实验方案(Protocols)

利用化学诱变剂诱变基因组

简介

当前利用模式小鼠研究基因功能主要有两个策略:基因驱动法(gene-driven approach)和表型驱动法(phenotype-driven approach)。基因敲除是典型的基因驱动法,采用此法产生一个基因敲除小鼠大约需要 1 年半的时间,而且只能对已知序列的基因进行操作,不能适应现代生物学高效率、高通量的需要。表型驱动法是指利用化学试剂在较短时间内诱导动物产生大量随机突变表型,或者通过转座子技术产生基因组整体突变,通过筛选获得具有特殊表型的动物并鉴定其遗传基础。

原理

基因组诱变的基本原理是自发突变由 DNA 复制、基因转录和 DNA 损伤修复等过程中的碱基错配、缺失或重复等产生;诱发突变通常由各种诱变剂所引起。


操作方法

利用ENU诱变模式生物基因组

材料与仪器

试剂:
乙酰基亚硝基脲、小鼠、
仪器:
培养箱、通风橱、

步骤

利用 ENU 诱变模式生物基因组的基本过程可分为以下几步:


1. ENU 溶液的配制和稀释 ENU 对光线、湿度和 pH 十分敏感,每次注射前应溶解一个新包装 ENU,并用铝箔包封避光,溶解后 3 小时内注射。操作应该在通风柜内进行,操作者穿防毒衣,戴塑料手套、口罩防护。向含 ENU 的 ISOPAC 容器中直接用 18 G 针头和注射器注入 10 ml 的 95% 乙醇。用手掌温暖包装瓶,并轻轻摇动直到 ENU 完全溶解(约需 10 分钟),此时溶液应该是透明的黄色。再向包装瓶中注射 90 ml 磷酸-枸橼酸缓冲液,彻底混匀。如果要制备浓度更低的溶液,可以从 ENU 包装瓶中取出 50 ml 的 ENU 溶液,直接加入到 50 ml 灭活液中,2 小时后可以弃去。向余下的 ENU 溶液中注入 50 ml 的磷酸-枸橼酸缓冲液,即得到稀释 1 倍的 ENU 溶液。


2.ENU 溶液的浓度测定购买的 ENU 容器中的含量并不准确,必须根据经验确定每 1 份制备的 ENU 溶液的浓度。取 400:1 的 ENU 溶液加入一次性塑料杯,用磷酸-袧橡酸缓冲液将体积扩充到 2000:1, 同时在一次性塑料杯中用磷酸-拘橡酸缓冲液对 95% 乙醇进行 1:50 稀释(空白对照)。用分光光度计测定 398nm 的 ENU 溶液 OD 值。l mg/ml 的 ENU 溶液的 0D398 为 0.72。为了保证测量的准确性,还可以在波长范围 350 - 450nm 扫描 ENU 溶液。峰值应该在 398nm。


3. 以 ENU 注射小鼠根据实验目的和小鼠品系可以 1 次注射也可分次注射。注射需在通风柜内进行。雄性小鼠在注射前应完全成熟 (8 周龄以上)。分次注射应在每周的同一天进行,约需 3 周,最好从小鼠 8 - 9 周龄时开始注射。注射前对小鼠称重,根据小鼠体重确定注射剂量,每公斤体重可注射 100 mg,体积<l ml。不同品系的小鼠对 ENU 反应不同,因此会产生不同的突变率。为了最大限度地提高突变率,C57BU6 小鼠的注射量可以是 100 mg/kg 体重,每周腹腔注射 l 次,共 3 次;或者一次性注射 250 mg/kg 体重。由于乙醇的作用,注射后 30 分钟内动物会有些摇晃颤抖。注射 30 只小鼠大约需要 1 小时。


4.ENU 的灭活残余 ENU 溶液必须经灭活方可排放。ENU 在碱性环境中半寿期很短,可用 0.1 mol/L 碱性硫代硫酸钠灭活。实验过程中所有溅出的 ENU 溶液要用灭活液擦净;所有与 ENU 接触的器具要浸泡于灭活液;注射器、吸管中要吸入灭活液,处理完后包装在塑料袋中弃去。向 ISOPAC 容器内残存的 ENU 溶液中注入至少 50 ml 灭活液,放在通风柜内,暴露于光线至少 24 小时。已经灭活的 ENU 溶液收集于「危险化学品"容器并登记。用水清洗剩下的 ISOPAC 容器,液体倒入「危险化学品」容器,然后弃去 ISOPAC 容器。小鼠在注射后应置于打开的通风柜中至少 24 小时,注射后 24 小时更换垫料,垫料装入放置有被灭活液饱和的吸水纸的塑料袋。


5. 小鼠交配以回收突变注射后的雄性小鼠在 10 - 12 周内是不育的。在注射后 8 - 10 周,将注射的雄性小鼠与雌性小鼠合笼,以观察生殖能力的恢复。根据研究需要设计交配(对显性突变和修饰性突变,设计每个小鼠回收约 50 个配子;对隐性突变,设计回收 30 个配子)。采用雄性轮转方式交配:雄性小鼠每周与 1 - 2 只新的雌性小鼠交配,持续 6 - 7 周直到获得足够数量的配子。

注意事项

注意事项ENU 属有毒试剂,应严格按照化学毒物防护要求操作。


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探索主题: DNA 实验

Da — 若无特别说明,分子量单位默认为道尔顿。   Mw — 重均分子量。   Mn — 数均分子量。

产品仅供科研与开发使用,不用于人体、动物、诊断或治疗。

引用本文

阿拉丁科学.《利用化学诱变剂诱变基因组》. 阿拉丁知识库,更新于 2024年12月23日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/mutagenesis-of-genomes-using-chemical-mu.html
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