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双酶切和无缝克隆方法构建HCV CORE表达载体的比较

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山西医药杂志2017年2月第46卷第3期 Shanxi Med J,February 2017,Vo1.46,No.3 ・267・ 双酶切和无缝克隆方法构建 HCV CORE表达载体的比较 王敏敏 赵 婕 常亚磊 陈浩男 陈思思 宋 静 魏建宏 【摘 要】 目的 以PLVX—IRES-ZsGreenl为载体骨架,通过双酶切方法和无缝克隆方法构建HCV CORE 真核表达载体,比较2种不同载体构建方法的优缺点,以期为合理选择载体构建方法提供依据。方法双酶切方 法使用BamH I和EcoR I两种限制性内切酶分别酶切PLVx-IRE ZsGreen1和目的基因聚合酶链反应(PCR) 片段,形成带有相同黏性末端的线性载体片段和PCR片段,然后利用T4 DNA连接酶连接,连接产物转化大肠埃 希菌DH5 a感受态细胞,转化菌涂在含氨苄青霉素的固体培养基中进行阳性单克隆筛选并测序。无缝克隆方法 利用同源重组的原理,通过重组酶将靶基因PCR片段和经Xho I酶切的PLVx_IRES_zsGreenl线性载体重组连 接,连接产物同样转化人感受态细胞中,转化菌涂布含氨苄青霉素的固体培养基平板进行阳性克隆筛选并测序。 结果跟双酶切载体构建方法比较,同源重组法步骤相对简单,可以更高效快速地构建载体,但是假阳性率略高。 结论 同源重组法可更高效地构建载体,但假阳性率高。 【关键词】遗传载体; 克隆,分子; 同源重组 Comparison of the construction of a C0RE-Green vector using conventional double enzyme restriction and recombina— tion WangMinmin ,Zhao Jie,Chang Yalei,Chen Haonan,Chen Sisi,Song Jing,Wei Jianhong. The Anatomy Department of Basic Medical Science,Fenyang College of Shanxi Medical University,Fenyang 032200,China [Abstract]0bjective In molecular biology experiments,expression vectors are usually constructed in order to stably express foreign genes in cells.In this study,two different methodologies were used to generate HCV C0RE vecto,for the more reasonable in selection of constructing vectors.Methods The restriction enzymes BamH I and EcoR 1 were then used to generate”sticky ends”on fl linearized PLVX-IRES-ZsGreenl vector and PCR fragments of fl target gene.The fragments were ligated to form a functional PLVX—IRES-ZsGreenl—CORE vector with the aid of T4 ligation enzyme.The ligated products were transformed into Escherichia coli DH5a corn— petent cell and plated onto selective medium with ampicillin.In seamless cloning,utilizing the principle of homolo— gous recombination,the PCR fragment of targeted gene was recombined with the Xho I—cleaved PLVX—IRES-Zs— Greenl vector of the target gene by the recombinant enzyme.Then all products were treated with the same condi— tions.Results Compared to conventional double enzyme restriction,Seamless cloning involved simpler procedures and it allowed a vector to be constructed efficiently and quickly,but it also yielded a higher rate of false positives for clones containing the vector in question.Conclusion Seamless cloning can construct a vector efficiently and quickly,but it have a high rate of false positives. [Key words]Vector construction; Cloning,molecular;Homologous recombination 分子克隆是基因重组和蛋白基因工程表达研究 中必不可少的手段之一,是分子生物学中的一种基 D0I:10.3969/j.issn.0253—9926.2017.03.007 基金项目:山西省大学生创新创业训练计划项目 (2014052) 本的操作方法[1 ]。而通过双酶切来构建载体是其 中常用的一种方法,这种方法利用限制性内切酶可 以识别并切割特定的核苷酸的原理,用2种不同的 限制性内切酶切割靶基因得到前后都带有黏性末端 的靶基因片段,与同样经2种限制性内切酶切割得 到的带有相同黏性末端的线性载体在T4 DNA连接 酶作用下进行连接,从而实现基因克隆[3 ]。但是在 实际操作中经常会遇到酶切效率及连接效率不高等 问题,致使靶基因片段插入载体相当困难,为此人们 作者单位:032200山西医科大学汾阳学院基础医学部 (王敏敏、赵婕、常亚磊、陈浩男、魏建宏),医学检验系(陈思 思、宋静) 通信作者:魏建宏,Email:1174900332@qq.eom 山西医药杂志2017年2月第46卷第3期 Shanxi Med J,February 2017,Vo1.46,No.3 采取了多种策略进行克隆。在使用经典克隆的同 时,人们开始追求更加高效的克隆方法,近些年发展 起来的无缝克隆方法,相比双酶切载体构建方法,该 方法的构建过程有些不同 ]。为比较双酶切方法 和同源重组方法各自的优缺点,现以HCV CORE真 核表达载体的构建为例报告如下。 1材料与方法 1.1材料 化的牛血清血蛋白(BSA)0.5 L,载体1O L, BamH I 1 L,EcoR I 2 L。总体系为50 L。酶 切体系置37℃反应12 h。在同源重组构建载体 的方法中,用XhoI限制性内切酶对PLV-Green载 体切割。酶切体系:双蒸水33.5 L,10 X BufferD 5 L,乙酰化的BSA 0.5 L,载体1O L,Xho工1 L。总体系为50 L。酶切体系置37℃反应4 h。 1.2.4 目的片段与PLVX-IRES-ZsGreenl连接: 大肠杆菌DH5a购于索莱宝生物科技有限公 在双酶切载体构建方法中,利用PLVX—IRES—Zs— 司;质粒PLVX—IRES_ZsGreenl,pJFH1(HCV 2a 基因型eDNA)质粒为本实验室保存;限制性内切 酶BamH I,EcoR工,X 0 I,T4DNA连接酶,Taq DNA聚合酶购于Promega公司;DNA marker购 自天根生化科技有限公司,In—Fusion@HD Cloning Kit购于Clonteeh公司,凝胶回收试剂盒、质粒抽 提试剂盒购自Omega Bio Tek公司,琼脂糖购于博 美生物科技有限公司。 1.2方法 1.2.1引物设计:双酶切构建方法中使用的引物 为CoRE正向引物:CGGAATTCCCGTGCAC— CATGAGCACAAATC;反向引物为:CGGGATC— CTCAAGCAGAGACCGGAACGGTGA.。Barn H I的酶切位点是G GATCC,EcoR I的酶切位点是 G AATTC。同源重组方法使用的引物为CORE 正向引物:CGGTGAATTCCTCGAATGAGCA— CAAATCCTAAACC;反向引物为:TAGAACT— AGTCTCGATCAAGCAGAGACCGGAACGGT。 该方法应用同源重组原理进行连接,在同源重组中 为了保证目的片段插入载体的方向,正、反向引物 的5 端分别加入Xho I及该酶切位点前后约l5个 碱基的载体序列。 1.2.2聚合酶链反应(PCR)扩增目的基因:扩增 CORE目的基因。反应体系:正向引物1 L,反向 引物1 L,pJFH1模板0.5 L,Taq DNA聚合酶 0.5 FL,dNTP混合液0.5 FL,缓冲液2.5 L,双 蒸水19 l上L。反应条件:95℃3 min预变性,95℃ 30 S,55℃30 S,72℃150 S,共34个循环。72℃ 5 min充分延伸。PCR产物4℃保存,并进行1 琼脂糖凝胶电泳鉴定和纯化。 1.2.3 PLVX—IRES—ZsGreen1载体酶切:在双酶 切构建载体的方法中,用BamH工和EcoR工限制 性内切酶对PLVX—IRES—ZsGreenl载体进行切割。 酶切体系双蒸水31.5 L,10NBufferE 5 L,乙酰 Greenl及目的基因CORE酶切后两端的黏性末 端,用T4 DNA连接酶把PcR产物连接人PLVX— IRES—ZsGreenl。连接体系:2 L插入目的片段,1 L PLVX—IRES—ZsGreen1,1 L Liagse Buffer, 0.5 L T4 DNA Liagse,总体系为10 L。在同源 重组方法中将PCR产物重组人PLVX—IRES_Zs— Greenl。重组反应体系:目的片段0.32 L, PLVX—IRES—ZsGreenl 1.64 L,酶2 L,双蒸水 6.03 L。总体系为10 L。 连接产物转化人大肠埃希菌感受态细胞中,转 化菌涂布含氨苄青霉素的固体培养基平板进行阳 性克隆筛选并测序。 2 结 果 2.1双酶切法载体构建 2.1.1 目的基因CORE的扩增:以pJFH1为模 板,用设计引物扩增目的基因,1 琼脂糖凝胶电泳 显示扩增产物约为651 bp,与预期结果一致(图 1) M:marker;1:目的基因CORE 图1 CORE基因PCR产物电泳鉴定 2.1.2 PLVX—IRES—zsGteen1载体双酶切:用 BamH工和EcoR工限制性内切酶对PLVX—IRES— ZsGreenl载体进行切割,结果见图2。 2.1.3 PLVX-IRES-ZsGreen1载体与目的片段连 接及鉴定:连接产物转化DHSa感受态细胞,转化 菌涂布含氨苄青霉素的固体培养基平板。进行琼 山西医药杂志2O17年2月第46卷第3期Shanxi Med J,Fehruary 2O1 7,Vo1.46,No.3 【  j jI I M:I)NA nⅢrk( ;l:I- I V( r n载体 切;2:PI.V(m、 I1载 ^ B A :M:I)NA marker;1:PI.V( r c_ell酶切图 体未酶切 I{ :M:I)NA nlark ̄lr;1~4:纯化[【J】收的线 r}:I VGreen 图2 PI VX IRES Zs(j-’¨(m1载体双酶切图 图5 I’I V(;reen载体单酶切及纯化回收产物鉴定(A;l{) ^I  c2 脂糖电泳 定,结果 图3;歼送北京牛T进干f洲序 鉴定,结果 示载体构建成功。 ’ 1 M:DNA lll ̄lrkcr;1:}】1 V t"(’()R|c舰|JJ ; :1 1 V Gteen一(、()RE术脯切 图:{ 阳性克隆I 【’R鉴定 2.2无缝克隆法构建载体 2.2.1 I】的基冈C()RE的扩增:以1)JFH1为模 板,扩增¨的基冈,1 琼脂糖凝胶电泳显示扩增产 物约为651 1)I】,与预期结果・敛(}冬1 4)。 M:DNA rI1 rker;l:( (】RE P(’R 物 图,1 【、()RE基因I 【’R产物鉴定 2.2.2 PI VX—IRES—ZsGrccn1载体单酶切及纯 化:用Xho J限制 H-:内切酶酶1=J=J PI VX—IRES—Zs— Green1,酶切及纯化结果见 5。 2.2.3 PI VX—IRES ZsGrcen1载体与日的片‘段_审 组连接及鉴定:重组连接产物转化DH5 c ̄感受念细 胞后涂布含氨苄青霉素的Ⅲ体培养基 板,川l 琼脂糖凝胶电泳进行鉴定,结l粜见图6。测序 爪 载体构建成功。 3 讨 论 分子生物学经过2O多年的发展,利用限制性 内切酶和连接酶的方法成为载体构建中一个稳定 M:ljNA II1._rke ;1~2:P1 V( r ㈤L (小E黼切鉴疋 图6 阳性克隆PCR鉴定 而有效的系统。住整个载体的构建过程中,可根据 实验要求选择合适的克隆方法,最大程度地利用每 种方法的优点。经典的双酶切构建载体方法比较繁 琐。首先,其蘩个过程涉及I_】的基因扩增,载体和目 的基 酶切,感受态细胞转化和阳性克隆的筛选等, 每一个步骤都必须严格控制其反应条件 “ 。其次, 舣酶切的效率相对不高 ,冈为许多限制性内切酶 不能正确 割位于I)NA片段末端的识别位点,它们 在酶切化j:DNA片段与次末端的识别位点效率不 高。凶此,不能确保在连接前PCR片段是完全被切 开的,而H 同的酶所对应的缓冲液不同,内切酶只 有在最适合的缓冲液体系的环境F其效率才能得到 最优化, 足双酶切体系势必使其中一个酶的活性 有所损火。这样必定会致使酶切产物的不纯。这样 就使得连接时所需要的双酶切线性载体的量失准, 进而影响连接效率。相反.若采用无缝克隆法构建 载体与舣酶切法构建载体方法不同。首先,设计引 物时正阳引物5 端前面加的是XhoI酶切位点及该酶 切位点 f)I VX IRE ̄ZsGreen1载体中对应前面的 l 5个碱琏载体片段,反向引物5 端前面加的是X oI 酶切位点及陔酶切位点在PI VX—IRE zsGreenl载 体中对f、 后面的1 5个碱基载体片段,如此设it-引物 是为了保证}{的片段插入载体时的方向正确。其 次,同源氨组所需的载体只需要单酶切,用XhoI酶切 PI VX IRE ̄ZsGreenl,使得I I VX_IRE Zs(二reen1 成为两端都带着Xhol位点的线性载体。相比双酶切 割载体, 酶切可以保证酶切后的载体都是单一的 线性片段.使得后续的重组连接更准确l1 。两种方 山西医药杂志2017年2月第46卷第3期Shanxi Med J,February 2017,Vo1.46,No.3 法各有利弊,双酶切法构建过程相对比较繁琐,无缝 克隆法构建过程相对简单,可以省去很多的时间和 [5]刘斌,羊小海,王柯敏.基于线性荧光探针对T4DNA连接酶 的活性分析口].高等学校化学学报,2010,3(3):463—467. 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