關(guān)于重組體分子的選擇與鑒定方法及鑒定重組體分子的選擇與鑒定方法

我們把外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞的目的是獲得帶有目的基因陽(yáng)性重組體，因而重組體的篩選是體外重組技術(shù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

涂布菌液，觀察平板是無(wú)法判斷重組子是否是我們所需的。因此，我們需要進(jìn)一步進(jìn)行篩選。

常用的篩選方法概括起來(lái)有兩大類(lèi)：①直接篩選法；②間接篩選法。第2頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天直接篩選法直接篩選法是借助遺傳學(xué)表型來(lái)進(jìn)行篩選的方法。重組子轉(zhuǎn)化宿主細(xì)胞后，載體上的一些篩選標(biāo)志基因表達(dá)，會(huì)導(dǎo)致宿主的某些表型的改變，通過(guò)瓊脂平板中添加相應(yīng)篩選物質(zhì)，可以直接篩選含重組子的菌落。如果質(zhì)粒上有兩種抗性，因?yàn)橥庠椿虻牟迦?，?dǎo)致其中一個(gè)不能表達(dá)，那么也可以通過(guò)抗藥性將重組子篩選出來(lái)。第3頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天間接篩選法間接篩選法是檢測(cè)重組體克隆中是否含有目的基因的核苷酸序列或是否產(chǎn)生目的基因所編碼的產(chǎn)物。一般來(lái)說(shuō)，先用直接篩選法進(jìn)行初步篩選后，再用間接檢測(cè)法進(jìn)行鑒定，直至獲得我們所需要的陽(yáng)性重組體。第4頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天DNA水平RNA水平蛋白質(zhì)水平遺傳表型直接篩選法核酸分子雜交法PCR法DNA序列分析法直接凝膠電泳法酶切片段分析法重組子篩選檢測(cè)特定外源基因是否轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄的強(qiáng)度（Northern雜交印跡法)

免疫化學(xué)檢測(cè)法（放射性抗體檢測(cè)法、免疫沉淀檢測(cè)法）Westhern印跡雜交法重組子篩選的方法第5頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天重點(diǎn)介紹的篩選方法間接選擇法抗藥性篩選a互補(bǔ)快速裂解菌落鑒定分子大小限制性?xún)?nèi)切酶酶切法PCR方法篩選鑒定重組子遺傳表型直接選擇法菌落雜交篩選第6頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天

遺傳學(xué)表型篩選的方法之一——抗藥性篩選基本原理抗藥性篩選主要用于重組質(zhì)粒DNA分子的轉(zhuǎn)化子的篩選。因?yàn)橘|(zhì)粒DNA攜帶有特定的抗藥性選擇標(biāo)記基因，與目的基因重組后，轉(zhuǎn)入受體菌，能使受體菌帶有相應(yīng)抗藥性，另一種情況是雖然質(zhì)粒中原來(lái)有相應(yīng)抗性，但插入外源片段后重組質(zhì)粒失去抗藥性，據(jù)此我們也可以進(jìn)行抗藥性篩選。第7頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天常用的抗藥性選擇標(biāo)記第8頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天A如果外源基因片段插入載體的位點(diǎn)在抗藥性基之外，不導(dǎo)致抗藥性基因的失活，仍能編碼抗藥性基因產(chǎn)物。含有這種重組子的轉(zhuǎn)化細(xì)胞可以在含有相應(yīng)抗生素的瓊脂平板上生長(zhǎng)成菌落，未能接受載體DNA的細(xì)胞因不能生長(zhǎng)而被排除。b：如果外源基因片段插入載體的位點(diǎn)在抗藥性基因中間，導(dǎo)致抗藥性基因失活，這個(gè)抗藥性標(biāo)志就會(huì)失活。檢測(cè)外源DNA插入作用的一種通用的方法是插人失活效應(yīng)。第9頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天第10頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天a類(lèi)篩選基本原理抗藥性篩選主要用于重組質(zhì)粒DNA分子的轉(zhuǎn)化子的篩選。因?yàn)橹亟M質(zhì)粒DNA攜帶有特定的抗藥性選擇標(biāo)記基因，轉(zhuǎn)化受體菌后能使后者在含有相應(yīng)選擇藥物的選擇培養(yǎng)基上生長(zhǎng)，而不含重組質(zhì)粒DNA分子的受體菌則不能存活。第11頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天a類(lèi)篩選的實(shí)驗(yàn)方法LB固體培養(yǎng)基中加入千分之一的抗性藥物，再倒平板；將轉(zhuǎn)化后的菌液均勻涂布在平板上；放在37℃培養(yǎng)箱培養(yǎng)12~16小時(shí)；觀察菌落生長(zhǎng)情況。第12頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天抗藥性標(biāo)記法示意圖第13頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天b類(lèi)插入失活篩選從原理上講，當(dāng)外源基因(或DNA片段)插入到某一基因內(nèi)的位點(diǎn)后,使這個(gè)基因喪失了原有的功能叫插入失活(insertionalinactivation)。插入失活法是從不同的重組DNA分子獲得的轉(zhuǎn)化子中鑒定出含有目的基因的轉(zhuǎn)化子（篩選）的主要方法。第14頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天例如：非重組的pBR322質(zhì)粒DNA上的四環(huán)素和氨芐青霉素抗性基因都是正常的,表型為AprTcr。帶有這種質(zhì)粒的受體菌可以在加有四環(huán)素和氨芐青霉素的雙抗性平板上生長(zhǎng)。但是,如果在該質(zhì)粒的氨芐青霉素抗性基因內(nèi)插入外源片段,就會(huì)造成氨芐青霉素抗性基因失活,變成ApsTcr,攜帶這種質(zhì)粒的宿主菌可以在四環(huán)素的平板上生長(zhǎng),而不能在氨芐青霉素抗性平板上生長(zhǎng)。第15頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天B類(lèi)插入失活篩選步驟第16頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天注意事項(xiàng)：（1）以Amp、Tc等抗生素作為選擇藥物，37℃培養(yǎng)時(shí)間約12~16h，超過(guò)時(shí)間視為雜菌（假轉(zhuǎn)化子菌落）。（2）挑選單菌落作為轉(zhuǎn)化子以便進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。挑的菌落在LB培養(yǎng)基中震蕩培養(yǎng)。第17頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天遺傳學(xué)表型篩選的方法二—a互補(bǔ)基本原理：這種篩選方法適用于含b-半乳糖苷酶基因的載體。載體在b-半乳糖苷酶的a-肽編碼區(qū)具有多克隆區(qū)域。重組質(zhì)粒中的插入片段使a-肽失活，可在指示平板上通過(guò)顏色篩選鑒別。不帶有插入片段的載體表達(dá)有活力的b-半乳糖苷酶，所用的宿主菌在染色體或附加體上缺失掉LacZM15基因，導(dǎo)致內(nèi)源a-肽失活。載體或其他含LacZ基因的a-肽互補(bǔ)細(xì)菌，具有b-半乳糖苷酶的w片段。第18頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天所得到的活力b-半乳糖苷酶（a-肽加w片段）將底物X-Gal轉(zhuǎn)化為有顏色的產(chǎn)物，得到藍(lán)色菌落。在載體多克隆區(qū)域，克隆上插入片段導(dǎo)致a-肽編碼區(qū)的破壞，使b-半乳糖苷酶失活，得到白色菌落。a-肽編碼區(qū)讀碼框內(nèi)小的插入片段產(chǎn)生淺藍(lán)色菌落，因b-半乳糖苷酶只是部分失活。通常藍(lán)白篩選是與抗性篩選一同使用的。這樣一次篩選可以判斷出：未轉(zhuǎn)化的菌不具有抗性，不生長(zhǎng)；轉(zhuǎn)化了空載體，即未重組質(zhì)粒的菌，長(zhǎng)成藍(lán)色菌落；轉(zhuǎn)化了重組質(zhì)粒的菌，即目的重組菌，長(zhǎng)成白色菌落。第19頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天藍(lán)白斑篩選X-gal(5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷)，IPTG

(異丙基硫代-β-D-半乳糖苷)

X-gal被沒(méi)分解后的產(chǎn)物為5-溴-4-氯-靛藍(lán)第20頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天無(wú)質(zhì)粒的受體菌質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的受體菌帶外源DNA插入的質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的受體菌

-半乳糖苷酶部分缺失，不能分解Xgal；無(wú)抗菌素抗性無(wú)菌斑生長(zhǎng)

-半乳糖苷酶的缺失被載體產(chǎn)物

互補(bǔ)，能分解Xgal。且有抗菌素抗性在含抗菌素和Xgal的培養(yǎng)基上培養(yǎng)有藍(lán)色菌斑生長(zhǎng)載體產(chǎn)物失活，不能互補(bǔ)

-半乳糖苷酶的缺失。不能分解Xgal，但有抗菌素抗性在含抗菌素和Xgal的培養(yǎng)基上培養(yǎng)有白色菌斑生長(zhǎng)不能正常生長(zhǎng)第21頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)中的藍(lán)白斑篩選藍(lán)白斑篩選第22頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天注意事項(xiàng)：（1）菌液涂布量為90mm平皿50~100

l;（2）由于被轉(zhuǎn)化的基因產(chǎn)物作用于X-gal需要較長(zhǎng)時(shí)間，因此，觀察和確定轉(zhuǎn)化子菌落的培養(yǎng)時(shí)間可適當(dāng)延長(zhǎng)。與37℃溫箱取出后放4℃冰箱幾小時(shí)后觀察效果更好；（3）為了防止假陽(yáng)性需挑菌進(jìn)一步驗(yàn)證；（4）宿主菌的

-半乳糖苷酶的-肽編碼區(qū)應(yīng)在染色體或附加體上缺失。第23頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天依賴(lài)于重組子結(jié)構(gòu)特征分析的篩選法之一

快速裂解菌落鑒定分子大小基本原理：由于外源片段插入的重組質(zhì)粒與載體大小不同，我們可以利用瓊脂糖凝膠電泳將重組體分離出來(lái)。利用此種方法就需要將用裂解液將菌體懸浮，保溫15min~30min，再12000rmp離心10min,上清中既含我們所需獲得質(zhì)粒。第24頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天此方法直觀快捷，適用于插入片段較大的重組子的篩選。電泳法能篩選出有插入片段的陽(yáng)性重組體，但不能鑒別插入片段大小相近的非目的基因片段。第25頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天依賴(lài)于重組子結(jié)構(gòu)特征分析的篩選方法二

——限制性?xún)?nèi)切酶酶切方法鑒定重組子基本原理：根據(jù)已知的外源DNA序列的限制酶切圖譜，選擇一兩種內(nèi)切酶切割質(zhì)粒，電泳后比較電泳結(jié)果（DNA的帶數(shù)和長(zhǎng)度）?；蛴煤线m的內(nèi)切酶酶切插入片段，再用其它酶酶切這個(gè)片段，電泳后比較電泳結(jié)果是否符合預(yù)計(jì)的結(jié)果。第26頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天第27頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天電泳后的圖譜挑三個(gè)菌落鑒定，圖顯示的是三個(gè)菌落中的質(zhì)粒雙酶切的結(jié)果第28頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天依賴(lài)于重組子結(jié)構(gòu)特征分析的篩選方法三

PCR方法篩選鑒定重組子基本原理：在載體DNA分子中，外源DNA插入位點(diǎn)兩側(cè)的序列多為已知，通過(guò)與插入位點(diǎn)兩側(cè)已知序列互補(bǔ)的引物，從單克隆中提取少量質(zhì)粒DNA作為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增，瓊脂糖凝膠電泳分析確定是否為重組子。第29頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天注意事項(xiàng)：如需檢測(cè)插入片段及其方向，使用載體特異引物和方向插入特異引物或互換。如只需確認(rèn)是否存在插入片段，可用2個(gè)插入片段特異引物。擴(kuò)增反應(yīng)前在94℃變性?xún)煞昼?，有利于?xì)菌的裂解，提高PCR產(chǎn)物擴(kuò)增的成功。第30頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天

1．主要原理

用體外標(biāo)記目的基因DNA或相應(yīng)的RNA為探針同轉(zhuǎn)化后的菌落進(jìn)行原位雜交，篩選含重組DNA的克隆。這個(gè)方法可以快速地從數(shù)百個(gè)菌落中挑選出含有重組DNA的克隆。該方法的優(yōu)點(diǎn)是通用性比較強(qiáng)，可以用來(lái)檢測(cè)任何一種插入的DNA序列。這種方法依據(jù)的是核酸分子雜交的原理，而不以插入的DNA序列能否實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)為前提，因此，只要有可利用的標(biāo)記探針就可檢測(cè)出重組質(zhì)粒DNA。

重組質(zhì)粒DNA的菌落雜交篩選第31頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天方法：1硝酸纖維素膜的準(zhǔn)備：將硝酸纖維素膜剪成直徑為8cm的圓形，放人一個(gè)干凈的平皿內(nèi)，高壓滅菌，待用。2將無(wú)菌的作有標(biāo)記的硝酸纖維素膜鋪在含有相應(yīng)抗生素的瓊脂糖培養(yǎng)基平皿上，用無(wú)菌的L型玻璃棒去除膜與培養(yǎng)基間的氣泡，約1－2min，培養(yǎng)基即可將濾膜浸濕。3用無(wú)菌牙簽將轉(zhuǎn)化平皿中選擇的菌落接種到濾膜上，同時(shí)接種到另一含有相應(yīng)抗生素的瓊脂糖平皿的對(duì)應(yīng)位置，并作為標(biāo)記菌落參照。每個(gè)90mm的平皿上大約可接種100個(gè)菌落。第32頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天4將平皿置于37℃培養(yǎng)2－3h，菌落長(zhǎng)到1mm時(shí)，把濾膜轉(zhuǎn)移到另一塊含有氯霉素（170ug／ml）的瓊脂糖平皿上，菌落面向上，37℃培養(yǎng)15－20h，擴(kuò)增質(zhì)粒。另一個(gè)菌落對(duì)照平皿37℃培養(yǎng)過(guò)夜后，密封，4℃保存。5把濾膜從平皿中取出，菌落面朝上，置于有一薄層變性液的塑料膜上，變性處理10min，然后用干濾紙吸干變性液；再將菌落面朝上置于有一薄層中和溶液的塑料膜上，中和兩次，每次15min。室溫晾干后，再置于80℃真空干燥1－2h。

第33頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天

6雜交：把濾膜浸入預(yù)雜交液中，在60℃下放置6h；把同位素標(biāo)記的DNA探針于100℃變性后加入雜交溶液中，然后放入濾膜，60℃雜交16－24h。探針的用量一般為105－106cpm/ml。用2×SSC洗脫3次，每次30min。

7放射自顯影：將洗好的濾膜用吸水紙吸干，夾于兩層保鮮膜中，在暗室內(nèi)放進(jìn)暗盒，放好X線(xiàn)片，并于X線(xiàn)片上作好標(biāo)記，置于－70℃冰箱暴光48－72h。8洗片：在暗室內(nèi)取出X線(xiàn)片，進(jìn)行顯影和定影，分析雜交結(jié)果。第34頁(yè),共39頁(yè)，2024年2月25日，星期天注意事項(xiàng)：(1)菌落雜交與DNA的吸印轉(zhuǎn)膜雜交與斑點(diǎn)雜交不同，后者一般只有DNA，而菌落雜交時(shí)，許多菌體成分與DNA一起形成斑點(diǎn)，即使經(jīng)過(guò)固定步驟之后，DNA與膜的結(jié)合很不