表达载体构建
- 01 、技术简介
-
基因过表达技术是指将目的基因构建到表达启动子下游,转入细胞后实现基因表达量升高的目的,对研究未知基因功能、调控已知功能基因的表达等,构建相应的过表达载体是最常规的实验方法。载体构建可以实现对基因过表达、干扰、突变、插入或者缺失等,其原理是利用限制性内切酶、DNA连接酶和其他修饰酶的作用,分别对目的基因和DNA载体进行切割后,将二者链接在一起后导入宿主细胞,实现目的基因在宿主细胞中正确表达。
我公司有表达载体有:真核表达载体、慢病毒表达载体、原核表达载体等。
- 02、服务案例
- 下面以SP1(NCBI Reference Sequence: NM_013672,2346bp)载体构建为例,展示我们的实验设计和服务内容。
- 2.1 实验目的
本实验主要是为了实现对小鼠SP1的过表达载体构建,后期要对该基因在小鼠的细胞中进行定位研究。
2.2 载体选择
针对该实验目的,得出结论对载体有3点要求:
(1)由于要进行定位研究,下游实验建议进行稳定细胞株构建,故我们选择慢病毒载体,以便下游可以进行慢病毒包装和稳定表达细胞株构建;
(2)同时需要选择一个含有与目的基因可以融合表达荧光基团,便于定位研究;
(3)含有抗性筛选基因,方便下游稳定细胞株筛选可用药物进行抗药性筛选。
故我们选择了pLVX-mCherry-N1载体,载体图谱如下:
该载体是慢病毒表达载体,主要的骨架结构是CMV-MCS-mCherry-PGK-puro,即SP1基因与mCherry红色荧光融合表达,同时还含有PURO抗性筛选基因。
2.3 选择酶切位点和引物设计
为了将目的片段与载体连接,需要目的基因与载体带上相同的限制性内切酶位点,酶切位点的选择,主要有以下几点原则:
(1) 酶切位点需要存在于载体的MCS中,但同时不能存在于目的基因序列中;
(2) 两个酶切位点之间至少要有几个碱基间隔,不能紧邻或重叠;
(3) 最好选择成熟的内切酶;
(4) 双酶切后末端不会发生自连
根据以上几点原则,我们选择了XhoI和EcoRI限制性酶切位点。由于需要将SP1目的基因扩增出来,需要进行引物设计,设计的引物序列如下:
SP1-XhoI-F: gatctcgag gccacc atgagcgaccaagatcac
SP1-EcoRI-R:gcagaattcgaaaccattgccactgatatt
2.4 PCR扩增
以小鼠胚胎成纤维细胞cDNA为模板,PCR扩增目的基因,在目的基因两端分别引入XhoI和 EcoRI的酶切位点,PCR反应条件和程序如下:
试剂 |
用量 |
cDNA Template |
2ug |
上游引物(10μM) |
1μL |
下游引物(10μM) |
1μL |
PrimeSTAR Max (2X) |
10μL |
ddH2O |
7μL |
总体积 |
20μL |
反应程序条件:
温度 |
反应时间 |
循环数 |
94 °C |
5 min |
1Cycles |
94 °C |
30 sec |
25 Cycles |
60 °C |
30 sec |
|
72 °C |
30 sec |
|
72 °C |
3min |
1Cycles |
16 °C |
∞ |
|
PCR反应结束后,将PCR产物进行1%琼脂糖凝胶电泳,DNA凝胶回收试剂盒胶回收目的基因DNA条带(2343bp)。
2.5 目的基因片段和载体双酶切
对SP1基因PCR产物和pLVX-mCherry-N1质粒载体进行XhoI和EcoRI双酶切,酶切反应在37℃水浴反应3h;
酶切反应体系(基因PCR产物): |
|
酶切反应体系(载体): |
||
试剂 |
用量 |
|
试剂 |
用量 |
10X K Buffer |
5 µL |
|
10X K Buffer |
5 µL |
PCR产物 |
15 µL |
|
目的载体 |
5ug |
XhoI |
1.5 µL |
|
XhoI |
1.5 µL |
EcoRI |
1.5 µL |
|
EcoRI |
1.5 µL |
ddH2O |
27 µL |
|
ddH2O |
27 µL |
37℃酶切3h |
|
37℃酶切3h |
反应结束后,将产物分别进行1%琼脂糖凝胶电泳,按照DNA凝胶回收试剂盒胶回收目的基因DNA片段和目的载体片段。
2.6 目的基因与载体连接
质粒pLVX-mCherry-N1酶切回收片段与目的基因连接,连接反应在16℃反应过夜。连接的反应体系如下:
试剂 |
用量 |
酶切回收的载体 |
100ng |
酶切回收的PCR产物 |
100ng |
10X T4 Buffer |
2μL |
T4 连接酶 |
1μL |
ddH2O |
补充到20μL |
总体积 |
20μL |
16℃ 连接过夜 |
2.7 转化
取10ul连接产物与100ul DH5a感受态细菌混匀后冰浴30min,42℃热激60s,立即置冰上放置2min, 加入预热至室温的300ul LB培养基, 37℃恒温摇床培养1h。吸取菌液,用移液器混匀后均匀涂布于含100ug/ml Ampicillin抗性的LB平板上, 37℃恒温培养箱倒置培养过夜。
2.8 挑取菌落PCR验证和测序验证
挑取数个菌落,用记号笔做好标记,用枪头将菌液蘸取少量放置配置好的体系中,进行PCR验证,反应体系如下:
试剂 |
用量 |
菌液 |
2ug |
上游引物(10μM) |
1μL |
下游引物(10μM) |
1μL |
PrimeSTAR Max (2X) |
10μL |
ddH2O |
7μL |
总体积 |
20μL |
反应程序条件:
温度 |
反应时间 |
循环数 |
94 °C |
5 min |
1Cycles |
94 °C |
30 sec |
25 Cycles |
60 °C |
30 sec |
|
72 °C |
80 sec |
|
72 °C |
3min |
1Cycles |
16 °C |
∞ |
|
PCR反应结束后,将PCR产物进行1%琼脂糖凝胶电泳,对照Marker大小,选取正确的菌落加入含3ml,100μg/ml Ampicillin抗性的LB培养液中,300rpm,37℃恒温摇床培养过夜,用质粒小量提取试剂盒按照说明书提取质粒,再进行测序验证。
2.9 酶切鉴定分析
对构建成功的克隆进行酶切检测,根据酶切的片段大小是否符合预期大小,酶切反应体系是:
试剂 |
用量 |
10X K Buffer |
2 µL |
载体 |
2ug |
XhoI |
o.5 µL |
EcoRI |
o.5 µL |
ddH2O |
补充至20µL |
37℃酶切3h |
PCR反应结束后,将PCR产物进行1%琼脂糖凝胶电泳,对照Marker大小,判断是否符合预期,以下是酶切的电泳结果图:
根据marker的大小,可知酶切出的条带符合预期大小,条带的大小分别为8787(载体大小)和2355(SP1含酶切位点大小)
2.10 测序分析
对测序结果进行拼接,得到以下序列,序列经过软件与SP1目的基因序列进行比对,可以100%比对上。测序得到的序列如下:
CGCAAATGGGAGCATATAGCAGAGCTCGTTTAGTGAACCGTCAGATCGCCTGGAGACGCCATCCACGCTGTTTTGACCTCCATAGAAGACACCGACTCTACTAGAGGATCGCTAGCGCTACCGGACTCAGATCTCGAGGCCACCATGAGCGACCAAGATCACTCCATGGATGAAGTGACAGCTGTGGTGAAGATTGAAAAAGATGTTGGTGGCAATAATGGGGGTAGCGGCAATGGTGGCGGTGCCGCCTTTTCTCAGACTCGAAGCAGCAGCACAGGCAGTAGCAGCAGCAGTGGTGGCGGAGGAGGGCAGGAATCCCAGCCATCTCCTTTGGCTCTGCTGGCAGCAACCTGCAGCAGAATTGAGTCACCCAATGAGAACAGCAACAACTCCCAGGGTCCGAGTCAGTCAGGGGGCACAGGTGAACTTGACCTCACAGCCGCACAACTTTCACAGGGTGCCAATGGCTGGCAGATCATCTCTTCCTCCTCTGGGGCTACCCCTACCTCAAAGGAACAGAGTGGCAACAGTACCAATGGCAGCGAGTCTTCCAAGAACCGCACAGTCTCTGGTGGGCAGTATGTTGTGGCTGCTACCCCCAACTTACAGAACCAGCAAGTTCTGACAGGTCTCCCTGGAGTAATGCCTAATATTCAGTATCAAGTAATCCCACAGTTCCAGACTGTTGATGGGCAGCAGCTGCAGTTTGCTGCCACTGGGGCCCAAGTGCAGCAGGATGGTTCTGGTCAAATACAGATCATACCAGGTGCAAACCAACAGATCATCCCAAATAGAGGAAGTGGGGGCAACATTATTGCTGCTATGCCAAATCTACTCCAGCAGGCTGTCCCCCTTCAAGGCCTTGCTAATAATGTGCTCTCAGGACAGACTCAGTATGTGACCAATGTACCAGTGGCCCTGAATGGGAACATCACCTTGCTACCTGTCAACAGCGTTTCTGCAGCTACCCTGACTCCCAGCTCTCAGGCAGGCACTATCAGCAGCTCTGGATCCCAGGAGAGCAGCTCACAGCCTGTCACCTCAGGGACTGCCATCAGTTCTGCCAGCTTGGTGTCATCACAAGCTAGTTCCAGCTCCTTTTTTACCAATGCCAATAGTTATTCAACAACTACTACCACCAGCAACATGGGAATTATGAACTTTACCAGCAGTGGCTCATCAGGGACTAGTTCTCAAGGCCAGACGCCCCAGAGGGTTGGTGGGCTACAAGGGTCTGATTCTCTGAACATCCAGCAGAACCAGACATCAGGAGGCTCGCTGCAAGGAAGTCAGCAGAAAGAGGGAGAGCAAAGTCAGCAGACACAGCAACAACAAATTCTTATTCAGCCTCAGCTAGTTCAAGGAGGACAAGCTCTTCAGGCCCTTCAAGCAGCACCATTGTCCGGACAGACCTTCACAACTCAAGCTATTTCCCAGGAAACCCTTCAGAACCTCCAGCTTCAGGCTGTTCAAAACTCTGGTCCCATCATCATTCGGACACCAACCGTGGGGCCCAATGGACAGGTCAGTTGGCAGACCCTTCAGCTGCAGAATCTTCAAGTTCAGAACCCACAAGCCCAGACAATCACCTTGGCCCCTATGCAGGGTGTTTCCTTGGGGCAGACTAGCAGCAGTAATACCACCCTAACACCCATTGCCTCAGCTGCCTCCATTCCTGCTGGCACAGTCACTGTGAATGCTGCTCAACTCTCCTCCATGCCAGGCCTCCAGACCATTAACCTCAGTGCATTGGGTACTTCAGGGATCCAGGTGCACCAGCTTCCAGGCCTGCCTTTGGCTATAGCAAACACCCCAGGTGATCATGGAACTCAACTTGGTCTTCATGGATCTGGTGGTGATGGGATACATGATGAGACAGCAGGTGGAGAAGGAGAGAATAGCTCTGATCTCCAACCCCAAGCTGGACGCAGGACTCGTCGGGAAGCATGTACATGCCCCTATTGCAAAGACAGTGAGGGAAGAGCCTCAGGAGATCCTGGCAAAAAGAAACAGCACATTTGTCACATCCAAGGATGCGGCAAAGTATATGGCAAGACCTCACATCTCCGAGCACACTTGCGCTGGCATACAGGGGAGAGGCCATTCATGTGTAATTGGTCATATTGTGGGAAGCGCTTTACACGTTCGGACGAGCTTCAGAGACATAAACGTACACATACAGGAGAGAAGAAATTTGCCTGCCCTGAGTGCCCTAAGCGTTTCATGAGGAGTGATCACCTGTCAAAGCATATCAAGACTCACCAGAACAAGAAGGGAGGCCCAGGTGTAGCCCTGAGTGTGGGCACATTGCCCCTGGACAGTGGGGCAGGTTCAGAAGGCACTGCCACTCCTTCAGCCCTTATTACCACCAATATGGTAGCCATGGAGGCCATCTGTCCAGAGGGTATTGCCCGTCTTGCCAACAGTGGCATCAACGTCATGCAGGTGACAGAGCTGCAGTCCATTAATATCAGTGGCAATGGTTTCGAATTCTGCAGTCGACGGTACCGCGGCCCGGGATGTAGCAGCATTTTCCCCCC
结论: SP1构建于pLVX-mCherry-N1载体的实验完成。
3 结果提交
对于构建完成的载体,我们会提供以下材料和资料:
(1)构建好的载体质粒2ug和甘油菌1ml;
(2)原始测序结果;
(3)酶切电泳图;
(4)实验报告(包含实验材料和试剂,方法及结果分析)。