发明内容
本发明的首要目的在于提供一种干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板。
本发明的另一目的在于提供一种抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体。
本发明的再一目的在于提供上述抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体的制备方法。
本发明的目的还在于提供上述干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板或抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
通过大量筛选和实验得到干扰猪源p53基因的有效靶片段,其序列为:
5’-GTTGGGAGAATTTATGAAA-3’。
根据上述靶片段序列设计shRNA的转录模板的正义链和反义链,loop结构的序列为TTCAAGAGA,转录终止序列采用6个T结构。为了便于插入载体,在正义链的5’端添加了BamH Ⅰ酶切位点粘性末端GATCC,3’端添加了HindⅢ酶切位点粘性末端A;反义链的5’端添加了HindⅢ酶切位点粘性末端AGCTT,3’端添加了BamH Ⅰ酶切位点粘性末端G。最终得到干扰猪源p53基因的shRNA的正义链,如SEQ ID NO.2所示,干扰猪源p53基因的shRNA的反义链,如SEQ ID NO.3所示。
一种干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板为SEQ ID NO.2和SEQ IDNO.3退火杂交形成的双链DNA。
一种抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体,具有如图1所示的结构,命名为pGenesilencer-GFP-p53,包括骨架载体、猪U6 RNA聚合酶Ⅲ启动子和上述干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板。
所述的骨架载体为pEGFP-C1载体;所述的pEGFP-C1载体的多克隆位点中的BamH Ⅰ和Hind Ⅲ酶切位点进行了突变;所述的BamH Ⅰ酶切位点由5’-AAGCTT-3’突变为5’-AAGTTT-3’,所述的Hind Ⅲ酶切位点由5’-GGATCC-3’突变为5’-GGAACC-3’。
所述的抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体具有骨架载体pEGFP-C1的特性,其多克隆位点如图2所示。
所述的猪U6 RNA聚合酶Ⅲ启动子取代了pEGFP-C1载体的f1复制起点,在猪U6 RNA聚合酶Ⅲ启动子后接入了干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板。
上述抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体的制备方法,包括如下步骤:
(1)突变pEGFP-C1载体多克隆位点(multiple cloning site,MCS)中的BamH Ⅰ和Hind Ⅲ酶切位点,得到BamH Ⅰ和Hind Ⅲ酶切位点突变的重组载体pEGFP-C1-BH。
(2)PCR扩增得到如SEQ ID NO.4所示的Mlu Ⅰ酶切位点+TAT+Spe Ⅰ酶切位点+SV40ori(复制起点)序列+Stu Ⅰ酶切位点的DNA片段S。
(3)将步骤(2)得到的片段S和步骤(1)得到的重组载体pEGFP-C1-BH分别用Mlu Ⅰ和Stu Ⅰ酶切,将酶切后的片段连接得到重组载体pEGFP-C1-Spe Ⅰ;
(4)PCR扩增得到如SEQ ID NO.5所示的Spe I酶切位点+pU6基因全长序列(猪U6 RNA聚合酶Ⅲ启动子序列)+BamH Ⅰ酶切位点+ATA+HindⅢ酶切位点+Mlu Ⅰ酶切位点的DNA片段U6。
(5)将步骤(4)得到的片段U6和步骤(3)得到的重组载体pEGFP-C1-SpeI分别用Spe Ⅰ和Mlu Ⅰ酶切,将酶切后的片段连接得到重组载体pEGFP-C1-U6。
(6)将SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3退火杂交得到干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板。
(7)将步骤(5)得到的重组载体pEGFP-C1-U6用BamH Ⅰ和HindⅢ酶切,酶切后的片段与步骤(6)得到的干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板连接得到抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体。
步骤(1)中所述的突变的方法优选为:
①以pEGFP-C1载体上1386-1646bp片段(即Sma Ⅰ到Mlu Ⅰ酶切位点之间)为靶片段,设计B1和B2引物突变掉BamH Ⅰ酶切位点,以pEGFP-C1载体为模板,PCR扩增得到靶片段B;
B1:5’-CCCCGGGAACCCGGATCTAGATAA-3’,
B2:5’-ACGCGTAGATACATTGATGAGTTTGGACAA-3’;
②将①中得到的靶片段B和pEGFP-C1载体分别用Sma Ⅰ和Mlu Ⅰ酶切,将酶切后的片段连接得到BamH Ⅰ酶切位点突变的重组载体pEGFP-C1-B;
③以pEGFP-C1载体上606-1357bp片段(即Nhe Ⅰ到EcoR Ⅰ酶切位点之间)为靶片段,设计H1和H2引物突变掉Hind Ⅲ酶切位点,以pEGFP-C1载体为模板,PCR扩增得到靶片段H;
H1:5’-CTAGCTAGCTACCGGTCGCCA-3’,
H2:5’-GGAATTCGAAGTTTTTGAGCTCGA-3’;
④将③中得到的靶片段H和②中得到的重组载体pEGFP-C1-B分别用Nhe I和EcoR I酶切,将酶切后的片段连接得到BamH Ⅰ和Hind Ⅲ酶切位点突变的重组载体pEGFP-C1-BH。
步骤(2)中所述的PCR扩增是以pEGFP-C1载体为模板、S上游和S下游为引物,
S上游:5’-CGACGCGTTATACTAGTGGTGTGGAAAGTCCCCA-3’,
S下游:5’-GAAGGCCTTAGGCCTCCAAAAAAGCCTC-3’。
步骤(4)中所述的PCR扩增是以ST细胞(猪睾丸细胞)的cDNA为模板、pU6-上游和pU6-下游为引物,
pU6-上游:5’-GGACTAGTTGGCTCCAGACCTCGCGGTGGT-3’,
pU6-下游:5’-CGACGCGTAAGCTTATAGGATCCTGTGCTGCCGAAGCGA-3’。
步骤(6)中所述的退火杂交的条件优选为:95℃,5min;72℃,15min;4℃保存。
上述干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板或抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体在抑制猪源p53基因表达中的应用。
上述抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体在抑制猪源靶基因中的应用,通过将干扰猪源靶基因的shRNA的转录模板取代干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板实现。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
(1)本发明公开的干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板和抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体能有效抑制猪源p53基因的表达。
(2)抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体可以在猪源细胞中持续抑制靶基因的表达,持续数星期甚至更久,可以进行较长期研究;即使是对转染带有筛选标记质粒的细胞进行瞬时筛选,也有助于富集带质粒的细胞,可以帮助解决一些难转染的细胞由于转染效率低造成的问题。
(3)抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体具有骨架载体pEGFP-C1的特性,其以EGFP作为转录效率指示标记,原核筛选标志Kan和真核筛选标志neo共用同为一段基因,质粒相对较小,可实施流式筛选和G418筛选;还可以表达外源基因,有利于稳定表达外源蛋白或基因敲除靶基因的细胞系的筛选。
(4)通过将干扰猪源靶基因的shRNA的转录模板取代干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板能够得到抑制猪源其它基因表达的RNA干扰载体,为研究其它猪源基因的作用提供了基础。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
表1.实施例中所用序列
实施例中所使用的pEGFP-C1载体购自Takara公司,大肠杆菌Top 10菌株购自天根生化科技(北京)有限公司,ST细胞、PK-15细胞购自中国典型培养物保藏中心(武汉大学),引物、shRNA的正义链及反义链均由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。
实施例1
抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体的制备
(1)突变pEGFP-C1载体MCS中的BamH Ⅰ和HindⅢ酶切位点:
以pEGFP-C1载体上1386-1646bp片段(即Sma Ⅰ到Mlu Ⅰ酶切位点之间)为靶片段,设计B1和B2引物突变掉BamH Ⅰ酶切位点,以pEGFP-C1载体为模板,通过PCR扩增(94℃ 3min;94℃ 30s,60℃ 30s,72℃ 30s,30个循环;72℃终延伸8min。)得到靶片段B(如图3所示,M:DL2000,1:靶片段B,2:阴性对照),大小为265bp。
将靶片段B和pEGFP-C1载体分别用Sma Ⅰ和Mlu Ⅰ酶切,将酶切后的片段用T4 DNA连接酶连接,将连接产物转化大肠杆菌Top 10构建重组载体,经PCR和测序鉴定正确的载体为BamH Ⅰ酶切位点突变的重组载体pEGFP-C1-B。
以pEGFP-C1载体上606-1357bp片段(即Nhe Ⅰ到EcoR Ⅰ酶切位点之间)为靶片段,设计H1和H2引物突变掉HindⅢ酶切位点,以pEGFP-C1载体为模板,通过PCR扩增(94℃ 3min;94℃ 30s,56℃ 40s,72℃ 30s,30个循环;72℃终延伸8min。)得到靶片段H(如图4所示,M:DL2000,1:靶片段H,2:阴性对照),大小为751bp。
将靶片段H和pEGFP-C1-B载体分别用Nhe Ⅰ和EcoR Ⅰ酶切,将酶切后的片段用T4 DNA连接酶连接,将连接产物转化大肠杆菌Top 10构建重组载体,经PCR和测序鉴定正确的载体为BamH Ⅰ和Hind Ⅲ酶切位点突变的重组载体pEGFP-C1-BH。
(2)以pEGFP-C1载体为骨架,利用该载体中已有的Mlu Ⅰ和Stu Ⅰ酶切位点,再插入Spe Ⅰ酶切位点以备下一步通过Spe Ⅰ和Mlu Ⅰ酶切位点插入猪U6RNA聚合酶Ⅲ启动子。
所需DNA片段S示意图如图5所示,其序列如SEQ ID NO.4所示,大小为328bp;以pEGFP-C1载体为模板、S上游和S下游为引物,进行PCR扩增:94℃ 3min;94℃ 30s,62℃ 40s,72℃ 30s,30个循环;72℃终延伸8min。经琼脂糖凝胶电泳检测(如图6所示,M:DL2000,1:片段S,2:阴性对照)表明得到目的片段S。
(3)将片段S和pEGFP-C1-BH载体分别用Mlu Ⅰ和Stu Ⅰ酶切,将酶切后的片段用T4DNA连接酶连接,将连接产物转化大肠杆菌Top 10构建重组载体,经PCR和测序鉴定正确的载体为重组载体pEGFP-C1-Spe Ⅰ。
(4)设计pU6-上游和pU6-下游引物,在Spe Ⅰ和Mlu Ⅰ酶切位点之间插入猪U6 RNA聚合酶Ⅲ启动子以及BamH Ⅰ和HindⅢ酶切位点;所需DNA片段U6示意图如图7所示,其序列如SEQ ID NO.5所示,预期大小为606bp;以ST细胞cDNA为模板、pU6-上游和pU6-下游为引物,进行PCR扩增:94℃ 3min;94℃ 30s,61℃ 40s,72℃ 30s,30个循环;72℃终延伸8min。经琼脂糖凝胶电泳检测(如图8所示,M:DL2000,1:片段S,2:阴性对照)表明得到目的片段U6。
(5)将片段U6和重组载体pEGFP-C1-Spe I分别用Spe Ⅰ和Mlu Ⅰ酶切,将酶切后的片段用T4 DNA连接酶连接,将连接产物转化大肠杆菌Top 10构建重组载体,经PCR和测序鉴定正确的载体为重组载体pEGFP-C1-U6。
(6)将SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3于95℃,5min,缓慢退火,得到干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板。
(7)将重组载体pEGFP-C1-U6用BamH Ⅰ和HindⅢ酶切,再将酶切后的片段与干扰猪源p53基因的shRNA的转录模板用T4 DNA连接酶连接,将连接产物转化大肠杆菌Top 10构建重组载体,经PCR和测序鉴定正确的载体为抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体pGenesilencer-GFP-p53。
实施例2
相对荧光定量-PCR检测抑制猪源p53基因表达的RNA干扰载体的干扰效率
(1)用Invitrogen的LipofectamineTM2000按相同条件将pGenesilencer-GFP(对照组)和实施例1中的RNA干扰载体pGenesilencer-GFP-p53(实验组)分别转染入PK-15细胞。
pGenesilencer-GFP载体中的shRNA模板为对照shRNA正义链和对照shRNA反义链退火杂交得到,其余序列与pGenesilencer-GFP-p53一样。
(2)继续培养PK-15细胞48h后收集细胞,用Takara公司的MiniBEST ViralRNA/DNA Extraction Kit Ver4.0试剂盒提取PK-15细胞的总RNA。
(3)将提取的总RNA用Takara公司的PrimeScript RT Master Mix Perfect Realtime试剂盒进行反转录得到cDNA,反转录条件为:37℃ 15min,85℃ 5s,4℃保存。
(4)用Takara公司的
Premix Ex Taq
TM Ⅱ(Tli RNaseH Plus)试剂盒以步骤(3)得到cDNA为模板、猪源β-Action为内参在Roche公司的LightCycle480仪器上进行相对荧光定量-PCR检测p53的表达水平;相对荧光定量-PCR条件为:95℃ 30s;95℃ 5s,60℃ 30s(40个循环);定量引物为β-Action-F、β-Action-R和p53-F、p53-R。
结果如图9所示,表明RNA干扰载体pGenesilencer-GFP-p53能有效抑制PK-15细胞内p53基因的表达。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。