 리터 에디듐 브로마이드 당 1 마이크로 그램을 포함하는 1 % 아가로즈 젤의 연속 우물에 소화되지 않은 플라스미드 DNA의 마이크로 그램을로드합니다. 그런 다음 95 볼트에서 1 시간 동안 젤을 실행합니다. 마지막으로, UV 조명기와 젤을 시각화합니다.

실험에서, 대장균 DH5 알파화학적으로 유능한 세포는 염화칼슘 절차의 적응을 이용하여 제조된 다음 플라스미드 pUC19로 변형하여 변환 효율을 결정하였다. 변환 효율을 계산하려면 100중 1개 중 1개, 희석제 1개 중 1개에 대해 기록된 CFU 카운트를 사용하고 CFU를 사용한 기타 희석은 30~300개 사이로 계산됩니다. 먼저, 기록된 CFU 수(246)는 DNA의 양으로 나뉘며, .0001 마이크로그램은 여기서 도금되었다. 그런 다음, 이 숫자는 마이크로그램당 CfUs에서 변환 효율을 제공하는 데 사용되는 희석 계수로 나뉩니다. 이 예에서는 1-10 희석제를 사용하였고 1 밀리리터 용액의 100마이크로리터가 도금되어 최종 희석계수를 0.01로 증원했다. 소화되지 않은 플라스미드 레인에서 원형 DNA는 다양한 밝기의 2개 또는 세 개의 서로 다른 밴드로 나타날 수 있습니다. 이는 원형, 절단되지 않은 DNA가 초응, 개방원, 또는 더 선형과 같은 여러 가지 다른 형태 상태에서 존재할 수 있고, 이들 각각이 서로 다른 속도로 젤을 통해 이동하기 때문이다. 회수된 플라스미드 DNA 소화의 분석은 사용된 플라스미드가 pUC19 DNA, 2,686개의 염기 쌍의 예상 크기를 가지고 있음을 나타냈다.

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Results

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TE는 많은 요인에 의존하지만, 비상업적 유능한 세포 제제는 이것과 같이 일반적으로 플라스미드의 마이크로그램당 106 내지 107변혁제를 산출합니다. 따라서 TE = 2.46 x 108 cfu/μg를 가진 이 제제는 예상 범위를 훨씬 초과하여 TE를 산출했습니다. 주어진 응용프로그램(13)에대해 더 높은 변환 효율성이 필요할 때 초능력 세포를 만들기 위한 추가 프로토콜을 사용할 수 있습니다.

변형된 세포로부터 회수된 플라스미드 DNA의 소화를 분석한 결과, 이 플라스미드는 pUC19 DNA(2686bp)의 예상 크기를 가지고 있음을 나타냈다.

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Applications and Summary

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변환은 실험실에서 많은 분자 생물학 응용 프로그램의 핵심인 세균 세포에 외인성 DNA를 소개하는 강력한 방법입니다. 추가적으로, 그것은 세균세포가 증가한 유전 변이귀착될 수 있는 유전 물질을 교환하고 조건의 넓은 범위에서 생존을 위한 다른 유익한 특성의 취득을 허용해서 자연에 있는 중요한 역할을 합니다. 많은 세균성 균주는 자연적인 역량을 위해 요구되는 유전자를 인코딩합니다. 그러나, 이 유전자가 유도되는 조건은 아직도 알려지지 않습니다. 추가 연구는 이러한 조건을 결정 하는 데 필요한.

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