Bio Technical フォーラム

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infusionでのクローニングについて トピック削除
No.10532-TOPIC - 2022/06/10 (金) 11:20:47 - cloning
ラボに配属されて半年ほどの学部生です。
プラスミドのクローニングについての質問です。

pCW57.1にinfusion法でインサートを組み込みたいのですが、トランスフォーメーションまで行ってもコロニーが得られず、難航しています。
プロトコルは以下の通り実施しています。

【インサートの調製】
(すでにインサート部分のクローニングには成功しており、別のベクターに組み込まれている状態です。)
1. infusion用の配列を付加したプライマーでPCR増幅
  PCRはKOD-Plus Neoで25 cycle
2. PCR反応後の液をアガロースゲル電気泳動で分離し、目的の位置のバンドを切り出し(バンドが2本見えるためゲル精製)
3. Promega Wizard® SV Gel and PCR Clean-Up Systemで精製
4. 50μL MQで溶出
5. 一部をアガロースゲル電気泳動に流し、DNA濃度を確認
(プライマーの配列が間違えていないことは、2人の先生に確認してもらっている)

【ベクターの調製】
(addgeneで購入したものを増幅済み, 本来gateway法で実施するようの配列が組み込まれているが、wet系のラボの先生からのおすすめでinfusion法で実施している)
1. plasmid DNA 1μgに対して、Nhe-1 HF, Age-1 HFで同時に切断 37℃, 15-60 min (15, 30, 60 minで検討済み。いずれの時間でも切断できているようで、バンドパターンは15-60 minで変化なし)
2. 切断したプラスミド、未切断のプラスミドを全量電気泳動
3. 目的の位置のバンドを切り出し
4. インサートの調製と同様にゲル精製
5. 一部をアガロースゲル電気泳動に流し、DNA濃度を確認

【infusion反応】
1. vector : insert = 1:1, 1:3, 1:5 となる条件でinfusion(全量で5μL)
(vector量は25, 50 ngで検討済み)
2. 50℃, 15 minで反応

【コンピテントセルへのtransformation】
(コンピテントセルは自作のもの(stbl3株)を使用、コンピテンシーについては1×10^8 cfu/μgであることを確認済み, 100μL/tubeで分注)
1. コンピテントセルを-80℃から取り出し、氷上で穏やかに融解 (15 min程度)
2. コンピテントセルに対して、1 or 3μLのinfusion反応液を添加
3. 氷上で10分静置
4. 42℃, 45秒
5. 氷上で10分静置
6. SOC培地を500μL添加
7. 37℃, 200rpmで30分振盪培養
8. 遠心分離, 1000 g, 3 min
9. 100 μL LB液体培地に再懸濁
10. 全量をLB培地(100 μg/mL Amp含有)に播種
11. 37℃, 12-16時間
12. 結果観察(infusionキット付属のポジティブコントロールではコロニーが100個ぐらい生えていることを確認)

infusionをおすすめしてくれた先生にもいろいろと聞いて試しましたが、一向にコロニーが得られません。
どこを改善したら良いのかわからない状況です…
プラスミドに組み込んだ配列が大腸菌にとって毒性を示している可能性も考えましたが、他のベクターではコロニーが得られていることから考えにくいと思っています。

また、ラボはdry系のラボで、共通機器室で実験しているためノウハウがありません。
長々と書いてしまいましたが、どなたかご教授いただけないでしょうか。
何卒よろしくお願いいたします。
 
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(無題) 削除/引用
No.10532-35 - 2022/06/16 (木) 03:11:54 - mont
こんな資料も見つけました。
UV照射15秒と1分では、こんなに違うんですね。
波長とか出力とかフィルターとかによるとは言え。

https://www.ddbiolab.com/data/pdf_guides/en/BMNIPA.pdf

聞いてみるもので、隣のラボが青色LEDをいつでも使っていいよー、と言ってくれたので、次からは青色LEDで切り出しすることにします。

(無題) 削除/引用
No.10532-34 - 2022/06/15 (水) 12:12:38 - mont
Daiさん、ありがとうございます。
ボスの了承を得られそうなので、UVから青色LEDに乗り換えます。なんだかんだよく使う機器だし、誰が使っても失敗が少ない(経験が必要ない、モタモタする学生を見てイライラする必要がない)だけでも、助かります。安くて使いやすそうな機種を探し中ですので、どなたかお勧めがありましたら教えてください。

(無題) 削除/引用
No.10532-33 - 2022/06/15 (水) 11:22:38 - dai
UV vs Blue LEDでのコロニー数比較データがありました。

https://www.thermofisher.com/jp/ja/home/life-science/dna-rna-purification-analysis/nucleic-acid-gel-electrophoresis/dna-stains/sybr-safe.html

(無題) 削除/引用
No.10532-32 - 2022/06/15 (水) 11:20:33 - dai
montさん、

イルミネーターはそれで問題ないと思います。

UVを当てると当てないとでは明らかに違います。それにコロニーが減るだけでなく、ベクターの他のところにも変異が入ったりしないかとかいう不安も軽減できます。

ちなみに切り出しのためなら、EtBrをお使いなら、青色LEDでも十分光るのでSYBR色素などに変える必要もありません。

(無題) 削除/引用
No.10532-31 - 2022/06/15 (水) 10:27:52 - mont
お陰様で、いろいろ勉強になります。
UV照射には気をつけろと言われてましたが、何秒なら大丈夫とかの指標もないし、その危険度を実感する機会もこれまで無かったので、どのくらい影響しているのかよく知らずにやってました。とりあえずクローニングはできてるけれど、苦労することもあるし、クリティカルに効率に影響しているなら、青色LEDに乗り換えようかなと考え中です。

トピックに便乗しての質問で恐縮ですが、こんなの(下のリンク)でもいいのなら、安い投資な気がします。UVから青色LEDに変えて、効率上がったと実感した、、、って方は多いのでしょうか。

https://www.transilluminators.com/collections/transilluminators/products/blue-light-transilluminator-miniblue

(無題) 削除/引用
No.10532-30 - 2022/06/15 (水) 09:39:17 - G25
UV照射で形質転換効率が落ちるのはもっぱらピリミジンダイマーのせいです。
宿主菌はほとんどRecAーなのでピリミジンダイマーがあると複製が止まります。
ベクターまたはインサートの脱リン酸してligationするのもIn-fusionなどの手法が可能なのも、nickは形質転換に大きく影響しないから(宿主にはいれば修復される)。

(無題) 削除/引用
No.10532-29 - 2022/06/15 (水) 08:19:31 - み
>[Re:25] フィルターさんは書きました :
> まともな312nmのイルミネーターならコロニーが出なくなるほどのダメージなんかありえないですよ。
> ?使ってるイルミネーターがポンコツ過ぎるということだな。

1st replyで指摘したけどUVのあて過ぎが原因だよ。
昔ラボ移動して全くコロニー出なくなった時に原因探ったところ、前のラボでは低波長と高波長の2設定選べて切り出しを高波長でやってたかコロニー出ていて、移動先では低波長しかなかったから5秒照射でもコロニー無しに陥った。
解決方法としてアクリル板1枚かまして切り出したら全てOKだった。

経験ってのは大事だ。

(無題) 削除/引用
No.10532-28 - 2022/06/15 (水) 07:54:20 - かーや
通常のUV照射でダメージを経験したことがないとおっしゃっている方がありますが、非照射と比較されたことありますか?私は手早くやりすればEtBr-UV照射で何の不自由もないと思っていましたが、ラボの方針変更でミドリグリーン-青色LEDに切り替わった後、ルーチンのコンストラクションでそれまでの何倍もの数のコロニーが出てビックリした経験があります。

(無題) 削除/引用
No.10532-27 - 2022/06/15 (水) 07:07:19 - おお
>まともな312nmのイルミネーターならコロニーが出なくなるほどのダメージなんかありえないですよ

チミジンダイマーなどはできるそうで、DNAは切れませんがかなりTFに影響があるそうです。切れなくても芳香環が酸化したりするのもDNAの大腸菌内での安定性に影響を与えますよね。

(無題) 削除/引用
No.10532-26 - 2022/06/15 (水) 06:32:05 - フィルター
追記
環状も保たれるけど、この場合、切り出しなので線状化DNAだったな。いずれにしてもニックが入っても泳動で分かるような断片化は起きないよな。

(無題) 削除/引用
No.10532-25 - 2022/06/15 (水) 06:24:55 - フィルター
まともな312nmのイルミネーターならコロニーが出なくなるほどのダメージなんかありえないですよ。
?使ってるイルミネーターがポンコツ過ぎるということだな。
今後の実験のためにも買い直したほうがいい。

それと、UVによるDNAへのダメージってチミンダイマーだけじゃないよw
ニックが入るでしょ?
ニックが入っても環状は保たれるから気づけなかったのかもしらんけどw

(無題) 削除/引用
No.10532-24 - 2022/06/14 (火) 22:56:12 - G25
波長は312 nmだという情報は既出。
ピーク波長だけでは論じられるものじゃなく、装置によって出力も違えば裾野の高さも違う。単純に超波長だったらセーフということにはならない。
ズタズタになるっていうけど(比喩的に言ってるだけかも知らんが)切断は問題になるほど生じない。実際に問題になるのはピリミジンダイマー形成。
UV照射、切り出しをした断片を泳動してみても断片化は観察されないけどやっぱりUV照射量に応じて形質転換効率は下がる。

(無題) 削除/引用
No.10532-22 - 2022/06/14 (火) 21:55:26 - NN
波長もそうですが、イルミネーターによって強度も異なるので、UV照射で大丈夫だった、大丈夫でなかったというのは経験談であって、すべての環境に当てはまるものではありません。

間違いないのは365 nmだろうが、当て過ぎるとコロニー数は確実に減ることです。

目で見て精製の必要がないレベルなら精製なし、どうしても必要なら青色LED(エチブロでも見えます)を使うことをおすすめします。

(無題) 削除/引用
No.10532-21 - 2022/06/14 (火) 17:54:02 - 774R
通常のUV照射でそこまでダメージを受けることは経験がないのですが、お使いのUVトランスイルミネーターの波長はいくつでしょうか?
よく使われる波長としては、254nm, 302nm, 312nm, 365nmがあります。

もしかして254nmだったりします?この波長だとDNAがズタズタになって全く上手くいかないですよ。

ダメージの少ない365nmがお勧めですが、300nm付近の波長でも写真撮影と切り出しの時間ではそれほど問題ないです。

なお、写真撮影は短波長の方がバックが低くS/N比の良い写真が撮れます。

(無題) 削除/引用
No.10532-20 - 2022/06/13 (月) 16:17:50 - cloning
お世話になっております。
皆様、たくさんのご指摘やアドバイスをくださり、本当にありがとうございます。
コロニーPCRまで行い、インサートが挿入されていることが確認できましたので、報告いたします。

皆様のアドバイスをもとに、次のような条件を振りました。
・UV照射: いつも通り or 一切当てない
・infusion反応条件: 50℃, 15 min or 45℃, 30 min
・形質転換液量: 3 μL or 10 μL

今回の実施にあたり、作成したいinsertが2種類(以下A, Bとします)ありましたので、両方で上記条件での検討を行いました。

UV照射群と非照射群について、照射群ではすべての条件で一切コロニーが観察されませんでしたが、非照射群ではいずれの条件でもコロニー形成が認められました。
(一番少ないもので100個ぐらい)

indusion反応条件について、インサートA(1000 bpsぐらい)では条件による差は認められませんでしたが、インサートB(2000 bpsぐらい)では45℃, 30 minのほうが1.5倍ほど多くのコロニーが観察されました。

形質転換液量について、3, 10μLで差は認められませんでした。


以上の結果から、私の条件ではUV照射が非常に強く影響していたようで、インサートによっては45℃, 30 minのほうが効率が良いこともある、ということがわかりました。
今回使用していた菌株が組み換え酵素欠損株であり、またこれまで使用していたプラスミドよりも鎖長が長かったこともあり、UVによるDNA損傷の影響が強く反映されていたものと考えております。
参考にしたトピックがありましたので、以下に示します。
ttp://www.kenkyuu2.net/cgi-biotech3/biotechforum.cgi?mode=view;Code=3893


また、皆様から頂いたご指摘の中で、ゲル抽出を避けることや培養温度を下げること、inversePCRによる開環などは実施しておりませんでしたので、今後のクローニングで詰まることがありましたら、是非試してみようと思います。
改めてご指導してくださった皆様に御礼申し上げます。
ありがとうございました。

infusionでは高効率のコンピタント 削除/引用
No.10532-19 - 2022/06/11 (土) 14:43:21 - oyaji
infusionでは高効率のコンピタントが重要です。

(無題) 削除/引用
No.10532-18 - 2022/06/11 (土) 09:04:22 - dai
私もUV照射があやしいと思います。

一度アガロース精製なしでやってみるといいでしょう。
青色イルミネーターがあればベストですが。

(無題) 削除/引用
No.10532-17 - 2022/06/10 (金) 23:21:46 - cloning
infuuusion 様

PCR精製キットについて、早速お示ししていただき大変ありがとうございます。
残念ながら、ラボはdry系のラボでしたので、キットはありませんでした...
先生に相談して購入していただけるよう、掛け合ってみます。

Infusionの条件についても教えていただき本当にありがとうございます。
コロニー100個以上はすごいですね…
大変参考になりました。
重ね重ね感謝申し上げます。
結果が出ましたら、またご報告させていただきますので、どうぞよろしくお願いいたします。

(無題) 削除/引用
No.10532-16 - 2022/06/10 (金) 17:53:58 - infuuusion
cloning 様

PCR精製キットですが今までInfusionで特に問題になったことは有りませんので、ラボ所有のものがあればそちらを試されると良いかもしれません。
使用経験があるものですと
High Pure (ttps://www.sigmaaldrich.com/JP/ja/product/roche/hppcrpkro)
LaboPass PCR (ttps://hssnet.co.jp/product/labopass/)
QIAquick PCR Purification Kit (ttps://www.qiagen.com/ja-us/products/discovery-and-translational-research/dna-rna-purification/dna-purification/dna-clean-up/qiaquick-pcr-purification-kit/)
あたりでしょうか。

参考までにInfusionの条件を書きますと
Vector 50ng
Insert >100ng(AA様のように過剰にしています)
total volume 5ulで50℃ 15分

形質転換は
Competent Quick DH5a(既製品です) 10ul + Infusion反応液 1ulでコンピのプロトコル通りにやって全量Amp加LB培地まくと翌日百個以上はコロニーが出ます。
もちろんベクター、コンピ、セレクションなどによって変わると思いますがご参考になりましたら幸いです。

(無題) 削除/引用
No.10532-15 - 2022/06/10 (金) 17:02:34 - cloning
infuuusion 様

ゲル抽出キットに関するご指摘、大変ありがとうございます。
気づいていませんでしたが、たしかに下記URLの13ページ目にその記述がありました...
ttps://www.takarabio.com/assets/a/112472
完全に見落としていました。

また、インサートが複数の時の進め方についても、ご教授いただきありがとうございます。
極力ゲル抽出を避ける方針なのですね。
差し支えなければ教えていただきたいのですが、Infusionと相性の良い?PCR精製キットはありますでしょうか?
もしくは、使用実績のあるキットをお示しいただけましたら大変幸甚です。

どうぞよろしくお願いいたします。

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