DNA含有生物体的遗传信息,由长链核苷酸组成。为了研究基于这些结构单元序列的功能,必须将DNA分子插入载体分子(质粒载体)中以进行繁殖。
对于这个克隆过程,拜罗伊特大学的一个研究小组已经开发出一种高效,快速和廉价的方法,其通用性足以应用于生物学,生物化学和生物技术的所有领域。该方法的一个关键特征是它不需要对细菌菌落进行任何艰苦的筛选。科学家们在科学报告杂志上发表了他们的创新。
所有归入术语分子克隆的方法的一个共同点是,首先将感兴趣的DNA片段掺入较大的载体分子即质粒载体中。然后使细菌摄取带有DNA片段的这些载体。
当细菌繁殖并形成细菌菌落时,DNA片段成倍增加数倍。然而,到目前为止,这些方法有一个相当大的缺点:由于DNA片段插入载体分子并不总是按照要求顺利和完美地进行,只有一些,但绝不是所有的,菌落都拥有载体与DNA片段重复。为了确定这些“成功案例”,到目前为止,耗时且昂贵的筛选一直是不可避免的。
由Stefan Schuster教授领导的拜罗伊特研究人员现已成功地使这一筛选工作变得多余。的向量他们使用是包含毒性基因的质粒。然后将DNA片段以这样的方式掺入质粒中以替换该基因。如果这不成功,质粒保持其毒性潜力。反过来,如果该质粒被大肠杆菌细菌摄取,其毒性作用就会产生:它会干扰细菌的细胞分裂,从而影响其构建菌落的能力。
通过这种方式,可以从一开始就保证只有那些实际含有DNA片段的大肠杆菌才会形成菌落。随后他们不会被精心挑选。“我们的新克隆系统如此高效的原因是,配备克隆DNA的细菌的选择可靠地发生,并且可以单独进行。然后可以从这些细菌中分离出多倍的质粒并用于分析克隆DNA的功能,或视情况而定,部署在蛋白质的生物技术生产中,“拜罗伊特生物学家David Richter博士说,该研究的第一作者。
此外,科学报告中介绍的方法简化了克隆程序的另一个方面:科学家们还优化了从大肠杆菌细菌细胞中提取的提取物(SLiCE),使其特别适合作为“粘合剂”将几种细菌串联起来DNA片段。因此,现在可以将各种DNA片段组合插入质粒中 - 并且比以前的方法快得多。
拜罗伊特研究小组将其新的克隆系统命名为“ZeBRα”;这个首字母缩略词来源于他们工作中两个决定性因素的科学术语。使用的质粒是“零背景载体”。这意味着:不含有待复制的DNA片段的细菌不会在背景中形成不方便的菌落。同时,“Redα-外切核酸酶”是大肠杆菌提取物的组分,其中各种DNA片段可以串在一起并掺入载体中。
在他们现在发表的研究成果的基础上,科学家们打算在未来为其克隆载体配备其他功能,使其更加有用。特别是,他们计划进一步优化载体以简化某些生物或细胞系的转化。因为这种转移也是罕见的事件,如果载体还转运导致荧光蛋白形成的DNA序列以监测转化过程,则是有利的。然后,这些蛋白质将表明带有DNA片段的质粒成功摄取到生物体或细胞中。
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