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Tn5转座子及其应用

Tn5转座子及其应用

作者: 谢俊飞 | 来源:发表于2024-04-19 22:45 被阅读0次

    改造工程菌插入外源基因的方法有多种:
    大肠杆菌Red同源重组原理
    PhiC31定点插入转基因及应用案例
    Red/ET重组系统和CRISPR/Cas9基因编辑系统

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    本文主要介绍基于Tn5转座酶的方法
    转座酶通过形成二聚体转座酶、转座子 DNA 复合物启动转座。在该复合物中,转座酶催化四个磷酸转移反应(DNA 挑刺、DNA 发夹形成、发夹分解和链转移到目标 DNA),从而将转座子整合到新的 DNA 位点。

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    下面从文献中挖掘信息,旨在明确Tn5转座子

    文献1:

    pBAM1: an all-synthetic genetic tool for analysis and construction of complex bacterial phenotypes

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    核心的元件整理如下

    1. Transposase (tnpA)

    The Tn5 transposase recognizes both end-sequences and catalyzes the transfer
    of the mobile module from the donor replicon to the target genome,
    原始的Tn5片段长,酶活低,作者团队之前通过设计优化了其序列,改造为mini hyperactivity tnpA

    2. origin of replication (R6K)

    oriV复制子依赖于 π protein (encoded by the pir gene of R6K),所以如果想要此质粒得以复制。This makes replication of any covalently close circular (ccc) DNA bearing such an oriV entirely dependent on the provision of the p protein, either from a second plasmid or from the chromosome.
    S17-1(Lambdapir) strain宿主菌就是第二种,染色体上整合了RP4-2质粒。
    由于缺乏 p 蛋白,通过共轭或电穿孔转移到受体的质粒在任何情况下都无法复制,因此这一过程被称为自杀式传递。

    3. The origin of transfer region (oriT)

    在细菌接合过程种,在Tra蛋白的作用下,可以转移pBAM1质粒到受体菌中。

    4. mosaic element O (ME-O)

    hyperactive 19-bp mosaic sequence (ME),是转座酶识别并将其整合到染色体的序列。
    5. antibiotic marker
    抗性标记,Ap, ampicillin用于质粒提取筛选, Km,kanamycin是发生转座进入受体菌后,可以筛选的标记。

    现在已经有将辅助质粒细菌所需的元件都整合到了受体菌染色体中,并制备成感受态。
    S17-1(Lambdapir) strain宿主菌

    基因型:RP4-2(Km::Tn7,Tc::Mu-1), pro-82, LAMpir, recA1, endA1, thiE1, hsdR17, creC510
    S17-1 λpir菌株的染色体中整合了RP4-2质粒,该质粒可以携带染色体的部分DNA在接合菌株之间转移。 S17- 1 λpir菌株缺失核酸内切酶 (endA1),提高了质粒DNA的产量和质量;同时为重组酶缺陷型 (recA1),减少插入片段的同源重组概率,保证了插入DNA 的稳定性。Tn7赋予该菌株弱的链霉素抗性。

    文献2:

    Transposase-Mediated Chromosomal Integration of Exogenous Genes in Acidithiobacillus ferrooxidans
    TnpA进一步改造为hyperactive Tn5 transposase

    根据文献的引物和克隆描述,笔者推导出来的pBAM2载体图谱:


    pBAM2 pBAM2-GFP

    参考资料:

    1. ATAC-seq实战 0 Tn5转座

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