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噬菌体文库的构建和保存

时间:2012-02-12 00:42|来源:实验室前沿| 分享|点击:


基于噬菌粒系统来生产高多样性的噬菌体展示文库,下面的方法已被优化。进行一些小的修改后,这些方法也适用于基于噬菌体的展示系统。特别的,噬菌粒需要额外的辅助噬菌体(helperphage)来包装DNA到噬菌体颗粒中,噬菌体载体常常自我包装。 实验室前沿,了解实验室动态

    1  单链DNA模板的制备
寡核苷酸定向诱变使用单链DNA(single-strand template,ssDNA)作为模板。因此,这个方法非常适用于噬菌体展示,因为ssDNA可以直接从噬菌粒中纯化。突变效率取决于模板的纯度,因此高纯度dU-ssDNA的使用对于成功的文库构建是至关重要的。我们使用QiagenQIAprepSpinMl3试剂盒作为一个基于亲和柱而获得高纯度ssDNA的经济方法。
    2  异源双链CCC-dsDNA的体外合成
    一个三步的实验方案(实验方案2.2)是以dU-ssDNA为模板将诱变性寡核苷酸整合到异源双链CCC-dsDNA中。这里介绍的实验方案是一个介绍过的实验方案经优化且放大规模后的版本。寡核苷酸首先被5,磷酸化,然后退火到dU-ssDNA模板。寡核苷酸被酶催化延伸并连接,以形成异源双链CCC-dsDNA。最后,CCC-dsDNA被纯化和脱盐。
    3  大肠杆菌的电转化和文库噬菌体的制备
    为完成文库构建,生产的异源双链CCC-dsDNA必须被转入含有一个有助于M13噬菌体感染和增殖的F,片段的一个大肠杆菌宿主。按照这种方法,异源双链可以通过宿主中的DNA修复和复制而被分解,并且得到的文库可以被包装进噬菌粒。噬菌体展示文库的多样性被向大肠杆菌转入DNA的方法所限制,最有效的方法是用高电压电转化。
    电转化基于以下观察资料:当被置于一个强电场中时,大肠杆菌(和许多其他细胞)会从外周溶液中吸收DNA。然而,DNA的吸收只在高电场强度、低电流的情况下发生。就实践而言,这意味着大肠杆菌混合物必须具有很低的电导率,从而可以在没有高电流流过溶液的情况下建立一个强大的电场。
    一次电转化反应得到的大肠杆菌转化株(transformant)的产量可以通过增加DNA和(或)大肠杆菌的浓度而提高。但是,两个成分纯度必须非常高且不含导电物质(conductingspecie)。DNA脱盐的标准方法是乙醇沉淀,但是通过这种方法纯化的DNA含有大量可电离的杂质,因此它只可在lOug/ml左右的浓度下被电转化。·亲和层析能产生电导率十分低的高纯度DNA溶液,允许在高于100ug/m1的DNA浓度下进行电转化。在这样饱和的条件下,高比例的感受态细胞(electrocompetentcell)被转化了。
    第二个电转化反应的影响因素--大肠杆菌细胞,必须也被高度浓缩以达到最高效率。由于所有大肠杆菌菌株都可被制备成易转化的菌株,不同的菌株对制备感受态细胞所需要的洗涤步骤的耐受性差别很大。在许多情况下,显著比例的细胞在这一步中无法存活,因此存活的电感受态细胞的浓度被降低了。高效电转化菌株对洗涤过程有耐受性。耐受性最好的菌株,例如大肠杆菌MCl061,在可感受态下保持100%的存活率,因此,它们可以在非常高的浓度下被电转化[大于每毫升3Xloll个菌落形成单位(colony forming unit,cfu)]。
    我们构建了一个新型菌株,大肠杆菌SS320,它对于高效的电转化和噬菌体的制备都是理想的。我们使用一个标准的细菌杂交实验方案(matingprotocol),将来自大肠杆菌XLl-Blue(Stratagene)的F,片段转化到大肠杆菌MCl061(Bio-Rad)中。因为大肠杆菌MCl061带有链黑菌素抗性的染色体标记,而来自大肠杆菌XLl-Blue的F,片段产生四环素抗性,所以产生的菌株(progeny strain)可以容易地用链黑菌素和四环素进行筛选。大肠杆菌SS320保留了大肠杆菌MCl061的高电转化效率,同时带有F,片段使它可以被M13噬菌体感染。
    4  文库的保存和再感染
    在4℃,噬菌粒可以在非感染的状态中被保存数年,而在-70℃可以一直保存下去。但是,对于许多蛋白,情况不一定是这样,而且冰冻的噬菌体是否可以被直接用于筛选实验取决于展示多肽的稳定性。小肽的噬菌体展示文库通常非常稳定,并且我们一般直接使用冰冻的肽文库进行筛选。相反,许多大蛋白则易于失活或者蛋白水解,并且展示配体的数量可能会在保存过程中快速减少。必须完全根据经验来测定特定的噬菌体展示蛋白的稳定性。直接使用冰冻的文库非常方便,但是对于不稳定的蛋白可能是不可行的。在这种情况下,原始文库必须在大肠杆菌中增殖以产生可以立即用于筛选实验的新鲜的噬菌粒。大肠杆菌SS320是一个较好的电转化菌株,而大肠杆菌XLl-B1ue更适用于接下来的噬菌粒增殖,因为它提供了一个产量略高的噬菌粒。
Tags:保存,建和,构,文库,噬菌体,
责任编辑:何辉

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