JP2003159064A - Method for recloning dna fragment - Google Patents

Method for recloning dna fragment

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JP2003159064A
JP2003159064A JP2001363110A JP2001363110A JP2003159064A JP 2003159064 A JP2003159064 A JP 2003159064A JP 2001363110 A JP2001363110 A JP 2001363110A JP 2001363110 A JP2001363110 A JP 2001363110A JP 2003159064 A JP2003159064 A JP 2003159064A
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JP
Japan
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sequence
double
dna fragment
vector
stranded dna
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Application number
JP2001363110A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kumagai
啓之 熊谷
Kazuhiro Kohama
一弘 小濱
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Japan Science and Technology Agency
Original Assignee
Japan Science and Technology Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new method by which simple and sure recloning can be carried out by forming restriction enzyme cleavage sites capable of ligating to a secondary vector at both ends of an insert DNA cloning into the secondary vector without cleavage with a restriction enzyme. <P>SOLUTION: This method is to reclone the insert DNA cloned into a primary vector to the secondary vector. The method comprises (1) carrying out PCR amplification of a region containing the insert DNA of the primary vector and preparing a double-stranded DNA fragment having the following conditions (a) and (b): (a) at least one end thereof containing a base sequence constituting a cohesive end and (b) absence of a base species n<SB>x</SB>just after a complementary sequence of a base sequence constituting a protruding end of the cohesive end in the complementary sequence, (2) making a T4 DNA polymerase act on the double-stranded DNA fragment in the presence of an excessive amount of the base species n<SB>x</SB>, removing the base sequence on the 3' side from the base species n<SB>x</SB>and providing ends of the double-stranded DNA fragment as cohesive ends and (3) cleaving the secondary vector so that the respective ends of the double- stranded DNA fragment can be ligated and ligating the secondary vector to the double-stranded DNA fragment. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この出願の発明は、DNA断片
の再クローニング方法に関するものである。さらに詳し
くは、この出願の発明は、1次ベクターにクローニング
されているcDNA等のDNA断片を、発現ベクター等の2次
ベクターに再クローニングする方法に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】新規の遺伝子を探索する方法として、全
遺伝子からそれぞれに転写されるmRNAから合成したcDNA
の集合(cDNAライブラリー)から新規のcDNAを単離し、
そのcDNAにコードされているタンパク質の構造や機能を
解析する方法が行われている。ライブラリーにおける個
々のcDNAはベクター(1次ベクター)にクローニングさ
れているが、そのcDNAからタンパク質を発現させるなど
するためには、このインサートcDNAを別のベクター(2
次ベクター)に移し替える(再クローニングする)必要
がある。 【0003】この再クローニングの方法して、従来は主
として以下の(i)および(ii)の方法が採用されていた。 (i) インサートDNAの両端に存在する1次ベクター由来
の制限酵素認識配列を利用してインサートDNAを含むDNA
断片を制限酵素で切り出し、2次ベクターの同一酵素切
断部位にDNA断片をライゲーションする。 (ii) 2次ベクターに存在する制限酵素認識配列を含ん
だプライマーを用いてインサートDNAをPCR増幅し、PCR
産物と2次ベクターとを同一酵素で切断してインサート
DNAを2次ベクターにライゲーションする。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
法(i)の場合には、2次ベクターに都合良く同一の制限
酵素認識配列が存在するとは限らない。また、2次ベク
ターが融合タンパク質発現ベクターの場合には、融合パ
ートナーとなるタンパク質のコード配列とインサートDN
Aとの読み枠が一致するかどうかは偶然に頼るほかな
い。 【0005】また、従来方法(ii)の場合には、インサー
トDNAの両端の配列を都合よく設定することができるた
め、従来方法(i)の問題点は解決される。しかしなが
ら、インサートDNAの配列中に両端の制限酵素認識配列
が含まれている場合には、その制限酵素切断によってイ
ンサートDNA自体も切断されてしまう。 【0006】この出願の発明は、前記の従来技術の問題
点に鑑みてなされたものであって、2次ベクターにクロ
ーニングするインサートDNAの両端に、制限酵素で切断
することなく、2次ベクターにライゲーション可能な制
限酵素切断部位を形成して、簡便かつ確実な再クローニ
ングを可能とする新しい方法を提供することを課題とし
ている。 【0007】 【課題を解決するための手段】この出願は、前記の課題
を解決するための発明として、1次ベクターにクローニ
ングされているインサートDNAを2次ベクターに再クロ
ーニングする方法であって、(1) 1次ベクターのイン
サートDNAを含む領域をPCR増幅して、以下の条件(a)お
よび(b): (a) 少なくとも一方の端部が、粘着末端を構成する塩
基配列を含む; (b) 粘着末端の突出配列を構成する塩基配列の相補配
列には、その直後の塩基種nxが存在しない、を備えた2
本鎖DNA断片を調製し、(2) 前記の2本鎖DNA断片に対
して過剰量の塩基種nxの存在下でT4 DNAポリメラーゼを
作用させ、塩基種nxより3'側の塩基配列を除去して2本
鎖DNA断片の端部を粘着末端とし、(3) 2次ベクター
を、2本鎖DNA断片のそれぞれの端部がライゲーション
可能となるように切断し、この2次ベクターに2本鎖DN
A断片をライゲーションする、ことを特徴とするDNA断片
の再クローニング方法を提供する。 【0008】以下、実施形態を示し、この発明の方法に
ついて詳しく説明する。 【0009】 【発明の実施の形態】この発明の方法は、(1)1次ベク
ターのインサートDNAを、特定の条件を備えた2本鎖DNA
断片としてPCR増幅する工程;(2)2本鎖DNA断片の少な
くとも一端を粘着末端とする工程;および(3)少なくと
も一端を粘着末端とした2本鎖DNA断片を2次ベクター
にクローニングする工程、からなっている。以下、各工
程について説明する。工程(1) この工程(1)は、1次ベクターのインサートDNAを含む領
域の前後領域にそれぞれアニールするプライマー(合成
オリゴヌクレオチド)を用い、1次ベクターを鋳型とし
てPCR(polymerase chain reaction)を行うことによ
り、以下の条件(a)および(b): (a) 少なくとも一方の端部が、粘着末端を構成する塩
基配列を含む; (b) 粘着末端の突出配列を構成する塩基配列の相補配
列には、その直後の塩基種nxが存在しない、を備えた2
本鎖DNA断片(PCR産物)を調製する工程である。 【0010】この工程(1)で得られる2本鎖DNA断片は、
例えば配列例1に示したような塩基配列を有している。 配列例1: 5'-w1w2w3w4w5NNNNN------NNz1-3' 3'-x1x2x3x4x5NNNNN------NNy1-5' この配列例1において、"NNNN---NN"はPCR増幅されたイ
ンサートDNA配列、"w1w2w3w4w5"はPCRプライマーに含ま
れる配列、"x1x2x3x4x5"はその相補配列である。この配
列の左端部は、前記(a)の条件を満たすように、枠内に
示した"w1w2w3w4w5"配列と"x5"が粘着末端を構成する塩
基配列となっている。そして、"w1w2w3w4"が粘着末端に
おける突起配列であり、この突起配列に相補的な"x1x2x
3x4"配列には"x5"と同一の塩基種が存在していない(条
件(b))。また、第2鎖(下段)3'側の"y1"はプライマ
ーに含まれる塩基であり、"z1"はその相補塩基である。
従って、この配列の右端部は平滑末端を構成している。 【0011】このような塩基配列は、以下の配列例2に
示したよなPCRプライマーセットを使用したPCR法によっ
て増幅、調製することができる。 配列例2: フォワードプライマー:5'-w1w2w3w4w5nnn--nn-3' リバースプライマー : 3'-nn--nnny1-5' このプライマー配列において、"nnn--nn"は、それぞれ
インサートDNA配列の両端側に対応する塩基配列であ
る。このようなプライマーは、15〜50塩基程度の合成オ
リゴヌクレオチドとして設計することができる。 【0012】配列例1における左端部の粘着末端を構成
する塩基配列は、例えば表1に示したような制限酵素認
識配列の枠内配列である。この表1に例示した配列以外
にも、様々な制限酵素認識配列を利用することができ
る。また、粘着末端の突起配列も配列例1に示したよう
に4塩基配列である必要はなく、その相補性を利用して
他の粘着末端とライゲーション可能な長さ(2塩基配列
以上)であればよい。さらに、後記するように、この粘
着末端は、既存の制限酵素認識配列に存在する配列であ
る必要はない。 【0013】 【表1】 【0014】また、配列例1において、平滑末端の塩基
対"y1-z1"は任意の組合せが可能である。ただし、後記
の工程(2)を効率良く行うためには、"x5"と"z1"が同一
塩基種であることが好ましい。もし"x5"と"z1"とが異な
る塩基種である場合には、"x 5"と"z1"がいずれも"x1x2x
3x4"に存在しないことが必要である。 【0015】以下の配列例3は、左端部にEcoRI切断後
の粘着末端を構成する塩基配列(枠内)を有し、右端部
には平滑末端C-G塩基対(SmaI切断部位)を有している
2本鎖DNA断片の例である。 配列例3: 5'-AATTCNNN-----NNG-3' 3'-TTAAGNNN-----NNC-5' なお、この発明の方法において2本鎖DNA断片の少なく
とも一端部を粘着末端とする理由は、両端とも平滑末端
とした場合には、工程(3)において2次ベクターへの挿
入効率が極めて悪くなるためであり、また2次ベクター
への挿入方向が逆になる危険性があるためである。 【0016】一方、配列例4は、両端部に粘着末端を構
成する塩基配列を有する2本鎖DNA断片の例である。 配列例4: 5'-w1w2w3w4w5NNNNN------NNz1z2z3z4z5-3' 3'-x1x2x3x4x5NNNNN------NNy1y2y3y4y5-5' 両端部の粘着末端を構成する塩基配列(枠内配列)は、
表1に示した各種配列を含め、様々な既存の制限酵素認
識配列から適宜に選択することができる。ただし、両端
部の粘着末端を構成する塩基配列はそれぞれに異なった
ものとするのが好ましい。同一の粘着末端の場合には、
2次ベクターへの挿入方向が正しいものを選択するため
の工程が必要となるためである。さらに、後記の工程
(2)を行うためには、"x5"とz1"とが同一塩基種であるこ
とが好ましい。 【0017】配列例5は、このように両端に異なる粘着
末端を構成する塩基配列を有する2本鎖DNA断片の例で
あり、左端部にAccIII切断後の粘着末端を構成する塩基
配列を、右端部にはTaqI切断後の粘着末端を構成する塩
基配列をそれぞれ有している。この例の場合には、"x5"
とz1"に対応する塩基種は同一(T)である。 配列例5: 5'-GGCCANNN-----NNTCG-3' 3'-CCGGTNNN-----NNAGC-5' 一方、"x5"とz1"とが異なる塩基種である場合には、"
x5"とz1"がいずれも"x1x 2x3x4"および"z2z3z4z5"に存在
しないことが必要である。配列例6はそのような2本鎖
DNA断片の例であり、左端部にはAccIII切断後に粘着末
端を構成する塩基配列を、右端部にはAgeI切断後に粘着
末端を構成する塩基配列を有している。 配列例6: 5'-GGCCANNN-----NNACCGG-3' 3'-CCGGTNNN-----NNTGGCC-5'工程(2) この工程では、前記の工程(1)で調製した2本鎖DNA断片
(例えば配列例2)に対して、過剰量の塩基種"x5"の存
在下でT4 DNAポリメラーゼを作用させ、この酵素の3'→
5'エキソヌクレアーゼ活性を利用して、塩基種x5より3'
側の塩基配列"3'-x1x2x3x4-5'"を除去して2本鎖DNA断
片の端部を粘着末端とする。 【0018】例えば、配列例3の2本鎖DNA断片の場合
には、過剰量のデオキシGTP(dG)の存在下でT4 DNAポ
リメラーゼを作用させることによって、配列例7示した
ように、左端部が粘着末端となる。 配列例7: 5'-AATTCNNN-----NNG-3' 3'- GNNN-----NNC-5' この場合、右端部のG-3'も過剰量のdGの存在によって、
T4 DNAポリメラーゼによる消化を免れ、平滑末端を維持
する。また、配列例8のように右端部がC-3'の場合に
は、過剰量のdGおよびdCの存在下でT4 DNAポリメラーゼ
を反応させることによって、粘着末端と平滑末端を形成
することができる。 配列例8: 5'-AATTCNNN-----NNC-3' 3'- GNNN-----NNG-5' 同様に、配列例5に示した2本鎖DNA断片の場合には、
過剰量のdTの存在下でT4 DNAポリメラーゼを作用させる
ことによって、配列例9に示したように、両端に異なる
粘着末端を有する2本鎖DNA断片が得られる。 配列例9: 5'-GGCCANNN-----NNT -3' 3'- TNNN-----NNAGC-5' また、前記の配列例6の場合には、過剰量のdTとdAの存
在下でT4 DNAポリメラーゼを作用させることによって、
配列例10に示した2本鎖DNA断片が得られる。 配列例10: 5'-GGCCANNN-----NNA -3' 3'- TNNN-----NNTGGCC-5'工程(3) この工程では、前記の工程(2)におけるポリメラーゼ処
理によって調製した2本鎖DNA断片のそれぞれの端部が
ライゲーション可能となるように2次ベクターを制限酵
素切断し、この2次ベクターに2本鎖DNA断片をライゲ
ーションする。 【0019】例えば、2次ベクターをEcoRIとSmaIとで
切断することによって、配列例7に示した2本鎖DNA断
片がライゲーション可能となる。同様に、2次ベクター
をAccIIIとTaqIで切断することによって配列例9の2本
鎖DNA断片が、またAccIIIとAgeIで切断した2次ベクタ
ーには配列例10の2本鎖DNA断片がライゲーション可能
となる。 【0020】以上の工程(1)〜(3)によって、制限酵素切
断によることなく、インサートDNAの端部を2次ベクタ
ーへの再クローニングが可能な状態にすることができ
る。 【0021】なお、以上に示した例は、2本鎖DNA断片
の両端の切断部に一致させて2次ベクターを対応する制
限酵素で切断する場合を示した。しかしながら、この発
明の方法は、2次ベクターのクローニング部位(少なく
とも一方は粘着末端)にライゲーション可能な端部を有
する2本鎖DNA断片を調製することを基本原則とする。
従って、工程(1)においてPCR増幅する2本鎖DNA断片
は、必ずしも既存の制限酵素による粘着末端を構成する
塩基配列を端部に有する必要はない。 【0022】例えば、図1は、EcoRIとHindIIIによって
切断した2次ベクターに2本鎖DNA断片をライゲーショ
ンする例である。制限酵素HindIIIは配列例1に示した
塩基配列におけるx5がx4と同一(A)であるため、HindIII
切断による粘着末端配列を端部に有する2本鎖DNA断片
は工程(2)のポリメラーゼ処理によって調製することは
できない。そこで、図1に示したように、2次ベクター
のクローニングサイトである配列(A)をEcoRIとHindIII
で切断して配列(B)とした後、Klenowを用いてHindIII断
端の3'端にdAを1個、EcoEI断端の3'端にはdAを2個付
加し、クローニング部位を配列(C)とする。一方、1次
ベクターのインサートcDNAは、配列(D)に示したPCRプラ
イマーセットを用いてPCR増幅し、配列(E)の2本鎖DNA
断片を調製する。そして、過剰量のdTの存在下でこの配
列(E)にT4 DNAポリメラーゼを作用させ、両端部が粘着
末端である配列(F)を調製する。この配列(F)は、配列
(C)のクローニング部位にライゲーション可能となる。 【0023】なお、この発明の方法では、2次ベクター
にライゲーションする2本鎖DNA断片の端部配列(すな
わちPCRプライマー配列)は、1次ベクターのインサー
トDNA配列前後の配列等を考慮して適宜に設計すること
ができるが、2次ベクターとして発現ベクター(特に融
合タンパク質発現ベクター)を使用する場合には、2本
鎖DNA断片と2次ベクターとのライゲーションによって
停止コドンが形成されたり、あるいはプロリンのように
タンパク質の立体構造に歪みを生じさせるアミノ酸コド
ンが形成されたりしないように設計する必要がある。 【0024】以下、実施例を示してこの出願の発明につ
いてさらに詳細かつ具体的に説明するが、この出願の発
明は以下の例によって限定されるものではない。 【0025】 【実施例】この発明の方法によって、トリ骨格筋トロポ
モジュリンのcDNAを、大腸菌、哺乳動物細胞、および酵
母の発現ベクター(2次ベクター)のEcoRI−SmaI開裂
部位に再クローニングした。 1:2次ベクターの処理 2次ベクターとして以下を使用した。 【0026】大腸菌発現ベクターpET30a(Novagen社
製) 哺乳動物細胞発現ベクターpMIK-Neo 酵母two-hybrid systemのDNA binding domainベクター pGBKT7(Clontech社製) 1.1:pET30aおよびpMIK-Neoの処理 これらベクターのマルチクローニングサイトのEcoRI部
位より下流側には平滑末端となる制限酵素部位が存在し
ないため、NotI部位をKlenow fragmentを用いて平滑末
端化した。先ず、表2の組成からなる反応溶液で37℃、
2時間および65℃、20分間処理することによってベクタ
ーをEcoRIおよびNotI切断した。 【0027】 【表2】 【0028】次いで、各1μlの100mM dGTP、100mM dCTP
およびKlenow(Boehringer社製)を加えて37℃、30分間
反応させ、フェノール・クロロフォルム抽出後、水相を
超純水で平衡化したS-400 spun columnにかけ、1μlづ
つ分注して、-20℃に保存した。これによって、約100回
分のベクター溶液を調製した。 1.2:pGBKT7の処理 このベクターはEcoRI部位の下流にSmaI平滑末端部位が
存在するため、これらの制限酵素で切断処理した。先
ず、表3に組成を示した反応溶液で37℃、2時間処理す
ることによって、ベクターをSmaI切断した。 【0029】 【表3】 【0030】次いで、反応溶液を超純水で平衡化したS-
400 spun columnにかけた後、11μlの10X buffer Hおよ
び2μlのEcoRIを加えて37℃、2時間反応させ、ベクタ
ーをEcoRI切断し、フェノール・クロロフォルム抽出
後、水相をS-400 spun columnにかけ、1μlづつ分注し
て、-20℃に保存した。これによって、約110回分のベク
ター溶液を調製した。 2:インサートcDNAの作成 トリ骨格筋トロポモジュリンのcDNA(1st strand DNA)
を鋳型とするPCR反応によって、2本鎖DNA断片を得た。
プライマーセットは以下のとおりである。 【0031】 フォワード:5'-AATTCATGTCTTACAGAAAGGAGCTAGAGA-3'
(SEQ ID NO: 1) リバース :5'-CTGGGAGCTACACTCCAGTTCTGCACTTGG-3'
(SEQ ID NO: 2) なお、これらのプライマーは5'端をリン酸化した。 【0032】PCR反応溶液の組成は、表4に示したとお
りである。 【0033】 【表4】 【0034】PCR反応は、変性(98℃、15秒)−アニー
リング(65℃、2秒)−伸長(74℃、30秒)を30サイク
ル行った。 【0035】このPCR反応溶液をフェノール・クロロフ
ォルム抽出の後、水相をS-400 spuncolumnにかけ、過剰
量のdGTP存在下でT4 DNAポリメラーゼ処理した(37℃、
30分間)。その反応溶液の組成は表5のとおりである。 【0036】 【表5】 【0037】反応後の溶液を、フェノール・クロロフォ
ルム抽出の後、水相をS-400 spun columnにかけ、エタ
ノール沈殿させ、その沈殿を10μlのddH2Oに溶解させて
インサート溶液とした。 【0038】この処理によって、前記の配列例7に示し
たように、左端部にEcoRI切断後の粘着末端を有し、右
端部にSmaI部位を有する2本鎖DNA断片が作成された。 3:ライゲーション 前記1で処理したベクターと、前記2で作成した2本鎖
DNA断片とをライゲーションした。その反応溶液の組成
は表6のとおりである。 【0039】 【表6】 【0040】反応は16℃で30分間行い、3種のベクター
それぞれに2本鎖DNA断片を再クローニングした。 【0041】これらのベクターは、それぞれ大腸菌DH5
αに常法によりトランスフォーメーションし、プレート
培養した。PCRの開始からプレート培養の開始まで約2
時間で完了し、従来方法(約1週間)に比べ、操作時間
と工程が大幅に短縮された。 【0042】 【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、この出願の
発明によって、cDNAクローン等のインサートDNAを、簡
便かつ短時間で別のベクターに再クローニングすること
が可能となる。これによって、遺伝子から発現されるタ
ンパク質の機能解析等の効率が大幅に向上する。 【0043】 【配列表】 <110> <120> Sub-cloning method for insert DNA <130> NP01287-YS <140> <141> <160> 2 <210> 1 <221> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence: Synthesized Oligonucleotide <400> 1 AATTCATGTC TTACAGAAAG GAGCTAGAGA 30 <210> 2 <221> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence: Synthesized Oligonucleotide <400> 2 CTGGGAGCTA CACTCCAGTT CTGCACTTGG 30
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] TECHNICAL FIELD [0001] The invention of this application relates to a DNA fragment.
And a method for recloning. Further details
Alternatively, the invention of this application is cloned into a primary vector.
DNA fragments such as cDNA, etc.
About how to re-clone the vector.
You. [0002] 2. Description of the Related Art As a method of searching for a novel gene, there are two methods.
CDNA synthesized from mRNA transcribed from each gene
A new cDNA is isolated from the set of cDNA libraries (cDNA library),
The structure and function of the protein encoded by the cDNA
An analysis method has been performed. Individuals in the library
Each cDNA is cloned into a vector (primary vector).
Expression of protein from the cDNA, etc.
To do this, the insert cDNA was transferred to another vector (2
To the next vector) (re-cloning)
There is. Conventionally, this recloning method is mainly used.
The following methods (i) and (ii) have been adopted. (i) Derived from the primary vector at both ends of the insert DNA
DNA containing insert DNA using restriction enzyme recognition sequence
Cut out the fragment with restriction enzymes and cut out the secondary vector with the same enzymes.
The DNA fragment is ligated to the cut site. (ii) contains a restriction enzyme recognition sequence present in the secondary vector
PCR amplification of the insert DNA using primers
Cut the product and secondary vector with the same enzyme and insert
The DNA is ligated into a secondary vector. [0004] However, the conventional method
In the case of method (i), the same restriction is conveniently applied to the secondary vector.
Enzyme recognition sequences are not always present. Also, the second vector
If the vector is a fusion protein expression vector, the fusion
-Coding sequence of protein to be toner and insert DN
Whether or not the reading frame matches with A depends on chance
No. In the case of the conventional method (ii),
Sequence of both ends of DNA can be set conveniently.
Therefore, the problem of the conventional method (i) is solved. But
The restriction enzyme recognition sequence at both ends in the sequence of the insert DNA.
If it is included in the product,
The insert DNA itself is also cut. [0006] The invention of this application addresses the problems of the prior art described above.
This was done in light of the points
Cut with restriction enzymes at both ends of insert DNA to be cleaned
System that can be ligated to a secondary vector without
Easy and reliable recloning by forming a restriction enzyme cleavage site
The challenge is to provide new ways to enable
ing. [0007] SUMMARY OF THE INVENTION This application is based on the above-mentioned object.
As an invention to solve the above, the primary vector
Reclosed insert DNA into the secondary vector
(1) Importing the primary vector
PCR-amplify the region containing the insert DNA and perform the following conditions (a)
And (b): (a) a salt in which at least one end constitutes a sticky end
Including a base sequence; (b) Complementary sequence of base sequence constituting sticky end protruding sequence
In the column, the base type n immediately afterxDoes not exist, with 2
Prepare a double-stranded DNA fragment and (2)
And excess base species nxT4 DNA polymerase in the presence of
Act on the base species nx2 bases after removing the 3 'base sequence
(3) Secondary vector
Each end of the double-stranded DNA fragment
Cleavage is made possible, and double-stranded DN is added to this secondary vector.
DNA fragment characterized by ligating A fragment
Provides a method for recloning DNA. Hereinafter, embodiments will be described, and the method of the present invention will be described.
This will be described in detail. [0009] DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method of the present invention comprises the following steps:
Inserter DNA into a double-stranded DNA with specific conditions
Step of PCR amplification as a fragment; (2) a small amount of double-stranded DNA fragment
Making at least one sticky end; and (3) at least
A double-stranded DNA fragment with a sticky end at one end
Cloning process. The following
The process will be described.Process (1) In this step (1), a region containing the insert DNA of the primary vector is included.
Primers that anneal to the region before and after the
Oligonucleotide)), using the primary vector as a template
To perform PCR (polymerase chain reaction)
And the following conditions (a) and (b): (a) a salt in which at least one end constitutes a sticky end
Including a base sequence; (b) Complementary sequence of base sequence constituting sticky end protruding sequence
In the column, the base type n immediately afterxDoes not exist, with 2
This is a step of preparing a single-stranded DNA fragment (PCR product). The double-stranded DNA fragment obtained in this step (1)
For example, it has a base sequence as shown in Sequence Example 1. Sequence example 1: 5'-w1wTwowThreewFourwFiveNNNNN ------ NNz1-3 ' 3'-x1xTwoxThreexFourxFiveNNNNN ------ NNy1-Five' In Sequence Example 1, "NNNN --- NN" is the PCR-amplified
Insert DNA sequence, "w1wTwowThreewFourwFive"Included in PCR primers
Array, "x1xTwoxThreexFourxFive"Is its complementary sequence.
The left end of the row is within the frame to satisfy the condition (a).
Indicated "w1wTwowThreewFourwFive"Array and" xFive"Is the salt that constitutes the sticky end
It has a base sequence. And "w1wTwowThreewFour"At the sticky end
"X" complementary to this projection sequence1xTwox
ThreexFour"X for array"Five"The same base species does not exist (Article
(B)). Also, "y" on the 3 'side of the second strand (lower stage)1"Primer
Is the base contained in1"Is its complementary base.
Therefore, the right end of this sequence constitutes a blunt end. Such a base sequence is shown in Sequence Example 2 below.
The PCR method using the PCR primer set as shown
Amplification and preparation. Sequence example 2:     Forward primer: 5'-w1wTwowThreewFourwFivennn--nn-3 '     Reverse primer: 3'-nn--nnny1-Five' In this primer sequence, "nnn--nn"
Base sequences corresponding to both ends of the insert DNA sequence
You. Such primers have a synthetic primer of about 15 to 50 bases.
It can be designed as a oligonucleotide. Constituting the adhesive end at the left end in Sequence Example 1
The base sequence to be used is, for example, a restriction enzyme as shown in Table 1.
This is an array in the frame of the knowledge array. Other than the sequences shown in Table 1
Can use various restriction enzyme recognition sequences
You. In addition, the protruding arrangement of the sticky ends was as shown in Sequence Example 1.
Does not need to be a four-base sequence,
Length that can be ligated to other sticky ends (2 base sequence
Above). Furthermore, as described later, this viscosity
The terminating end is a sequence existing in the existing restriction enzyme recognition sequence.
Need not be. [0013] [Table 1] In Sequence Example 1, the blunt-ended base
Vs. "y1-z1"Can be any combination. However,
In order to perform step (2) efficiently,Five"And" z1"Is the same
It is preferably a base species. If "xFive"And" z1Is different
If the base type is Five"And" z1"But all" x1xTwox
ThreexFour"It is necessary not to be present. The following sequence example 3 shows that after cutting EcoRI at the left end,
Has the base sequence (in the frame) that constitutes the sticky end of
Has a blunt-end CG base pair (SmaI cleavage site)
It is an example of a double-stranded DNA fragment. Sequence example 3: 5'-AATTCNNN ----- NNG-3 ' 3'-TTAAGNNN ----- NNC-5 ' In the method of the present invention, the amount of double-stranded DNA
The reason that both ends are sticky ends is that both ends are blunt ends
In step (3), insert into the secondary vector
This is because the transfer efficiency becomes extremely poor.
This is because there is a risk of the insertion direction being reversed. On the other hand, in arrangement example 4, adhesive ends are formed at both ends.
It is an example of a double-stranded DNA fragment having a base sequence to be formed. Sequence example 4: 5'-w1wTwowThreewFourwFiveNNNNN ------ NNz1zTwozThreezFourzFive-3 ' 3'-x1xTwoxThreexFourxFiveNNNNN ------ NNy1yTwoyThreeyFouryFive-Five' The base sequence (sequence in the frame) that constitutes the sticky ends of both ends is
Various existing restriction enzyme recognitions, including the various sequences shown in Table 1.
It can be appropriately selected from the knowledge sequence. However, both ends
Base sequences that constitute the cohesive ends of each part are different
It is preferred that In the case of the same sticky end,
To select the correct insertion direction for the secondary vector
Is required. In addition, the process described below
To perform (2), use "xFive"And z1Is the same base species
Is preferred. The arrangement example 5 has a different adhesion at both ends.
In the example of a double-stranded DNA fragment having a base sequence constituting the terminal
Yes, bases that constitute the sticky end after AccIII cleavage at the left end
The sequence and the salt on the right end that constitutes the cohesive end after TaqI cleavage
Each has a base sequence. In this case, "xFive"
And z1The base species corresponding to "are the same (T). Sequence example 5: 5'-GGCCANNN ----- NNTCG-3 ' 3'-CCGGTNNN ----- NNAGC-5 ' On the other hand, "xFive"And z1"When is a different base species,"
xFive"And z1"But all" x1x TwoxThreexFour"And" zTwozThreezFourzFiveExists in
It is necessary not to. Sequence Example 6 shows such a double strand
This is an example of a DNA fragment.
The base sequence that constitutes the end is adhered to the right end after AgeI cleavage
It has a base sequence that constitutes a terminal. Sequence example 6: 5'-GGCCANNN ----- NNACCGG-3 ' 3'-CCGGTNNN ----- NNTGGCC-5 'Process (2) In this step, the double-stranded DNA fragment prepared in the above step (1) is used.
(Eg, Sequence Example 2)Five"Existence
In the presence of T4 DNA polymerase, 3 '→
Using 5 ′ exonuclease activity, base species xFiveMore 3 '
Base sequence "3'-x1xTwoxThreexFour-5 '"is removed to cut double-stranded DNA
The end of the piece is the sticky end. For example, in the case of the double-stranded DNA fragment of Sequence Example 3
In the presence of excess deoxy GTP (dG),
By reacting remelase, Sequence Example 7 was shown.
Thus, the left end is the sticky end. Sequence example 7: 5'-AATTCNNN ----- NNG-3 ' 3'-GNNN ----- NNC-5 ' In this case, the G-3 ′ at the right end also has an excessive amount of dG,
Eliminates digestion by T4 DNA polymerase and maintains blunt ends
I do. When the right end is C-3 'as in Array Example 8,
Is T4 DNA polymerase in the presence of excess dG and dC
To form cohesive ends and blunt ends
can do. Sequence Example 8: 5'-AATTCNNN ----- NNC-3 ' 3'-GNNN ----- NNG-5 ' Similarly, in the case of the double-stranded DNA fragment shown in Sequence Example 5,
Activate T4 DNA polymerase in the presence of excess dT
As a result, as shown in Sequence Example 9, both ends are different.
A double-stranded DNA fragment having sticky ends is obtained. Sequence example 9: 5'-GGCCANNN ----- NNT -3 ' 3'- TNNN ----- NNAGC-5 ' In the case of Sequence Example 6, the presence of excessive amounts of dT and dA
By acting T4 DNA polymerase in the presence,
The double-stranded DNA fragment shown in Sequence Example 10 is obtained. Sequence example 10: 5'-GGCCANNN ----- NNA -3 ' 3'-TNNN ----- NNTGGCC-5 'Process (3) In this step, the polymerase treatment in the step (2) is performed.
Each end of the double-stranded DNA fragment prepared by
Restriction enzyme for secondary vector to enable ligation
And a double-stranded DNA fragment was ligated into this secondary vector.
To For example, a secondary vector is constructed using EcoRI and SmaI.
By cutting, the double-stranded DNA fragment shown in Sequence Example 7 was cut.
The pieces can be ligated. Similarly, a secondary vector
Is cut with AccIII and TaqI to obtain two of Sequence Example 9.
Secondary vector in which the strand DNA fragment was cut with AccIII and AgeI
Can be ligated to the double-stranded DNA fragment of Sequence Example 10
It becomes. By the above steps (1) to (3), restriction enzyme cleavage is performed.
Insert the end of the insert DNA into a secondary vector
Can be re-cloned into
You. The example shown above is a double-stranded DNA fragment.
Corresponding to the cuts at both ends of the
The case of digestion with a restriction enzyme is shown. However, this
The method described above is based on the cloning site
One has an end that can be ligated.
The basic principle is to prepare a double-stranded DNA fragment.
Therefore, in step (1), a double-stranded DNA fragment to be PCR-amplified
Does not necessarily constitute sticky ends with existing restriction enzymes
It is not necessary to have a nucleotide sequence at the end. For example, FIG. 1 shows that EcoRI and HindIII
Ligation of the double-stranded DNA fragment into the cut secondary vector
This is an example of the operation. The restriction enzyme HindIII is shown in Sequence Example 1.
X in the base sequenceFiveIs xFour(A), so HindIII
Double-stranded DNA fragment with cohesive end sequence at the end
Can be prepared by the polymerase treatment in step (2).
Can not. Therefore, as shown in FIG.
EcoRI and HindIII
To obtain sequence (B), and then digest with HindIII using Klenow.
One dA at the 3 'end of the end and two dA at the 3' end of the EcoEI stump
In addition, the cloning site is designated as sequence (C). Meanwhile, primary
The vector insert cDNA was prepared using the PCR plasmid shown in sequence (D).
PCR amplified using Immerset and double-stranded DNA of sequence (E)
Prepare fragments. This distribution in the presence of excess dT
Apply T4 DNA polymerase to row (E) and stick at both ends
The terminal sequence (F) is prepared. This array (F) is an array
Ligation can be performed at the cloning site of (C). In the method of the present invention, the secondary vector
End sequence of double-stranded DNA fragment ligated to
PCR primer sequence) is the insert of the primary vector
Design appropriately considering the sequence before and after the DNA sequence
Expression vector (especially fusion vector) as a secondary vector.
When using a synthetic protein expression vector)
Ligation of the strand DNA fragment with the secondary vector
A stop codon is formed or, like proline
Amino acid cod that causes distortion of protein three-dimensional structure
It is necessary to design so that no pattern is formed. The present invention will now be described with reference to examples.
Will be described in more detail and concretely.
The description is not limited by the following examples. [0025] DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Modulin cDNA is used in E. coli, mammalian cells, and yeast.
EcoRI-SmaI cleavage of the mother expression vector (secondary vector)
The site was recloned. 1: Processing of secondary vector The following were used as secondary vectors. E. coli expression vector pET30a (Novagen)
Made) Mammalian cell expression vector pMIK-Neo Yeast two-hybrid system DNA binding domain vector pGBKT7 (Clontech) 1.1: Processing of pET30a and pMIK-Neo EcoRI part of the multi-cloning site of these vectors
There is a blunt-ended restriction enzyme site downstream of the
NotI site is blunt-ended using Klenow fragment
It was end. First, at 37 ° C. with a reaction solution having the composition shown in Table 2,
Vector by treating for 2 hours and at 65 ° C for 20 minutes
Was cut with EcoRI and NotI. [0027] [Table 2] Next, 1 μl each of 100 mM dGTP, 100 mM dCTP
And Klenow (Boehringer) at 37 ° C for 30 minutes
After the reaction and extraction of phenol / chloroform,
Apply to an S-400 spun column equilibrated with ultrapure water and add 1 μl
And stored at −20 ° C. As a result, about 100 times
Of the vector solution was prepared. 1.2: Processing of pGBKT7 This vector has a SmaI blunt-end site downstream of the EcoRI site.
Since it was present, it was cleaved with these restriction enzymes. Destination
First, it was treated at 37 ° C for 2 hours with a reaction solution having the composition shown in Table 3.
By this, the vector was cut with SmaI. [0029] [Table 3] Next, the reaction solution was equilibrated with ultrapure water to form S-
After applying to a 400 spun column, add 11 μl of 10X buffer H and
Add 2 μl of EcoRI and react at 37 ° C for 2 hours.
Is cut with EcoRI and phenol / chloroform is extracted
Then, apply the aqueous phase to an S-400 spun column and dispense 1 μl at a time.
And stored at -20 ° C. As a result, about 110 vectors
A star solution was prepared. 2: Creation of insert cDNA Avian skeletal muscle tropomodulin cDNA (1st strand DNA)
Was used as a template to obtain a double-stranded DNA fragment.
The primer sets are as follows. [0031] Forward: 5'-AATTCATGTCTTACAGAAAGGAGCTAGAGA-3 '
(SEQ ID NO: 1) Reverse: 5'-CTGGGAGCTACACTCCAGTTCTGCACTTGG-3 '
(SEQ ID NO: 2) In addition, these primers phosphorylated the 5 'end. The composition of the PCR reaction solution was as shown in Table 4.
It is. [0033] [Table 4] The PCR reaction was performed by denaturing (98 ° C., 15 seconds) -anneal.
Ring (65 ° C, 2 seconds)-30 cycles of extension (74 ° C, 30 seconds)
I went. This PCR reaction solution was
After Worm extraction, apply the aqueous phase to S-400 spuncolumn
Treated with T4 DNA polymerase in the presence of dGTP (37 ° C,
in 30 minutes). Table 5 shows the composition of the reaction solution. [0036] [Table 5] After the reaction, the phenol / chloroform
After extraction of the rum, the aqueous phase is applied to an S-400 spun column,
And precipitate the precipitate with 10 μl of ddHTwoDissolved in O
An insert solution was used. By this processing, the arrangement example shown in FIG.
As shown, the left end has a cohesive end after EcoRI cutting, and the right end
A double-stranded DNA fragment having a SmaI site at the end was created. 3: Ligation The vector treated in step 1 and the double-stranded strand prepared in step 2
The DNA fragment was ligated. Composition of the reaction solution
Is as shown in Table 6. [0039] [Table 6] The reaction was performed at 16 ° C. for 30 minutes, and the three types of vectors were used.
A double-stranded DNA fragment was recloned in each case. Each of these vectors contains Escherichia coli DH5
Transform α by a standard method and plate
Cultured. About 2 from the start of PCR to the start of plate culture
Completed in time, compared to the conventional method (about 1 week), the operation time
And the process was greatly shortened. [0042] As described in detail above, the present application
According to the present invention, insert DNA such as cDNA clone
Re-cloning into another vector quickly and conveniently
Becomes possible. This allows for the expression of genes
Efficiency of functional analysis of protein is greatly improved. [0043] [Sequence list] <110> <120> Sub-cloning method for insert DNA <130> NP01287-YS <140> <141> <160> 2 <210> 1 <221> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence: Synthesized Oligonucleotide <400> 1 AATTCATGTC TTACAGAAAG GAGCTAGAGA 30 <210> 2 <221> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Artificial Sequence: Synthesized Oligonucleotide <400> 2 CTGGGAGCTA CACTCCAGTT CTGCACTTGG 30

【図面の簡単な説明】 【図1】この発明方法による再クローニングの一例を示
した工程図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process chart showing an example of recloning according to the method of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 1次ベクターにクローニングされている
インサートDNAを2次ベクターに再クローニングする方
法であって、(1) 1次ベクターのインサートDNAを含む
領域をPCR増幅して、以下の条件(a)および(b): (a) 少なくとも一方の端部が、粘着末端を構成する塩
基配列を含む; (b) 粘着末端の突出配列を構成する塩基配列の相補配
列には、その直後の塩基種nxが存在しない、を備えた2
本鎖DNA断片を調製し、(2) 前記の2本鎖DNA断片に対
して過剰量の塩基種nxの存在下でT4 DNAポリメラーゼを
作用させ、塩基種nxより3'側の塩基配列を除去して2本
鎖DNA断片の端部を粘着末端とし、(3) 2次ベクター
を、2本鎖DNA断片のそれぞれの端部がライゲーション
可能となるように切断し、この2次ベクターに2本鎖DN
A断片をライゲーションする、ことを特徴とするDNA断片
の再クローニング方法。
Claims 1. A method for recloning an insert DNA cloned in a primary vector into a secondary vector, comprising the steps of (1) PCR-amplifying a region containing the insert DNA of the primary vector. And the following conditions (a) and (b): (a) at least one end contains a base sequence constituting a sticky end; (b) a complementary sequence of a base sequence constituting a sticky end protruding sequence; It is provided with, base type n x is not present immediately after the 2
The stranded DNA fragments were prepared, (2) the double-stranded DNA fragment by the action of T4 DNA polymerase in the presence of an excess of base type n x with respect to, 3 from the nucleotide species n x 'side of the nucleotide sequence To remove the ends of the double-stranded DNA fragment into cohesive ends. (3) Cut the secondary vector so that each end of the double-stranded DNA fragment can be ligated. Double-stranded DN
A method for recloning a DNA fragment, comprising ligating the A fragment.
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