新型基因组编辑蛋白FnCpf1的表达、鉴定及多克隆抗体的制备

目的:构建土拉弗朗西丝菌Novicida亚种Cpf1蛋白编码基因的原核表达质粒,在大肠杆菌中表达、纯化重组Fn Cpf1蛋白后,制备兔抗Fn Cpf1多克隆抗体。方法:利用PCR技术扩增Fn Cpf1基因,将其克隆到原核表达载体pET-32a(+)中并转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导目的蛋白的表达,通过镍离子金属螯合磁珠亲和纯化得到纯度较高的Fn Cpf1蛋白,将纯化蛋白免疫新西兰大白兔制备Fn Cpf1多克隆抗体,并用间接ELISA法检测兔抗血清效价、Western blot鉴定其特异性。结果:扩增得到3 900 bp的目的基因片段,克隆到表达载体pET-32a(+)后,通过双酶切及测序证实pET-32a(+)-Fn Cpf1表达载体构建成功,可诱导表达相对分子质量160 k D的目的蛋白,经SDS-PAGE分析其为可溶性,通过镍离子金属螯合磁珠亲和纯化得到纯度为95%以上的Fn Cpf1蛋白,制备多克隆抗体并检测兔抗Fn Cpf1抗血清ELISA效价达1:512 000,Western blot结果显示制备的抗体可较好地与Fn Cpf1蛋白特异性结合。结论:在原核系统中成功表达了Fn Cpf1重组蛋白,并用纯化后的蛋白制备出兔抗Fn Cpf1抗体,效价及特异性均良好,为进一步探讨Cpf1蛋白的生物学特性打下实验基础。

利用CRISPR/Cas9系统检测同源片段长度对重组效率的影响

目的:在大肠埃希菌中利用CRISPR/Cas9系统对插入失活的m Cherry红色荧光报告基因进行靶向切割并重组,以研究同源片段长度对重组修复效率的影响。方法:通过Golden Gate克隆方法构建Cas9表达质粒p KD46-Cas,转化至大肠埃希菌DH5α中,阿拉伯糖诱导表达Cas9蛋白,Western blot检测蛋白表达。用同样的方法,将一段随机靶标序列引入p Tac-m Cherry-3guid质粒中,造成插入失活,同时在插入序列两侧分别预留0、40、80、120 bp的m Cherry编码区overlap序列,构建出含不同长度同源片段的插入失活m Cherry荧光报告质粒p Q0、p Q40、p Q80、p Q120,并将其分别转化到表达Cas9蛋白的大肠埃希菌DH5α中,对应的细菌平板分别为p Q0组、p Q40组、p Q80组及p Q120组,每组各9个平板,对每个平板的红、白色菌落进行计数,分别计算出红色菌落数/菌落总数的比值,即为重组修复效率。结果:PCR及测序证实p KD46-Cas质粒及插入失活的m Cherry荧光报告载体p Q0、p Q40、p Q80、p Q120构建成功,Western blot鉴定p KD46-Cas在大肠埃希菌DH5α中表达Cas9蛋白;红色菌落计数显示p Q0组为0,其余3组均出现红色菌落,4组重组修复效率的差异有统计学意义(P<0.05),重组修复效率与同源片段长度呈正相关(r=0.792,P<0.01)。结论:成功建立了基于m Cherry红色荧光报告基因和Cas9的同源重组效率检测系统;研究表明不包含同源片段的质粒无法进行有效的重组,当同源片段在0~120 bp时其长度对重组效率有影响。此系统为深入研究原核生物的同源重组提供了一个新的技术平台。

EV71病毒反向遗传学系统的建立及拯救病毒的鉴定

目的:建立高效的EV71病毒反向遗传学系统,快速获得拯救病毒并鉴定其活性。方法:首先构建含有人RNA聚合酶Ⅰ启动子(PpolⅠ)、ccdB自杀基因和鼠终止子(mTer)的接收质粒pHM-ccdB,并在ccdB两侧引入AarⅠ酶切位点;为了回避EV71病毒基因组中自身的AarⅠ酶切位点,分两段PCR扩增基因组,在引物中引入必需的AarⅠ酶切位点,通过Golden Gate Clone技术连接到目的载体中获得病毒拯救质粒pHT-EV71,转染至RD细胞后,获得拯救的EV71病毒,并以RT-PCR、病毒滴度、Western blot以及电镜检测等方法鉴定拯救子代病毒。结果:通过引入ccdB致死基因和Golden Gate Clone成功构建了EV71病毒的拯救质粒(pHT-EV71),并将其转染至RD细胞后,观察到明显的致细胞病变效应(cytopathic effect,CPE),将得到的拯救子代病毒,经EV71 VP1的特异性引物进行RT-PCR扩增,观察到长约1900 bp的特异性条带;Western blot结果显示,该病毒可与EV71 VP1特异抗体结合;透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)检测可见20~30 nm球形病毒颗粒;在RD细胞中将子代病毒连续增殖8代后,检测其毒力高于母本株(6.35 lgTCID50/mL)。结论:通过引入ccdB和Golden Gate Clone技术,建立了快速、高效构建EV71病毒的拯救质粒的方法,效率达到100%,为正链RNA病毒反向遗传学系统的构建提供了一种新的策略,为进一步研究EV71病毒的致病机制及疫苗制备等提供了技术平台。