細(xì)胞轉(zhuǎn)染的主要方法是什么?
細(xì)胞轉(zhuǎn)染主要分為兩大類,即:穩(wěn)定轉(zhuǎn)染和瞬時(shí)轉(zhuǎn)染。
穩(wěn)定轉(zhuǎn)染是將外源核酸繞過細(xì)胞膜,進(jìn)入細(xì)胞,并通過核膜傳遞從而使外源核酸與宿主 DNA(或 RNA)整合以產(chǎn)生修飾基因。這種轉(zhuǎn)染方式所培育的細(xì)胞后代都將整合這種修飾基因,主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋核幬锖Y選、研究形態(tài)變化、抗生素耐藥性等。
瞬時(shí)轉(zhuǎn)染是將外源核酸繞過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞,并且(如果是 DNA)通過核膜傳遞。與穩(wěn)定轉(zhuǎn)染的區(qū)別是:外源 DNA 不會(huì)整合到宿主 DNA 中,而是通過蛋白質(zhì)生產(chǎn)繼續(xù)表達(dá)自己。
瞬時(shí)轉(zhuǎn)染方式的主要特點(diǎn)是:外源 DNA 不會(huì)傳遞給未來的細(xì)胞后代,所以環(huán)境因素改改變或細(xì)胞分裂產(chǎn)生都將終止表達(dá)。瞬時(shí)轉(zhuǎn)染有助于了解基因沉默、抑制性 RNA 和小規(guī)模蛋白質(zhì)生產(chǎn)。
至于,實(shí)驗(yàn)中選擇哪種轉(zhuǎn)染方法,其實(shí)主要取決于兩個(gè)因素:你的研究方向和正在使用的細(xì)胞區(qū)別。
細(xì)胞轉(zhuǎn)染過程:
細(xì)胞轉(zhuǎn)染按細(xì)胞轉(zhuǎn)染過程的不同可以分為以下幾種:
生物轉(zhuǎn)染:通常被稱為轉(zhuǎn)導(dǎo),方法是通過病毒感染方式將 DNA 整合到宿主細(xì)胞核中進(jìn)行復(fù)制。也是醫(yī)學(xué)研究的常用方法。
化學(xué) 轉(zhuǎn)染:化學(xué)轉(zhuǎn)染法是通過陽離子聚合物和脂質(zhì)體將核酸鏈帶入細(xì)胞。通過使細(xì)胞帶負(fù)電和聚合物帶正電,這兩者被吸引,最終核酸沉積在細(xì)胞中的細(xì)胞轉(zhuǎn)染方法。
物理轉(zhuǎn)染:物理轉(zhuǎn)染法是基于電流、激光的轉(zhuǎn)染方法。比如:通過電轉(zhuǎn)儀實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)染或者通過光轉(zhuǎn)染的方式,使激光束會(huì)在特定的亞細(xì)胞位置產(chǎn)生孔洞,來傳遞外源核酸。
決定細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率的因素有哪些?
決定細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率主要的幾個(gè)因素:
1. 細(xì)胞群的生長態(tài)勢與細(xì)胞活力:-在創(chuàng)建細(xì)胞分析的過程中,細(xì)胞活力往往具有決定性的作用。如果沒有健康的細(xì)胞群,那么轉(zhuǎn)染效率也相對低下,甚至還會(huì)得到不正確和誤導(dǎo)性的結(jié)果。
2.細(xì)胞融合度:細(xì)胞的融合度衡量細(xì)胞在給定表面上的堆積程度(不要與細(xì)胞密度混淆)。50% 的細(xì)胞匯合意味著一半的表面被覆蓋。融合過少或過多都會(huì)影響細(xì)胞對轉(zhuǎn)染的接受程度。
3.細(xì)胞類型:不同類型的細(xì)胞具有不同的壽命、細(xì)胞壁特征及功能。比如部分細(xì)胞容易進(jìn)行轉(zhuǎn)染,而有些細(xì)胞則本身就難以轉(zhuǎn)染,所以轉(zhuǎn)染效率也會(huì)存在差異。
4.轉(zhuǎn)染的核酸類型:不同核酸的復(fù)雜程度也不相同。比如:DNA的結(jié)構(gòu) 比 RNA 復(fù)雜,而 RNA 比某些單獨(dú)的核酸鏈更復(fù)雜。一般來說,核酸復(fù)雜的,轉(zhuǎn)染過程相對困難,轉(zhuǎn)染效率相應(yīng)也較低。
5.轉(zhuǎn)染方法:使用不同的轉(zhuǎn)染方法,所獲得的細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率也是不一樣的。
如何提高轉(zhuǎn)染效率
在不同的轉(zhuǎn)染過程(生物、化學(xué)、物理)中,隨著技術(shù)和工藝不斷改進(jìn),轉(zhuǎn)染效率也在不斷提升。例如,光學(xué)技術(shù)和激光精度的每一次進(jìn)步都會(huì)對光轉(zhuǎn)染產(chǎn)生有利的影響。
但在此之前,提高細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率的方法主要有:
1. 培養(yǎng)健康的活力指數(shù)高的健康細(xì)胞群。細(xì)胞分選儀可以降低細(xì)胞分選時(shí)高電壓對細(xì)胞的刺激,是輔助培養(yǎng)健康細(xì)胞群的重要工具。
2. 優(yōu)化核酸,保證有效的核酸純度。 細(xì)胞轉(zhuǎn)染過程中需要確保所引入細(xì)胞的 DNA 和 RNA 盡可能接近同質(zhì)。否則,分析結(jié)果時(shí)變量太多,轉(zhuǎn)染效率會(huì)因不同類型的基因進(jìn)入細(xì)胞而變得混亂。轉(zhuǎn)染前,可以制備不同濃度核酸來用于細(xì)胞檢測的測試。例如,通過逐步制備 25-250 ng 的核酸濃度以針對實(shí)驗(yàn)的細(xì)胞群進(jìn)行測試,從而篩選出合適的轉(zhuǎn)染濃度從而提升轉(zhuǎn)染效率。
3.實(shí)時(shí)校正每個(gè)孔的細(xì)胞群,使每個(gè)孔內(nèi)的細(xì)胞群盡量保持適宜的密度。
當(dāng)細(xì)胞大量聚集在一個(gè)孔中時(shí),由于細(xì)胞接觸面會(huì)受到抑制,容易造成低轉(zhuǎn)染率。正常情況下,細(xì)胞的匯合度在大約 60-80%之間,轉(zhuǎn)染效率較高。
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