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基于 PCR 的 DNA 文库筛选实验方法

相关实验:基于 PCR 的 DNA 文库筛选实验方法

最新修订时间:

材料与仪器

PCR 混合物 PCR 引物寡核苷酸 杂交寡核苷酸 PCR 正对照 PCR 主要混合物 蒸馏水
琼脂糖凝胶电泳设备

步骤

一、材料

1. 缓冲液、溶液和试剂

蒸馏水

2. 酶和酶缓冲液

PCR 混合物(可以放在一起冰冻),对于 lml 反应,包括:200nmol 的各种 dNTP;1XVent 溶液或等价物;2.5umol 的 MgCl2;2nmol 的各引物

PCR 主要混合物(每个反应必须新鲜配置):lulVent DNA 聚合酶或等价物;99ul 上述 PCR 混合物

3. 核酸和寡核苷酸

2 个 PCR 引物寡核苷酸

1 个杂交寡核苷酸

PCR 正对照:10ng 全基因组 DNA 或能产生阳性 PCR 信号的起始文库组分(见第 5 步)

4. 培养基

LB,1L 水中加入:10 g 蛋白胨、5 g 酵母抽提物、10 gNaCl, 用 NaOH 调节 pH 至 7.5SM,1L 水中加入:5.8 gNaCl、2 gMgS04、50 ml1mol/LTris-HCl(pH7.5)、5 ml2% 的明胶。

含10mmol/LMgSO4 的 LB

5. 特殊设备

琼脂糖凝胶电泳设备,包括溴化乙锭

6. 其他

96 孔板(CorningCostar)

聚酯封口膜(NalgeNuncInternational)

噬菌斑杂交所需材料

7. 载体和细菌菌株

用噬菌体载体构建的 DNA 库

用于扩增文库的细菌菌株

二、方法

在筛选 DNA 文库之前,需要测定几个参数来建立有效的实验条件。这些参数如下。

1.PCR 条件。用筛库的引物改变退火温度和循环次数,以得到最大量的特异产物。模板的来源可以是将要筛选的文库(106 个噬菌体顆粒)或者是 1ng 的全基因组 DNA。在PCR 过程中,噬菌体 DNA 释放作为模板。因此,在反应之前不需要提纯噬菌体 DNA。可以使用的典型引物应该产生 0.1~1.0kb 的产物(16~24 个核苷酸长度,50%G+C 含量)。如果需要(比如,当用与不同外显子配对、横跨一个大的内含子的引物时),目的序列可能比1kb 长,但产物的量可能会减少。

2. 确定文库中基因的丰度。用上面所建立的 PCR 条件,通过改变加入噬菌体的数目定量文库。能产生 PCR 产物的噬菌体的最小数目就是实验确定的该基因在文库中的丰度。对于一个插入片段平均为 20kb 的基因组文库来说,要有大于 105 的复杂度,以确保目的基因至少出现一次。对一个高复杂度的典型文库来说,用 104~106 个噬菌体做模板,可以显示基因在库中的丰度。加入的含有一个或两个目的基因拷贝的噬菌体的数目,应该用作文库筛选。

一旦确定了 PCR 条件和基因的丰度,就可以按照如下方法进行文库筛选。

1. 取 0.5 ml 新鲜的、在 LB 中过夜培养的细菌培养物,与 0.5 mlSM 混合,加入含有文库的噬菌体,室温温育 20 min。

2. 加入 20 ml 含 10 mmol/LMgSO4 的 LB,按 8X8 矩阵分装到 96 孔板中,每孔 100ul。将板用聚酯封口膜密封,37°C 225r/min 振荡培养 5~6 h, 对噬菌体进行扩增。扩增之后,噬菌体的浓度应该增加到大概 109 个/ml。大概有 1/3 的培养物能被均分进 96 孔板,在计算步骤 1 的加入噬菌体数时应当考虑到这一点。

3. 将一排或一列 8 个孔中的噬菌体(每孔 25ul) 用多孔移液器混合(参看讨论部分的可变样式)。在这一步中,当取掉封口膜和移液时,一定要特别小心,以避免样品交叉污染。如果想避免交叉污染,可以将板子短暂离心,以帮助清除封口膜上的液体。用聚酯封口膜将板子重新封闭,在 4°C 可以保存 1 个月。

4. 用蒸馏水按 1:1 稀释噬菌体,现在噬菌体就可以用作 PCR 模板了。

5. 在 24.5ul PCR 主要混合物中加入 0.5ul 的模板(噬菌体),用上面建立的 PCR 条件进行 PCR。每个实验需要有一个负对照(不加模板)和一个正对照(即能产生阳性信号的10ng 的总基因组 DNA 或一小份的起始文库)。

6. 通过琼脂糖凝胶电泳分析 PCR 产物。用溴化乙锭染胶并拍照(Sambrook and Russell2001)。

7.70°C 其空干燥凝胶,变性 DNA, 然后将寡核苷酸探针(末端用 32P 标记)用标准的DNA 杂交条件与干燥的凝胶直接进行杂交,洗涤,然后放射性自显影 [这一步的技术细节可以参看 Israel(1993)]。用溴化乙锭染色很容易就能看到特异的 PCR 产物时,这一步是可以选做的,下面会有讨论。也可以用标准技术将 DNA 转移到硝酸纤维素膜或尼龙膜上后再进行杂交。

笫 6 步和/或第 7 步東得的数据应该能鉴定出含有目的基因的亚库(见讨论部分笫一轮的筛选现在就完成了,与起始文库相比阳性亚库中的基因已经被富集了,后续的筛选循环是 1~7 步的重复,在扩增的亚库噬菌体定量之后就可以进行。

8. 通过噬菌斑法确定阳性孔中的噬菌体的量(Sambrook and Russell2001)。

9. 用约为上一轮数量 1/30 的噬菌体侵染细菌,开始下一轮的筛选。

10. 重复 2~9 步。

来源:丁香实验

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