Produção de C. elegans Transgenes via Recombineering com o GalK Marcador selecionável
Summary
A capacidade de produzir transgenes para<em> Caenorhabditis elegans</em> Usando DNA genômico realizado por fosmids é particularmente atraente como todos os elementos nativos reguladoras são retidos. Descrito é um procedimento simples e robusto para a produção de transgenes via recombineering com o<em> GalK</em> Marcador selecionável.
Abstract
A criação de animais transgênicos é amplamente utilizada em C. elegans pesquisa, incluindo o uso de proteínas de fusão GFP para estudar a regulação e padrão de expressão de genes de interesse ou de geração de conjunto de purificação de afinidade (TAP) com a tag versões de genes específicos para facilitar a sua purificação. Tipicamente transgenes são gerados pela colocação de um promotor a montante de um gene repórter GFP ou cDNA de interesse, e isso muitas vezes produz um padrão de expressão representativa. No entanto, elementos críticos da regulação de genes, como elementos de controle na região não traduzida 3 'ou promotores alternativos, podem ser perdidos por esta abordagem. Mais apenas uma variante única emenda pode ser geralmente estudado por este meio. Em contraste, o uso de DNA genômico verme transportado por clones DNA fosmid provavelmente inclui a maioria se não todos os elementos envolvidos na regulação de genes in vivo que permite a maior capacidade de capturar o padrão de expressão genuína e timing. Para facilitar a geração de transgenes usando DNA fosmid, descrevemos um E. coli baseado recombineering procedimento para inserir GFP, a TAP tag, ou outras seqüências de interesse em qualquer local do gene. O procedimento utiliza o gene galK como o marcador de seleção para as duas etapas de seleção positiva e negativa em recombineering o que resulta na obtenção da modificação desejada com alta eficiência. Além disso, plasmídeos contendo o gene galK ladeado por braços homologia com GFP comumente usados e TAP genes de fusão estão disponíveis que reduzem o custo de oligos em 50% ao gerar um GFP, ou proteína de fusão TAP. Estes plasmídeos use a origem de replicação R6K que impede a necessidade de purificação extensa produto da PCR. Finalmente, também demonstram uma técnica para integrar o marcador unc-119 para o backbone fosmid que permite que o fosmid a ser injetado diretamente ou bombardeados em vermes para gerar animais transgênicos. Este vídeo demonstra os procedimentos envolvidos na geração de um transgene através recombineering utilizando este método.
Protocol
Discussion
A geração de transgenes de fosmids oferece o benefício de manter todos os elementos promotor nativo, splice variantes, e três elementos 'UTR de regulamentação. Isso pode levar à construção de um transgene que é mais um reflexo do padrão de expressão nativa, ou a construção de um transgene funcional quando outras abordagens não 5. Os transgenes resultante pode carregar uma variedade de etiquetas de epítopo incluindo GFP ou um tag TAP.
A construção de transgene…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores gostariam de agradecer a Lindsey Nash para ajudar a desenvolver a técnica. Este trabalho foi financiado pelo NIH conceder AG028977 a ALF, uma bolsa de projeto piloto da Universidade de Pittsburgh OAIC (AG024827), e fundos de sementes da Universidade de Pittsburgh.
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| FosmidMAX kit | Epicentre | FMAX046 | ||
| GoTaq | Promega | M7122 | ||
| MOPS Media | Teknova | M2120 | ||
| 0.132 M Potassium phosphate solution | Teknova | M2102 | ||
| D-galactose | Sigma | G0750 | ||
| 2-deoxygalactose | Sigma | D4407 | ||
| Biotin | Sigma | B4639 | ||
| Leucine | Sigma | L8000 | ||
| NH4Cl | Sigma | A9434 | ||
| Phusion DNA polymerase | NEB | F-530S | ||
| MacConkey agar base | Becton Dickinson | 281810 | ||
| Arabinose | Sigma | A3131 | ||
| Chloramphenicol | Sigma | C1919 | ||
| Sodium phosphate dibasic | Sigma | S5136 | ||
| Potassium phosphate monobasic | Sigma | P5655 | ||
| Sodium chloride | Sigma | S5886 | ||
| Glycerol | Sigma | G2025 | ||
| Bacto Agar | Becton Dickinson | 214010 |
References
- Mello, C., Fire, A. DNA transformation. Methods Cell Biol. 48, 451-482 (1995).
- Zhang, Y., Nash, L., Fisher, A. L. A simplified, robust, and streamlined procedure for the production of C. elegans transgenes via recombineering. BMC Dev Biol. 8, 119-119 (2008).
- Antebi, A., Yeh, W. H., Tait, D., Hedgecock, E. M., Riddle, D. L. daf-12 encodes a nuclear receptor that regulates the dauer diapause and developmental age in C. elegans. Genes and Development. 14, 1512-1527 (2000).
- Snow, M. I., Larsen, P. L. Structure and expression of daf-12: a nuclear hormone receptor with three isoforms that are involved in development and aging in Caenorhabditis elegans. Biochim. Biophys. Acta. 1494, 104-116 (2000).
- Fisher, A. L., Page, K. E., Lithgow, G. J., Nash, L. The Caenorhabditis elegans K10C2.4 Gene Encodes a Member of the Fumarylacetoacetate Hydrolase Family. A CAENORHABDITIS ELEGANS MODEL OF TYPE I TYROSINEMIA. J Biol.Chem. 283, 9127-9135 (2008).
- Wightman, B., Ha, I., Ruvkun, G. Posttranscriptional regulation of the heterochronic gene lin-14 by lin-4 mediates temporal pattern formation in C. elegans. Cell. 75, 855-862 (1993).
- Lehrbach, N. J. LIN-28 and the poly(U) polymerase PUP-2 regulate let-7 microRNA processing in Caenorhabditis elegans. Nat Struct Mol Biol. 16, 1016-1020 (2009).
- Tursun, B., Cochella, L., Carrera, I., Hobert, O. A toolkit and robust pipeline for the generation of fosmid-based reporter genes in C. elegans. PLoS One. 4, e4625-e4625 (2009).
- Bamps, S., Hope, I. A. Large-scale gene expression pattern analysis, in situ, in Caenorhabditis elegans. Brief. Funct. Genomic. Proteomic. , (2008).
- Dolphin, C. T., Hope, I. A. Caenorhabditis elegans reporter fusion genes generated by seamless modification of large genomic DNA clones. Nucleic Acids Res. 34, e72-e72 (2006).
- Sarov, M. A recombineering pipeline for functional genomics applied to Caenorhabditis elegans. Nat. Methods. 3, 839-844 (2006).
- Yang, X. W., Model, P., Heintz, N. Homologous recombination based modification in Escherichia coli and germline transmission in transgenic mice of a bacterial artificial chromosome. Nat Biotechnol. 15, 859-865 (1997).
- Court, D. L., Sawitzke, J. A., Thomason, L. C. Genetic engineering using homologous recombination. Annu.Rev.Genet. 36, 361-388 (2002).
- Westenberg, M., Bamps, S., Soedling, H., Hope, I. A., Dolphin, C. T. Escherichia coli MW005: lambda Red-mediated recombineering and copy-number induction of oriV-equipped constructs in a single host. BMC Biotechnol. 10, 27-27 (2010).
- Warming, S., Costantino, N., Court, D. L., Jenkins, N. A., Copeland, N. G. Simple and highly efficient BAC recombineering using galK selection. Nucleic Acids Res. 33, e36-e36 (2005).
- Penfold, R. J., Pemberton, J. M. An improved suicide vector for construction of chromosomal insertion mutations in bacteria. Gene. 118, 145-146 (1992).
- Praitis, V., Casey, E., Collar, D., Austin, J. Creation of low-copy integrated transgenic lines in Caenorhabditis elegans. Genetics. 157, 1217-1226 (2001).
- Puig, O. The tandem affinity purification (TAP) method: a general procedure of protein complex purification. Methods. 24, 218-229 (2001).
- Rigaut, G. A generic protein purification method for protein complex characterization and proteome exploration. Nat.Biotechnol. 17, 1030-1032 (1999).
- Achilleos, A., Wehman, A. M., Nance, J. PAR-3 mediates the initial clustering and apical localization of junction and polarity proteins during C. elegans intestinal epithelial cell polarization. Development. 137, 1833-1842 (2010).
- Maduro, M., Pilgrim, D. Identification and cloning of unc-119, a gene expressed in the Caenorhabditis elegans nervous system. Genetics. 141, 977-988 (1995).
