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定制慢病毒

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miRNA

 

      miRNA是一类由内源基因编码、长度为20-24个核苷酸的非编码单链RNA分子,参与了转录后基因表达的调控。自其发现以来,科学家已在人体中鉴定出1000多种miRNA。miRNA首先由RNA聚合酶II转录生成,长度达数百至数千个碱基的初始转录子(pri-miRNAs)。这种初始转录子随后被Drosha(III型核酸内切酶)和双链RNA结合蛋白Pasha组成的复合物切割为60-70个核苷酸的前体miRNA(pre-miRNA)。pre-miRNA由小分子G蛋白Ran-GTP依赖的转运蛋白exportin-5运输到细胞质中,在那里被Dicer酶切割成约22个核苷酸的双链miRNA。双链miRNA经过解旋后,其中一条链被降解,另一条则作为具有5'端磷酸基团和3'端羟基的成熟miRNA参与功能。miRNA海绵是一种改造的mRNA,其3'非翻译区(UTR)含有多个与miRNA靶位点略有错配的RISC结合位点,能够吸附miRNA而不被降解,从而让miRNA远离其天然mRNA靶标并削弱其功能。miRNA海绵通常通过质粒(或病毒)载体导入细胞并稳定表达。相较于化学合成的抑制剂,miRNA海绵在细胞内具有更长的稳定性和更持久的抑制效果,广泛用于miRNA功能丧失模型的构建、肿瘤靶向治疗研究等基础研究领域。例如,将miRNA海绵序列置于果蝇UAS(上游激活序列)下游,通过GAL4系统中的组织特异性启动子调控,实现了果蝇中miRNA的组织特异性功能缺失,为研究内源miRNA在果蝇中的作用提供了有力工具。
     
      在设计和构建miRNA sponge抑制载体时,通过优化设计增加了结合位点以增强吸附能力,提高了对成熟miRNA或siRNA的抑制效果,减弱了细胞中miRNA或siRNA的基因沉默功能,以便用于miRNA或siRNA的功能丧失研究。例如,可以构建多靶向miRNA海绵序列的质粒载体,以便在多重miRNA的调控环境中实现高效功能抑制。具体方法如下:
步骤1. 多靶向miRNA海绵慢病毒载体系统设计
       基于miRbase中的miR-155和miR-31的成熟序列,设计一组靶向miR-155和miR-31的引物。引物中第9-12碱基处设置错配位点,每个引物带有四个错配位点,并正反向重叠16个碱基。同时,在正反向引物中分别引入EcoRI和BamHI酶切位点。
步骤2. 构建PLVX-CMV-EGFP-puro质粒
       构建基础质粒PLVX-CMV-EGFP-puro,为后续实验提供载体。 
步骤3. 克隆miRNA海绵序列
       使用步骤1中设计的引物进行退火和延伸后,得到双链DNA片段。对其进行酶切并连接至PLVX-CMV-EGFP-puro质粒中,构建得到分别包含miRNA海绵序列的PLVX-EGFP-4xmi155sponge-puro和PLVX-EGFP-4xmi31sponge-puro质粒,并通过酶切和测序验证质粒的正确性。
步骤4. 构建PLVX-EGFP-8xmi155sponge-puro和PLVX-EGFP-8xmi31sponge-puro质粒
       在PLVX-EGFP-4xmi155sponge-puro基础上扩展,构建包含8个miR-155靶位点的PLVX-EGFP-8xmi155sponge-puro质粒;同理,基于PLVX-EGFP-4xmi31sponge-puro质粒,构建包含8个miR-31靶位点的PLVX-EGFP-8xmi31sponge-puro质粒。
步骤5. 构建多靶向PLVX-EGFP-8xmi155&31sponge-puro海绵慢病毒载体
       对步骤4中获得的PLVX-EGFP-8xmi155sponge-puro质粒和PLVX-EGFP-8xmi31sponge-puro质粒分别进行双酶切:
 a) 为获得插入片段8xmi155sponge或8xmi31sponge,使用SalI-HF和BclI双酶切PLVX-EGFP-8xmi155sponge-puro质粒或PLVX-EGFP-8xmi31sponge-puro质粒。
 b) 为获得开环载体,使用SalI-HF和BamHI-HF双酶切PLVX-EGFP-8xmi31sponge-puro质粒或PLVX-EGFP-8xmi155spongeonge-puro质粒,得到相应的开环质粒。
c) 将8xmi155sponge插入片段与开环的PLVX-EGFP-8xmi31sponge-puro质粒连接,或将8xmi31sponge插入片段与开环的PLVX-EGFP-8xmi155sponge-puro质粒连接。重组质粒后转化感受态细胞,筛选单克隆,并通过酶切验证PLVX-EGFP-8xmi155&31sponge-puro质粒的正确性,最终获得含miRNA海绵序列的PLVX-EGFP-8xmi155&31sponge-puro质粒https://ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S0167527316300031-gr1.jpg


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