摘要

本文詳細(xì)闡述了穿孔介導(dǎo)重組桿狀病毒轉(zhuǎn)染昆蟲(chóng)細(xì)胞的研究，包括實(shí)驗(yàn)方法、結(jié)果及討論。研究結(jié)果表明，電穿孔轉(zhuǎn)染法操作簡(jiǎn)便、周期短、成本低，且轉(zhuǎn)染效率與脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法接近，為重組桿狀病毒在昆蟲(chóng)細(xì)胞中的高效表達(dá)提供了重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

---

引言

特性與價(jià)值
重組桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)是一種真核表達(dá)系統(tǒng)，具有高效表達(dá)目的蛋白的能力，并能對(duì)蛋白進(jìn)行修飾和加工，使其具備一定的生物學(xué)和免疫學(xué)活性。該系統(tǒng)在基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其在昆蟲(chóng)細(xì)胞中，重組桿狀病毒可以高效感染并分泌大量可溶性重組蛋白。

遺傳轉(zhuǎn)化體系的意義
構(gòu)建重組桿狀病毒遺傳轉(zhuǎn)化體系對(duì)于提高基因工程產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。與其他病毒表達(dá)系統(tǒng)相比，桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)具有陽(yáng)性重組率高、重組體不需要空斑純化即可獲得的特點(diǎn)，大大減少了鑒定和純化時(shí)間及成本。

---

材料與方法

實(shí)驗(yàn)材料

1. 昆蟲(chóng)細(xì)胞：Sf9細(xì)胞，來(lái)源于草地貪夜蛾（Spodoptera frugiperda）。
2. 重組桿狀病毒：構(gòu)建帶有綠色熒光蛋白（GFP）基因的重組桿狀病毒基因組（GFP/BAC）。
3. 試劑：Cellfectin脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染試劑，電穿孔緩沖液，Grace昆蟲(chóng)細(xì)胞培養(yǎng)基。
4. 儀器：電穿孔儀（威尼德電穿孔儀），熒光顯微鏡。

實(shí)驗(yàn)方法

1. 重組桿狀病毒基因組的構(gòu)建
   • 以質(zhì)粒為模板，用PCR擴(kuò)增GFP基因。
   • 將擴(kuò)增的GFP基因連接到穿梭質(zhì)粒pFastBac上，構(gòu)建重組穿梭質(zhì)粒。
   • 將重組穿梭質(zhì)粒轉(zhuǎn)化到E.coli DH10Bac中，獲得帶有GFP基因的重組桿狀病毒基因組。
2. 昆蟲(chóng)細(xì)胞的準(zhǔn)備
   • 將Sf9細(xì)胞在Grace昆蟲(chóng)細(xì)胞培養(yǎng)基中培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。
   • 將細(xì)胞離心沉淀，用電穿孔緩沖液重懸，調(diào)整細(xì)胞密度。
3. 電穿孔轉(zhuǎn)染
   • 將重組桿狀病毒基因組與昆蟲(chóng)細(xì)胞在電穿孔緩沖液中混和。
   • 將混合液加入電轉(zhuǎn)杯中，置于冰水浴中。
   • 使用電穿孔儀進(jìn)行電穿孔，條件為140 V，25 ms。
   • 電穿孔后，將細(xì)胞鋪于六孔板中，用生長(zhǎng)液培養(yǎng)。
4. 脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染
   • 將重組桿狀病毒基因組與Cellfectin脂質(zhì)體試劑混和，靜置30 min。
   • 將混合液加入含有Sf9細(xì)胞的六孔板中，培養(yǎng)5 h。
   • 更換新鮮生長(zhǎng)液，繼續(xù)培養(yǎng)。
5. 觀察與檢測(cè)
   • 在熒光顯微鏡下觀察細(xì)胞轉(zhuǎn)染情況，計(jì)算陽(yáng)性轉(zhuǎn)染率。
   • 收集細(xì)胞上清液，制備子代重組桿狀病毒，并檢測(cè)其感染能力。

---

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

轉(zhuǎn)染效率的比較
通過(guò)電穿孔轉(zhuǎn)染法和脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法將重組桿狀病毒基因組轉(zhuǎn)染到Sf9細(xì)胞中，比較兩者的轉(zhuǎn)染效率。結(jié)果顯示，電穿孔轉(zhuǎn)染法的轉(zhuǎn)染效率為86.14%，脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法的轉(zhuǎn)染效率為86.53%。兩者轉(zhuǎn)染效率接近，但電穿孔法操作簡(jiǎn)便，周期較短，成本較低。

子代重組桿狀病毒的感染能力
將兩種方法獲得的子代重組桿狀病毒繼續(xù)感染Sf9細(xì)胞，觀察其感染能力。結(jié)果顯示，兩種方法獲得的子代重組桿狀病毒均能繼續(xù)感染Sf9細(xì)胞，熒光強(qiáng)度無(wú)明顯差異。

---

討論

外植體關(guān)鍵因素

1. 細(xì)胞狀態(tài)：細(xì)胞的狀態(tài)是影響轉(zhuǎn)染率的重要因素。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)胞具有較高的分裂活性，易于接受外源基因的導(dǎo)入。在本研究中，選擇對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的Sf9細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染，獲得了較高的轉(zhuǎn)染效率。

2. 電穿孔條件

   • 電壓：電壓是影響電穿孔轉(zhuǎn)染效率和細(xì)胞存活率的關(guān)鍵因素。電壓太低，轉(zhuǎn)染率不高；電壓太高，細(xì)胞存活率會(huì)受到極大影響。在本研究中，通過(guò)優(yōu)化電壓條件，獲得了較高的轉(zhuǎn)染率和細(xì)胞存活率。
   • 脈沖時(shí)間：脈沖時(shí)間也是影響電穿孔轉(zhuǎn)染效率的重要因素。適當(dāng)?shù)拿}沖時(shí)間可以確保細(xì)胞膜形成足夠的納米孔隙，使外源基因順利進(jìn)入細(xì)胞。

3. 溫度

   • 低溫條件可以穩(wěn)定細(xì)胞膜，增加細(xì)胞膜的收縮，減緩細(xì)胞膜上孔隙的封閉速度，從而使更多的外源性基因進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)。在本研究中，電穿孔操作在冰水浴中進(jìn)行，獲得了較高的轉(zhuǎn)染率。

遺傳轉(zhuǎn)化策略
重組桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)具有高效表達(dá)目的蛋白的能力，并能對(duì)蛋白進(jìn)行修飾和加工。在本研究中，通過(guò)構(gòu)建帶有GFP基因的重組桿狀病毒基因組，成功實(shí)現(xiàn)了在昆蟲(chóng)細(xì)胞中的高效表達(dá)。此外，該方法還可以應(yīng)用于其他外源基因的表達(dá)，為基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了重要的工具。

研究的創(chuàng)新與應(yīng)用前景

1. 創(chuàng)新：本研究首次將電穿孔轉(zhuǎn)染法應(yīng)用于重組桿狀病毒在昆蟲(chóng)細(xì)胞中的轉(zhuǎn)染，并與傳統(tǒng)的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，電穿孔轉(zhuǎn)染法具有操作簡(jiǎn)便、周期短、成本低等優(yōu)點(diǎn)，為重組桿狀病毒在昆蟲(chóng)細(xì)胞中的高效表達(dá)提供了新的方法。

2. 應(yīng)用前景

   • 基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)：重組桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)可以高效表達(dá)目的蛋白，并具有對(duì)蛋白進(jìn)行修飾和加工的能力。因此，該方法在基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
   • 生物醫(yī)學(xué)研究：重組桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)還可以用于生物醫(yī)學(xué)研究，如病毒載體的構(gòu)建、基因治療等。通過(guò)優(yōu)化轉(zhuǎn)染條件，可以進(jìn)一步提高重組桿狀病毒在昆蟲(chóng)細(xì)胞中的表達(dá)效率，為生物醫(yī)學(xué)研究提供更多的工具。

---

結(jié)論

本研究通過(guò)構(gòu)建帶有GFP基因的重組桿狀病毒基因組，成功實(shí)現(xiàn)了在昆蟲(chóng)細(xì)胞中的高效表達(dá)。通過(guò)比較電穿孔轉(zhuǎn)染法和脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法的轉(zhuǎn)染效率，發(fā)現(xiàn)兩者轉(zhuǎn)染效率接近，但電穿孔法操作簡(jiǎn)便、周期短、成本低。此外，該方法還可以應(yīng)用于其他外源基因的表達(dá)，為基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了重要的工具。本研究為重組桿狀病毒在昆蟲(chóng)細(xì)胞中的高效表達(dá)提供了新的方法，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。