如何選擇合適的感受態(tài)細(xì)胞

  細(xì)菌轉(zhuǎn)化是受體細(xì)菌以低頻率從環(huán)境中吸收外源DNA的天然過程，經(jīng)轉(zhuǎn)化后的細(xì)菌可表達(dá)相應(yīng)的遺傳形狀，是遺傳多樣性的來源之一，也可能為宿主細(xì)菌帶來額外的好處（如抗生素抗性）。感受態(tài)細(xì)胞是通過物理或化學(xué)方法進(jìn)行誘導(dǎo)，使其處于最適攝取或容納外源DNA的生理狀態(tài)，可高效吸收環(huán)境中的DNA分子。那么你知道該如何選擇合適的感受態(tài)細(xì)胞嗎？讓我們一起來看看吧！

  感受態(tài)細(xì)胞常用于分子克隆中，用于復(fù)制增殖重組DNA分子。但感受態(tài)細(xì)胞多種多樣，當(dāng)選擇感受態(tài)細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)化時，需要考慮多種因素，如轉(zhuǎn)化方式、轉(zhuǎn)化效率、轉(zhuǎn)化通量、感受態(tài)細(xì)胞的遺傳背景等，更重要的是實驗研究目標(biāo)。這些因素會直接影響細(xì)菌轉(zhuǎn)化的成功率。

一、轉(zhuǎn)化方式

  選擇感受態(tài)細(xì)胞時，轉(zhuǎn)化方式是需要考慮的重要因素之一。轉(zhuǎn)化方式分為熱激和電轉(zhuǎn)兩種，對應(yīng)的感受態(tài)細(xì)胞即為化學(xué)感受態(tài)細(xì)胞和電轉(zhuǎn)感受態(tài)細(xì)胞。選擇哪種轉(zhuǎn)化方式取決于實驗所需的轉(zhuǎn)化效率、所轉(zhuǎn)化質(zhì)粒DNA的類型、數(shù)量及復(fù)雜度等。

熱激和電轉(zhuǎn)兩種轉(zhuǎn)化方式各有優(yōu)劣。熱激（化學(xué)轉(zhuǎn)化）不需要配套設(shè)備，一般實驗室均可進(jìn)行，轉(zhuǎn)化效率能滿足日常克隆或亞克隆需求。由于化學(xué)感受態(tài)細(xì)胞是通過陽離子和熱激處理使其細(xì)胞膜穿透性增強(qiáng)，所以對于某些具有細(xì)胞壁的菌株，化學(xué)轉(zhuǎn)化則不太適合。

  相比較而言，電轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化效率更高。因此電轉(zhuǎn)可用于不同濃度（從低濃度到飽和濃度）、不同大小、不同復(fù)雜度DNA的轉(zhuǎn)化。那些不能制成化學(xué)感受態(tài)的菌株可以制成電轉(zhuǎn)感受態(tài)。但進(jìn)行電轉(zhuǎn)需要額外的設(shè)備，如電轉(zhuǎn)儀和電轉(zhuǎn)杯。此外，針對不同的菌株，可能還需要對電轉(zhuǎn)方案進(jìn)行優(yōu)化。

二、轉(zhuǎn)化效率

  轉(zhuǎn)化效率可反映出感受態(tài)細(xì)胞攝取超螺旋質(zhì)粒的數(shù)量，因此轉(zhuǎn)化效率會影響到克隆效率。感受態(tài)細(xì)胞具有不同的轉(zhuǎn)化效率，受制備方法、所轉(zhuǎn)化DNA類型、存儲條件等多種因素的影響。

  對于大部分分子克隆實驗，106至1010 CFU/µg的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)足夠。對于超螺旋質(zhì)粒的常規(guī)克隆或亞克隆，大約106 CFU/µg級別的轉(zhuǎn)化效率即可滿足。對于復(fù)雜DNA，如平末端連接產(chǎn)物、短插入片段或微量DNA，需要具有更高轉(zhuǎn)化效率（~108–109 CFU/µg）的感受態(tài)細(xì)胞。電轉(zhuǎn)感受態(tài)細(xì)胞（轉(zhuǎn)化效率>1×1010 CFU/µg）則推薦用于最ju挑戰(zhàn)的細(xì)菌轉(zhuǎn)化，如gDNA或cDNA文庫構(gòu)建、>30 kb質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化等。

三、轉(zhuǎn)化通量

  要進(jìn)行的轉(zhuǎn)化反應(yīng)數(shù)量多少也是一個需要考慮的因素。由于需要電轉(zhuǎn)儀和電擊杯，且設(shè)置自動化流程比較困難，所以電轉(zhuǎn)不太適用于進(jìn)行高通量分子克隆。

  相比之下，使用化學(xué)感受態(tài)細(xì)胞通過熱激進(jìn)行轉(zhuǎn)化可以靈活用于不同的實驗通量。對于低通量的細(xì)菌轉(zhuǎn)化，單管包裝的化學(xué)感受態(tài)細(xì)胞可以直接進(jìn)行熱激，可避免因反復(fù)凍融造成的轉(zhuǎn)化效率降低。對于中通量的細(xì)菌轉(zhuǎn)化，可選擇預(yù)裝入聯(lián)管中的感受態(tài)細(xì)胞，再借助多通道移液器進(jìn)行轉(zhuǎn)化。對于高通量細(xì)菌轉(zhuǎn)化，選擇預(yù)裝入96孔板的感受態(tài)細(xì)胞，可實現(xiàn)模塊化孵育，甚至可兼容自動化。

四、細(xì)菌基因型

  一個細(xì)菌菌株定義為一個細(xì)菌種類下面的一個子類，相比親本野生型具有某些特定的遺傳變異。常用于細(xì)菌轉(zhuǎn)化的大腸桿菌菌株包括DH5α、BL21、HB101和JM109。每個菌株可通過基因型進(jìn)行描述，基因型中列出了諸如插入或缺失突變。菌株的基因型在決定其是否適用于特定克隆實驗中具有關(guān)鍵作用。

  基因的功能和表型可通過基因型中的三個字母符號來表示。相關(guān)的基因可通過三個字母基因名稱后面的大寫字母進(jìn)行區(qū)別，如lacY和lacZ是lac操縱子的兩個不同基因。表型也可通過基因型中以大寫字母開頭且不是斜體的幾個字母進(jìn)行鑒定，如圖3中TetR代表INV110菌株的四環(huán)素抗性。

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