일렉트로 변형으로 알려진 공정에서 박테리아로 DNA를 도입하기위한 일반적으로 사용되는 방법이다. electrocompetent 세포의 제조를위한 기존의 프로토콜은 시간 소모적이고 노동 집약적이다. 이 문서는 다른, 빠른, 그리고 현재 일부 실험실에서 사용 electrocompetent 세포의 준비를위한 효율적인 방법을 설명합니다.
전기 천공은 신속하고 효율적으로 셀의 넓은 범위로 외래 DNA를 도입하는 방법에 널리 이용되고있다. Electrotransformation 자연스럽게 능력이없는 원핵 세포에 DNA를 도입하는 선택의 방법이되고있다. 전기 천공은 정제 DNA 유능한 박테리아 외에도, 시판되는 유전자 펄스 제어부와 큐벳 필요 신속하고 효율적이며 능률적 변환 방법이다. 펄싱 단계 달리 electrocompetent 세포의 제조 미드 로그 상으로 성장 반복 멸균 냉수의 양을 감소 시키는데 원심 분리 및 세척의 라운드 또는 배양 대용량의 비 – 이온 성 버퍼를 포함하는 집중 시간 소모적이고 노동이며 성장. 시간과 노력은 상업적 출처 electrocompetent 세포를 구매하여 저장 될 수 있지만, 선택은 일반적 E. 고용에 한정 대장균 실험 균주. 우리는 이에 신속하게 보급되고electrocompetent E.을 준비하기위한 효율적인 방법 몇 시간 동안 세균학 실험실에서 사용, V.에 적용 할 수있다 대장균, 콜레라와 다른 원핵 생물. 우리가 독자적인 기술 개발을위한 신용에 누구를 확인할 수는 없지만, 우리는 이에 과학계가 사용할하고 있습니다.
1980 년대 초 1에서의 '처음부터, 일렉트로는 중요한 분자 생물학 기술, 원형 또는 선형 핵산과 / 형질 살아있는 세포를 변환하기 위해 사용 가능성이 하나의 가장 일반적인 방법이되었다. 원래 진핵 세포 1의 형질 개발, 일렉트로은 이후 E.의 변화에 적응했다 콜라이 (2, 3). 세균학에서, 일렉트로 실험실 표준이되었습니다 및 그람 음성 슈도모나스 4, 살모넬라 5, Vibrios 6 Serratiae 및 Shigellae 7을 포함하여 박테리아의 넓은 범위를 변환하도록 수정되었습니다; 그람 양성 클로스 트리 디아 8, 바실러스 9, 유산균 10 및 장구균 11. 심지어 일부 고세균은 Methanococci 포함, 일렉트로으로 변환 의무 입증 </EM> 12 Sulfolobus의 종 13. 종합적인 검토를 위해 오운과 Aachmann 14을 참조하십시오. 일렉트로 변환 효율은 화학 능력 또는 열 쇼크 2보다 소문에 의하면 10 ~ 20 배 높다. 그러나, 많은 1980 년대 15 더글라스 하나 한 최적화로 화학 능력에 박테리아를 준비 같은 세포는 또한 electrocompetent 할 준비를해야합니다.
전기 천공은 electrocompetent 박테리아, 정제 된 DNA, 전기 임펄스를 전달 펄스 제어 모듈 및 전극으로서 기능 작은 일회용 큐벳을 수용 챔버를 필요로하는, 세균성 변환의 신속하고 효과적인 방법이다. 간단히, 감기, 유능한 박테리아 30-45 분 동안 30-37 ℃에서 배양 성장 배지에 재현 탁 큐벳에 고전압 펄스 실시 플라스미드 DNA, 함께 혼합 한 후 반고체 배지 (영양 한천에 도금 아르 하거든 Appr와 함께 접시)선택적 항생제를 opriate.
펄싱 단계 electrocompetent E.의 제조 대조적 대장균은 전통적으로 대량으로 수행되는 다중 절차 남아있다. 간단히, 박테리아의 하룻밤 문화는 성장의 중반 로그 단계 (<1.0의 OD 600)로 성장하고, 멸균 비 직렬 세척을 실시 1 L 루리아 국물 (LB) 100 ㎖,와 삼각 플라스크에 접종 이온 4 ℃에서 볼륨을 감소 버퍼 또는 이중 증류수 (DDH 2 O) 큰 관심은 전체 절차를 통해 차가운 세포를 유지하고 오염을 방지하기 위해주의해야합니다. 이 멸균 원심 분리 버킷 및 비 이온 버퍼 또는 DDH 2 O의 사용, 진탕 배양기, 대용량 고속 냉장 원심 분리기 회 전자의 집합이 필요합니다. 세균은 결국 10 % 글리세롤이 보충 된 버퍼의 작은 부피에 재현 탁하고 ~ 40 μL 부피, WH로 분주된다무형 문화 유산은 사용할 때까지 -80 ° C에 저장됩니다. 저온 저장은 종종 인해 시간이 지남에 따라 생존의 손실을 감소 변환 효율성을 초래한다.
Electrocompetent 박테리아 세포는 상업 다양한 소스로부터 만 (자주 재조합 결핍) E.의 제한된 수도 있습니다 호스트가 플라스미드의 광범위한 전파로 대장균 균주는 일반적으로 채택했다. 그 결과 연구팀은 변환에 대한 자신의 변종 / 돌연변이를 준비하기 위해 사내 방법에 의존하고 있습니다.
electrocompetent E.의 제조를위한 대안, 신속하고 효율적인 프로토콜 대장균은 지금 시간이 몇 분자 세균학 실험실에서 사용되었으며, 우리의 경우 V.에 추가 그람 음성 세균으로 확장되었습니다 콜레라. 이 시간이 지남에 따라 다른 연구자에 의해 최적화 된 바와 같이 프로토콜의 송신자는 식별 될 수 없다. 여기에 제시된 방법은 우리의 실험 실용에 사용 된거의 두 수십 년 동안 이거, 그것은 우리의 동료와 함께이 유용한 프로토콜을 공유하는 것이 저희의 목표입니다.
변환 효율에 관계없이 유능한 세포를 준비하기 위해 사용되는 방법의 다양한 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 유사 변수는이 방법에 적용, 큰주의가되어야한다는 세포들이 일정한 저온 (더 높은 ° 4 이상 C)로 유지되도록 한천 플레이트에서 수확 한 번. 세균 잔디 적극적으로 수집시 성장해야하며 세포 성장의 중간 로그 상에 있어야합니다. DNA (염 즉, 오염)의 품질은 변환 효율에 영향을 미친다. 이 방법을 사용하는 경우 특히, 한천 큐벳에있는 한천 조각이 펄스의 아크가 발생합니다 깨진 수 없습니다.
이 기술로 발생하는 대부분의 문제는 두 가지 문제와 관련된 그들은 적극적으로 성장하는 경우 한천 플레이트에서 시간의 적절한 창 동안 박테리아를 수집. 너무 빨리를 수집하는 것은 불충분 한 세포 수를 산출하고 렌더링그들이 형성하는 "pellicule"는 판의 표면을 떠 어렵 기 때문에 실망 LB 한천 플레이트를 긁어. 수집 박테리아는 너무 늦게 극적으로 자신의 능력을 감소합니다. 시간 창은 자연스럽게 LB 아가 플레이트 상에 플레이 팅 종균의 밀도에 의존 될 것이다. 두 번째 중요한 단계는이 변환 다음 LB 한천에 도금 될 때까지 그들은 한천 플레이트를 들어 올려 염화칼슘 또는 DDH 2 O에 재현 탁하는 순간부터 (4 ° C) 차가운 박테리아를 유지하는 것입니다. 박테리아, 큐벳과 버퍼를 포함하는의 미세 튜브는 미리 냉각하고 박테리아가 도금 될 때까지 항상 얼음에 보관해야합니다. 멸균 DDH 2 O 또는 염화칼슘이 침전물을 포함하거나 오염되는 경우에는 추가 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 이유로 우리는이 시약 신선한 준비하는 것이 좋습니다.
문제 해결의 변환은 학사 학위를 변환 할 때 컨트롤을 포함하여 용이cteria는 어떤 방법으로 능력을 렌더링합니다. 선택적 마커를 함유하는 LB 아가 플레이트 상에 플레이 팅 비 형질 전환 박테리아의 능력 배치 이루어진 대조군 급속 플레이트에 항생제가 효과적인지 여부를 결정하는 것을 도울 것이다. 실험 샘플과 같은 선택적 마커를 숨겨 좋은 품질과 수량의 알려진 플라스미드 준비와 양성 대조군 변환은 박테리아가 능력이 아니라 변형 실험 DNA가 양 또는 질에 충분한인지 여부를 결정하는 데 도움이 될 것입니다.
이 기술의 장점은 여러이며 방법은 변환이 계획되어 당일 내에서 수행 될 수있다. 우리는 (야간 문화를보기 전에 하루를 시작 잊고 후) "긴급"상황에서이 작업을 수행 한, 우리는 얼어 붙은 세균의 글리세롤 주식 electrocompetence 손실없이 LB 한천에 직접 도금 될 수 있다는 것을 발견했다. 우리는 전자를 테스트 할 수 있지만매우 긴장 어떤 E.에게 알려진 대장균 또는 V. 전기 충격에 의해 변형 될 수있다 콜레라 긴장은 우리의 손에이 의정서의 의무가있다. 이 기술은, 빠른 효과, 전통적인 방법을 사용 electrocompetent 박테리아를 준비에서 얻은 수익률은 변환 효율 비교. 이 방법은 고속 원심 분리기와 관련 로터, 궤도 보육 흔드는 멸균 원심 분리기 버킷 (컨테이너), 및 멸균 버퍼의 큰 볼륨에 대한 요구 사항을 제거 할 수 있습니다. 특정 시약 및 장비의 표는 매우 포괄적이지만, 일렉트로을 수행하는 대부분의 실험실은 이미 이러한 자료의 대부분이 아니더라도 모든 것입니다. 아마도 가장 중요한 기술은 용이하게 빠르게 돌연변이 배경을 electrocompetent 실험실 특정 균주를 생성하기 위해 적용될 수있다. 이 ELEC의 준비의 전통적인 방법을 대체했다로 우리는이 기술의 한계를 자각하는우리의 실험실에서 박테리아를 trocompetent.
여기에 표시된 실험의 결과를 1 주일 이상 더 이상을 위해 -80 ° C에 저장했던 전통적인 방법으로 생산 된 신선한 electrocompetent 세포를 실시했다. 그러나, 냉동 electrocompetent 세포 주식은 장기간 보관을 통해 능력과 또는 생존 능력을 잃게됩니다. 우리의 요약 된 프로토콜은 같은 날 변환이 감소 형질 전환 수율이 발생할 수 있습니다 주식의 나이에 대한 우려없이 계획되어 신선한 electrocompetent 세포의 제조를 허용한다. 우리는이 필요한되지 않았기 때문에 다른 날에 사용하기 위해 빠른 방법을 사용하여 생산 electrocompetent 세포를 저장하는 시도하지 않았습니다.
여기에 도시되지는 않았지만, electrocompetent 셀의 효율은 우리의 신속한 방법 결찰 혼합물 충분하여 제조. 비-O1 V.에 대해보고 된 변환 Unterweger 등의 최근 기사에서 콜레라.(17) (접합에 의해 수행 제외한) 여기서 설명한 방법으로 제조 electrocompetent 박테리아를 사용하여 수행 하였다. 이 기술은 세포의 큰 배치를 준비 할 필요없이 신속하고 효과적으로 돌연변이 배경을 가진 균주를 변환하는 연구자를 제공한다. electrocompetent 박테리아 방법이 빠른 준비는 준비의 원칙으로 일렉트로 의무 것으로 표시되었습니다 및 일렉트로 설정이 기존의 프로토콜과 동일 할 예정 다른 원핵 생물에 적용 할 수 있습니다.
The authors have nothing to disclose.
저자는 자신의 동료들과이 기술의 개발을 지원 한 현재와 과거 연구소의 직원에게 감사의 말씀을 전합니다. SP의 실험실을위한 캐나다 연구소에 의해 지원되는 건강 연구 운영 그랜트 MOP-84473 및 (의학 연구 기금 기금 앨버타 헤리티지 재단 후원) 앨버타 Innovates가 건강 솔루션을 제공합니다. DP의는 MD001091-01 GM068855-02을 부여는 건강의 국립 연구소에 의해 지원되었다.
Name of the Equipment | Company | Catalogue number |
Gene Pulser Module | Bio-Rad | 165-2668 |
Gene Pulser Cuvette Chamber | Bio-Rad | 165-2669 |
Electrocuvettes (0.2 cm gap) | Bio-Rad | 165-2082 |
13 x 100 mm Pyrex Rimless Culture Tubes | Corning | 70820-13 |
13 mm Culture Tube Closures | Cole Parmer | EW-04500-00 |
6 x 250 mm Glass Rod | Lab Source | 11381D |
Disposable Petri Dishes | Fisher Scientific | 08-757-12 |
Roller Drum Motor Assembly | New Brunswick Scientific | M1053-4004 |
Roller Drum for 13 x 100 mm Culture Tubes | New Brunswick Scientific | M1053-0306 |
Calcium chloride | Sigma Chemicals | C5670 |
Ethanol, anhydrous/denatured | Sigma Chemicals | 227649 |
Inoculating Loop | Decon Labs | MP182-5 |
Refrigerated Microcentrifuge 5451 R | Eppendorf | 22621425 |
Bunsen Burner | Fisher Scientific | 03-917Q |
LB Broth MILLER | EMD | 1.10285.0500 |
Bacteriological Agar | Fisher Scientific | S25127 |