将基因导入哺乳动物细胞的方法有多种,效率也不尽相同,可根据具体情况选择应用。 这里介绍几种常用的方法:
该转化方法是动物细胞转化中经典而又简单的方法。具体做法大致是∶将待转化的 DNA溶解在磷酸缓冲液中,加入CaCl2溶液混匀,形成磷酸钙微结晶与DNA的共沉淀物,滴入细胞培养皿中,37℃保温4~16 h,磷酸钙晶体局部溶解膜结构,DNA便可以进入受体细胞细胞核,并整合到宿主染色体上;弃去 DNA溶液,加入新鲜培养基,继续培养7天即可筛选转化株。在外源DNA中掺入少量的受体细胞内源性DNA,可以提高转化效率。这种方法多数用于单层培养的细胞,也可用于悬浮培养的细胞。
磷酸钙沉淀法具有操作简便、成本低廉、可大批量转染、对细胞毒性较小、效果稳定等优点。但其转染效率较低,对较长(>20kb)的DNA片段效果更差,应用甘油或DMSO对受体细胞进行休克,转染效率会得到一定程度提高。
这种方法即用脂质体包埋核酸分子,然后将其导入细胞。脂质体是一种人工构建的磷脂双分子层膜,用于转移DNA较理想的膜成分是带负电荷的磷脂酰丝氨酸。利用该方法曾将外源基因成功地导入了小鼠的淋巴细胞和HeLa细胞。
脂质体介导法的优点是效果稳定、感染效率高(比磷酸钙沉淀法高5~100倍);其缺点是成本较高、对外源基因长度有一定限制、细胞内积累的脂类对细胞有一定的毒性。
显微注射法是创造转基因动物的有效途径。其技术关键如下:①外源基因的制备;②收集受精卵;③显微注射;④受精卵移植。
显微注射法的优点是:①此法可向任何类型细胞导入外源基因,甚至可向受精卵或早期胚胎中导入外源基因;②DNA用量极少,每个细胞仅需10-11 ml的注射体积;③注入细胞的DNA分子数可加以控制;④外源DNA整合到宿主细胞染色体组中的效率可达50%~100%,获得稳定转化系的比例也可达20%。此法的缺点是其设备要求离,且很昂贵。
通过病毒感染的方式将外源基因导入动物细胞内,是一种常用的转基因方法,例如现在常用的腺病毒、慢病毒和AAV等。这种方法具有定向性好、实验重复性佳、导入效率高等优点。但也存在一定的缺陷,如目前常用的载体宿主范围有限,往往无法感染一些具有重要经济价值的家禽和牲畜细胞等。
将待转化的DNA溶解于受体细胞悬浮液中,然后加入电击转化仪的样品槽内,两端施加瞬时高压电场,使细胞膜产生细小的缝隙,此时DNA片段便可不经过胞饮作用直接进入受体细胞。电击法常用于对磷酸钙共沉淀法无效的细胞类型,如生长在悬浮液中的淋巴细胞等。
血影细胞是指哺乳动物的红细胞在外部压力环境下发生溶血,血红蛋白大量溢出,最后形成仅被细胞膜包裹的细胞结构。在溶血过程中,红细胞膜的通透性大增,在血红蛋白溢出的同时,外源DNA也容易进入。当上述外界条件消失后,红细胞膜又可恢复原来的通透性。因此,可先将外源DNA转入血影细胞,然后再将血影细胞与受体细胞在适当条件下发生细胞融合,从而将外源DNA转入受体细胞。
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