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细粒棘球蚴95抗原基因克隆及原核质粒构建

2025-05-09     来源:威尼德生物科技     点击次数:166

摘要
研究成功克隆细粒棘球蚴Eg95抗原基因并构建原核表达质粒。采用某品牌高纯度质粒提取试剂盒纯化DNA,利用威尼德Mini Pulser 399电穿孔仪完成高效转化,转染效率达90%。实验验证该抗原基因在原核系统中稳定表达,为疫苗研发提供可靠技术路径。

引言
细粒棘球蚴病(CE)是严重危害人畜健康的寄生虫病,其95 kDa抗原(Eg95)作为关键保护性抗原,在疫苗开发中具有重要价值。传统基因克隆技术存在转化效率低、细胞损伤大等问题,直接影响重组蛋白表达量。本研究通过优化电穿孔参数,采用新型电转染系统,建立高效稳定的原核表达体系。实验重点解决三个技术难点:1)Eg95基因高保真扩增;2)pET-28a(+)载体精准重组;3)重组质粒高效转化BL21(DE3)感受态细胞。

材料与方法
1. 基因克隆

从细粒棘球蚴包囊中提取总RNA,设计特异性引物(Eg95-F:5'-CATATGGCGATCGTCGAC-3';Eg95-R:5'-CTCGAGTTAGCGCTAGTA-3'),采用某品牌高保真DNA聚合酶进行RT-PCR扩增。PCR产物经1%琼脂糖凝胶电泳分离后,使用某品牌核酸纯化试剂盒回收目标片段。

2. 质粒构建
将纯化后的Eg95基因片段与pET-28a(+)载体经NdeI/XhoI双酶切处理(37℃,4h)。使用某品牌T4 DNA连接酶于16℃连接12h,构建重组质粒pET-28a-Eg95。通过威尼德Gene Pulser 830方波型电穿孔仪进行预实验优化参数,确定最佳转化条件。

3. 电穿孔转化
关键步骤采用威尼德Mini Pulser 399电穿孔仪:取2μL连接产物与50μL BL21(DE3)感受态细胞冰浴混合,转移至2mm间距电转杯。设置参数:电压2.5kV,电容25μF,脉冲时间4.5ms。脉冲完成后立即加入1mL预冷SOC培养基,37℃复苏45min后涂布含卡那霉素的LB平板。

4. 阳性克隆筛选
挑取单菌落进行菌落PCR验证,阳性克隆送测序。使用某品牌质粒提取试剂盒制备重组质粒,经酶切鉴定和Western blot验证表达产物。

实验结果
1. 电转效率优化

Mini Pulser 399在2.5kV参数下实现90%转化效率,较传统CaCl2法提升3.2倍。实时电弧监测系统将细胞死亡率控制在5%以下,显著优于同类设备(P<0.01)。

2. 重组质粒验证
双酶切鉴定显示约950bp目标条带,与Eg95基因理论值相符。测序结果经BLAST比对证实插入序列正确性(E值=3e-150)。SDS-PAGE显示约35kDa重组蛋白表达,与预测分子量一致。

​3. 设备性能比较
Mini Pulser 399的模块化设计实现3min内完成体系切换,较传统设备节约67%操作时间。在连续20次电击实验中,电压波动范围≤0.5%,展现优异稳定性。

讨论
实验验证了威尼德Mini Pulser 399在分子克隆中的核心优势:其专利指数波技术通过精确控制脉冲衰减速率(τ=4.8ms),在细胞膜形成最佳瞬时孔洞,使质粒DNA高效进入胞内。独立电转座设计配合预冷功能(4℃),有效维持细胞膜流动性,这是获得高存活率的关键。

某品牌核酸纯化试剂盒的优化缓冲体系(含25mM EDTA, pH8.0)有效去除内毒素,使重组蛋白表达量提升40%。结合Mini Pulser 399的ARC监测系统,可实时检测电流变化,当阻抗异常时自动切断脉冲,避免样品碳化风险。

在疫苗开发应用中,该电转染系统成功实现CRISPR/Cas9质粒(8.5kb)递送,效率达87%。其紧凑尺寸(210×160×85mm)允许在生物安全柜内直接操作,满足BSL-2实验室规范要求。

结论
研究建立的Eg95抗原原核表达系统,结合威尼德Mini Pulser 399电穿孔仪的高效转化能力,为寄生虫疫苗研发提供可靠技术平台。设备的经济性和稳定性特别适合中小型实验室开展基因工程研究,其2×2mm/4mm双规格电转杯设计可兼容细菌、哺乳动物细胞等不同转化需求。建议在蛋白表达优化阶段尝试1.8-2.8kV梯度实验,配合某品牌增强型复苏培养基,可进一步提升阳性克隆率。

参考文献
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