质粒是分子生物学研究的重要工具,犹如士兵手里的枪,其地位不言而喻。过去几十年的时间里,质粒在不同研究者之间传递,极大地推动了生命科学的研究进程。然而质粒经历了传递,改造,再传递的过程,再加上可能存在的突变(自发突变,酶保真性因素等等),我们手里拿到的质粒可能已经变得很"脏"。
就像下面这样,虽然可以运行,但也有可能在某一刻失灵,更为确切的说,像是一件修修补补的衣服,程序员看了都要砸了键盘。
![](https://img.haomeiwen.com/i12922147/c038623132fa5175.png)
言归正传,上链接,"Sorry,是案例"😋
文献:Zakataeva NP, Nikitina OV, Gronskiy SV, Romanenkov DV, Livshits VA. A simple method to introduce marker-free genetic modifications into the chromosome of naturally nontransformable Bacillus amyloliquefaciens strains. Appl Microbiol Biotechnol. 2010 Jan;85(4):1201-9. doi: 10.1007/s00253-009-2276-1. Epub 2009 Oct 10. PMID: 19820923.
在这篇文献中,作者构建了新的穿梭载体pNZT1,方法是将载体pKS1用 Eco32I 内切酶(平末端切口)消化后连接而成,剔除了kanamycin resistance gene。
载体pKS1图谱如下:
![](https://img.haomeiwen.com/i12922147/756e4574e6ba8ebd.png)
因为这个SnapGene自动注释并不完善,所以我们导入到plannotate中注释结构信息,得到如下图谱:
![](https://img.haomeiwen.com/i12922147/1a696863e02b9d62.png)
![](https://img.haomeiwen.com/i12922147/8f5363c5fb60dc15.png)
因此可以看出一些问题:
- 作者为了剔除Kanamycin resistance gene,简单的酶切去除部分Kan片段,所以有一部分残留序列(kanR fragment)。
- 序列中也残留 knt fragment、lacZ fragment、HA-R等,这是原始载体pKS1带来的。
在深挖pKS1原始文献[1],发现其改造过程如下: pTV1-OK was digested by PstI and HindIII and the 1.3 kb fragment containing aphA3 (kanamycin resistance determinant of Enterococcus fecalis) was inserted between appropriate sites of pG-host9.
可以得出一些结论:
- 由于时代原因,技术水平相对落后低,采用限制性内切酶克隆的方法,不可能随心所欲地改造任意片段,这就导致了有意或无意残留一些"Scar Sequence"。现在无缝克隆早已摆脱了内切酶的限制。
- 作者可能也没有意识到的一些片段的作用。
也许有人会觉得过于吹毛求疵,那么请看pHT01载体改进的原始文献[2]
"During the use of these two vectors, we detected structural instability after transformation of these vectors in E. coli. A close inspection of the DNA sequence of these vectors revealed a 117-bp direct repeat already present within the original shuttle cloning vector pNDH33"
![](https://img.haomeiwen.com/i12922147/4a1405cff450914e.png)
那么,如何查看自己所获取的质粒完整结构信息呢,参看文章如何获取质粒上的特征元件
流程如下:
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Shatalin KY, Neyfakh AA. Efficient gene inactivation in Bacillus anthracis. FEMS Microbiol Lett. 2005 Apr 15;245(2):315-9. doi: 10.1016/j.femsle.2005.03.029. PMID: 15837388. ↩
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Nguyen HD, Phan TT, Schumann W. Expression vectors for the rapid purification of recombinant proteins in Bacillus subtilis. Curr Microbiol. 2007 Aug;55(2):89-93. doi: 10.1007/s00284-006-0419-5. Epub 2007 Jul 11. PMID: 17624574. ↩
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