摘要

本文詳細闡述了穿孔介導重組桿狀病毒轉(zhuǎn)染昆蟲細胞的研究，包括實驗方法、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細胞中的高效表達提供了重要的實驗基礎(chǔ)。

引言

特性與價值
重組桿狀病毒表達系統(tǒng)是一種真核表達系統(tǒng)，具有高效表達目的蛋白的能力，并能對蛋白進行修飾和加工，使其具備一定的生物學和免疫學活性。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，尤其在昆蟲細胞中，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。與其他病毒表達系統(tǒng)相比，桿狀病毒表達系統(tǒng)具有陽性重組率高、重組體不需要空斑純化即可獲得的特點，大大減少了鑒定和純化時間及成本。

材料與方法

實驗材料

1. 昆蟲細胞：Sf9細胞，來源于草地貪夜蛾（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昆蟲細胞培養(yǎng)基。

4. 儀器：電穿孔儀（威尼德電穿孔儀），熒光顯微鏡。

實驗方法

1. 重組桿狀病毒基因組的構(gòu)建

• 以質(zhì)粒為模板，用PCR擴增GFP基因。

• 將擴增的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. 昆蟲細胞的準備

• 將Sf9細胞在Grace昆蟲細胞培養(yǎng)基中培養(yǎng)至對數(shù)生長期。

• 將細胞離心沉淀，用電穿孔緩沖液重懸，調(diào)整細胞密度。

3. 電穿孔轉(zhuǎn)染

• 將重組桿狀病毒基因組與昆蟲細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。

• 使用電穿孔儀進行電穿孔，條件為140 V，25 ms。

• 電穿孔后，將細胞鋪于六孔板中，用生長液培養(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細胞的六孔板中，培養(yǎng)5 h。

• 更換新鮮生長液，繼續(xù)培養(yǎng)。

5. 觀察與檢測

• 在熒光顯微鏡下觀察細胞轉(zhuǎn)染情況，計算陽性轉(zhuǎn)染率。

• 收集細胞上清液，制備子代重組桿狀病毒，并檢測其感染能力。

實驗結(jié)果

轉(zhuǎn)染效率的比較
通過電穿孔轉(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細胞，熒光強度無明顯差異。

討論

外植體關(guān)鍵因素

1. 細胞狀態(tài)：細胞的狀態(tài)是影響轉(zhuǎn)染率的重要因素。對數(shù)生長期的細胞具有較高的分裂活性，易于接受外源基因的導入。在本研究中，選擇對數(shù)生長期的Sf9細胞進行轉(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，細胞存活率會受到極大影響。在本研究中，通過優(yōu)化電壓條件，獲得了較高的轉(zhuǎn)染率和細胞存活率。

• 脈沖時間：脈沖時間也是影響電穿孔轉(zhuǎn)染效率的重要因素。適當?shù)拿}沖時間可以確保細胞膜形成足夠的納米孔隙，使外源基因順利進入細胞。

3. 溫度

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

遺傳轉(zhuǎn)化策略
重組桿狀病毒表達系統(tǒng)具有高效表達目的蛋白的能力，并能對蛋白進行修飾和加工。在本研究中，通過構(gòu)建帶有GFP基因的重組桿狀病毒基因組，成功實現(xiàn)了在昆蟲細胞中的高效表達。此外，該方法還可以應(yīng)用于其他外源基因的表達，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：本研究將電穿孔轉(zhuǎn)染法應(yīng)用于重組桿狀病毒在昆蟲細胞中的轉(zhuǎn)染，并與傳統(tǒng)的脂質(zhì)體轉(zhuǎn)染法進行了比較。結(jié)果表明，電穿孔轉(zhuǎn)染法具有操作簡便、周期短、成本低等優(yōu)點，為重組桿狀病毒在昆蟲細胞中的高效表達提供了新的方法。

2. 應(yīng)用前景

• 基因工程產(chǎn)品的生產(chǎn)：重組桿狀病毒表達系統(tǒng)可以高效表達目的蛋白，并具有對蛋白進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)學研究：重組桿狀病毒表達系統(tǒng)還可以用于生物醫(yī)學研究，如病毒載體的構(gòu)建、基因治療等。通過優(yōu)化轉(zhuǎn)染條件，可以進一步提高重組桿狀病毒在昆蟲細胞中的表達效率，為生物醫(yī)學研究提供更多的工具。

結(jié)論

本研究通過構(gòu)建帶有GFP基因的重組桿狀病毒基因組，成功實現(xiàn)了在昆蟲細胞中的高效表達。通過比較電穿孔轉(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，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細胞中的高效表達提供了新的方法，具有重要的科學意義和應(yīng)用價值。