將基因?qū)氩溉閯?dòng)物細(xì)胞的方法有多種,效率也不盡相同,可根據(jù)具體情況選擇應(yīng)用。 這里介紹幾種常用的方法:
該轉(zhuǎn)化方法是動(dòng)物細(xì)胞轉(zhuǎn)化中經(jīng)典而又簡單的方法。具體做法大致是∶將待轉(zhuǎn)化的 DNA溶解在磷酸緩沖液中,加入CaCl2溶液混勻,形成磷酸鈣微結(jié)晶與DNA的共沉淀物,滴入細(xì)胞培養(yǎng)皿中,37℃保溫4~16 h,磷酸鈣晶體局部溶解膜結(jié)構(gòu),DNA便可以進(jìn)入受體細(xì)胞細(xì)胞核,并整合到宿主染色體上;棄去 DNA溶液,加入新鮮培養(yǎng)基,繼續(xù)培養(yǎng)7天即可篩選轉(zhuǎn)化株。在外源DNA中摻入少量的受體細(xì)胞內(nèi)源性DNA,可以提高轉(zhuǎn)化效率。這種方法多數(shù)用于單層培養(yǎng)的細(xì)胞,也可用于懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞。
磷酸鈣沉淀法具有操作簡便、成本低廉、可大批量轉(zhuǎn)染、對(duì)細(xì)胞毒性較小、效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。但其轉(zhuǎn)染效率較低,對(duì)較長(>20kb)的DNA片段效果更差,應(yīng)用甘油或DMSO對(duì)受體細(xì)胞進(jìn)行休克,轉(zhuǎn)染效率會(huì)得到一定程度提高。
這種方法即用脂質(zhì)體包埋核酸分子,然后將其導(dǎo)入細(xì)胞。脂質(zhì)體是一種人工構(gòu)建的磷脂雙分子層膜,用于轉(zhuǎn)移DNA較理想的膜成分是帶負(fù)電荷的磷脂酰絲氨酸。利用該方法曾將外源基因成功地導(dǎo)入了小鼠的淋巴細(xì)胞和HeLa細(xì)胞。
脂質(zhì)體介導(dǎo)法的優(yōu)點(diǎn)是效果穩(wěn)定、感染效率高(比磷酸鈣沉淀法高5~100倍);其缺點(diǎn)是成本較高、對(duì)外源基因長度有一定限制、細(xì)胞內(nèi)積累的脂類對(duì)細(xì)胞有一定的毒性。
顯微注射法是創(chuàng)造轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的有效途徑。其技術(shù)關(guān)鍵如下:①外源基因的制備;②收集受精卵;③顯微注射;④受精卵移植。
顯微注射法的優(yōu)點(diǎn)是:①此法可向任何類型細(xì)胞導(dǎo)入外源基因,甚至可向受精卵或早期胚胎中導(dǎo)入外源基因;②DNA用量極少,每個(gè)細(xì)胞僅需10-11 ml的注射體積;③注入細(xì)胞的DNA分子數(shù)可加以控制;④外源DNA整合到宿主細(xì)胞染色體組中的效率可達(dá)50%~100%,獲得穩(wěn)定轉(zhuǎn)化系的比例也可達(dá)20%。此法的缺點(diǎn)是其設(shè)備要求離,且很昂貴。
通過病毒感染的方式將外源基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞內(nèi),是一種常用的轉(zhuǎn)基因方法,例如現(xiàn)在常用的腺病毒、慢病毒和AAV等。這種方法具有定向性好、實(shí)驗(yàn)重復(fù)性佳、導(dǎo)入效率高等優(yōu)點(diǎn)。但也存在一定的缺陷,如目前常用的載體宿主范圍有限,往往無法感染一些具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的家禽和牲畜細(xì)胞等。
將待轉(zhuǎn)化的DNA溶解于受體細(xì)胞懸浮液中,然后加入電擊轉(zhuǎn)化儀的樣品槽內(nèi),兩端施加瞬時(shí)高壓電場(chǎng),使細(xì)胞膜產(chǎn)生細(xì)小的縫隙,此時(shí)DNA片段便可不經(jīng)過胞飲作用直接進(jìn)入受體細(xì)胞。電擊法常用于對(duì)磷酸鈣共沉淀法無效的細(xì)胞類型,如生長在懸浮液中的淋巴細(xì)胞等。
血影細(xì)胞是指哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞在外部壓力環(huán)境下發(fā)生溶血,血紅蛋白大量溢出,最后形成僅被細(xì)胞膜包裹的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。在溶血過程中,紅細(xì)胞膜的通透性大增,在血紅蛋白溢出的同時(shí),外源DNA也容易進(jìn)入。當(dāng)上述外界條件消失后,紅細(xì)胞膜又可恢復(fù)原來的通透性。因此,可先將外源DNA轉(zhuǎn)入血影細(xì)胞,然后再將血影細(xì)胞與受體細(xì)胞在適當(dāng)條件下發(fā)生細(xì)胞融合,從而將外源DNA轉(zhuǎn)入受體細(xì)胞。