改造使用含RNA寡核苷酸基因组DNA的RNA / DNA杂交一代

理由利用使用的Thermo Scientific Dharmacon寡核苷酸，50到80个碱基，在这里我们提出一个过程，基于一个基因校正实验，寡核苷酸可以遗传信息转移到酵母细胞的基因组DNA后，退火目标染色体DNA。通过寡核苷酸的成功目标是打进显示预期的表型酵母殖民地的外观。如果所需的基因改造进行在寡核苷酸序列中的一个或多个核苷酸，遗传信息流直接从RNA道染色体的目标DNA，因此，在染色体水平在定位过程中的RNA / DNA杂交的形式。一个的Thermo Scientific Dharmacon的RNA含寡核苷酸/ S可以作为模板，通过DNA修复合成基因打靶或可以嵌入到DNA为模板，在DNA复制服务。在这些实验中，我们使用的酵母/酵母/真核细胞模型系统，然而，类似的方法还可以应用在其他生物体或细胞类型。在这个视频中，我们使用热科学Dharmacon寡核苷酸的同源性设计目标酵母的基因组位点，并包含在中间的一个核苷酸，以正确的靶基因的突变。改造后的RNA含有寡，我们观察到目标站点的修正，在一定的频率，这表明，道寡核苷酸的RNA可以纳入染色体DNA作为DNA合成的模板，在DNA复制。内的RNA道进行稳定的遗传信息传送到下面的单元格几代人。在这里，我们描述了酵母细胞转化的Thermo Scientific Dharmacon RNA含寡核苷酸和方法步骤，以检测RNA信息转移到染色体DNA。 答：在本实验中使用的RNA含寡糖的设计我们设计的一种RNA寡核苷酸，纠正在酵母的遗传缺陷s 酵母染色体DNA trp5轨迹。在协议中使用的酵母菌株包含一个突变 trp5基因两碱基缺失和一个无义突变（图1A） 。这种酵母是一种色氨酸营养缺陷型突变体，并不构成没有色氨酸媒体上的殖民地。在酵母基因组数据库（http://www.yeastgenome.org/）中的TRP5基因的DNA序列是可用的。的Thermo Scientific Dharmacon RNA含寡核苷酸在本议定书中使用一个65 – MER与DNA插入一个2基地，旨在纠正的缺失突变，旨在纠正 trp5等位基因（图1A）无义突变的核苷酸。寡核苷酸序列设计如下： 5' – AAAAGGGTTTTGATGAAGCTGTCG – CG – GATCCCACATTCTG – RG – GAAGACTTCAAATCCTTGTATTCT。这是合成寡核苷酸的Thermo Scientific Dharmacon（拉斐特，CO）在200纳米尺度，是脱盐，deprotected没有页面净化使用。 B.制备酵母转化RNA含有寡糖（Storici 等修改，2007年1） 擦拭将用于实验，包括寡管，移液器，旋涡，衣架，实验区，并与核糖核酸酶净化解决方案，以消除潜在的RNase污染的一切开始之前研究员戴手套的材料。使用无RNase水，化学试剂，试管和枪头在所有步骤。在这个实验中的每一个步骤应该是无RNase。 重悬的Thermo Scientific Dharmacon RNA含有寡收到该公司以250 pmoles /μL无RNase的水涡大力溶解沉淀原液。储存在-80 ° C。 改造前，立即在冰上解冻的RNA寡核苷酸和无RNase在无RNase管的水稀释50 pmoles /μL。每个转换需要1 nmole含有RNA的寡核苷酸。 变性的选择金额在100℃2分钟加热块含有RNA的寡核苷酸，以消除对寡核苷酸二级结构。 变性后立即放置在冰上管。在冰上保持到转型。 在实验中控制了相应的DNA只寡核苷酸用于。这寡核苷酸是从-20 ° C解冻，并转变为寡核苷酸的RNA含准备，如上面所述。 C.酵母细胞的转化，使用RNA含有寡糖 trp5突变的酵母细胞接种5毫升丰富的YPD液体培养基中，成长在30 ° C过夜（见材料）。 转移到YPD液体培养基中50毫升1.5毫升的隔夜文化。 在30℃摇床（225转）4H中孵育细胞。 准备解决方案1紧接在无RNase管改造和解决方案2（见材料）。 将细胞培养50毫升无RNase管，并在3000转，对应1562年克的2分钟，旋转。细胞沉淀的沉淀约。 0.3厘米3。 取出50毫升无RNase水，并在2分钟3000转的旋转上清，洗涤细胞。 5次重复第6步，培养基和核糖核酸酶，可以在中尽可能摆脱。 取出5毫升的解决方案1和2分钟的转速在3000旋转上清，悬浮细胞。 删除的解决方案1 ​​250μL上清和悬浮细胞。这种细胞的数量是足够7-8转换。 分装50μL细胞悬液，在无RNase离心管，加入20μl的RNA含寡工作的解决方案（1 nmole），或20μL的DNA寡核苷酸工作的解决方案（1 nmole），或20μL无菌水没有为阴性对照寡核苷酸。每个转化反应，然后加入300μL的解决方案2。有没有需要添加在转型过程中的鲑鱼精子DNA，寡核苷酸为载体本身的行为。 涡大力混合元件均匀。 30 ° C时30分在摇床孵育转化反应。 热休克在42 ° C为15分钟。 在5000转，相当于2236克4分钟，离心细胞。 取出100μL无菌水上清和悬浮细胞。 这个细胞悬液等分，并用无菌水稀释十万倍和YPD使用约板的板细胞。 15无菌玻璃珠和孵化在30 ° C时2天。 板从每改造一个合成色氨酸（SC -色氨酸）使用约不完整的固体培养基的Petri菜反应中的所有重悬细胞。 15无菌玻璃珠和孵化在30 ° C时4-5天（图2）。 D.分析RNA含寡糖基因校正计数的选择性培养基（图2），以及YPD培养基上生长的菌落计算的RNA寡核苷酸基因校正频率，唯一的DNA寡核苷酸和无寡控制数量。比较后所得的数字。 trp5两个碱基的缺失和无义突变的等位基因的自发回归率小于10-9使用的酵母菌株，因此，我们期望寡核苷酸时没有添加到细胞选择性培养基上无菌落形成。 随机挑选了几个数转化到YPD培养基殖民地获得单菌落分离。等待两天菌落生长，然后采取几个单菌落（至少5次），使YPD在选择性培养基上的补丁。 设计一对引物扩增区域（250-1,000 BP）的菌落PCR（图1B），含有RNA的寡核苷酸的目标。菌落PCR的步骤如下（Storici和雷斯尼克修改，2006 年 2） 。 从单个修补程序的50μL水悬浮细胞（大约1 mm3的），并添加1个单位的lyticase。在室温下孵育10分钟，随后在一个加热块孵化100 ° C为5分钟，打破了细胞和基因组DNA在溶液中释放。 PCR条件：PCR反应包括10μL的细胞再悬浮溶液，正向和反向引物各50 pmoles，1μL10毫米dNTPs，1个单位的Taq DNA聚合酶，5μL10倍的缓冲和调整用无菌水到终体积50μL。 PCR程序是3分，30个循环95章第30 ° C °，55章第30，在72分钟和1℃;的最后72℃延伸7分钟时间° C，然后样品在95℃保存在4 ° C。这种反应的一个延伸时间是1分/ KB假设。 继PCR检测，样品的1％或2％（取决于预期大小的PCR产物）观察PCR产物琼脂糖凝胶（图3）上运行。 如果遗传信息的RNA含有寡核苷酸转移产生的一个新的限制在酵母基因组的目标区域网站（图1B），它是可以用适当的限制性内切酶消化PCR产物，以核实信息的正确传输。如果没有任何限制的网​​站是由RNA含寡核苷酸的生成，请转至步骤6。精华PCR产物使用特定的限制性内切酶。消化反应包括6μLPCR产物，缓冲区，牛血清白蛋白（可能不需要某些酶，所用的酶的指令），限制性内切酶0.5μL，无菌水15μL。样品孵育的温度所用的酶的特定的1小时。 运行未消化的样本连同同一行2％琼脂糖凝胶上的消化样品观察遗传修饰的RNA的RNA含寡核苷酸（图3）道转移。 使用PCR纯化试剂盒纯化PCR产物和DNA测序作好准备。提交样本用于放大的产品相同的引物序列。 分析DNA测序结果，使用软件，它允许多个序列与选择的参考序列（图4）对齐。 E.碱处理RNA含寡核苷酸（图5） 对于每一个反应，加入到1.5 ml管nmole 1 RNA含寡核苷酸，或DNA的寡核苷酸（4 250 pmolesμL/μL原液）。 加入4μL的1 M氢氧化钠进行水解，或另外添加4μLH 2 O为阴性对照，并在65℃水浴中孵育1小时然后将冰水浴。 与2μL1.2 M盐酸，1中号的Tris – HCl，4μLH 2 O 4μL，或H 2 O和另外6μL，4μL1米的Tris – HCl为阴性对照压制。在冰上保持到转型。 图1。有缺陷的trp5基因和基因的RNA含有寡纠正TRP5示意图一）trp5突变基因包含2碱基缺失（黑色三角形）和1基义突变（星号）。的单链RNA含插入2基“（蓝色回路）和1 – RNA的碱基替换（红色矩形）生成一个 Van91我限制性内切酶（支架）寡核苷酸酵母细胞转化为正确的遗传缺陷的trp5基因。 b）在TRP5基因是由RNA含寡核苷酸（蓝色矩形表示更正基地）修复，Van91我的网站是到TRP5基因产生的。一个278 bp的片段，包括只有一个Van91我TRP5基因的酶切位点，是PCR扩增，由一对引物（P1和P2）。 P1和P2的Van91 PCR产物消化后产生的177 bp和101 bp的片段，我也所示。 图2。含有的RNA寡核苷酸转化的结果。）无寡核苷酸转化的酵母细胞不形成SC -色氨酸中的任何殖民地，看到板AB 。 B）板CG显示酵母殖民地SC -色氨酸越来越多后，细胞转化与1 RNA含寡nmole。 C）板HL显示酵母菌菌落SC -色氨酸越来越多后，细胞转化与相应的DNA只控制寡核苷酸1 nmole。 图3。检测遗传信息转移到RNA的寡核苷酸经酶切消化的PCR扩增目标基因组区域。P1和P2扩增，并与 Van91我限制性内切酶消化PCR检测样本的2％琼脂糖凝胶电泳产品含有酵母染色体DNA。泳道1，8和15，尺寸为100，200，300，400和500 bp的DNA阶梯上标明左巷，2巷3，PCR扩增PCR 产物 trp5突变株的基因组DNA扩增trp5轨迹产品从激进党+唯一的DNA寡针对性的殖民地的基因组DNA扩增;巷4-7来自色氨酸+含有RNA的寡有针对性的殖民地的基因组DNA; 9日至14巷，Van91我酶切扩增，PCR产物从2至7车道的PCR产物。 Van91我的完整无缺的PCR产品在10至14车道的乐队的存在可以解释TRP5轨迹（CCACATTCTGG）部分消化。考虑到切割现场Van91我（CCANNNN NTGG）可以有多个序列，在TRP5生成的网站可能无法酶的最优化的目标。事实上，所有上述的PCR产物以下的DNA测序，我们没有额外的变化超出寡核苷酸进行（见图4）的检测。 Van91 P1和P2引物和消化产品带扩增278 bp的PCR乐队177 bp和101 bp的我都显示在右边的箭头。 图4。 DNA测序结果显示含有的RNA寡核苷酸基因校正。针对一个基因组区域）的DNA电泳的RNA含寡核苷酸。 RNA含寡核苷酸的RG的DNA序列（蓝色盒装）摹来自。此外盒装的是插入的CG基地。从所有其他的PCR产物的测序结果也为骑士AR为这一个远高于背景的荧光信号，。 B）的的色氨酸+的的DNA，只有寡核苷酸（T1），和的RNA，含寡核苷酸（T2 – T5）的顶部共识序列匹配的针对性和转化 TRP5地区的序列是比较的trp5突变细胞针对寡核苷酸（基因组DNA，前红色阴影部分）。修复RNA含在底部的寡核苷酸DNA插入双基和一个碱基（G）的RNA的替代标记为红色。地区盒装在蓝色与黄色渐变显示的RNA以及含有寡核苷酸的DNA寡核苷酸正是纠正在所有被测样品的缺失突变和无意义突变。虚线标记的RNA寡核苷酸序列的位置。 图5。碱处理可以防止基因的寡核苷酸的RNA含校正，由RNA含寡核苷酸（R）的转化频率是在红色的DNA寡核苷酸（四）所示，在蓝色酒吧的酒吧和所示。误差棒代表3寡核苷酸为每个独立的转换的平均值的标准误差。的DNA寡核苷酸显示没有用NaOH处理类似的转换频率。不同，改造RNA含寡核苷酸的频率下降到0以下用NaOH处理。因此，与RNA含寡核苷酸的准备不是只与DNA寡核苷酸污染，因此，观察到的转换频率是特定的RNA含有寡。