如何選擇合適的感受態(tài)細胞

  細菌轉(zhuǎn)化是受體細菌以低頻率從環(huán)境中吸收外源DNA的天然過程，經(jīng)轉(zhuǎn)化后的細菌可表達相應(yīng)的遺傳形狀，是遺傳多樣性的來源之一，也可能為宿主細菌帶來額外的好處（如抗生素抗性）。感受態(tài)細胞是通過物理或化學(xué)方法進行誘導(dǎo)，使其處于最適攝取或容納外源DNA的生理狀態(tài)，可高效吸收環(huán)境中的DNA分子。那么你知道該如何選擇合適的感受態(tài)細胞嗎？讓我們一起來看看吧！

  感受態(tài)細胞常用于分子克隆中，用于復(fù)制增殖重組DNA分子。但感受態(tài)細胞多種多樣，當(dāng)選擇感受態(tài)細胞進行轉(zhuǎn)化時，需要考慮多種因素，如轉(zhuǎn)化方式、轉(zhuǎn)化效率、轉(zhuǎn)化通量、感受態(tài)細胞的遺傳背景等，更重要的是實驗研究目標(biāo)。這些因素會直接影響細菌轉(zhuǎn)化的成功率。

一、轉(zhuǎn)化方式

  選擇感受態(tài)細胞時，轉(zhuǎn)化方式是需要考慮的重要因素之一。轉(zhuǎn)化方式分為熱激和電轉(zhuǎn)兩種，對應(yīng)的感受態(tài)細胞即為化學(xué)感受態(tài)細胞和電轉(zhuǎn)感受態(tài)細胞。選擇哪種轉(zhuǎn)化方式取決于實驗所需的轉(zhuǎn)化效率、所轉(zhuǎn)化質(zhì)粒DNA的類型、數(shù)量及復(fù)雜度等。

熱激和電轉(zhuǎn)兩種轉(zhuǎn)化方式各有優(yōu)劣。熱激（化學(xué)轉(zhuǎn)化）不需要配套設(shè)備，一般實驗室均可進行，轉(zhuǎn)化效率能滿足日常克隆或亞克隆需求。由于化學(xué)感受態(tài)細胞是通過陽離子和熱激處理使其細胞膜穿透性增強，所以對于某些具有細胞壁的菌株，化學(xué)轉(zhuǎn)化則不太適合。

  相比較而言，電轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)化效率更高。因此電轉(zhuǎn)可用于不同濃度（從低濃度到飽和濃度）、不同大小、不同復(fù)雜度DNA的轉(zhuǎn)化。那些不能制成化學(xué)感受態(tài)的菌株可以制成電轉(zhuǎn)感受態(tài)。但進行電轉(zhuǎn)需要額外的設(shè)備，如電轉(zhuǎn)儀和電轉(zhuǎn)杯。此外，針對不同的菌株，可能還需要對電轉(zhuǎn)方案進行優(yōu)化。

二、轉(zhuǎn)化效率

  轉(zhuǎn)化效率可反映出感受態(tài)細胞攝取超螺旋質(zhì)粒的數(shù)量，因此轉(zhuǎn)化效率會影響到克隆效率。感受態(tài)細胞具有不同的轉(zhuǎn)化效率，受制備方法、所轉(zhuǎn)化DNA類型、存儲條件等多種因素的影響。

  對于大部分分子克隆實驗，106至1010 CFU/µg的轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)足夠。對于超螺旋質(zhì)粒的常規(guī)克隆或亞克隆，大約106 CFU/µg級別的轉(zhuǎn)化效率即可滿足。對于復(fù)雜DNA，如平末端連接產(chǎn)物、短插入片段或微量DNA，需要具有更高轉(zhuǎn)化效率（~108–109 CFU/µg）的感受態(tài)細胞。電轉(zhuǎn)感受態(tài)細胞（轉(zhuǎn)化效率>1×1010 CFU/µg）則推薦用于最ju挑戰(zhàn)的細菌轉(zhuǎn)化，如gDNA或cDNA文庫構(gòu)建、>30 kb質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化等。

三、轉(zhuǎn)化通量

  要進行的轉(zhuǎn)化反應(yīng)數(shù)量多少也是一個需要考慮的因素。由于需要電轉(zhuǎn)儀和電擊杯，且設(shè)置自動化流程比較困難，所以電轉(zhuǎn)不太適用于進行高通量分子克隆。

  相比之下，使用化學(xué)感受態(tài)細胞通過熱激進行轉(zhuǎn)化可以靈活用于不同的實驗通量。對于低通量的細菌轉(zhuǎn)化，單管包裝的化學(xué)感受態(tài)細胞可以直接進行熱激，可避免因反復(fù)凍融造成的轉(zhuǎn)化效率降低。對于中通量的細菌轉(zhuǎn)化，可選擇預(yù)裝入聯(lián)管中的感受態(tài)細胞，再借助多通道移液器進行轉(zhuǎn)化。對于高通量細菌轉(zhuǎn)化，選擇預(yù)裝入96孔板的感受態(tài)細胞，可實現(xiàn)模塊化孵育，甚至可兼容自動化。

四、細菌基因型

  一個細菌菌株定義為一個細菌種類下面的一個子類，相比親本野生型具有某些特定的遺傳變異。常用于細菌轉(zhuǎn)化的大腸桿菌菌株包括DH5α、BL21、HB101和JM109。每個菌株可通過基因型進行描述，基因型中列出了諸如插入或缺失突變。菌株的基因型在決定其是否適用于特定克隆實驗中具有關(guān)鍵作用。

  基因的功能和表型可通過基因型中的三個字母符號來表示。相關(guān)的基因可通過三個字母基因名稱后面的大寫字母進行區(qū)別，如lacY和lacZ是lac操縱子的兩個不同基因。表型也可通過基因型中以大寫字母開頭且不是斜體的幾個字母進行鑒定，如圖3中TetR代表INV110菌株的四環(huán)素抗性。

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