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基因转导技术

时间:2023-02-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:PCR技术将在第3章介绍,其他方法请参考分子克隆或基因工程有关专业书籍。其中,脂质体介导转染法转染效率较高,使用简便,目前被多数实验室所采用,这里对该法做一介绍。
基因转导技术_组织工程学实验技

哺乳动物导入基因获得表达是个非常有用的方法,通过表达一些细胞因子或其他功能基因,可研究该基因的功能及调控,还可用于基因治疗。

一、目的基因的获取

要克隆某一基因并将其导入培养细胞,首先必须分离并制备目的基因。目前获取目的基因的方法主要有通过基因组文库或cDNA文库分离筛选基因、人工合成基因及应用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)获取目的基因。PCR技术将在第3章介绍,其他方法请参考分子克隆或基因工程有关专业书籍。

二、目的基因与载体的连接

利用DNA连接酶把目的基因片段和载体DNA连接在一起,成为一个新的重组分子,这就是DNA的体外连接。目的DNA片段被限制性酶消化后其末端只可能有3种形式:带有相同的黏性末端、带有非互补的黏端、带有平末端。下面介绍他们与载体之间的两种连接方式。

【实验用品】

1.器材 移液器、Tip头、Eppendof管、恒温水浴箱。

2.试剂与材料 见操作步骤。

【操作步骤】

1.黏性末端连接 为防止载体DNA自身环化,在连接前需除去载体分子5′端磷酸,使之最大程度抑制载体环化现象。

(1)建立下列去磷酸基团的反应体系:线性化载体(已酶切)10μl、10×小牛肠碱性磷酸酶(calf intestinal alkaline phosphatase,CIP)缓冲液2μl(与酶配套)、CIP0.5μl、双蒸水7.5μl。37℃水浴15min。再加入CIP0.5μl,置55℃水浴45min。

(2)加入2μl 0.5mol/L EDTA,65℃灭活15min。乙醇沉淀,TE(10mmol/L pH8.0 Tris-HCl、1mmol/L pH8.0EDTA)溶解。

(3)0.5ml Ep管中建立连接反应体系:线性化目的基因(0.4μg)4μl、载体DNA(经上述CIP处理)1μl、10×连接酶缓冲液1μl(与酶配套)、T4DNA连接酶1μl、加双蒸水至10μl。16℃水浴12~16h。

2.平-黏端连接

(1)制备目的基因酶切片段(如二端均为EcoRⅠ黏端)。

(2)制备载体酶切片段(一端为EcoRⅠ黏端,一端为其他酶切的黏端)。

(3)用T4连接酶连接匹配的黏末端(见黏性末端连接(3),另一端不匹配,无法连接)。

(4)用Klenow补平不匹配的黏末端:目的DNA和(或)线性载体0.5μg、10×大肠杆菌DNA聚合酶Ⅰ的Klenow片段1μl、2mmol/L dNTP 2μl、加双蒸水至20μl。37℃水浴1h。

(5)乙醇沉淀,溶于7μl TE(10mmol/L pH8.0Tris-HCl、1mmol/L pH8.0EDTA)。

(6)取上述5μlTE,加1μl连接缓冲液、1μl连接酶、双蒸水13μl作用16~20h。

(7)电泳观察连接效果(2μl TE来自(5),作为连接前对照)并估计含量。

(8)取适量作转化。

【注意事项】 反应体系的微升数仅供参考,关键要定出目的基因和载体DNA的量,并要考虑最低消耗量,如电泳观察连接效果所需量。

三、外源基因的导入方法

基因导入细胞的方法主要有四种:磷酸钙共转染法、DEAE-葡聚糖介导转染法、脂质体介导转染法及电穿孔法。其中,脂质体介导转染法转染效率较高,使用简便,目前被多数实验室所采用,这里对该法做一介绍。

现已有很多厂家可提供脂质体转染试剂,其原理是:细胞膜表面是负电荷,脂质颗粒带正电荷,可通过电荷间的引力将DNA、mRNA或单股RNA导入细胞内。

【实验用品】

1.器材 超净工作台、CO2培养箱、移液器、培养皿、试管、离心机。

2.试剂 培养基、血清、抗生素、脂质体转染试剂如Gibico BRL公司的Lipofectamine。

3.材料 质粒DNA、培养的细胞。

【操作步骤】

1.贴壁细胞转染方法

(1)收获细胞:将1×105~2×105细胞重悬于2ml完全培养基中,接种于35mm培养皿中。37℃,5%CO2培养箱中培养18~24 h,使细胞达到50%~80%融合。

(2)在12mm×75mm无菌玻璃试管中制备下列溶液:溶液A(将2~20μg质粒DNA溶于100μl无血清培养中)、溶液B(20μl Lipofectamine稀释于80μl无血清培养基中)。

(3)合并溶液A和溶液B,轻轻混合。置于室温15min。

(4)弃去细胞培养液,并用无血清培养基洗涤细胞1次。

(5)加0.8ml无血清培养基至Lipofectamine-DNA混合物中,混匀后,小心滴加至细胞上,轻轻混匀。37℃,5%CO2培养箱中培养5~24h。

(6)弃去转染液,加2ml完全培养基,继续培养。

(7)转染后48~72h,测定细胞的瞬时表达情况,如用于稳定表达,可于转染48h后更换选择培养基如G418进行筛选。

2.悬浮细胞瞬时转染方法

(1)收获细胞,用无血清培养基洗涤细胞1次。将2×106~3×106细胞重悬于0.8ml无血清培养基中,转种于35mm培养皿中。

(2)参照贴壁细胞转染方法制备Lipofectamine-DNA混合物,将制备的Lipofectamine-DNA混合物加至细胞悬液中,轻轻混匀,5%CO2培养箱中培养5~24h。

(3)加4ml完全培养基继续培养。

(4)转染后48~72h,800g离心5min收集细胞,检测细胞瞬时表达情况。

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