stringtranslate.com

Передача ДНК бинарной системы

Бинарная система переноса ДНК ( T -ДНК ) представляет собой пару плазмид, состоящих из бинарного вектора T-ДНК и плазмиды-помощника vir . [1] [2] Две плазмиды используются вместе (таким образом, бинарные [2] [3] ) для получения генетически модифицированных растений . Это искусственные векторы , которые были получены из встречающейся в природе плазмиды Ti, обнаруженной в бактериальных видах рода Agrobacterium , таких как A. tumefaciens . Бинарный вектор является челночным вектором , так называемым, потому что он способен реплицироваться в нескольких хозяевах (например, Escherichia coli и Agrobacterium ).

Системы, в которых гены T-ДНК и vir расположены на отдельных репликонах, называются бинарными системами T-ДНК. T-ДНК расположена на бинарном векторе (область этого вектора, не относящаяся к T-ДНК и содержащая начало(я) репликации, которые могут функционировать как в E. coli , так и в Agrobacterium , а также гены устойчивости к антибиотикам , используемые для отбора на наличие бинарного вектора в бактериях, стали известны как последовательности векторной основы). Репликон, содержащий гены vir, стал известен как плазмида-помощник vir . Плазмида-помощник vir считается обезвреженной, если она не содержит онкогенов, которые могут быть переданы растению.

Компоненты двоичной системы

Т-ДНК бинарный вектор

Существует несколько бинарных векторов, которые реплицируются в Agrobacterium и могут использоваться для доставки T-ДНК из Agrobacterium в растительные клетки. Часть T-ДНК бинарного вектора фланкирована левой и правой пограничными последовательностями и может включать трансген, а также селективный маркер растения . За пределами T-ДНК бинарный вектор также содержит бактериальный селективный маркер и начало репликации (ori) для бактерий. [4]

Ниже перечислены репрезентативные серии бинарных векторов.

Вирвспомогательная плазмида

Вспомогательная плазмида vir содержит гены vir , которые произошли от плазмиды Ti Agrobacterium . Эти гены кодируют ряд белков, которые разрезают бинарный вектор на левой и правой границах последовательностей и облегчают перенос и интеграцию T-ДНК в клетки и геномы растений соответственно. [4]

Было описано несколько плазмид-помощников вируса [12] , а также распространенные штаммы Agrobacterium , которые включают плазмиды-помощники вируса :

Разработка бинарных векторов Т-ДНК

Вектор pBIN19 был разработан в 1980-х годах и является одним из первых и наиболее широко используемых бинарных векторов. Вектор pGreen, разработанный в 2000 году, является более новой версией бинарного вектора, которая позволяет выбирать промоторы, селективные маркеры и репортерные гены. Еще одной отличительной чертой pGreen является его значительное уменьшение размера (примерно с 11,7 кбн до 4,6 кбн) ​​по сравнению с pBIN19, что повышает эффективность его трансформации . [13]

Наряду с более высокой эффективностью трансформации, pGreen был разработан для обеспечения целостности трансформации. Как pBIN19, так и pGreen обычно используют один и тот же селективный маркер nptII , но pBIN19 имеет селективный маркер рядом с правой границей, в то время как pGreen имеет его близко к левой границе. Из-за разницы полярности левой и правой границ правая граница T-ДНК входит в растение-хозяина первой. Если селективный маркер находится рядом с правой границей (как в случае с pBIN19) и процесс трансформации прерывается, полученное растение может иметь экспрессию селективного маркера, но не содержать T-ДНК, что дает ложноположительный результат. Вектор pGreen имеет селективный маркер, входящий в хозяина последним (из-за его расположения рядом с левой границей), поэтому любая экспрессия маркера приведет к полной интеграции трансгена. [4]

Векторы на основе pGreen не являются автономными и не будут реплицироваться в Agrobacterium, если pSoup отсутствует. Серия небольших бинарных векторов, которые автономно реплицируются в E. coli и Agrobacterium, включает:

Ссылки

  1. ^ Lee LY, Gelvin SB (февраль 2008 г.). «Двоичные векторы и системы T-ДНК». Физиология растений . 146 (2): 325–32. doi :10.1104/pp.107.113001. PMC  2245830. PMID  18250230 .
  2. ^ ab Hoekema A, Hirsch PR, Hooykaas PJ, Schilperoort RA (май 1983 г.). «Стратегия бинарного растительного вектора, основанная на разделении вир- и Т-области Ti-плазмиды Agrobacterium tumefaciens ». Природа . 303 (5913): 179–180. Бибкод : 1983Natur.303..179H. дои : 10.1038/303179a0. S2CID  4343344.
  3. ^ «Насколько я помню, «бинарный» относится к интересующей функции, разделенной на две части, кодируемые двумя отдельными плазмидами, а не двумя бактериальными хозяевами: мы использовали термин «челночные векторы» для обозначения свойства множественного хозяина». (PR Hirsch, личное сообщение T. Toal, 27 февраля 2013 г.)
  4. ^ abc Слейтер А., Скотт Н., Фаулер М. (2008). Биотехнология растений: генетическая манипуляция растениями . Нью-Йорк: Oxford University Press Inc.
  5. ^ Беван М. (ноябрь 1984 г.). «Бинарные векторы Agrobacterium для трансформации растений». Nucleic Acids Research . 12 (22): 8711–21. doi :10.1093/nar/12.22.8711. PMC 320409. PMID  6095209 . 
  6. ^ Hajdukiewicz P, Svab Z, Maliga P (сентябрь 1994 г.). «Небольшое, универсальное семейство pPZP бинарных векторов Agrobacterium для трансформации растений». Plant Molecular Biology . 25 (6): 989–94. doi :10.1007/BF00014672. PMID  7919218. S2CID  9877624.
  7. ^ ab Xiang C, Han P, Lutziger I, Wang K, Oliver DJ (июль 1999 г.). «Мини-бинарная векторная серия для трансформации растений». Plant Molecular Biology . 40 (4): 711–7. doi :10.1023/a:1006201910593. PMID  10480394.
  8. ^ "Список устаревших векторов pCAMBIA – Cambia" . Получено 2020-08-10 .
  9. ^ Hellens RP, Edwards EA, Leyland NR, Bean S, Mullineaux PM (апрель 2000 г.). «pGreen: универсальный и гибкий бинарный Ti-вектор для трансформации растений с помощью Agrobacterium». Plant Molecular Biology . 42 (6): 819–32. doi :10.1023/a:1006496308160. PMID  10890530.
  10. ^ ab Lee S, Su G, Lasserre E, Aghazadeh MA, Murai N (май 2012 г.). «Небольшие высокопродуктивные бинарные векторы Ti pLSU с конаправленными репликонами для трансформации высших растений с помощью Agrobacterium tumefaciens». Plant Science . 187 : 49–58. doi :10.1016/j.plantsci.2012.01.012. PMID  22404832.
  11. ^ ab Pasin F, Bedoya LC, Bernabé-Orts JM, Gallo A, Simón-Mateo C, Orzaez D, García JA (октябрь 2017 г.). «Доставка множественной T-ДНК в растения с использованием новых мини-бинарных векторов с совместимыми точками начала репликации». ACS Synthetic Biology . 6 (10): 1962–1968. doi :10.1021/acssynbio.6b00354. PMID  28657330.
  12. ^ Hellens R, Mullineaux P, Klee H (октябрь 2000 г.). «Технический фокус: руководство по бинарным векторам Ti Agrobacterium». Trends in Plant Science . 5 (10): 446–51. doi :10.1016/s1360-1385(00)01740-4. PMID  11044722.
  13. ^ "pGreen в Интернете". www.pgreen.ac.uk .