本课题所采用的酵母双杂交系统最初是1989年由Fields和Song[8]创立的,用于检测蛋白之间的相互作用,其基于真核生物转录过程中依赖反式转录因子的特点而建立。在真核生物的转录过程中,转录因子通常由两个或两个以上功能独立的结构域组成,酵母中的GAL4转录因子就包括两个功能区域:DNA结合结构域(DNA binding domain, DNA-BD)和转录激活结构域(activation domain, AD)。DNA-BD负责结合上游激活序列(upstream activating sequence, UAS),AD则可招募转录复合物,只有两者在空间上靠近时才可重新表现GAL4转录因子活性,从而激活下游报道基因GAL转录表达。因为GAL4转录因子的两个组分可以人为地分离,分离时仍具备各自的功能但不能激活转录。因此我们将DNA-BD和已知蛋白质DES1(通常称为诱饵蛋白,bait)的编码基因结合构建融合表达载体,再将AD与拟南芥cDNA文库结合构建文库质粒,转化至酵母细胞后利用mating杂交手段,根据报道基因的表达情况在cDNA文库中筛选能与DES1相互作用的未知蛋白,最后测序得到结果[9]。现今基因编辑技术发展迅速,商品化质粒如pGBKT7只需将目的基因连接在正确位置即可,随后配合特定酵母菌株即可完成检测。该技术原理简单,操作方便,高效灵敏,真实准确,能够客观反映生物体内蛋白互作情况,因而被广泛使用[10]。
本课题着眼于利用酵母双杂交技术来筛选DES1的互作蛋白,首先通过NCBI查找Des1(AT5G28030)的基因序列,克隆酶切连接至融合表达载体pGBKT7,再转化至酵母细胞内进行杂交筛选,以期得到未知的DES1互作蛋白序列,对于明确DES1的作用方式和调控网络有重要意义。
1 材料与方法
1.1 实验材料
1.1.1 植物材料及其培养
实验所用拟南芥材料为Col-0型,种子均表面消毒20 min,灭菌蒸馏水清洗三次后点播于含有1 %蔗糖的1/2 MS固体培养基上(pH 5.8)。种子经4 °C春化2 d后转移至光照培养箱内,光强为120 μmol m–2 s–1、白天/黑夜光照时间和温度分别为16/8 hr,24/18 °C。生长一周后取样用于植物总RNA的提取。
1.1.2 菌株及质粒载体
大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)Y2Hgold为本实验室保存菌株;融合表达载体pGBKT7购于Novagen公司。
1.1.3 主要试剂
RNA提取试剂Trizol购于杭州博日科技有限公司;DNA分子量标准(DL2000)、Taq DNA聚合酶、dNTP、Mg2+、PCR buffer等试剂均购于南京金斯瑞生物科技有限公司;PCR引物由南京擎科生物科技有限公司合成;AxyPrep DNA凝胶回收试剂盒购于Axygen公司(杭州);T4连接酶、T4连接酶buffer、质粒抽提试剂盒、逆转录酶AMV和限制性内切酶EcoR I、BamH I均购于大连宝生物工程有限公司(TaKaRa);其余普通试剂均购于南京寿德试验器材有限公司。
1.1.4 主要仪器设备
BS-223-S型天平(Sartorius),Eppendorf 5417R型冷冻离心机(Eppendorf),超净工作台(苏净集团苏州公司),DK-8D型电热恒温水槽(上海一恒科技有限公司),PGX-350C型光照培养箱(宁波海曙赛福实验仪器厂),2720型PCR仪(Applied Biosystems),NanoDrop 2000(Thermo),DYCP-31DN水平电泳槽,凝胶成像系统(上海天能科技有限公司)。
1.2 实验方法
1.2.1 总RNA的提取
准备工作:0.2 %焦碳酸二乙酯(0.2 % DEPC)过夜处理所有总RNA提取过程中使用的EP管、枪头以及无菌水等,并进行高压蒸汽灭菌(121 kPa, 20 min),后烘干待用。提取步骤参照提取试剂Trizol使用说明书进行。
1、研磨与匀浆:取拟南芥叶片约0.2 g于研钵中,倒入适量液氮充分研磨呈粉末状(研钵需先用液氮预冷),迅速转移到洁净的1.5 mL EP管中,马上加入1 mL Trizol试剂,振荡混匀数次。室温放置15 min后,4 °C,12000 rpm离心10 min。
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