植物细菌诱导型表达载体的构建

根据GenBank中细菌诱导型启动子的碱基序列设计一对引物,通过PCR扩增出启动子PPP3(AF469483,220bp).经分子操作将启动子和质粒pUC18连接后转化E.coliDH5α,经蓝白筛选和PCR检测筛选阳性菌落,测序结果与Genebank中的碱基序列完全相同.对扩增到的PPP3片段和含目的基因(hrap或pflp)的pBI121质粒进行双酶切,分别回收PPP3片段和含目的基因的pBI121大片段,连接后转化E.coliDH5α,通过卡那霉素抗性筛选和PCR检测,表明细菌诱导型启动子和目的基因已正确连接.用重组质粒转化农杆菌,经卡那霉素抗性筛选和PCR检测,证明植物细菌诱导型表达载体构建成功.

基于四环素诱导型Hnf1β和Foxa3表达载体的小鼠胚胎成纤维细胞转分化为肝干细胞的实验体系研究

目的:建立基于四环素诱导型Hnf1β和Foxa3表达载体的小鼠胚胎成纤维细胞(MEF)转分化为肝干细胞(iHepSCs-Dox)的诱导实验体系,为后续转分化过程所涉及的分子机制研究提供有效工具。方法:构建TetO-Hnf1β-EGFP和TetO-Foxa3-mCherry四环素诱导型慢病毒载体,经慢病毒介导将其转染入293FT细胞,利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测不同浓度的多西环素(Dox)诱导外源基因表达水平的差异,确定最佳Dox诱导浓度;将两个诱导型表达载体转染到MEF细胞中,参照先前建立的诱导体系,在合适的Dox浓度下启动Hnf1β和Foxa3基因的表达,诱导MEF细胞的转分化。对经过20 d诱导出现的上皮样细胞集落进行扩增,获得iHepSCs-Dox细胞系。利用CCK-8法、克隆形成实验、碱性磷酸酶染色、体外诱导分化以及反转录PCR(RT-PCR)等实验,对所获得的iHepSCs-Dox细胞系的生物学特性作鉴定,同时与前期获得的诱导型肝干细胞系(iHepSCs)作对比,以此对基于四环素诱导型表达载体的转分化体系的诱导效果进行评价。结果:qPCR结果显示,在培养基中添加100 ng/mL的Dox作用24 h即可启动外源基因表达,撤去Dox 48 h后,外源基因的表达显著降低甚至关闭;RT-PCR结果显示,iHepSCs-Dox细胞表达胆管细胞的标志(CK19)、肝胆共同标志(CK18)以及肝脏干/前体细胞标志(Dlk1、Sox9、EpCAM),碱性磷酸酶染色结果显示阳性;具有形成克隆的能力;能够在体外诱导分化为肝干细胞,以上干性特征与前期构建的iHepSCs具有较大相似性。当从培养基中撤掉Dox之后,随着双因子表达的停止,iHepSCs-Dox细胞的增殖速率明显下降,CK18、EpCAM的表达下调;失去克隆形成能力,在体外无法诱导其分化为肝细胞。结论:成功建立了基于四环素诱导型双转录因子表达载体的MEF细胞转分化为肝干细胞的诱导体系,该诱导体系可以作为后续研究转分化过程中所涉及的分子机制的有效工具。另外,结果提示外源基因的持续表达是iHepSCs-Dox细胞干性维持的必要条件。

雌二醇诱导的ABA2基因表达载体的构建及功能鉴定

为了对拟南芥(Arabidopsis thaliana)ABA2基因在种子发育和萌发过程中的功能进行鉴定,本研究引入了一个基于雌二醇的化学诱导表达载体系统(pER8)。采用PCR方法从拟南芥中克隆ABA2基因,并与GUS基因融合,构建pER8-ABA2-GUS表达载体,转化野生型拟南芥,获得的转基因阳性苗,用GUS染色和半定量RTPCR分析。结果显示,克隆的ABA2基因大小为872bp,pER8-ABA2-GUS表达载体构建成功;GUS染色结果表明,GUS基因明显受到雌二醇的诱导,并且受到不同浓度及诱导时间的影响;经半定量RT-PCR检测发现ABA2基因也明显受到雌二醇的诱导。构建的ABA2-GUS融合基因能够被雌二醇有效诱导表达。

β-甘露聚糖酶基因在野生酵母菌中的整合诱导型表达

目的:实现β-甘露聚糖酶基因在野生酵母菌中的整合诱导型表达。方法:克隆猪肠道野生酵母菌JSY4的25S rDNA片段;并与YIP5经EcoRⅠ与BamHⅠ双酶切连接,构建载体YIP5-rDNA。BamHⅠ与SalⅠ双酶切YIP5-rDNA,EcoRⅠ与SalⅠ双酶切pGEM-ManⅠ得到ManⅠ基因,BglⅡ与EcoRⅠ双酶切pPIC9K得到AOX1启动子,将三个片段连接,构建高拷贝整合诱导型表达载体YIP5-rDNA-AOX1-ManⅠ。提取DNA用SalⅠ单酶切线性化与pAX15按3∶1的比例共转化JSY4,在含300μg/mlG418的YEPD平板上筛选工程菌转化子,PCR方法鉴定。用2%甲醇诱导共转化工程菌以实现表达。结果:成功表达出β-甘露聚糖酶,其比活力为0.90IU/ml。而且传代10次后仍能检测到ManⅠ基因的表达产物β-甘露聚糖酶。结论:实现了β-甘露聚糖酶基因随共转化工程菌染色体稳定遗传及表达的目的。

构建诱导型CRISPR/Cas9系统用于小鼠免疫细胞基因功能研究

目的·结合Dox诱导型单链导向RNA(single guide RNA,sgRNA)表达载体和Cas9转基因小鼠,构建诱导型CRISPR/Cas9系统用于小鼠免疫细胞基因功能研究。方法·根据四环素诱导表达系统原理,基因合成U6-TetO-sgRNA和EF1α-T2A-Puro-BFP-T2ATetR片段。通过同源重组将2个片段组装进反转录病毒载体骨架,获得Dox诱导型sgRNA反转录病毒载体。为了验证系统有效性,分离Cas9转基因小鼠骨髓细胞并诱导其向巨噬细胞方向分化。设计对照(non-targeting control,NC)组和实验组(靶向F4/80)的sgRNA,利用反转录病毒感染细胞,分化条件设置添加Dox组(Dox^(+))和不添加Dox组(Dox^(-))。通过流式细胞术和T7核酸内切酶Ⅰ(T7 endonucleaseⅠ,T7EⅠ)实验检测基因敲除效果。结果·①成功构建Dox诱导型sgRNA反转录病毒表达载体和Cas9转基因小鼠。②流式结果显示,在NC Dox^(-)组、NCDox^(+)组和F4/80 Dox^(-)组中,几乎无F4/80阴性细胞群体;而在F4/80 Dox^(+)组中,F4/80阴性细胞群体高达50%。③T7EⅠ结果显示,在F4/80 Dox^(-)组中,DNA条带完整,而在F4/80 Dox^(+)组中发生基因突变,DNA条带被切开。结论·结合Dox诱导型sgRNA表达载体和Cas9转基因小鼠,成功构建诱导型CRISPR/Cas9系统。利用该系统成功在小鼠免疫细胞中实现可诱导性基因敲除。

不同病毒载体系统应用于水牛体细胞转基因的研究

为了筛选出能高效率感染水牛体细胞、实现基因转移的病毒表达载体系统,试验采用携带增强绿色荧光蛋白(EGFP)的3种不同病毒载体介导的转基因,即逆转录病毒载体(pMX-EGFP)、诱导型慢病毒载体(FUW-TETO-EGFP)和慢病毒载体(FUGW-EGFP)系统进行病毒包装,然后分别一次或二次感染不同的水牛体细胞[水牛胎儿成纤维细胞(BFFs)和水牛胃细胞(BSTC)],应用荧光显微镜观察EGFP是否表达,然后用流式细胞仪检测感染效率,最后用G418对感染效率低的病毒载体系统进行阳性细胞系筛选。结果表明:3种病毒载体系统均能感染BFFs和BSTC,实现了基因的转移和表达,FUGW-EGFP、FUW-TETO-EGFP系统对水牛体细胞的感染效率显著高于pMX-EGFP系统(P<0.05);除FUGW-EGFP系统感染BSTC外,同种类型病毒载体系统感染同种细胞,二次感染的感染效率高于一次感染,但均差异不显著(P>0.05);同一病毒载体系统一次感染BSTC的效率高于感染BFFs。说明FUGW-EGFP、FUW-TETO-EGFP系统对水牛体细胞的感染效率高于pMX-EGFP系统,而且BSTC比BFFs更易被病毒感染。

乳酸乳球菌高效电转化方法的建立

以乳酸菌诱导型表达质粒pNZ8149为载体,Lactococcus lactis NZ3900为受体,采用电转化方法研究电场强度、电击杯规格、受体菌株的生长状态、感受态细胞浓度及分装体积、质粒浓度、电击脉冲时间以及电击杯使用次数等因素对电转化效率的影响。结果表明:在固定电阻200Ω、电容25μF条件下,收获对数生长前期的乳球菌制作感受态细胞,并以80μL体积分装,采用2 mm规格的电击杯,加入浓度为1.2μg/μL的质粒,在电场强度和脉冲时间分别为10 kV/cm和5 ms的条件下完成电击转化。转化后的菌液恢复培养2 h后涂板计数,转化效率最高可以达到2.6×104 CFU/μg DNA。研究结果为进一步构建乳酸菌高效表达系统和食品级基因工程乳酸菌株奠定了方法基础。