Бактериальная искусственная хромосома

Бактериальная искусственная хромосома ( BAC ) представляет собой конструкцию ДНК , основанную на функциональной плазмиде фертильности (или F-плазмиде ), используемой для трансформации и клонирования в бактериях , обычно E. coli . ^[1]^[2]^[3] F-плазмиды играют решающую роль, поскольку они содержат гены разделения, которые способствуют равномерному распределению плазмид после деления бактериальной клетки . Обычный размер вставки бактериальной искусственной хромосомы составляет 150–350 т.п.н. ^[4] Похожий вектор клонирования , называемый PAC, также был получен из ДНК бактериофага P1.

BAC часто использовались для секвенирования геномов организмов в геномных проектах , например, в проекте «Геном человека» , хотя их заменили более современные технологии. При секвенировании BAC короткий фрагмент ДНК организма амплифицируется как вставка в BAC, а затем секвенируется. Наконец, секвенированные части перестраиваются in silico , что приводит к геномной последовательности организма. BAC были заменены более быстрыми и менее трудоемкими методами секвенирования, такими как полногеномное дробовиковое секвенирование и совсем недавно — секвенирование следующего поколения .

Общие компоненты генов

респ.: для репликации плазмиды и регуляции числа копий.
парА и парБ: для разделения ДНК плазмиды F на дочерние клетки во время деления и обеспечивает стабильное поддержание BAC.
Селективный маркер: для устойчивости к антибиотикам ; некоторые BAC также имеют lacZ в месте клонирования для сине-белой селекции .
Т7 и Sp6: фаговые промоторы для транскрипции вставленных генов.

Вклад в модели болезней

Наследственное заболевание

BAC теперь используются в большей степени для моделирования генетических заболеваний, часто вместе с трансгенными мышами. BAC были полезны в этой области, поскольку сложные гены могут иметь несколько регуляторных последовательностей выше кодирующей последовательности, включая различные промоторные последовательности, которые будут управлять уровнем экспрессии гена. BAC использовались с некоторой степенью успеха с мышами при изучении неврологических заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или, как в случае анеуплоидии, связанной с синдромом Дауна. Также были случаи, когда они использовались для изучения определенных онкогенов, связанных с раком. Их переносят в эти генетические модели заболеваний с помощью электропорации/трансформации, трансфекции подходящим вирусом или микроинъекции. BAC также можно использовать для обнаружения генов или больших последовательностей, представляющих интерес, а затем использовать для их картирования на хромосоме человека с помощью массивов BAC . BAC предпочтительны для такого рода генетических исследований, поскольку они вмещают гораздо большие последовательности без риска перестройки и, следовательно, более стабильны, чем другие типы векторов клонирования. ^{[ необходима ссылка ]}

Инфекционные заболевания

Геномы нескольких крупных ДНК-вирусов и РНК-вирусов были клонированы как BAC. Эти конструкции называются «инфекционными клонами», поскольку трансфекция конструкции BAC в клетки-хозяева достаточна для инициирования вирусной инфекции. Инфекционные свойства этих BAC сделали изучение многих вирусов, таких как вирусы герпеса , поксвирусы и коронавирусы, более доступным. ^[5]^[6]^[7] Молекулярные исследования этих вирусов теперь могут быть достигнуты с использованием генетических подходов для мутации BAC, пока он находится в бактериях. Такие генетические подходы полагаются либо на линейные, либо на кольцевые векторы нацеливания для проведения гомологичной рекомбинации . ^[8]

Смотрите также

Ссылки

^ O'Connor M, Peifer M , Bender W (июнь 1989). «Конструирование больших сегментов ДНК в Escherichia coli». Science . 244 (4910): 1307–12. Bibcode :1989Sci...244.1307O. doi :10.1126/science.2660262. PMID 2660262.
^ Shizuya H, Birren B, Kim UJ, Mancino V, Slepak T, Tachiiri Y, Simon M (сентябрь 1992 г.). «Клонирование и стабильное поддержание фрагментов ДНК человека длиной 300 килопар оснований в Escherichia coli с использованием вектора на основе F-фактора». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (18): 8794–7. Bibcode : 1992PNAS...89.8794S. doi : 10.1073 /pnas.89.18.8794 . PMC 50007. PMID 1528894.
^ Shizuya H, Kouros-Mehr H (март 2001 г.). «Разработка и применение бактериальной системы искусственного клонирования хромосом» (PDF) . The Keio Journal of Medicine . 50 (1): 26–30. doi : 10.2302/kjm.50.26 . PMID 11296661.
^ Stone NE, Fan JB, Willour V, Pennacchio LA, Warrington JA, Hu A, de la Chapelle A, Lehesjoki AE, Cox DR, Myers RM (март 1996 г.). «Построение 750-кб бактериального клона contig и карты рестрикции в области человеческой хромосомы 21, содержащей ген прогрессирующей миоклонической эпилепсии». Genome Research . 6 (3): 218–25. doi : 10.1101/gr.6.3.218 . PMID 8963899.
^ Альмазан Ф, Гонсалес Х.М., Пензес З., Изета А., Кальво Э., Плана-Дуран Дж., Энхуанес Л. (май 2000 г.). «Создание крупнейшего генома РНК-вируса в виде инфекционной бактериальной искусственной хромосомы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (10): 5516–21. дои : 10.1073/pnas.97.10.5516 . ПМК 25860 . ПМИД 10805807.
^ Доми А., Мосс Б. (сентябрь 2002 г.). «Клонирование генома вируса вакцинии как бактериальной искусственной хромосомы в Escherichia coli и восстановление инфекционного вируса в клетках млекопитающих». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (19): 12415–20. Bibcode : 2002PNAS...9912415D. doi : 10.1073/pnas.192420599 . PMC 129459. PMID 12196634 .
^ Messerle M, Crnkovic I, Hammerschmidt W, Ziegler H, Koszinowski UH (декабрь 1997 г.). «Клонирование и мутагенез генома вируса герпеса как инфекционной бактериальной искусственной хромосомы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (26): 14759–63. Bibcode : 1997PNAS...9414759M. doi : 10.1073 /pnas.94.26.14759 . PMC 25110. PMID 9405686.
^ Feederle R, Bartlett EJ, Delecluse HJ (декабрь 2010 г.). «Генетика вируса Эпштейна-Барр: разговор о поколении BAC». Herpesviridae . 1 (1): 6. doi : 10.1186/2042-4280-1-6 . PMC 3063228 . PMID 21429237.

Внешние ссылки

Большой и плохой БАК: Бактериальные искусственные хромосомы — обзор из Science Creative Quarterly
Empire Genomics (компания, продающая клоны BAC из геномных библиотек)
Amplicon Express (компания, которая создает индивидуальные библиотеки BAC)

[OConnor1989-1] O'Connor M, Peifer M , Bender W (июнь 1989). «Конструирование больших сегментов ДНК в Escherichia coli». Science . 244 (4910): 1307–12. Bibcode :1989Sci...244.1307O. doi :10.1126/science.2660262. PMID 2660262.

[Shizuya1992-2] Shizuya H, Birren B, Kim UJ, Mancino V, Slepak T, Tachiiri Y, Simon M (сентябрь 1992 г.). «Клонирование и стабильное поддержание фрагментов ДНК человека длиной 300 килопар оснований в Escherichia coli с использованием вектора на основе F-фактора». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (18): 8794–7. Bibcode : 1992PNAS...89.8794S. doi : 10.1073 /pnas.89.18.8794 . PMC 50007. PMID 1528894.

[3] Shizuya H, Kouros-Mehr H (март 2001 г.). «Разработка и применение бактериальной системы искусственного клонирования хромосом» (PDF) . The Keio Journal of Medicine . 50 (1): 26–30. doi : 10.2302/kjm.50.26 . PMID 11296661.

[Stone1996-4] Stone NE, Fan JB, Willour V, Pennacchio LA, Warrington JA, Hu A, de la Chapelle A, Lehesjoki AE, Cox DR, Myers RM (март 1996 г.). «Построение 750-кб бактериального клона contig и карты рестрикции в области человеческой хромосомы 21, содержащей ген прогрессирующей миоклонической эпилепсии». Genome Research . 6 (3): 218–25. doi : 10.1101/gr.6.3.218 . PMID 8963899.

[Almazan2000-5] Альмазан Ф, Гонсалес Х.М., Пензес З., Изета А., Кальво Э., Плана-Дуран Дж., Энхуанес Л. (май 2000 г.). «Создание крупнейшего генома РНК-вируса в виде инфекционной бактериальной искусственной хромосомы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 97 (10): 5516–21. дои : 10.1073/pnas.97.10.5516 . ПМК 25860 . ПМИД 10805807.

[Domi2002-6] Доми А., Мосс Б. (сентябрь 2002 г.). «Клонирование генома вируса вакцинии как бактериальной искусственной хромосомы в Escherichia coli и восстановление инфекционного вируса в клетках млекопитающих». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (19): 12415–20. Bibcode : 2002PNAS...9912415D. doi : 10.1073/pnas.192420599 . PMC 129459. PMID 12196634 .

[Messerle1997-7] Messerle M, Crnkovic I, Hammerschmidt W, Ziegler H, Koszinowski UH (декабрь 1997 г.). «Клонирование и мутагенез генома вируса герпеса как инфекционной бактериальной искусственной хромосомы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 94 (26): 14759–63. Bibcode : 1997PNAS...9414759M. doi : 10.1073 /pnas.94.26.14759 . PMC 25110. PMID 9405686.

[FeederleBartlett2010-8] Feederle R, Bartlett EJ, Delecluse HJ (декабрь 2010 г.). «Генетика вируса Эпштейна-Барр: разговор о поколении BAC». Herpesviridae . 1 (1): 6. doi : 10.1186/2042-4280-1-6 . PMC 3063228 . PMID 21429237.