载体构建的心得--精辟

个人载体构建心得

这两年在美帝净做克隆实验了,以前读PHD时候还觉得自己分子克隆挺牛X的,来这边之后做了各种各样的构建才知道以前是坐井观天,刚才粗粗统计了一下,在美帝一年零八个月,我构建的质粒超过四百个,其中有很简单从PCR构建到拿WB结果的一共不到一周,也有巨难的花了四个月时间换了几次strategy才弄好激动得我半夜給老板发信的品种;有单片段酶切插入这种不用脑型的,也有九个片段逐一插入正反向还不同的。专家不敢说,但是熟能生巧,确实积累了不少经验,现在系里从POSTDOC到PHD学生到TECH构建前很多人都跟我商量(做博后结果成了技术员的人生真悲哀啊)。我老板甚至开玩笑说,我们将来开个公司,我专门负责构建(这话听得我想揍他大家同意不?)

想了想还是把经验写下来,一来做个记录,二来博同行一笑,能让大家少绕点弯路则更好。

1. 准备工作

俗话说用欲善其事,必先利其器。我强烈建议大家在做构建之前先找好工具,这样起的效果事半功倍。这里说个笑话,我们系有个新PHD学生,是个印度女孩,很聪明很刻苦,她所在的实验室也很好,不过除了她之外包括老板在内都是生物物理背景的,以前一个生物POSTDOC在的时候还好,这个POSTDOC一走,整个实验室对分生就只有一个粗浅的概念,这个女孩就想把一个质粒上的基因插到另一个质粒上去,要是我就先查查有没有合适的酶切位点,要没有就改造一下质粒一切搞定,这女孩她不懂啊(要命的是她老板固然牛,对这方面也不懂),自己辛辛苦苦设计了PCR引物去做PCR,P了将近5K的产物去测序,结果测的结果中间有个MUTATION,要懂行的就找找酶切位点,从原来的替换上去,然后测下这段就行。她呢,又送去了若干了质粒一个接一个的测,一个测序反应这边是8刀,一个质粒测下来就是40刀,她光测序就要花好几百刀(你得佩服老美实验室真有钱呀)。 这件事教育我们准备工作是多么重要!

这里推荐大家两个工具,一个都知道,PRIMER5.0。另一个工具极强大,也不知道国内流行不,叫lasergene,也就是DNAStar包括设计引物到构建图谱一应俱全,图谱非常漂亮,而且分析酶切位点等等就超NB,如果感兴趣的话我可以給大家传一个图谱看看。

2. PCR

如果没有现成的质粒可供酶切,PCR是最理想也是最方便的策略。关于PCR具体技术坛子内帖很多,我不多说了,这里仅在构建方面谈一谈。 如何设计引物? 首先,看懂质粒图谱!

拿大家比较熟悉的PEGFP-C1和PEGFP-N1做例子。想用N1质粒,设计引物就得把下游引物上的中止密码子去掉,不要辛辛苦苦的一路做下来结果根本不表达融合蛋白,你就死了;C1质粒,注意frame,要是移码了,你也死了。而且PEGFP系列有1、2、3,要弄清楚别弄窜了。一句话,要看懂你的图谱!再多一句,PEGFP的XBA1和Bcl1位点不能用。 注意在设计酶切位点的时候要加保护碱基(大家要用T载体就当我没说)。酶切位点设计也有一定的讲究,我的原则是,能用粘端就用粘端,实在不能用的就用只好用一些常用的平端酶,如ECORV和SNAB1之类,要是以后还有别的用处就多加点酶切位点,我曾一口气在引物上加了五个酶切位点以防以后要用到,注意计算TM的时候要减去这些不match的序列,或者选用touch-up策略。

除了酶切位点,还要注意KOZAK序列的问题,很多质粒没有提供KOZAK序列,这要在设计的时候直接在引物上加好。

GENE OVERLAP也比较有用,比方说加个FLAG片段,HIS片段,2A序列之类的,直接设计三引物OVERLAP一下就可以,省得还要再多构建一步,这些都是设计引物时候就要考虑好的。

引物长一点不要紧(我最喜欢两步法了),尤其是对GC比高的序列,有时候引物不长PCR根本不出结果,注意如果GC比较高,这个时候GENE OVERLAP就不要做了,很麻烦,克隆很难挑。

没有合适的酶切位点?

很简单,用同尾酶策略,比方说Bgl2和BamH1,Nhe1和spe1,Xho1和Sal1(注意连上了切不下来),实在不行就平端吧,只要不超过4KB,平端酶连接也不那么难。 如何选择Taq酶?

选择Taq酶也很关键,首先,高保真(High fidelity)这是必须的,我在国内常用LA KIT,可这边***忑贵,只好用(美)国货。常用的PFU,PHUSION和PFX。PFX50是invitrogen公司的,一度曾卖到脱销,保真性应该是目前最高的,是普通Taq的50倍,对一般基因绝无问题(我同事4.5K PCR产物,居然一个突变都没有),但是对比较难PCR的高GC或者位点比较难做PCR的基因(基因组为模板)就明显不行了;PFU(安捷伦)保真性没有PFX50高,但是能力很强,略贵点;phusion是NEB公司的,不贵,但是这个酶很怪异,每次用都要把annealing温度调高好几度,否则就出杂带,个人觉得NEB内切酶绝对是NO.1,但是Taq就不如Invitrogen了,如果实验室有钱,直接买invitrogen的spuermix,什么都混好了,连ddH2o都搞定,只要直接向里加模版和引物就OK,每次我要拿漂亮的结果都用supermix。

还是那句话,读说明书。同是高保真Taq酶,iproof 要求98度起始1min,pfx就要求95起始2min ,延伸有的是72,有的是68,有的要加1uL,有的加0.5,有的TM要低五度,有的高三度,这些必须要读说明书,读且仔细读,这是拿到任何试剂都要做的第一步。 如果基因太难PCR,怎么办?

首先,DMSO是好物,好到甚至FISHER的Phusion就直接写上了DMSO这项,注意3%-6%,太高Taq酶活性就不行了。如果GC太高而且片段过长的话,DMSO也不行,GC低的不推荐。

我做个过一个2.8k,GC比高达92%的基因PCR,一共做了两周,从保真性最强的PFX50到普通的promega 2xGO Taq都试过,什么DMSO,甘油,Biorad的iproof with high GC Buffer, NEB one Taq 2x Taq High GC(还带Enhancer的),TAKARA 的LA都试过,都不行,要么不出带,要么就是乱七八糟的带一起来,头晕脑涨的我都打算抹平策略了,后来从别的实验室弄来一个clontech的2 GC rich kit,一次搞定!强烈推荐这个KIT,太牛了,在别家都缴械的时候,它一锤定音,不过价格也比别家都牛,10次反应就130刀,其实实验室大可以备一个,就是防备超高GC又长的片段。不过这个KIT非高保真,送了三个克隆测序,各在不同部位有突变,于是我就从A克隆切一段接到B克隆上,又从C克隆切一段接B克隆上。注意的问题是:GC比太高测序也很困难,正常GC能测1K左右,到了High GC就能测个五六百,这时要多准备些引物。 PCR产物的纯化

如果带很单一,又强,直接PCR产物纯化就可以,如果有杂带,但目的带也很强,跑胶,目的带切胶回收。回收这里也有个瓶颈,就是回收率的问题,我试过很多家的KIT,promega的GEL回收试剂盒效率和价格都很合适,推荐这个。

关于T载体,我在国内的时候是必用的,到了美帝反倒一次没用过,这边比较流行直接用PCR产物切,就是回收完了直接切上,回收后然后连接,这又回到了最开始设计,要加保护碱基。这个策略好处就是免除了T载体这步,直接插入目的载体,存在的问题就是处于盲做状态,还要加保护碱基。

3. 酶切

我的原则一向是:尽量避免PCR,能酶切的多酶切,实在没办法才去PCR。

这里强烈推荐NEB的内切酶,还记得在有一次用别家的酶切过夜,结果质粒都被切碎了(当然当时质粒浓度也不高),而用NEB的酶,切个七十二小时仍旧一切OK,尤其现在NEB还推出了HF的内切酶,没有星活性而且统一都用Buffer4,很好用,在国内我都用TAKARA的酶,基本上还可以。

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