质粒和慢病毒、腺病毒、腺相关病毒等病毒类是常见的基因操作工具。质粒表达时间快,导入细胞后约24小时就可以观察到目的基因的表达,并且构建简单,成本低。但质粒转染时需要借助转染试剂,该试剂有细胞毒性;大部分细胞用质粒转染时转染效率低,无法进行基因操作;此外,质粒只能用于瞬时表达,对于观察周期较长的实验,无法用质粒进行操作。
而上世纪80年代发展起来的病毒工具转导效率比真核表达载体高很多,特别适合于介导外源基因在难转染甚至无法转染的细胞中表达。常用的基因操作病毒工具有慢病毒、腺病毒和腺相关病毒等。
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了解了这些病毒载体的优势和不足后,如何根据实验目的来挑选合适的基因操作工具呢?建议您可以从以下这几个方面出发:
1.工具载体的表达时间与实验观察时间是否相符;
2.工具载体可以容纳的片段大小与目的基因大小是否契合;
3.工具载体对目的细胞、在体组织的转导是否足够高效。
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质粒 |
慢病毒 |
腺病毒 |
腺相关病毒 |
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外源基因表达时间 |
24h开始表达 持续3-7天 |
2-4天开始表达 |
1-2天开始表达 持续7-14天 |
7-14开始表达 细胞分裂不旺盛部位可长时间表达 |
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插入片段大小 |
< 5~8kb |
<4kb |
< 5~8kb |
<2.8kb(包括必须的启动子以及荧光或者标签元件) |
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稳定细胞株 筛选 |
可以,但较难操作 |
可以,外源基因整合于宿主基因组,筛选简单 |
不可以,瞬时表达外源基因传代后效果减弱 |
不可以 |
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细胞实验 |
细胞系,部分细胞转染效率较低 |
首选,广谱,感染效率高 |
广谱,感染效率高,适合原代非增殖细胞感染 |
不适合细胞实验 |
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动物实验 |
不适合 |
适合,根据观察时间和注射部位选择 |
较适合(免疫原性高),根据观察时间和注射部位选择 |
首选,根据观察时间和注射部位选择 |
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滴度 |
无 |
最高可达109TU/ml |
高达1012pfu/ml |
高达1012~13v.g/ml |
常见基因操作工具选择指南
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