质粒101:普通实验室大肠杆菌菌株

由Matthew Ferenc.

奴才

本文于2017年11月14日更新。

你已经努力设计了你的质粒-你仔细地选择了最优的启动子为了你感兴趣的基因,煞费苦心地克隆到完美的空骨架上,确保给你的基因添加正确的标签,甚至可能已经荧光蛋白下游,由IRES元素分开。你做了很多工作!但是,让我们花点时间识别你的小型原型成员,进行了复制新质粒的劳动密集型过程:大肠杆菌细菌。

很难统计不同商业品种的数量大肠杆菌目前可用的-快速搜索谷歌,就会发现有数百个。这只包括为亚克隆或蛋白表达设计的普通实验室菌株。如果把定制的菌株也算在内,这个数字可能有几千个!本文的目的是为您提供足够的背景知识,以区分任何常见实验室菌株的特征,并确定它是否适合于传播您的质粒或进行您的实验。

的历史大肠杆菌火车

大肠杆菌是以革兰氏阴性杆状细菌命名的吗Theodor Escherich博士1885年首次描述它们的科学家。大肠杆菌主要发现在动物的肠道中。有许多不同的天然存在的菌株大肠杆菌,其中一些对人类致命。大多数常见的商业实验室菌株大肠杆菌目前用于两种单独的分离物,K-12菌株和B菌株的使用。从1920年从患者中分离K-12并最终导致普通实验室菌株MG1655及其衍生物DH5α和DH10B(也称为TOP10)。由于研究人员在整个历史中分享和重命名样品,B菌株的历史有点复杂。它可能于1918年孤立,但是在1942年首次被称为“B菌株”.BL21应变和衍生物是最常见的例子大肠杆菌B菌株。

常见的大肠杆菌实验室使用的火车

细菌板

你今天发现的大多数商业菌株都是为了特定的目的而销售的:快速生长、高通量克隆、常规克隆、克隆不稳定DNA、制备未甲基化DNA,等等。许多使这些特征成为可能的突变存在于大多数商业菌株中,特别是那些取得重大改进的突变,如提高质粒产量和/或DNA质量的突变。下面的表1概述了一些更常见的基因变化大肠杆菌菌株。

表1:常见基因突变E.coli.菌株

基因 描述 功能结果
大坝 DNA腺嘌呤甲基酶突变(GATC) 准备未甲基化的DNA,当试图用特定的限制性内切酶(例如:cli或XbaI)切割时,这一点很重要。
扩张型心肌病 DNA胞嘧啶甲基酶突变(CCWGG) 准备未甲基化的DNA,这在试图用限制性内切酶进行切割时很重要甲基化敏感的
DNAJ. 伴侣蛋白基因突变 增加某些表达蛋白质的稳定性
恩达,endA1 内切酶I (dsDNA非特异性切割)突变 提高质粒产量
F 宿主确实(f')或不(f-)含有生育质粒。 低拷贝数质粒,编码细菌缀合所需的蛋白质。除非另有说明,否则F'是野生型的基因
FHUA(以前的吨) 羟肟酸铁摄取,铁摄取受体突变。 T1 / T5噬菌体阻力
半乳糖代谢途径突变 细胞不能仅靠半乳糖生长
gyrA, gyrA96 DNA促旋酶突变 赋予抗脱硫酸的抗性
hsdRMS hsdR (rk -,可+) 未甲基化的DNA未降解,细胞仍能甲基化DNA
hsd (rk - mk -) 未甲基化的DNA不降解,细胞不能甲基化DNA
虫胶 乳糖操纵子的突变 蓝/白筛选克隆
lacIq lac抑制因子产生过多,pLac的表达受到更多的抑制
Lacz. β牛乳糖活动取消
花边 乳糖渗透酶失活,乳糖不能被细胞吸收
mcrA, mcrBC 裂解甲基胞嘧啶DNA的失活途径 允许吸收异物(甲基化)DNA
mrrΔ(mcrC-mrr) 途径灭活甲基化腺嘌呤或胞嘧啶DNA的途径 允许吸收异物(甲基化)DNA
RECA,RECA1,RECA13 DNA依赖性ATP酶的突变对于重组和一般DNA修复至关重要 减少质粒重组,增加质粒稳定性
recBCD 核酸外切酶V活性消失 增加质粒稳定性,减少重组
relA或relA1 轻松的表型,突变消除严格因子 允许在没有蛋白质合成的情况下合成RNA
Ptrc-ccdA 含ccdb质粒的繁殖
不停地 高转化效率
脱氧核糖合成基因的组成性表达 允许摄取大的质粒
昭熙 电穿孔效率高
supE44 (glnV44) 抑制琥珀色(UAG)停止密码子通过谷氨酰胺插入
supf(tyrt) 酪氨酸插入抑制琥珀(UAG)终止密码子
λ-thi-1或thi1 硫胺素代谢突变 生长需要外源性的硫胺素
ara. 阿拉伯糖代谢途中的破坏 无法利用阿拉伯糖作为碳源
leuB β-异丙基丙酸酯脱氢酶灭活 需要外源性亮氨酸来源进行增长
proAB 脯氨酸生物合成途径的突变 需要外源性脯氨酸来源进行生长
rpsL 30S核糖体S12亚基突变 对链霉素有耐药性
TN10 赋予对四环素的抵抗力

此外,表2提供了一些普遍的菌株,它们的基因型及其在实验室的主要用途的快速参考。这些菌株都是基于的大肠杆菌K-12,被认为是BSL-1。

表2:实验室菌株大肠杆菌

应变 自然抗性 主要用途 基因型
CCDB生存2 T1R. Top10衍生物。用于繁殖表达CCDB基因的质粒(重要的网关克隆). F-mcrA Δ(mrr-hsdRMS-mcrBC) Φ80lacZΔM15 ΔlacX74 recA1 araΔ139 Δ(ara-leu)7697 galU galK rpsL (StrR.endA1 nupG fhuA::IS2
DB3.1. 链霉素 HB101衍生物。用于在表达CCDB基因的繁殖质粒(在网关克隆中重要)。 f-gyra462 Enda1glnv44δ(SR1-RECA)MCRB MRR HSDS20(RB.-,米B.-)ARA14 GALK2 LACAT1 PROMA2 RPSL20(SMR.) xyl5 Δleu mtl1
DH10B 链霉素 MC1061衍生物。一般克隆和储存,蓝/白筛选,亮氨酸滋巢。 F-endA1 recA1 galE15 galK16 nupG rpsL ΔlacX74 Φ80lacZΔM15 araD139 Δ(ara,leu)7697 mcrA Δ(mrr-hsdRMS-mcrBC) λ-
DH5alpha 普通质粒的一般克隆和储存,蓝/白质粒的筛选。 F-endA1 glnV44 thi-1 recA1 relA1 gyrA96 deoR nupG Φ80dlacZΔM15Δ(lacZYA-argF)U169,HSDR17(rK.-mK.+),λ-
HB101. 链霉素 大肠埃希菌K12和大肠埃希菌B(主要是K12)的杂交,用于克隆和储存pBR322质粒。 F-MCRB MRR HSDS20(rB.-mB.-)RECA13 LEUB6 ARA-14 PROA2 LACY1 GALK2 XYL-5 MTL-1 RPSL20(SMR.) glnV44λ-
JM109 一般克隆和质粒维护,蓝/白筛选,部分限制性;克隆重复DNA的良好应变。 ENDA1 GLNV44 THI-1 RELA1 GYRA96 RECA1 MCRB+Δ(lac-proAB) e14- [F' traD36 proAB .+laci.问:lacZΔM15] hsdR17 (rK.-mK.+
JM110 链霉素 用于储存不应被Dam或Dcm甲基化的质粒,允许甲基化敏感的限制性内切酶在制备后切割质粒。 RPSL Thr Leu Thi Lacal Gall Galt Ara Tona TSX DCMGLNV44Δ(LAC-Proab)E14- [F'Trad36 Proab+laci.问:lacZΔM15] hsdR17 (rK.-mK.+
MC1061. 链霉素 DH10B/TOP10亲本及衍生菌株,普通实验室克隆和储存菌株。 F-Δ(ara-leu) 7697 (araD139)B / rΔ(codB-lacI)3 galK16 galE15 λ-e14灯头-mcrA0 relA1 rpsL150(strR) spoT1 mcrB1 hsdR2(r-m+
MG1655 野生型K-12菌株;第一个发布的序列大肠杆菌k - 12的压力。 F-λ-ilvG——rfb-50 rph-1
NEB稳定 用于克隆和储存慢病毒和逆转录病毒载体或克隆或重复序列的含量重组。188完整比分直播 F'proa + b + laci问:∆(lacZ) M15 zzf: Tn10(春节R.)∆((ara-leu) 7697 araD139 fhuA∆lacX74 galK16 galE15 e14- Φ80dlacZ∆M15 recA1 relA1 endA1 nupG rpsL (StrR.(mrr-hsdRMS-mcrBC)
Pir1 用于克隆和维持具有R6Kγ的质粒的克隆和维持;含有PIR基因的突变等位基因,其每种细胞保持〜250拷贝的质粒。 F-∆lac169 rpoS(Am) robA1 creC510 hsdR514 endA recA1 uidA(∆MluI)::pir-116
Stbl2 JM109-derived。用于克隆和储存慢病毒和逆转录病毒载体或克隆或重复序列的含量重组。188完整比分直播 F-ENDA1 GLNV44 THI-1 RECA1 GYRA96RELA1Δ(LAC-PROAB)MCRAδ(MCRBC-HSDRMS-MRR)λ-
Stbl3 链霉素 来自HB101。用于克隆和储存慢病毒和逆转录病毒载体或克隆或重复序列具有重组的潜力。188完整比分直播该菌株是endA+,所以基于柱的DNA准备需要额外的洗涤步骤。 F- glnV44 recA13 mcrB mrr hsdS20(rB-, mB-) ara-14 galK2 lacY1 proA2 rpsL20 xyl-5 leu mtl-1
Stbl4 电活性细胞用于克隆和储存不稳定的DNA和慢病毒/逆转录病毒载体。188完整比分直播Addgene用于集中库放大 F'MCRAδ(MCRBC-HSDRMS-MRR)RECA1 ENDA1 GYRA96 GAL-thi-1 supE44λ-Rela1Δ(Lac-proab)/ f'proab+laci.问:ZΔM15 Tn10(春节R.
全球 链霉素 MC1061衍生物。一般克隆和储存,蓝/白筛选。 F-MCRAδ(MRR-HSDRMS-MCRBC)φ80LACZΔM15ΔLACX74NUPG RECA1ARAD139δ(ARA-LEU)7697 Gale15 Galk16 RPSL(strR.) endA1λ-
XL1蓝色 四环素 蓝/白的筛选和常规克隆,耐萘啶酸。 Enda1 Gyra96(NALR.) this -1 recA1 relA1 lac glnV44 F'[::Tn10 proAB .+laci.问:Δ(lacZ) M15] hsdR17 (rK.-mK.+
XL10 Gold. 四环素和氯霉素 耐萘啶酸的大质粒、连接DNA和文库的高能力克隆和繁殖。 ENDA1 GLNV44 RECA1 THI-1 GYRA96 Rela1 LACHTEδ(MCRA)183δ(MCRCB-HSDSMR-MRR)173 TETR.f'[proab laci问:ZΔM15 Tn10(春节R.艾米厘米R.)]

注:特定基因的失活突变用减号(-)表示,这是典型的标准;仅仅列出基因就表明它没有功能。如果一个基因被删除,它通常会被标记为希腊三角洲(Δ)。

额外资源

我们提供了普通实验室菌株的概述;但是,这些表格绝不穷举!欲了解更全面的列表和更多信息,请访问OpenWetWare的E.coli.基因型资源。此外,NEB有一个伟大的遗传标记表供你参考。

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