基因组步移法

基因组步移法
基因组步移法

A specific and versatile genome walking technique

Haitao Guo,Jin Xiong ?

Department of Biology,Texas A and M University,College Station,TX 77843,USA Received 2March 2006;received in revised form 2June 2006;accepted 15June 2006

Available online 21June 2006Received by A.Bernardi

Abstract

We describe here a nested PCR-based strategy for genome walking to extend a known sequence region to its uncharacterized flanking regions.This technique involves the use of a partially degenerate primer as a walker primer and a set of nested specific primers to perform two to three successive rounds of nested PCR.To increase the success rate of genome walking,four different walker primers were designed to allow the setup of parallel reactions.This technique was applied to amplify flanking sequences of known genomic loci of two highly divergent photosynthetic organisms,Rhodobacter capsulatus and Heliophilum fasciatum .Specific products were preferentially amplified using this strategy,which were verified using DNA sequencing.The extremely high success rate of extension of genomic regions in these two organisms suggests that this technique can be applied to a wide range of genomes.?2006Elsevier B.V .All rights reserved.

Keywords:Heliophilum fasciatum ;Nested PCR;Partial degenerate primers;Rhodobacter capsulatus ;Touchdown PCR

1.Introduction

Genome walking is a basic molecular biology technique.It involves a stepwise determination of uncharacterized DNA sequence flanking a known sequence region.This technique has many applications such as closing genome sequence gaps in the finishing phase of whole genome sequencing (Carraro et al.,2003;Rogers et al.,2005)and identification of insertion sites of transposons in gene disruption analysis (Huang et al.,2000;Levano-Garcia et al.,2005).

A number of PCR-based methods have been developed to define flanking sequences from known genomic loci.The methods essentially fall into two categories:preprocessing-dependent and preprocessing-independent.The first category requires restriction digestion and ligation of genomic DNA,which includes inverse PCR (Ochman et al.,1988;Triglia et al.,1988),ligation-mediated PCR (Pfeifer et al.,1989),vectorette PCR (Arnold and Hodgson,1991),and panhandle PCR (Jones and Winistorfer,1993).The procedures rely on successful DNA self circularization or ligation to specifically designed adaptors.

Their main limitations are the requirement of a large amount of starting material (2–10μg of DNA)and the dependence of the availability of restriction sites.

The second category is nearly entirely PCR-based and does not require restriction and ligation.These methods include universal fast walking (Myrick and Gelbart,2002),targeted gene-walking (Parker et al.,1991),and interlaced PCR (Liu and Whittier,1995).These methods rely on the binding of degenerate primers near the ends of a known sequence,which is amplified by PCR with specific primers from the known region.They have been shown to be effective under certain circumstances.Though no preproces-sing is needed,some methods in this category still require a significant level of sample handling during or after the amplification,such as purification of biotinylated intermediate products and exonuclease treatment.In many cases,high rates of non-specific PCR products are encountered.

Recently,Levano-Garcia et al.(2005)reported using a touchdown PCR protocol to amplify gene flanking regions with the use of partially degenerate primers (hybrid consensus degenerate primers)and a single specific primer.This method,belonging to the second category,requires simple manipulations and only a limited amount of starting DNA.The authors showed an example of using this strategy by mapping transposon insertion sites of Xanthomonas citri .This technique,however,based on

our

Gene 381(2006)18–

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https://www.360docs.net/doc/832103611.html,/locate/gene

Abbreviations:nt,nucleotide;Tm,melting temperatures of oligonucleotides.?Corresponding author.Tel.:+9794583462;fax:+9798452891.E-mail address:jxiong@https://www.360docs.net/doc/832103611.html, (J.Xiong).

0378-1119/$-see front matter ?2006Elsevier B.V .All rights reserved.doi:10.1016/j.gene.2006.06.002

experience,also suffers from high rates of non-specific PCR products caused by the partial degenerate primers.

To suppress the PCR artifacts and allow specific genome walking for a wide range of genomes,we developed an improved method that employs a nested PCR with a set of nested specific primers and a partially degenerate primer.By performing two to three successive rounds of nested PCR,we successfully amplified unknown sequence regions flanking known sequence regions in the genomes of two highly divergent photosynthetic bacteria,Rhodobacter capsulatus and Heliophi-lum fasciatum .Our improved method is shown to be specific and consistent in allowing high success rates even for difficult genomic templates.2.Materials and methods

2.1.Bacterial culture and genomic DNA isolation

In this study,two photosynthetic bacteria were used,R.capsulatus and H.fasciatum .For R.capsulatus ,both the wild type and an engineered strain JX47were used.The strain JX47was initially created for studying circadian oscillations of gene expression using a luciferase reporter.Its genomic DNA contained an engineered Tn5transposon carrying a pair of luciferase reporter genes (luxA and luxB )on the one end and a transposase (Tnase)gene on the other end.The engineered transposon was introduced to R.capsulatus through a triparental mating procedure described in Min et al.(2005).

The R.capsulatus strains were grown in a 100-ml RCV 2/3PY (Young et al.,1989)liquid medium at 34°C with vigorous shaking (250rpm)for overnight.The cells were harvested by

centrifugation at 5000g for 10min and were subsequently used for genomic DNA isolation.The genomic DNA isolation was according to Pospiech and Neumann (1995).Briefly,the cells were lysed with lysozyme.The cellular extract was treated with 10%SDS and proteinase K (Sigma-Aldrich).The DNA was separated from the proteinaceous part using chloroform.The genomic DNA was subsequently precipitated with isopropanol and washed with ethanol.

Wild type H.fasciatum was purchased from ATCC (Manassas,V A)and was found to be nonviable.The lyophilized bacterial stock was used directly for DNA isolation according to Pospiech and Neumann (1995).2.2.PCR primers

Oligonucleotide primers used in the PCR included specific primers for a particular genomic locus and walker primers containing degenerate nucleotides (nt)mixed with specific ones.Four walker primers with partial degeneracy were designed:semi-1,semi-2,semi-3and semi-4,with semi-1nearly identical to the HIB17primer in Levano-Garcia et al.(2005).Primers semi-2,semi-3and semi-4were either reverse complement of semi-1at various local regions or slight modifications of it.Each of the walker primers was 25nt long with 13non-degenerate nt on the 5′end,2non-degenerate nt on the 3′end,and with 6degenerate nt intermixed with 4specific nt in between the two ends (Table 1).

The locus-specific primers were 17–26nt in length and were exact matches to a known sequence region from either of the two genomes (see Table 1).Each set of specific primers (Table 1)was nested and pointing outwardly from a known sequence end.All

Table 1

Primers used in this work,their sequences,target gene loci and direction of extension Primer name Sequence

Gene locus/direction/organism Specific primers LuxA-1CAGTAATACTTGTAACGTCCTCAAATC luxA /upstream/R.capsulatus LuxA-2CATGTGAACTTCCAATTAGCGAATAG luxA /upstream/R.capsulatus Tnase-1CAGTACGGCGTGGATCAC

Tnase /downstream/R.capsulatus Tnase-2GAGAACACAGATTTAGCCCAGTC Tnase /downstream/R.capsulatus ATPdn-1CGACATGGCCTATCCGATCATCC ATPase /downstream/R.capsulatus ATPdn-2CAGGTCAAGCAGATCCTCGACG ATPase /downstream/R.capsulatus ATPup-1GAAGAGATCGCCGTCCTCG

ATPase /upstream/R.capsulatus ATPup-2GAGGTTCATGAAGAAGGTCTCGAGG ATPase /upstream/R.capsulatus HemL-1GGGTAAGTAATATAGTCAAGCAATAGAG hemL /downstream/H.fasciatum HemL-2GGATCACAAAAGAACGGAGGAGTAC hemL /downstream/H.fasciatum Hep2-1CCCGGCGTGTTTCTGATTCG hep2/upstream/H.fasciatum Hep2-2CATGAACCAAGGTGGCCATG

hep2/upstream/H.fasciatum Tatc-1AACCCAAAGTAAATGAGACAGTCC tatC /upstream/H.fasciatum Tatc-2GTTTCTACACTATGCACGATCTTCC tatC /upstream/H.fasciatum Tatc-3CTCATACAACAAATACATCGGCAAGG tatC /upstream/H.fasciatum ppx-1TGCCACCCCGTCTGGGTC ppx /upstream/H.fasciatum ppx-2ATGCCAGCGTCCGGCAGG ppx /upstream/H.fasciatum ppx-3

CCACTTCAGCACTGCCGCC

ppx /upstream/H.fasciatum

Semi-degenerate primers Semi-1GCCAATTCCGGATNGAYKSNGGNTC Universal walker primer Semi-2GCCTTAAGGCCTANGARMSNCCNAG Universal walker primer Semi-3CGGTTAAGGCCTANYTCSKNGANGC Universal walker primer Semi-4

GCCAATTCCGGATNSAGYMNCTNCG Universal walker primer

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primers were synthesized by Integrated DNA Technologies (Coralville,IA).The Tms of the specific primers ranged from 54°C to 61°C based on the manufacturer's estimations.2.3.PCR conditions

The PCR amplification was carried out in a volume of 100μl containing 1μM of each of the two primers,250μM dNTPs and 1X reaction buffer (8%glycerol,5.5%DMSO,30mM tricine,pH 8.4,2mM MgCl 2,5mM β-mercaptoethanol,16mM (NH 4)2SO 4,0.05%NP-40).Approximately 20ng of genomic DNA were used in the initial round of PCR.The PCR was “hot-started ”in a thermal cycler (PTC-100,MJ Research,Watertown,MA)by adding 2μl Pfu DNA polymerases (~10U)after 5min incubation of DNA at 96°C.The subsequent thermal cycling routine was essentially based on one of the touchdown protocols (protocol 2)by Levano-Garcia et al.(2005).Briefly,in the phase 1,DNA was denatured at 95°C for 45s and was subsequently annealed at a temperature from 60°C to 47.5°C for 45s with a stepwise decreasing gradient of 0.5°C/cycle.Elongation was carried out at 72°C for 2min in each cycle.In the phase 2,35cycles of 3-step PCR were carried out with each cycle consisting of 95°C denaturation for 45s,50°C annealing for 45s,and 72°C elongation for 2min.

For re-amplification using a hemi-nested design,1μl of the undiluted product from the first round of PCR was used as template for the second round of PCR containing 1μM of an inner nested specific primer and 1μM of the same partially degenerate walker primer.To use a fully nested design,a different degenerate primer was used in addition to a different specific primer.The third round of nested PCR was similarly carried out using 1μl of

the second round reaction product as template and a primer pair consisting of a further nested specific primer and a walker primer.2.4.Gel analysis and DNA sequencing

Ten microliters of the PCR products were used in electropho-resis in a 1%agarose gel in a TBE buffer stained with ethidium bromide.The DNA was visualized under a UV light.When necessary,the bands of interest were excised from the gel and purified with the Qiaquick Gel Extraction Kit (Qiagen,Valencia,CA)according to the manufacturer's instructions.DNA sequenc-ing was performed with a fluorescent dye-labeled dideoxynucleo-tide sequencing reaction kit (BigDye Terminator Sequencing Kit,Applied Biosystems,Foster City,CA).Only specific primers were used in the sequencing reactions.3.Results and discussion

3.1.Principle of the current technique

In this study,we developed a modified genome walking technique based on nested PCR whose principle is illustrated in Fig.1.The procedure involves the use of the product from the first round of PCR to serve as template for the second round PCR whose product in turn serves as template for the third round PCR.The reaction is carried out through a hemi-nested design with a set of three nested locus-specific primers and a common partially degenerate primer (walker primer)for use in successive rounds of PCR.Four universal walker primers were designed.To test which walker primer can produce the best result,four series of reactions can be carried out in parallel (Table 1

).

Fig.1.Schematic of the nested PCR-based genome walking technique using a hemi-nested design that suppresses potential PCR artifacts.The procedure involves three (sometimes two)rounds of PCR with one partially degenerate walker primer (W1)and a set of nested specific primers (Sp1,Sp2and Sp3)matching a known sequence region.Specific products can be preferentially amplified using this strategy.Any potential undesired PCR products are essentially eliminated after the second and/or third round of reactions.Known sequence regions are represented by shaded areas;unknown sequence regions by dashed lines.In the case of artifactual amplification,dashed lines represent non-target genomic loci.Straight arrows represent specific primers;wavy arrows represent non-specific primers that partially hybridize to genomic loci.Vertical thin lines above the primers indicate oligonucleotide complementarity to the genomic DNA.High density vertical thin lines represent specific priming with complete complementarity;and sparse density represents partial complementarity by non-specific priming.In the later cycles of a PCR reaction,primer sequences from either specific or non-specific primers are included to produce full complementarity.

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The main problem encountered using degenerate primers in PCR-based genome walking is the non-specific amplification of PCR products.One of the potential problems in the strategy employed by Levano-Garcia et al.(2005)is the artifactual amplification initiated either by the hybridization to a non-target locus by the degenerate primer alone or by the mispriming of both the specific primer and the walker primer on a non-target locus in the genomic DNA(Fig.1).

To reduce false positive products,nested PCR can be employed(see review,Sachse,2003).The successive PCR rounds using different specific primers can significantly reduce the non-specific amplification because the spurious PCR products are unlikely to contain binding sites for the inner specific primers. Though the presence of the same walker primer in theory can continue to amplify the non-specific products in the successive rounds,in our experience,reamplification of the same PCR products using the same primer pair is rarely successful,partially due to the poor primer binding efficiencies at the sequence ends. In addition,genomic DNA used in the first round of PCR was diluted by100fold in the second PCR round and reached an ineffective concentration(~0.2ng/100μl)for it to serve as template for possible artifacts.The lowering of the effective concentration of genomic DNA may also include template degradation such as depurination that may have resulted from the previous thermal cycles(Lindahl,1993).Another potential artifact in the initial step may result from the partial hybridization of a specific primer in an undesired locus.This can be eliminated in the second round of PCR using an inner nested specific primer.

To verify the specificity of the amplification products,a re-PCR using an original locus-specific primer and a gene-specific primer based on the newly generated sequence can be performed to verify whether the band produced by the specific primer pair match that by the locus-specific and walker primers.However, this approach has an inherent problem of not being able to completely eliminate the possible artifactual products because the artifacts may be of the expected size by chance.More conclusive verification requires DNA sequencing of the products using the locus-specific primers as suggested by Levano-Garcia et al. (2005).If the initial region of the new sequence completely overlaps the end region of the previously known sequence,this constitutes good evidence of correct amplification because it is extremely unlikely for any artifactual PCR products to contain the same sequence.

A key to the success of this strategy is the bipartite structure of the walker primers with degenerate bases positioned close to the 3′end and non-degenerate bases on the5′end.Levano-Garcia et al.(2005)designed the“hybrid”primers based on the protein encoding regions of Schistosoma mansoni mRNAs and applied the primers in determining transposon insertion sites in X.citri. Regier and Shi(2005)have shown that by adding a5′tail of non-degenerate,non-homologous sequence to the degenerate3′end of PCR primers,the stability of the primers can be greatly increased, which led to increased yields of PCR products.The increase in efficacy of the primers was thought to be due to the increase

of Fig.2.Nested PCR results with the use of specific primers and universal walker

primers for amplification of various loci of R.capsulatus and H.fasciatum genomic

DNA.Upstream genome walking is indicated by↑whereas downstream walking by

↓.All PCR products(10μl out of100μl reactions)were electrophoresed in1%

agarose gels(110V,50min)stained with ethidium bromide.M,100bp DNA ladder

(New England Biolabs)https://www.360docs.net/doc/832103611.html,nes1–4:detection of transposon insertion sites in the

genomic DNA of the JX47strain of R.capsulatus.Specific products were generated

after two rounds of hemi-nested https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne1,first step nested PCR amplification for

the upstream region of the transposon luxA gene using primers luxA-1and semi-2.

Lane2,second step nested PCR amplification for the upstream region of the

transposon luxA gene using primers luxA-2and semi-2(final product500bp).Lane

3,first step nested PCR amplification for the downstream region of the transposase

Tnase gene using primers Tnase-1and https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne4,second step nested PCR

amplification for the downstream region of the transposase Tnase gene using primers

Tnase-2and semi-1(final product600bp).Lanes5–8:walking upstream and

downstream from the transposon insertion site in the wild type R.capsulatus

genomic DNA.Specific products were generated after two rounds of hemi-nested

https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne5,first step nested PCR amplification for the upstream region of the

A TPase gene using primers A TPup-1and https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne6,second step nested PCR for

amplification of the upstream region of the A TPase gene using primers A TPup-2and

semi-2(final product800bp).Lane7,first step nested PCR amplification for the

downstream region of the A TPase gene using primers A TPdn-1and https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne8,

second step nested PCR amplification for the downstream region of the A TPase gene

using primers A TPdn-2and semi-3(final product500bp).B.Nested PCR

amplification on flanking regions of various loci of the H.fasciatum genomic DNA.

Lanes1–4,specific products generated after two rounds of hemi-nested PCR.M,

100bp DNA https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne1,first step nested PCR amplification for the downstream

region of the hemL gene using primers HemL-1and https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne2,second step

nested PCR amplification for the downstream region of the hemL gene using primers

HemL-2and semi-3(final product550bp).Lane3,first step nested PCR

amplification for the upstream region of the hep2gene using primers Hep2-1and

https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne4,second step nested PCR amplification for the upstream region of the

hep2gene using primers Hep2-2and semi-3(final product800bp).Lanes5–10,

specific products generated after three rounds of hemi-nested https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne5,first step

nested PCR amplification for the upstream region of the tatC gene using primers

Tatc-1and https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne6,second step nested PCR amplification for the upstream

region of the tatC gene using primers Tatc-2and https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne7,third step nested

PCR amplification for the upstream region of the hep2gene using primers Tatc-3and

semi-3(final product900bp).Lane8,first step nested PCR amplification for the

upstream region of the ppx gene using primers ppx-1and https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne9,second step

nested PCR amplification for the upstream region of the ppx gene using primers ppx-

2and https://www.360docs.net/doc/832103611.html,ne10,third step nested PCR amplification for the upstream region of

the ppx gene using primers ppx-3and semi-2(final product650bp).

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overall Tm of the primers in subsequent PCR cycles following the initial PCR cycle.In this study,we designed partial degenerate primers and used them successfully in genome walking in two different photosynthetic bacteria.The results confirmed that the actual sequences on the5′end of the walker primers were not important but that their presence served to enhance the effectiveness of the overall degenerate primer.

In addition to the hemi-nested design,a fully nested design which involved the pairing of completely different walker primers and specific primers in each round of nested PCR was also tested and shown to perform equally well as the hemi-nested design (data not shown).The fully nested design may further increase the specificity of the PCR results and can be used as an alternative to the hemi-nested design,which increases the versatility of the available primer pairs.

Based on the design in Fig.1,it is possible to apply a multiplex PCR design by which more than one pair of specific primer and walker primer are added in a single reaction.Though the idea is to allow fewer reactions to be set up,the multiplexed design poses new risks of increasing spurious amplification products due to the presence of multiple primers.

3.2.Applications of the new genome walking technique

We first applied the newly developed genome walking technique to map the Tn5transposon insertion site in the R. capsulatus JX47strain.As shown in Fig.2A(lanes1–4), specific amplification of the upstream region of luxA(the first gene in the transposon)and the downstream region of the Tnase gene(the last gene in the transposon)was achieved after two rounds of nested PCR.The products were sequenced and verified to originate in a region completely overlapping with that in the known sequence end(50–150bp in length).The newly determined sequences also contained information of the transposon insertion site.Through database homology search-ing of the sequences,the insertion site was found to be in the middle of a gene encoding a PP-family ATPase.Additional walking steps were taken to amplify a near full length sequence of the ATPase gene(Fig.2A,lanes5–8)using wild type R. capsulatus genomic DNA as starting template.

We further applied the genome walking technique to obtain flanking sequences for a number of partially sequenced genes previously obtained in H.fasciatum genomic DNA(A. Pancholy and J.Xiong,unpublished data).These include partial sequences of the hemL,hep2,tatC and ppx genes,which were located at the ends of large genomic fragments obtained previously.For these genomic loci,only unidirectional walking was performed.After two rounds sometimes three rounds of hemi-nested PCR,flanking sequences to those genes with sizes ranging from0.5to0.9kb were obtained(Fig.2B).DNA sequence analysis of the newly obtained sequences showed that the downstream sequence of hemL encodes a conserved hypothetical protein and that the upstream sequence of hep2 encodes an RNA ligase.The upstream sequence of tatC was found to be still within its own reading frame,whereas the sequence upstream of the ppx region only contains intergenic sequences.The newly obtained sequences from these two organisms have been submitted to GenBank(accession numbers,DQ823379,DQ665833,DQ665834,DQ665835, and DQ665836).Detailed bioinformatics analysis of these sequence regions will be published elsewhere.

It is noticeable that sometimes multiple prominent products could be obtained in the intermediate steps of nested PCR(e.g. lane6in Fig.2B).This is thought to be due to potential multiple binding sites by the walker primer close to the end of a known sequence region.However,the presence of multiple weak and indistinct bands is often an indication of artifacts(lane3in Fig. 2A;lanes8and9in Fig.2B).It is also noticeable that specific amplification could rarely be obtained in the first round of PCR, which justified the need for improvement of the original method developed by Levano-Garcia et al.(2005).

Another non-trivial factor that may have contributed to the success of our genome walking is the unique PCR buffer that contains additives of glycerol and DMSO,both of which have been shown to enhance the specificity and overall effectiveness of PCR(Pomp and Medrano,1991).

In conclusion,we achieved an extremely high rate of success in genome walking mainly through hemi-nested PCR with the aid of a partially degenerate walker primer.We were able to amplify and extend all the genomic loci that we had attempted.The technique is robust regardless of the GC content of the genome judging from the wide gap of the GC content between R. capsulatus(68%,Haselkorn et al.,2001)and H.fasciatum(52%, A.Pancholy and J.Xiong,unpublished data).The two bacteria were phylogenetically very divergent with R.capsulatus being a GC-rich gram-negative proteobacterium and H.fasciatum a GC-even gram-positive firmicute.The successful application of this technique in two such divergent genomes suggests that it can be used in a wide range of genomes.

Compared to other existing PCR-based genome walking techniques,the main feature of our newly developed method is high specificity exemplified by one single prominent final product resulted from nested PCR.In addition,the method performs direct genome walking without the need for restriction digestion and ligation and with only minimal sample handling required.The method can effectively amplify genomic regions regardless of the template complexity.The availability of four universal walker primers allows the setup of at least four parallel hemi-nested reactions and many more full-nested reactions, which greatly increases the versatility of this technique.The requirement of a small amount of starting genomic DNA(20ng) confers another advantage in situations when the amount of starting DNA is a limiting factor such as DNA extracted from environmental samples or non-culturable prokaryotic organisms.

Acknowledgements

We thank Carl Bauer for providing the wild type Rhodobacter capsulatus strain and Hongtao Min for constructing the JX47 strain.Randall Gil and Kelly Zhao provided technical assistance during the early stage of the technique development.We thank Sarah Fremgen for critical reading of the manuscript.JX thanks the Welch Foundation for support(grant no.A1589).

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H.Guo,J.Xiong/Gene381(2006)18–23

任意奇数阶幻方的罗伯移步法

任意奇数阶幻方的罗伯移步法 学习心得 范贤荣2016.2.25 在学习幻方构成时,在网上看到了大多数幻友介绍的罗伯(loubere)法。读后,我有心得如下: 1、罗伯(loubere)法的确是最简单的任意奇数阶幻方的构成法。它只要一步一步地填写就可以了。 2、有人称之为楼梯法。这也非常形象,体现了一步一步斜着向上的填写规律。因此,我觉得以罗伯楼梯法谓之,倒是一个好办法,既尊敬了罗伯的创造,又形象地体现了填写规律。但是,楼梯太实用了,就采用了浪漫点的移步二字,编写了本文的题目。 3、罗伯法的填写步骤,非常经典。关于“出格/出框”、“重复/遇阻”的规定,也往往还被其他方法所引用。 4、罗伯法的口诀,对“1居上行正中央”的这种幻方,是很正确且准确的。但是,不知道这是不是罗伯老师的原话。我现在看到的都是幻友们的介绍。因此,就与幻友们讨论一下: 这个口诀,只适用于“1居上行正中央”的这种幻方。或者说“1居上行正中央”的这种幻方,只是罗伯幻方的一种。 罗伯幻方每一阶都有多种。幻方数与阶数相同。 因此,我建议在这口诀下面加一个注:“1居上行正中央”只是罗伯幻方有代表性的一种。1还可以在其他点格上。 5、1还可以在那些点格上呢? 我们把方阵空格用(X,Y)即(行,列)表示。第一行,第三列表示为(1,3)那么,各阶数方阵有几个幻方,1点在何处,可见下表: 我们还可以形象地用方阵的方式,直观地看到1的位置。 5阶幻方的1点在幻和为65的格子内。

方法是: 1)与阶数一样,画出阶数方阵。例如,5阶 2)将该阶幻方的幻和填在方阵的“上行正中央”。例如5阶幻和65。 3)在斜着把幻和,逐行向左移一位,填在各行。如下图 4)再利用罗伯法则,将出格的数移回来。就可以直观地看到1在那些点格了。 5)顺便说说方阵中的其他数据是什么?从何而来?。这些数据都是一个不等于“幻和”的对角线之和。我是计算出来的,计算完5阶,我就知道7阶了。因此,就少画了许多方阵。 6)其他不等于“幻和”的对角线之和,就是将“幻和”向两边逐步加减“阶2”。 例如5阶,52=25 65+25=90、90+25=115、65-25=40、40-25=15 心得汇报完毕。方阵附后:

染色体步移步骤

染色体步移技术(Genome Walking)是一种重要的分子生物学研究技术,使用这种技术可以有效获取与已知序列相邻的未知序列。染色体步移技术主要有以下几方面的应用: 1. 根据已知的基因或分子标记连续步移,获取人、动物和植物的重要调控基因,可以用于研究结构基因的表达调控。如分离克隆启动子并对其功能进行研究; 2. 步查获取新物种中基因的非保守区域,从而获得完整的基因序列; 3. 鉴定T-DNA 或转座子的插入位点,鉴定基因枪转基因法等转基因技术所导致的外源基因的插入位点等; 4. 用于染色体测序工作中的空隙填补,获得完整的基因组序列; 5. 用于人工染色体PAC、YAC 和BAC 的片段搭接。 其主要原理是根据 已知DNA 序列,分别设计三条同向且退火温度较高的特异性引物(SP Primer),与退火温度较低的兼并引物,进行热不对称PCR 反应。 现在有很多Genome Walking Kit,相应的说明书都介绍的很详尽,下面给你发一个原理图:

大致的原理是这样的,依据TaKaRa的试剂盒,具体的操作步骤如下: 1. 基因组DNA 的获取。 基因组DNA 的质量是侧翼序列获取成功与否的关键因素之一。建议不要使用只经过简单处理的基因 组DNA(例如:只进行细胞热处理或蛋白酶处理)作为模板,而要使用经过充分纯化的完整的基因组 DNA。此外,由于本方法灵敏度极高,模板DNA 一定不要污染,所需的DNA 量不要少于3 μg。 2. 已知序列的验证。 在进行PCR 实验之前必须对已知序列进行验证,以确认已知序列的正确性。具体方法为:根据已知序 列设计特异性引物(扩增长度最好不少于500 bp),对模板进行PCR 扩增,然后对PCR 产物进行测 序,再与参考序列比较确认已知序列的正确性。 3. 特异性引物的设计。 根据验证的已知序列,按照前述的特异性引物设计原则设计三条特异性引物,即:SP1、SP2、SP3。 4. 1st PCR 反应。 基因组DNA 经OD 测定准确定量后,取适量作为模板(不同物种的最佳反应DNA 量并不相同,实际 用量参考下面的注*1),以AP Primer(四种中的任意一种,以下以AP1 Primer 为例)作为上游引 物,SP1 Primer 为下游引物,进行1st PCR 反应。

基因组学重点整理

生物五界:动物、植物、真菌、原生生物和原核生物;生物三界:真细菌、古细菌、真核生物 具有催化活性的RNA分子称为核酶(ribozyme)核酶催化的生化反应有:自我剪接、催化切断其它RNA、合成多肽键、催化核苷酸的合成 新基因的产生:基因与基因组加倍1)整个基因组加倍;2)单条或部分染色体加倍;3)单个或成群基因加倍。DNA水平转移:原核生物中的DNA水平转移可通过接合转移,噬菌体转染,外源DNA的摄取等不同途径发生,水平转移的基因大多为非必须基因。动物中由于种间隔离不易进行种间杂交,但其主要来源于真核细胞与原核细胞的内共生。动物种间基因转移主要集中在逆转录病毒及其转座成分。 外显子洗牌与蛋白质创新:产生全新功能蛋白质的方式有二种:功能域加倍,功能域或外显子洗牌 基因冗余:一条染色体上出现一个基因的很多复份(复本)当人们分离到某一新基因时,为了鉴定其生物学功能,常常使其失活,然后观察它们对表型的影响。许多场合,由于第二个重复的功能基因可取代失活的基因而使突变型表型保持正常。这意味着,基因组中有冗余基因存在。看家基因很少重复,它们之间必需保持剂量平衡,因此重复的拷贝很快被淘汰。与个体发育调控相关的基因表达为转录因子,具有多功能域的结构。这类基因重复拷贝变异可使其获得不同的表达控制模式,促使细胞的分化与多样性的产生,并导致复杂形态的建成,具有许多冗余基因。 非编码序列扩张方式:滑序复制、转座因子 模式生物海胆、果蝇、斑马鱼、线虫、蟾蜍、小鼠、酵母、水稻、拟南芥等。模式生物基因组中G+C%含量高, 同时CpG 岛的比例也高。进化程度越高, G+C 含量和CpG 岛的比例就比较低 如果基因之间不存在重叠顺序,也无基因内基因(gene-within-gene),那么ORF阅读出现差错的可能只会发生在非编码区。细菌基因组中缺少内含子,非编码序列仅占11%, 对阅读框的排查干扰较少。细菌基因组的ORF阅读相对比较简单,错误的机率较少。高等真核生物DNA的ORF阅读比较复杂:基因间存在大量非编码序列(人类占70%);绝大多数基因内含有非编码的内含子。高等真核生物多数外显子的长度少于100个密码子 内含子和外显子序列上的差异:内含子的碱基代换很少受自然选择的压力,保留了较多突变。由于碱基突变趋势大多为C-T,故A/T的含量内含子高于外显子。由于终止密码子为TAA\TAG\TGA,如果以内含子作为编码序列,3种读码框有很高比例的终止密码子。 基因注释程序编写的依据:1)信号指令,包括起始密码子,终止密码子,终止信号,剪接受体位和供体位,多聚嘧啶序列,分支点保守序列2)内容指令,密码子偏好,内含子和外显子长短 基因功能的检测:基因失活、基因过表达、RNAi干涉 双链DNA的测序可从一端开始,亦可从两端进行,前者称单向测序,后者称双向测序。 要获得大于50 kb的DNA限制性片段必需采用稀有切点限制酶。 酵母人工染色体(YAC)1)着丝粒在细胞分裂时负责染色体均等分配。2)端粒位于染色体端部的特异DNA序列,保持人工染色体的稳定性3)自主复制起始点(ARS)在细胞中启动染色体的复制 合格的STS要满足2个条件:它应是一段序列已知的片段,可据此设计PCR反应来检测不同的DNA片段中是否存在这一顺序;STS必需在染色体上有独一无二的位置。如果某一STS在基因组中多个位点出现,那么由此得出的作图数据将是含混不清的。 遗传图绘制主要依据由孟德尔描述的遗传学原理,第一条定律为等位基因随机分离,第二条定律为非等位基因自由组合,显隐性规律/不完全显性、共显性、连锁 衡量遗传图谱的水平覆盖程度饱和程度 基因类型:transcribed, translatable gene (蛋白基因) ;transcribed but non-translatable gene ( RNA基因)Non- transcribed, non-translatablegene ( promoter, operator ) rRNA基因,tRNA基因, scRNA基因, snRNA基因, snoRNA基因, microRNA基因 基因组(genome):生物所具有的携带遗传信息的遗传物质总和。 基因组学(genomic):用于概括涉及基因作图、测序和整个基因功能分析的遗传学分支。 染色体组(chromosome set):不同真核生物核基因组均由一定数目的染色体组成,单倍体细胞所含有的全套染色体。 比较基因组学(comparative genomics):比较基因组学是基因组学与生物信息学的一个重要分支。通过模式生物基因组与人类基因组之间的比较与鉴别,为分离重要的候选基因,预测新的基因功能,研究生物进化提供依据。(目标)

基于PCR的染色体步移

1依赖酶切连接的PCR 这类方法首先对基因组DNA酶切之后,然后让酶切产物自我成环或在酶切产物末端加上相应的接头。以已知序列上的特异引物或接头上的锚定引物,扩增已知序列的上下游侧翼序列。 1.1 反向PCR 反向PCR(inversPCR,IPCR)是Triglia等提出的扩增已知序列上游和下游未知序列的方法。该方法的基本原理是对已知序列进行分析,选择已知序列中没有的限制性内切酶位点,酶切基因组DNA后,酶切片段环化自连,然后利用已知序列设计的反向引物,扩增已知序列两侧的未知序列,原理如图1。因此,这种方法包含以下3个步骤:(1)基因组DNA 酶切;(2)线性酶切产物环化;(3)已知序列处设计的反向引物扩增目标片段。在PCR 扩增之前,也可以根据已知序列用合适的内切酶将环化的DNA切割成线性DNA,这样更利于PCR反应的进行。 图1:反向PCR原理图 最初,IPCR用于扩增基因组DNA的侧翼未知序列,后来利用T4聚合酶补平双链cDNA 末端后再环化,可以有效扩增已知cDNA的侧翼未知序列。然而,IPCR存在技术缺点:(1)环化过程难以控制,基因组DNA酶切后,不同的酶切片段连接成线性串联体,致使非特异性扩增;(2)基因组DNA酶切位点随机分布,可能产生过长的酶切片段导致PCR扩增效率下降,成功率降低。Benkel等在此基础上对IPCR的反应体系改进,可以扩增长达40Kb的片段。Kohda等在对基因组DNA酶切之后,环化连接过程中,酶切位点之间加上一段桥连片段,有效扩增侧翼片段,这种方法称为桥连反向PCR(BI-PCR)。BI-PCR扩增的特异性更高,操作更加简便。最近,Tsaftaris等利用改进的滚环复制反向PCR从植物基因组DNA中成功分离出3Kb的启动子序列。以IPCR为代表的连接成环PCR策略是首次利用PCR技术进行的染色体步移技术。以此为基础,对基因组DNA酶切,在酶切末端加上接头或通过相应的方法在酶切末端加上已知序列,获得目标序列的PCR扩增的染色体步移技术大量涌现。 1.2 载体PCR 载体PCR(single specific primePCR,SSP-PCR)是通过把基因组DNA酶切之后,连接到质 粒载体(如SpBluescript KS)上,并用依据已知序列设计的特异引物和载体上的通用引物特异扩增目标片段的一种PCR染色体步移技术。

产品定位五步法

产品定位五步法 产品定位是指确定公司或产品在顾客或消费者心目中的形象和地位.这个形象和地位应该是与众不同的。但是,对于如何定位,部分人士认为,定位是给产 仅有产品定位已经不够了,必须从产品定位品定位。营销研究与竞争实践表明, 扩展至营销定位。 1 产品定位 2 产品定位五步法分析 第一步: 目标市场定位 第二步: 产品需求定位 第三步: 产品测试定位 第四步: 差异化价值点定位 第五步: 营销组合定位 产品定位 满足谁的需要? 他们有些什么需要? 我们提供的是否满足需要? 需要与提供的独特结合点如何选择? 这些需要如何有效实现? 一般而言,产品定位采用五步法:目标市场定位(Who),产品需求定位(What) ,企业产品测试定位(IF) ,产品差异化价值点定位(Which) ,营销组合定位(How)。这个方法给我们进行产品定位分析提供了一个有效的实施模型,如下图所示。 产品定位五步法分析 第一步:目标市场定位 目标市场定位是一个市场细分与目标市场选择的过程,即明白为谁服务(Who) 。在市场分化的今天,任何一家公司和任何一种产品的目标顾客都不可能是所有的人,对于选择目标顾客的过程,需要确定细分市场的标准对整体市场进行细分,对细分后的市场进行评估, 最终确定所选择的目标市场。 目标市场定位策略: 无视差异,对整个市场仅提供一种产品; 重视差异,为每一个细分的子市场提供不同的产品; 仅选择一个细分后的子市场,提供相应的产品。 第二步:产品需求定位 产品需求定位,是了解需求的过程,即满足谁的什么需要(What) 。产品定位过程是细 分目标市场并进行子市场选择的过程。这里的细分目标市场是对选择后的目标市场进行细 分,选择一个或几个目标子市场的过程。对目标市场的需求确定,不是根据产品的类别进行, 也不是根据消费者的表面特性来进行,而是根据顾客的需求价值来确定。顾客在购买产品时,

植物基因克隆

来自dxy 22003luocong 植物基因全长克隆几种方法的比较 基因是遗传物质基本的功能单位,分离和克隆目的基因是研究基因结构、揭示基因功能及表达的基础,因此,克隆某个功能基因是生物工程及分子生物学研究的一个重点。经典克隆未知基因的方法比如通过筛选文库等有个共同的弊病, 即实验操作繁琐, 周期较长、工作量繁重,且不易得到全长序列。又由于在不同植物中目的基因mRNA丰度不同,所以获得目的基因的难易程度又不一样,特别是对于丰度比较低的目的基因即使使用不用的方法也不一定能获得成功。近年来随着PCR技术的快速发展和成熟.已经有多种方法可以获得基因的全长序列, 比如经典的RACE技术,染色体步移法和同源克隆法等,本文主要综述几种重要的克隆方法的原理和运用,并且比较分析这几种方法的优缺点,为你的实验节约时间和成本。 1 RACE技术 1985年由美国PE-Cetus公司的科学家Mulis等[1]发明的PCR技术使生命科学得到了飞跃性的发展。1988年Frohman等[2] 在PCR技术的基础上发明了一项新技术, 即cDNA末端快速扩增技术( rapid amplification of cDNA ends, RACE), 其实质是长距PCR( long distance, PCR)。通过PCR由已知的部分cDNA 序列, 获得5′端和3′端完整的cDNA, 该方法也被称为锚定PCR ( anchored PCR) [3] 和单边PCR( one-sidePCR) [4]。RACE技术又分为3?RACE和5?端RACE。3′RACE 的原理是利用mRNA 的3′端天然的poly(A) 尾巴作为一个引物结合位点进行PCR, 以Oligo( dT) 和一个接头组成的接头引物( adaptor primer, AP)反转录mRNA得到加接头的第一链cDNA。然后用一个正向的基因特异性引物( gene-specific primer, GSP) 和一个含有接头序列的引物分别与已知序列区和poly(A) 尾区退火, 经PCR扩增位于已知序列区域和poly( A) 尾区之间的未知序列,若为了防止非特异性条带的产生, 可采用巢式引物( nested primer) 进行第二轮扩增, 即巢式PCR( nested PCR) [5,6]。5?RACE 跟3?RACE原理基本一样,但是相对于3?RACE来说难度较大。 5'-RACE受到诸多因素的影响而常常不能获取全长,因此研究者都着手改进它。这些措施主要是通过逆转录酶、5'接头引物等的改变来实现的,因此出现了包括基于“模板跳转反转录”的SMART RACE技术( switching mechanism at 5′ end of RNA transcript) [7] , 基于5′脱帽和RNA酶连接技术的RLM-RACE技术(RNA ligase mediated RACE)[8], 利用RNA连接酶为cDNA第一链接上寡聚核苷酸接头的SLC RACE技术(single strand ligation to single-stranded cDNA)[9] , 以及以内部环化的cDNA第一链为模板进行扩增的自连接或环化RACE技术(self-ligation RACE or circular RACE)[10],和通过末端脱氧核苷酸转移酶( TdT)加尾后引入锚定引物的锚定RACE技术( anchored RACE)[11]。 笔者主要介绍两种比较新的RACE技术,基于…模板跳转?的SMART RACE 技术和末端脱氧核苷酸转移酶( TdT)加尾技术。 1.1基于‘模板跳转’的SMART RACE技术[7,12]

品牌核心价值的“三步定位法”

三、核心价值的“三步定位法” 在多年的实战中,我们发明了品牌核心价值的“三步定位法”(见图4-1),通过这个简单易行的三个步骤将品牌核心价值提炼,并在企业中贯彻下去。 (一)如何找位 找位主要是通过,找到品牌核心价值提炼的方向,找到市场的空白点,的软肋,在的基础上,为品牌核心价值的提炼奠定基础。 有时候,品牌核心价值的提炼就是在市场调查的过程中找到灵感的。比如,为北京某幕墙工程企业服务时,在与客户沟通过程中,客户的一句话让我们找到了该企业品牌核心价值提炼的方向。 “现在你们这个行业,都在宣传‘专业、品质、速度’什么的,可是到底什么是好的品质,好品质的标准是什么……” 这位非常健谈的客户提出了一连串问题。 从他的这些问题中,给了我们很大启发,虽然品质是客户关注的,在行业中也有不少企业在诉求,但是却没有人提出品质的标准,即便是行业领导企业在诉求品质时,也没有提出相应标准。 于是,我们决定将它的品牌核心价值放在品质这一方向上。虽然这个企业属于第二梯队品牌,正好可以借助这次新运动,提高客户的认知与认可,升级品牌形象。就这样,“真品质”的品牌核心价值定位新鲜出炉了,随后一系列侧重于该企业核心能力的“真品质十大标准”也顺理成章的出来。并且利用“真品质”与竞争品牌形成了有效切割,即该品牌是真品质,那么其他企业就是非真品质。 无可置疑,市场调查是品牌核心价值提炼的智慧源泉,也是能够让其具有的基础和保障。但是,在多年实战中发现,工业企业的市场调查难度最大,远远超出其他行业。 在实战过程中,我们总结了一套独特的调查技术,为准备找位提供了技术支持。一般而言,工业品品牌调查通过三个要素(见图4-2)来精确找位。 1、找准品牌所要面对的客户 清楚品牌所要沟通的对象,这个问题看似简单,却容易被企业忽略,致使品牌诉求点不能触动客户的内心世界,导致费用大量浪费。 为一个建筑材料服务的时候,内部访谈和调研之后发现,该企业以前品牌运作都是围绕设计院和一些职能部门展开的,而他们最终实现交易的客户群体是房地产和公建项目相关部门。所以,我们整体的品牌服务第一件事就是准确定位目标客户,明确提出将房地产开发商和公建项目负责人作为品牌运作的对象,而将设计院及职能部门作为公司的合作伙伴来运作。 找准目标客户对于品牌核心价值的提炼至关重要,因为品牌核心价值不但要聚焦资源,还要能够触动的购买神经,只有这样的品牌核心价值才能在着眼当前的同时,实现品牌资产的积累。 通常而言,品牌的目标客户都是直接购买该品牌产品的单位或个人,但是也有些品牌所要沟通的目标群体,不一定都是直接产生交易的单位或个人。 比如,那些的公司总品牌,也有人将其称为集团品牌,它所要沟通的对象除了下属公司的客户,还要面向政府传播企业的品牌核心;与对象(现有的和潜在的)和资产市场沟通公司的品牌理念、赢利能力;向合作伙伴(供应商和)展示

应用于染色体步移的PCR扩增技术的研究进展

遗 传HEREDIT AS (Beijing )28(5):587~595,2006 专论与综述 收稿日期:20050907;修回日期:20051109 作者简介:刘 博(1979— ),男,黑龙江人,硕士生,专业方向:植物基因工程。Tel :0411287509077;E 2mail :ppic9k @https://www.360docs.net/doc/832103611.html, 通讯作者:安利佳(1955— ),男,教授,博士生导师,研究方向:植物基因工程及基因工程药物。Tel :0411284706365;E 2mail :bioeng @https://www.360docs.net/doc/832103611.html, 应用于染色体步移的PCR 扩增技术的研究进展 刘 博1,2,苏 乔1,汤敏谦2,袁晓东2,安利佳1 (1.大连理工大学环境与生命科学院,大连116023;2.宝生物工程(大连)有限公司,大连116600) 摘 要:各种建立在PCR 基础上染色体步移的方法能够根据已知的基因序列得到侧翼的基因序列。染色体步移技术主要应用于克隆启动子、步查获得新物种中基因的非保守区域、鉴定T 2DNA 或转座子的插入位点、染色体测序工作中的空隙填补,从而获得完整的基因组序列等方面。其方法主要有3种:反向PCR 的方法,连接法介导的PCR 的方法以及特异引物PCR 的方法。文章就各种方法进行举例说明并加以分析比较。关键词:染色体步移;反向PCR ;连接法PCR ;特异引物PCR 中图分类号:Q75 文献标识码:A 文章编号:0253-9772(2006)05-0587-09 Progres s of the PCR Amplification T echniques f or Chromos ome Walking LI U Bo 1,2,SU Qiao 1,T ANG Min 2Qian 2,Y UAN X iao 2Dong 2,AN Li 2Jia 1 (1.School of Environmental and Biological Science and Technology ,Dalian University of Technology ,Dalian 116023,China ;2.Ta KaRa Biotechnology (Dalian )Co.,Ltd.Dalian 116600,China ) Abs t ra ct :Various PCR 2based methods are available for chromosome walking from a known sequence to an unknown region.It is promising in genome 2related re search for the following experiments :promoter cloning ,obtaining non 2con 2servative parts of genes in new species ,identification of T 2DNA or transposon insertion site s and filling in gap s or un 2known chromosome regions in genome sequencing.The se methods consisted of three type s :inverse PCR ,ligation 2me 2diated PCR and specific primer PCR.In this review ,we illustrated and compared the current techniques.Ke y w or ds :chromosome walking ;inverse PCR ;ligation 2mediated PCR ;specific primer PCR 获得与已知序列相邻的未知序列的染色体步移技术是一项重要的分子生物学研究技术。染色体步移技术主要有以下几方面的应用:(1)根据已知的基因或分子标记连续步移获取人、动物和植物的重要调控基因,用于研究结构基因的表达调控,如:分离克隆启动子并对其功能的研究;(2)步查获得新物种中基因的非保守区域,从而获得完整的基因序列;(3)鉴定T 2DNA 或转座子的插入位点,以及鉴定基因枪转基因法等转基因技术所导致的外源基因的插入位点;(4)用于染色体测序工作中的空隙填补,从而获得完整的基因组序列;(5)用于人工染色体PAC 、Y AC 和BAC 的片段搭接。对于基因组测序已 经完成的少数物种(如人、小鼠、线虫、水稻、拟南芥 等)来说,可以轻松地从数据库中找到已知序列的侧翼序列。但是这毕竟只是研究少数模式生物时的情况,对于自然界中种类繁多的其他生物而言,在不知道它们的基因组DNA 序列以前,想要知道一个已知区域两侧的DNA 序列,只能采用染色体步移技术。因而,染色体步移技术在现代分子生物学研究中占有举足轻重的地位,是结构基因组研究以及功能基因组研究的基础。 自从PCR 技术发明以来,人们就在PCR 技术的基础上设计了多种扩增未知序列的染色体步移的方法,这些方法依其原理可分为3类:反向PCR 的

三阶移棱魔方新手解法

首先,说明三阶移棱魔方的十字是这个样子的。 第一步,用三阶魔方的层先法第一步,底面十字。(参考魔方小站三阶教程,自己举一反三)要注意的是,因为楞的顺序被调换了,所以十字与第二层的色块不一定方向重合,不必担心。第二步,对第二层的中心色块。 情况1: 情况1的公式就是FLFL’F’ 情况2 情况2的公式是F’R’F’RF 情况3: 情况3的公式是FLF2L’F’ 第三步,调整底层角块顺序(这一部中黑色块代表底面,灰色代表任意,白色为同色) 情况1: 如何让①块变到②块的地方,公式如下RU’R’ 情况2 ①到②公式如下:L’UL 情况3(不是在右边的话,把魔方整体往右转一下) ①到②公式如下URU’R’F’U’FU2RU’R’ 第三步:复原第二层

熟悉三阶二层公式的人就不用看这一步了,自己捉摸吧。 情况1 ①到②公式如下U’L’ULUFU’F’ 情况2 ①到②公式如下URU’R’U’F’UF 第四步:顶层十字(可参考魔方小站三阶教程)(此步所有公式正面为顶面(黑))。 情况1 情况1公式:RFUF'U'R' 情况2 情况2公式LDFD’F’L’

情况3 先做一遍情况2的公式,就会变成情况1,再摆正位置用情况1的公式。情况4 已经十字了,不用说了 特殊情况有一个或三个五边形向上(不在前四种情况的就是特殊) 公式:FRF'R'F'D'FDF'RF'R'F'D'FD 做完后就会变成前四种中的一种了 第五步:恢复顶面(本步同样公式中正面为顶面) 基本型: 基1(即魔方小站中说的“小鱼1”): 基1公式R’F’RF’R’F2R 基2(即魔方小站中说的“小鱼2”):

染色体步移技术

染色体步移技术(Genome Walking) 染色体步行是一种常用的克隆已知基因旁侧序列的技术。染色体步行是指由生物基因组或基因组文库中的已知序列出发逐步探知其旁邻的未知序列或与已知序列呈线性关系的目的序列的核苷酸。 现有的染色体步行PCR技术包括反向PCR、锅柄PCR、连接介导PCR、热不对称PCR、SON PCR等染色体步移技术主要有以下几方面的应用: 1. 根据已知的基因或分子标记连续步移,获取人、动物和植物的重要调控基因,可以用于研究结构基因的表达调控。如分离克隆启动子并对其功能进行研究; 2. 步查获取新物种中基因的非保守区域,从而获得完整的基因序列; 3. 鉴定T-DNA或转座子的插入位点,鉴定基因枪转基因法等转基因技术所导致的外源基因的插入位点等; 4. 用于染色体测序工作中的空隙填补,获得完整的基因组序列; 5. 用于人工染色体PAC、Y AC 和BAC 的片段搭接。 其主要原理是根据已知DNA 序列,分别设计三条同向且退火温度较高的特异性引物(SP Primer),与退火温度较低的兼并引物,进行热不对称PCR 反应。 现在有很多Genome Walking Kit,相应的说明书都介绍得很详尽,下面给你发一个原理图: 依据TaKaRa的试剂盒,具体的操作步骤如下: 1. 基因组DNA的获取。 基因组DNA的质量是侧翼序列获取成功与否的关键因素之一。建议不要使用只经过简单

组DNA(例如:只进行细胞热处理或蛋白酶处理)作为模板,而要使用经过充分纯化的完整的基因组 DNA。此外,由于本方法灵敏度极高,模板DNA一定不要污染,所需的DNA量不要少于 3 μg。 2. 已知序列的验证。 在进行PCR 实验之前必须对已知序列进行验证,以确认已知序列的正确性。具体方法为:根据已知序 列设计特异性引物(扩增长度最好不少于500 bp),对模板进行PCR 扩增,然后对PCR 产物进行测 序,再与参考序列比较确认已知序列的正确性。 3. 特异性引物的设计。 根据验证的已知序列,按照前述的特异性引物设计原则设计三条特异性引物,即:SP1、SP2、SP3。 4. 1st PCR 反应。 基因组DNA经OD 测定准确定量后,取适量作为模板(不同物种的最佳反应DNA量并不相同,实际 用量参考下面的注*1),以AP Primer(四种中的任意一种,以下以AP1 Primer 为例)作为上游引 物,SP1 Primer 为下游引物,进行1st PCR 反应。 ①按下列组份配制1st PCR反应液。 Template(基因组DNA)x ng *1 dNTP Mixture(2.5 mΜ each )8 μl 10×LA PCR Buffer II(Mg2+ plus) 5 μl TaKaRa LA Taq ?(5 U/μl)0.5 μl AP1 Primer(100 pmol/μl) 1 μl SP1 Primer(10 pmol/μl) 1 μl dH2O up to 50 μl ②1st PCR 反应条件如下: 94℃ 1 min 98℃ 1 min 94℃30 sec 60~68℃*2 1 min 5 Cycles 72℃2~4 min*3 94℃30 sec;25℃ 3 min;72℃2~4 min*3 94℃30 sec;60~68℃*2 1 min;72℃2~4 min*3 94℃30 sec;60~68℃*2 1 min;72℃2~4 min*3 15 Cycles 94℃30 sec;44℃ 1 min;72℃2~4 min*3 72℃10 min 5. 2nd PCR 反应。 将1st PCR反应液稀释1~1000 倍后,取1 μl作为2nd PCR反应的模板,以AP1 Primer 为上游引 物,SP2 Primer为下游引物,进行2nd

遗传学名词解释(中英对照版)

遗传学名词解释(中英对照版) abortive transduction 流产转导:转导的DNA片段末端掺入到受体的染色体中,在后代中丢失。 acentric chromosome 端着丝粒染色体:染色体的着丝粒在最末端。 Achondroplasia 软骨发育不全:人类的一种常染色体显性遗传病,表型为四肢粗短,鞍鼻,腰椎前凸。 acrocetric chromosome 近端着丝粒染色体:着丝粒位于染色体末端附近。 active site 活性位点:蛋白质结构中具有生物活性的结构域。 adapation 适应:在进化中一些生物的可遗传性状发生改变,使其在一定的环境能更好地生存和繁殖。 adenine 腺嘌呤:在DNA中和胸腺嘧啶配对的碱基。 albino 白化体:一种常染色体隐性遗传突变。动物或人的皮肤及毛发呈白色,主要因为在黑色素合成过程中,控制合成酪氨酸酶的基因发生突变所致。 allele 等位基因:一个座位上的基因所具有的几种不同形式之一。 allelic frequencies (one frequencies)在群体中存在于所有个体中某一个座位上等位基因的频率。 allelic exclusion 等位排斥:杂合状态的免疫球蛋白基因座位中,只有一个基因因重排而得以表达,其等位基因不再重排而无活性。 allopolyploicly 异源多倍体:多倍体的生物中有一套或多套染色体来源于不同物种。 Ames test 埃姆斯测验法:Bruce Ames 于1970年人用鼠伤寒沙门氏菌(大鼠)肝微粒体法来检测某些物质是否有诱变作用。 amino acids 氨基酸:是构成蛋白质的基本单位,自然界中存在20种不同的氨基酸。 aminoacyl-tRNA 氨基酰- tRNA:tRNA的氨基臂上结合有相应的氨基酸,并将氨基酸运转到核糖体上合成蛋白质。 aminoacyl-tRNA synthetase 氨基酰- tRNA合成酶:催化一个特定的tRNA结合到相应的tRNA分子上。因有20种氨基酸,故有20种氨基酰- tRNA合成酶。 amniocentesis 羊膜穿刺术:产前诊断中一种采羊水的方法。 amorph 无效等位基因:一种突变的形式,突变后的基因不能指令合成有功能的蛋白质。 amphiodiploid 双二倍体:即异源四倍体。 amplification 扩增:许多DNA拷贝的产物来自DNA的一个主要区域。 aneuploid 非整倍体:一种染色体数目的变异体,细胞中增加或减少一条或几条染色体。 annealing 退火:即DNA复性,降低温度使两条DNA单链重新互补结合形成双链的过程。 antibody 抗体:一种免疫蛋白分子,由免疫系统产生,可识别特异抗原并与之结合。 anticodon 反密码子:在tRNA的反密码子环上的三个相连的碱基可和mRNA上的密码子 互补结合。 antigen 抗原:任何一种可刺激机体产生抗体,并能与之特异结合的大分之物质。 AP site AP位点:即脱嘧啶脱嘌呤的位点,由DNA上碱基糖苷链的断裂形成,在修复时可供脱嘧啶嘌呤内切酶识别。 ascospore 子囊孢子:某些真菌产生的有性孢子,位于子囊中,为单倍性,常呈线状排列。 attached X 并联X染色体:一对果蝇的X染色体端端相连,作为一个单位进行遗传。

产品定位五步法分析

第一步:目标市场定位 目标市场定位是一个市场细分与目标市场选择的过程,即明白为谁服务(Who)。在市场分化的今天,任何一家公司和任何一种产品的目标顾客都不可能是所有的人,对于选择目标顾客的过程,需要确定细分市场的标准对整体市场进行细分,对细分后的市场进行评估,最终确定所选择的目标市场。 目标市场定位策略: ·无视差异,对整个市场仅提供一种产品; ·重视差异,为每一个细分的子市场提供不同的产品; ·仅选择一个细分后的子市场,提供相应的产品。 第二步:产品需求定位 产品需求定位,是了解需求的过程,即满足谁的什么需要(What)。产品定位过程是细分目标市场并进行子市场选择的过程。这里的细分目标市场是对选择后的目标市场进行细分,选择一个或几个目标子市场的过程。对目标市场的需求确定,不是根据产品的类别进行,也不是根据消费者的表面特性来进行,而是根据顾客的需求价值来确定。顾客在购买产品时,总是为了获取某种产品的价值。产品价值组合是由产品功能组合实现的,不同的顾客对产品有着不同的价值诉求,这就要求提供与诉求点相同的产品。在这一环节,需要调研需求,这些需求的获得可以指导新产品开发或产品改进。 第三步:产品测试定位 企业产品测试定位是对企业进行产品创意或产品测试.即确定企业提供何种产品或提供的产品是否满足需求(IF),该环节主要是进行企业自身产品的设计或改进。通过使用符号或者实体形式来展示产品(未开发和已开发)的特性,考察消费者对产品概念的理解、偏好、接受。这一环节测试研究需要从心理层面到行为层面来深入探究。以获得消费者对某一产品概念的整体接受情况。 内容提示: ·考察产品概念的可解释性与传播性; ·同类产品的市场开发度分析:

遗传学名词解释

小木虫 遗传学名词解释!!! A 腺嘌呤(adenine) abortive transduction 流产转导:转导的DNA片段末端掺入到受体的染色体中,在 后代中丢失。 acentric chromosome 端着丝粒染色体:染色体的着丝粒在最末端。Achondroplasia 软骨发育不全:人类的一种常染色体显性遗传病,表型为四肢粗短,鞍鼻,腰椎前凸。 acrocetric chromosome 近端着丝粒染色体:着丝粒位于染色体末端附近。 active site 活性位点:蛋白质结构中具有生物活性的结构域。 adapation 适应:在进化中一些生物的可遗传性状发生改变,使其在一定的环境能 更好地生存和繁殖。 adenine 腺嘌呤:在DNA中和胸腺嘧啶配对的碱基。 albino 白化体:一种常染色体隐性遗传突变。动物或人的皮肤及毛发呈白色,主 要因为在黑色素合成过程中,控制合成酪氨酸酶的基因发生突变所致。 allele 等位基因:一个座位上的基因所具有的几种不同形式之一。 allelic frequencies (one frequencies) 在群体中存在于所有个体中某一个座位上等位 基因的频率。 allelic exclusion 等位排斥:杂合状态的免疫球蛋白基因座位中,只有一个基因因 重排而得以表达,其等位基因不再重排而无活性。 allopolyploicly 异源多倍体:多倍体的生物中有一套或多套染色体来源于不同物种。Ames test 埃姆斯测验法: Bruce Ames 于1970年人用鼠伤寒沙门氏菌(大鼠)肝 微粒体法来检测某些物质是否有诱变作用。

染色体步移技术

螺旋讲堂2010年第4期总第23期 染色体步移 内容概览: 一、染色体步移技术概述 二、常见的染色体步移技术介绍 1、结合基因组文库的染色体步移技术 1) 物理剪切法构建亚克隆文库2) 限制性内切酶法构建亚克隆文库2、基于PCR 技术的染色体步移技术 1) 连接成环PCR 2)外源接头介导PCR (1)连接载体的PCR (2)连接单链接头的PCR (3)连接双链接头PCR 3)半随机引物PCR 策略 (1)新Alu-PCR (2)DW-ACP TM PCR (3)热不对称交错PCR (TAIL-PCR ) 三、染色体步移技术之TAIL-PCR 1、TAIL-PCR 的原理 2、TAIL-PCR 的优点以及技术难点 3、TAIL-PCR 的操作流程 4、TAIL-PCR 中的注意事项 5、常见问题分析 生物人的网上家园 plum 螺旋网HelixNet 染色体步移技术是一种常用的克隆已知片段旁侧序列的技术。本文中主要总结了近年来染色体步移技术的发展情况,介绍了结合基因组文库的染色体步移技术和 基于PCR 的染色体步移技术,并且比较了他们之间的优缺点,最后着重与大家一起 讨论一下TAIL-PCR 的相关内容,希望能对大家有所帮助。

一、染色体步移技术概述 染色体步移(Chromosome walking)又称为基因组步移(Genome walking)是指由生物基因组或基因组文库中的已知序列出发,逐步探知其旁邻的未知序列或与已知序列呈线性关系的目标序列的方法。对于已经完成基因组测序的模式生物种(如人、小鼠、线虫、水稻、拟南芥等),可直接从数据库中轻松的找到已知序列的侧翼序列。但是目前为止,自然界中大多数生物基因组DNA序列仍未知,要想知道一个已知区域两侧的DNA序列,染色体步移无疑是一种非常有效的方法。因此,染色体步移技术在现代分子生物学研究中较为重要,本文主要就染色体步移的相关方法,不同方法之间的比较,着重以TAIL-PCR的原理,实验操作及注意事项等进行讨论。 染色体步移技术的主要应用可归结为以下5个方面: (1)鉴定T—DNA或转座子的插入位点,鉴定转基因技术所导致的外源基因的插入位点; (2)根据基因的已知片段、EST或插入的转座子序列克隆目的基因,分离基因的启动子及调控元件; (3)用于人工染色体PAC、YAC和BAC的片段搭接; (4)构建图位克隆中的重叠群; (5)转化标记辅助育种中的STS或SCAR标记等。 二、常见的染色体步移技术介绍 目前,分离侧翼序列的染色体步移方法主要有两种,一是结合基因组文库为主要手段的染色体步移技术,构建基因组文库进行染色体步移尽管步骤比较繁琐,但是适于长距离步移,可以获得代表某一特定染色体的较长连续区段的重叠基因组克隆群。随着亚克隆文库条件构建条件的优化及测序技术的进步,这种方法也将更加快捷,准确。另一个是基于PCR扩增为主要手段的染色体步移技术。基于PCR扩增为主要手段的染色体步移技术步移距离相对较短,但是操作比较简单,尤其适合于已知一段核苷酸序列的情况下进行的染色体步移。在此基础上人们相继发明了十几种侧翼序列克隆的方法,依据其技术原理,可以将这些方法分为3类:连接成环PCR、外源接头介导PCR和半随机引物PCR。 1、结合基因组文库的染色体步移技术 基因组文库是指生物体全部DNA,经过合适的核酸内切酶消化或机械切割以后,克隆到适当的载体分子中,构成重组体分子群体,然后转化给诸如大肠杆菌这样的寄主菌株进行复制繁殖,如此构建的理论上含有生物体整个基因组全部遗传信息的克隆集合体,称作基因组文库,它是进行基因组学研究的重要技术平台,在基因组物理图谱的构建以及基因的图位克隆中发挥了重要作用。基因组文库的种类主要有入噬菌体文库、酵母人工染色体文库(yeast artificial chromosome,YAC)、P1噬菌体文库和细菌人工染色体文库(bacterial artificial chromosome,BAC)等。其中,BAC文库因其插入片段大、嵌合率低、遗传稳定性好、 易于操作等优点而备受青睐,近年来,小麦、棉花、水稻等越来越多的物种构建了BAC文库。 在基因克隆中,该方法用于鉴定一系列彼此重叠的DNA限制片段,分离序列及表达产物未知的基因,特别 是发育相关的基因。利用基因组文库克隆目的基因,首先要有一个根据目的基因建立起来的遗传分离群体, 找到与目的基因紧密连锁的分子标记,然后用遗传作图将目的基因定位在染色体的特定位置,找到与目的 基因紧密连锁的分子标记。构建含有插人大片段DNA的基因组文库(BAC或YAC),以与目的基因连锁的 分子标记为探针筛选基因组文库,鉴定出分子标记所在的大片段克隆,再以该克隆为染色体步移的起点, 用外侧克隆末端作为探针筛选基因组文库,分离新的重叠克隆用获得的阳性克隆,多次重复上述步骤,逐 渐逼近目的基因,构建目的基因区域的重叠群。随后通过亚克隆文库获得含有目的基因的小片段克隆,最 后通过遗传转化和功能互补验证最终确定目的基因的碱基序列。 目前构建亚克隆文库比较常用的DNA片段化方法主要有两种:物理剪切法和限制性内切酶法。

分子生物学考试大题

1、Each allele has a different phenotype ,why(illustrate by example). 位于染色体同一位置的分别控制两种不同性状的基因是等位基因,等位基因之间具有多种关系。比如,果蝇中white位点的存在对红眼的形成是必要的。这个位点是根据无义突变命名的,该突变使果蝇在突变杂合子中具有白色的眼睛。表述野生型和突变型基因时,通常在野生型基因后面加上+。 当等位基因存在时,一个动物可能是携带两种突变基因的杂合子。这种杂合子的表型依赖于每一个突变所遗留下的活性。从本质上讲,两个突变基因间的关系与野生型和突变型间没有区别,一个突变可能都是显性的,也可能部分是显性的。在任何一个遗传位点上并非一定要有一个野生型基因。人类学行系统的比较就提供了一个例子:缺失功能有空白型表示,即O型;但是功能性的A型和B 型是共显性的,并且对O型表现出显性。 2、Conservation of exons and its application. 外显子的保守性可以做为鉴定编码区的基础,即通过确认那些在许多生物体中都存在的序列片段。对于含有这样基因的区域,即在许多生物中这些基因的功能长期被保留下来,这个序列所代表的蛋白质应当有两个特性:它必须有一个开放的阅读框(ORF);在其它生物中很可能存在与它相关的序列。 物种杂交可作为鉴定基因的第一条标准,将来自一定区域的短片段作为探针,通过Southern杂交检测来自不同物种的相关DNA,如果我们发现几个物种中的杂交片段与某一探针相关(探针通常来源于人的DNA),则这个探针就可成为一条基因外显子的候补片段。将这些候补片段进行测序,如果它们有阅读框,则它们就可被用来分离周围的基因组区域;如果它们是一个外显子的一部分,则可以用它来鉴定整条基因,分离相应的cDNA和mRNA,从而最终分离出蛋白质。3、Chromosome walking and its application. 从第一个重组克隆插入片段的一端分离出一个片段作为探针从文库中筛选第二个重组克隆,该克隆插入片段含有与探针重叠的顺序和染色体的其它顺序。从第二个重组克隆的插入片段再分离出末端小片段筛选第三个重组克隆,如此重复,得到一个相邻片段,等于在染色体上移了一步,称为染色体步移。 染色体步移技术是一种重要的分子生物学研究技术,使用这种技术可以有效

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