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Article de méthode

La délétion de gènes dans le génome entier

16.4K vues

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DOI :

10.3791/4356

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23 novembre 2012

 , 

Dans cet article

Résumé

Une échelle du génome unique efficace méthode de mutation du gène a été établie à l'aide Streptococcus sanguinis Comme organisme modèle. Cette méthode a réalisé via PCR à haut débit recombinantes et des transformations.

Résumé

Transposon mutagenèse et un seul gène suppression ya deux méthodes appliquées dans inactivation du gène du génome entier dans 1,2 bactéries. Bien mutagenèse par transposon prend moins de temps, moins coûteux, et ne nécessite pas l'information du génome terminée, il ya deux faiblesses de cette méthode: (1) la possibilité d'une mutants disparates dans la bibliothèque mixte mutant qui contre-sélectionne les mutants où la concurrence est diminué; et (2) la possibilité d'inactivation partielle de gène par lequel les gènes ne sont pas entièrement perdent leur fonction après l'insertion d'un transposon. Analyse par deletion seul gène peut compenser les inconvénients liés à la mutagenèse par transposon. Pour améliorer l'efficacité de l'ensemble du génome délétion du gène unique, nous essayons de mettre en place une technique à haut débit pour l'ensemble du génome délétion du gène unique à l'aide sanguinis Streptococcus comme organisme modèle. Chaque délétion du gène construire dans S. sanguinis génome est conçu pour comporter 1Kb en amont du gène ciblé, le gène aphA-3, codant pour la protéine de résistance à la kanamycine et le 1-ko aval du gène ciblé. Trois ensembles d'amorces F1/R1, F2/R2 et F3/R3, respectivement, sont conçues et synthétisées dans un format de plaque à 96 puits pour PCR des amplifications de ces trois composantes de chaque suppression construire. R1 et F3 amorces contiennent 25-pb des séquences qui sont complémentaires de régions de la aphA-3 du gène à leur extrémité 5 '. A grande échelle amplification par PCR du gène aphA-3 est effectuée une fois pour toutes les constructions de deletion création d'un seul gène. Le promoteur de gène aphA-3 est initialement exclu de réduire au minimum l'effet potentiel polaire de cassette kanamycine. Pour créer les constructions de deletion du gène à haut débit amplification par PCR et la purification sont effectuées dans un format de plaque à 96 puits. Un amplicon PCR recombinante linéaire pour chaque délétion du gène sera constitué par quatre réactions PCR en utilisant l'ADN polymérase haute fidélité. Le expon initialephase de croissance préférentiel de S. sanguinis cultivées en bouillon Todd Hewitt supplémenté avec 2,5% de sérum de cheval inactivé est utilisé pour augmenter la compétence pour la transformation de la PCR recombinante constructions. Sous cette condition, jusqu'à 20% de S. sanguinis cellules peuvent être transformées en utilisant ~ 50 ng d'ADN. Sur la base de cette approche, 2.048 mutants avec un seul gène de suppression ont finalement été obtenus à partir des gènes chez S. 2270 sanguinis l'exclusion des quatre ORF du gène entièrement contenue dans d'autres ORF de S. SK36 sanguinis et 218 gènes potentiels essentielles. La technique sur la création de constructions de deletion du gène est un débit élevé et pourrait être facile à utiliser dans l'ensemble du génome délétions de gènes uniques pour toutes les bactéries transformables.

Protocole

1. Conception Primer

  1. Les amorces sont conçues à l'aide de scripts maison basé sur le S. séquence du génome sanguinis SK36. Trois ensembles d'amorces, F1/R1, F2/R2, F3/R3 et sont conçus pour l'amplification de la séquence 1-kb en amont du gène cible, la résistance aphA-3 du gène codant pour la kanamycine (Km r), et la protéine 3 1 -kb de séquence en aval du gène cible, respectivement (figure 1). Parmi ces amorces, F1 et R3 sont conçus à l'aide de la suite ePrimer3 EMBOSS de programmes ( htt....

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Résultats

Après amplification par PCR en utilisant des amorces F1 et R1, R3 et F3 et, approximativement 1-kb en amont et en aval de chaque S. sanguinis gène ont été obtenus dans le format 96-puits, respectivement (figure 2A). Dans nos conditions de PCR utilisant des amorces conçues et, un produit spécifique a été amplifié à partir de S. sanguinis ADN génomique dans chaque réaction PCR. Ce résultat indique les amorces étaient très spécifiques à la cible de S. sanguinis. Par PCR ré-amplif.......

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Discussion

Pour minimiser les effets possibles polaires du remplacement d'un gène ciblé avec le gène exogène antibiotiques sur les gènes voisins, deux mesures sont prises en amorce initiale de conception. Pour la plupart des gènes délétés, la amorces R1 et F3 sont conçus pour supprimer de la région codante de 6 pb après le codon d'initiation de 30 pb avant le codon stop. Les 30 dernières paires de bases sont conservées pour protéger le potentiel du site de liaison ribosomique utilisé par le gène adjacent en aval. La région.......

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Déclarations de divulgation

Aucun conflit d'intérêt déclaré.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par des subventions R01DE018138 de la National Institutes of Health (PX) et en partie par la Virginia Commonwealth University Research Programme d'encouragement présidentielle (PRIP) 144602-3 (PX). Nous remercions les Drs. Lei Chen, Yuetan Dou et Xiaojing Wang pour aider à la construction de mutants du génome entier. Nous remercions également le Core Facility l'ADN à l'Université Virginia Commonwealth pour le séquençage de l'ADN.

....

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Matériaux

F2p Gel
Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Noms des Société Catalogue Commentaires (optionnel)
Primer F2 Integrated DNA Technologies TGACTAACTAGGAGGAATAAATG
GCTAAAATGAGAATAT
Ibid CATTATTCCCTCCAGGTACTAAAA
CAATTCATCCAGT
Ibid GATAAACCCAGCGAACCATTTGA
Ibid GCTTATATACCTTAGCAGGAGACA
Ibid GTATGACATTGCCTTCTGCGTCC
Primer 5 'end_R1_seq Ibid GCCATTTATTCCTCCTAGTTAGTCA
Primer 5 'end_F3_seq Ibid GTTTTAGTACCTGGAGGGAATAATG
Primer 5 'end_R1p_seq Ibid CCTCAAATGGTTCGCTGGGTTTATC
CSP Synprep Séquence: NH2-DLRGVPNPWGWIFGR-COOH
Invitrogen 11304-102 Platinum Taq DNA Polymerase High Fidelity
EcoRI New England Biolabs Inc R0101S
Agar Bioanalytique américain AB01185
Agarose Promega V3125
BHI BD Biosciences 237500 Brain Heart Infusion
Sérum de cheval Fisher Scientific SH3007403 Sérum de cheval
KM Fisher Scientific BP906-5 Kanamycine
TH bouillon BD Biosciences 249240 Bouillon Todd Hewitt
PureLink 96 Invitrogen K310096 PureLink 96 PCR purification kit
QIAquick Qiagen 28106 Kit QIAquick PCR purification
Filtre Corning 431117 Filtre de 0,22 um polystyrène
Système Anoxomat Mart Microbiology BV Anoxomat Mark II
Centrifugeuse de paillasse Thermo Scientific 75004377 Sorvall Legend RT plus microplaque rotor
UVP LLC BioDoc-It 210
Incubateur Fisher Scientific 11-690-625D Isotemp
Labnet Gel XL Labnet E0160 Labnet Gel XL
Microcentrifugeuse Eppendorf 22621408 Microcentrifugeuse 5415 R
Thermo Scientfic 4661040, 4661020 Finnpipette F1
Thermocycleur Applied Biosystems Inc N805-0200 GeneAmp PCR System 9700

Références

  1. Sassetti, C. M., Boyd, D. H., Rubin, E. J. Genes required for mycobacterial growth defined by high density mutagenesis. Mol. Microbiol. 48, 77-84 (2003).
  2. Kobayashi, K., et al. Essential Bacillus subtilis genes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 4678-4....

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Réimpressions et autorisations

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