稳定转染(Stable Transfection)是指将外源DNA引入真核细胞,并使其长期存在于细胞中,通过整合到基因组DNA中或以游离的形式在细胞中持续存在。与瞬时转染不同,稳定转染的外源DNA可以在细胞内长期表达,并能传递给子代细胞。
1. DNA整合
外源DNA可以通过随机整合到宿主细胞的基因组中,或者以游离的形式(episome)在细胞内复制和表达。整合到基因组中的外源DNA随着细胞的分裂和繁殖,可以传递给子代细胞,实现长期稳定的表达。
2. 筛选标记
为了有效地筛选出稳定转染的细胞,通常在外源DNA中引入筛选标记基因,如抗生素抗性基因。常见的筛选抗生素包括G418( Geneticin)、潮霉素B(Hygromycin B)、嘌呤霉素(Puromycin)和杀稻瘟菌素(Blasticidin)等。通过在特定抗生素筛选压力下培养细胞,未被转染或仅瞬时转染的细胞会被淘汰,而稳定转染的细胞则会存活下来。
转染方法选择
使用高效的转染试剂,如Lipofectamine 3000,可以提高转染效率。选择适合特定细胞类型的转染方法,如脂质体转染、电穿孔或病毒介导的转染。
共转染筛选标记
如果筛选标记与目标基因不在同一载体上,建议使用5:1到10:1的摩尔比进行共转染,以确保大多数获得筛选标记的细胞也含有目标基因。
筛选条件确立
通过建立杀灭曲线(dose-response curve)确定最佳筛选条件。逐步提高抗生素浓度,找到能够有效杀死未转染细胞的最低浓度。
细胞传代与筛选
转染48小时后,将细胞以不同的稀释比例接种到含有筛选药物的培养基中。定期更换筛选培养基,去除未转染或瞬时转染的细胞。
克隆分离与扩增
监测并挑选健康的克隆,使用克隆环或无菌牙签分离克隆,继续在筛选条件下培养。将单个克隆细胞接种到96孔板中,确认其能够在筛选压力下生存并扩增。
长期基因表达研究
稳定转染适用于需要长期表达外源基因的研究,如基因功能分析、信号通路研究等。
蛋白生产
建立稳定表达细胞系,用于大规模生产重组蛋白,这些细胞系可以连续多代表达目标蛋白。
基因治疗
稳定转染技术在基因治疗领域有潜在应用,特别是在需要长期表达治疗性基因的情况下。
稳定转染是一项复杂但强大的技术,通过合理的实验设计和严谨的操作步骤,可以实现对外源基因在真核细胞中的长期稳定表达。这对于基础科学研究和实际应用,如大规模蛋白生产和基因治疗,都有着重要的价值。