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小鼠染色体重组技术

相关实验:小鼠染色体重组技术

最新修订时间:

简介

同源重组(homologous recombination)是遗传重组的一种类型,是指两条相似或相同的 DNA 链之间发生核酸序列的交换而引起 DNA 重新排列。这个过程包括 DNA 的断裂和重新连接等若干步骤。尽管同源重组常常对 DNA 双链的断裂起到修补的作用,但其也会介导减数分裂时染色体交换而产生重组 DNA。这些由于同源重组而产生的突变,是生物体适应环境变化的一种有效方式。DNA 同源重组的效率与其同源臂的长度高度相关,同源臂越长,则同源重组效率往往就越高,获得发生了 DNA 同源重组的 ES 细胞克隆的概率就越大。
染色体重组常用到的包括噬菌体 P1 克隆、噬菌体人工染色体(P1 bacteriophage-derived artificial chromosomes,PAC)以及细菌人工染色体(bacterial artificial chromosomes,BAC)。

材料与仪器

器材:


①培养皿、96 孔板


②显微镜


③低温离心机


④培养箱


⑤PCR 仪


⑥电转仪


⑦凝胶电泳仪


试剂:


①DH10B(recA)大肠埃希菌;pRpsl-neo 质粒或其他带有合适筛选标记的质粒;pSim18 质粒;相应的 BAC 克隆


②卡那霉素;氯霉素;潮霉素


③培养基

步骤

小鼠染色体重组技术的主要操作步骤简述如下:


一、小鼠染色体重组载体的构建

(1)载体的构建


1)将含有相应 BAC 的 DH10B 在 37 ℃ 划线培养过夜,次日挑取单克隆在 20 μg/mL 的氯霉素浓度下 37 ℃ 振荡培养过夜。


2)将过夜培养菌液接种于 4 mL 新鲜氯霉素培养基,37 ℃ 振荡培养至 OD≈0.5~0.7。置于冰上冷却 30 分钟。5000 r/min、4 ℃ 离心 5 分钟,弃去上清。


3)用 2 mL pH7.0 的去离子水重悬沉淀,然后 4 ℃、5000 r/min 离心 5 分钟。重复此步骤 4 次。


4)重悬沉淀于 70 μl 去离子水,加入 10 ngpSim18 质粒轻轻混匀。转入干净的预冷 0.1 cm 电转杯。


5)在 1.75 kV,25 μF,200 Ω条件下电转,然后迅速加入到 SOC 或者 LB 培养基。32 ℃ 振荡培养 1 小时。


6)涂布含氯霉素(20 μg/mL)和潮霉素(100 μg/mL)双抗平板,32 ℃ 培养 24~48 小时。挑取单克隆,32 ℃ 振荡培养。


7)将 pRpsl-neo 质粒用 NheI 或者 EcoRV 酶切线性化,然后作为模板,通过嵌合引物(在引物两侧各加 60~80 bp 同源序列)扩增,获得两侧含有同源序列的 rpsl-neo 片段。


8)将培养含 BAC 和 pSim18 质粒的菌液接种新鲜培养基 32 ℃ 培养至 OD≈0.5~0.7,然后 42 ℃ 振荡培养 15 分钟,至于冰上 30 分钟,制作电转感受态,电转 rpsl-neo 片段(条件同上)。涂布于氯霉素和卡那霉素(15~25 μg/mL)平板,32 ℃ 培养 24~48 小时。


9)挑取单克隆于氯霉素和卡那霉素双抗性 LB 培养基中 32 ℃ 振荡培养过夜。挑取质粒 PCR 鉴定重组克隆,并用合适的限制性内切酶酶切鉴定。


(2)重组 BAC 载体的纯制备:在 E.coli 中扩增并挑取单菌落,BAC 质粒 DNA 操作可仿照标准分子生物学步骤。主要的不同是尽量使用宽口枪尖,避免涡旋和冻融 BAC DNA。建议使用 QIAGEN PlasmidMaxi 试剂提取 BAC。提取步骤可参见 QIAGEN Plasmid Maxi 试剂盒相关操作。


(3)制备显微注射线性化 BAC:


1)取 10~30 μg 的 BAC DNA,用 BssHII,NruI 或者 NotI 酶切,200 μl 体系,37 ℃ 孵育 3 小时。


2)用 200 mL 0.5xTBE 熔解 2 g 低熔点琼脂糖。在 15 cmx15 cm 的胶槽里倒胶。7 个点样孔,1 个略宽,6 个略窄(4 cm 宽)。在胶凝固后,将消化后的液体点在宽槽里。电泳 Marker 点在任一小槽中以准确估计 DNA 片段的大小,便于显微注射。在 0.5xTBE 缓冲液中跑胶,初始条件为 6 V/cm,最后转换时间分别为 1 秒和 10 秒,14 ℃,电泳 14 小时。


3)电泳后,切下其中一条泳道的胶条,用 EB 染色。染色 30 分钟后,在紫外光下标记线性化 BAC 条带的位置。将切下的胶条复位,切下未染色胶体部分的 BAC 对应区条带。


4)在含 100 nmol/L NaCl 的琼脂酶缓冲液中平衡胶条。


5)将胶体转移到一个微量离心管中,65 ℃ 下放置 10 分钟以融化胶,42 ℃ 水浴。每 200 μl 胶加 5 U 琼脂酶(5 μl)。42 ℃ 至少孵育 1 小时。冰上放置 2 分钟以凝固未被消化的琼脂糖。20000 g 离心 2 分钟以沉淀未被消化的琼脂糖。若可见明显的未被消化的琼脂糖,反复消化。


6)估计线性化片段的浓度,推荐荧光方法,琼脂糖电泳亦可。用含 100 nmol/L NaCl 的琼脂酶缓冲溶液稀释 DNA 至浓度为 3 ng/μl,4 ℃ 保存。据报道,不同浓度的 BACDNA 终浓度分别为 3 ng/μl、2 ng/μl 和 0.5 ng/μl,转基因效率或者转基因拷贝数没有明显差异。用于显微注射的,在含 100 mmol/L NaCl 的琼脂酶缓冲液中的线性化 BAC 至少能保存 5 天。


7)在电转胚胎干细胞或者显微注射受精卵前,用 1% 的胶跑电泳以确保片段大小正确未破碎。


8)按照标准步骤电转胚胎干细胞或者进行受精卵显微注射。


二、染色体重组 ES 细胞的筛选

1. 经过 G418 筛选的阳性 ES 细胞克隆提取 DNA,用于 PCR 及其他后续分析。


2. 以阳性 ES 细胞基因组 DNA 为模板 PCR,分别扩增 BAC 转基因载体的 3'及 5'末端,正确扩增克隆用于后续分析。


3. 染色体重组小鼠的获得

来源:丁香实验

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