一、服務介紹
DNA 組合圖庫 (Combinatorial DNA Library Assembly) 服務用來組合多個基因元件,每個基因元件有不同的「候選人」,可以是不同的突變或是不同物種的蛋白,不同基因元件的多個「候選人」組合成一數量龐大的高通量 DNA 圖庫。先透過全基因合成和 PCR 得到基因元件的片段,再透過 GenScript 專業的圖庫建構技術,以重組的方式一次建構龐大的圖庫。此種圖庫最常應用於合成生物學,可以一次檢測所有組合,找出最大產量的組合 (圖二)。(GenScript 亦提供 DNA 突變圖庫,請點選此連結)
二、服務應用
1. 合成生物學 (Synthetic biology):
檢測代謝路徑上不同酵素突變之間的搭配,獲得最多產量的組合 (圖二)。
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圖二:DNA 組合圖庫應用於合成生物學範例。Substrate 經過四個酵素反應後 (四個 cassette),形成有價值的 product,例如 Chemicals, Biofuels, Pharmaceuticals。每個酵素有50種突變方式 (50 variant),四種酵素即可組合出 6,250,000 種組合,構成龐大的 library。透過檢測不同的組合,找出最多產量的搭配。 |
2. 蛋白質工程 (Protein engineering):
製作多個 domain 蛋白質以分析功能和結構。
3. 基因表現調節研究 (Gene expression regulation):
檢測 promoter、RBS、terminator 的搭配,獲得最高效率基因表現。或是同時調控不同基因元件的表現量,使得此種組合能夠最有效地偵測外來環境的變化 (圖三)。
三、服務優點
1. 一次分析所有組合,避免偏差:
傳統上受限於技術限制,或是缺乏全面的考慮,研究多個目標蛋白對於特殊功能的影響時,通常是一次調整一個基因,找到改變特殊功能幅度最大的突變,再接續調整下一個基因。這樣的實驗方式雖然比較簡單,但是卻忽略了蛋白之間的交互作用,造成看似最好的結果可能只是次等。相反地,若一次分析所有組合,才能找到最好的組合,創造最棒的結果 (圖四)。
2. 省下實驗前置作業大量時間:
DNA 圖庫的實驗順序包含設計、建構和分析,其中 DNA 圖庫的建構最為困難,花費實驗者大量時間和人力 (圖一)。因此此服務能夠幫您省下時間和心力,讓您更專心地設計實驗和分析方法和結果。
3. 不同基因元件無縫接合,不留下多餘序列:
傳統上透過限制酶的剪切和黏合,雖然實驗室可自行完成,但是不同基因元件之間會留下多餘的限制酶切位序列,而且費時又費力。而 GenScript 提供的服務,是以重組的方式完成,基因元件之間無縫接合,不會留下多餘的序列,省時又省力。
4. 最多可建構到10^8 種組合 (4 slots for 15 kb inserts) :
GenScript 擁有豐富的經驗、優化後的試劑和專業的 DNA 圖庫建構技術,能夠處理龐大的圖庫,最高可以建構10^8種組合。
5. 每個專案由 Ph.D. 團隊提供建議:
客戶只需要提供不同基因元件的序列,會由專業 Ph.D. 團隊負責基因元件的組合方式,並且針對個案調整試劑配方,保證完成客戶需求。
四、服務方案
提供三種方案,可使用原廠載體,或是客戶指定載體。提供全部質體混合成單管,或是依客戶需求分成多管,每管只含有一種質體 (圖五)。
表一:三種方案比較
方案 | Pooled | Representative | Arrayed |
介紹 | 不挑選 clones,整個 Library 質體直接出貨。 | 隨機挑出至多 10,000 clones,以 PCR 確認皆有成功組合。 | 依照客戶指定挑出至多10,000 clones,經定序完全確認。 |
應用 | 大量 & 簡單的篩選,組合失敗的質體不影響結果。 | 隨機篩選以反推結果,不需要指定特定序列 (但須全部皆為成功組合)。 | 精確篩選,需要指定所有序列。 |
客戶提供 | 所有合成的 DNA 序列 | (1) 所有合成的 DNA 序列 (2) 指定質體數目 |
(1) 所有合成的 DNA 序列 (2) 指定質體數目 |
出貨規格 | 4ug 質體一管 | 4ug 質體多管 (由客戶指定數目) | 4ug 質體多管 (由客戶指定數目) |
圖庫大小 | 最多可至 1x10^8 /vial (全部混合成一管) | 至多 10,000 管質體 | 至多 10,000 管質體 |
QC | (1) PCR 檢測48 clones 以決定成功組合質體比例。 (2) 挑選24成功組合 clones,定序分析保證 85% 多變性。 |
(1) 經過 PCR 確認所有基因成功組合。 (2) 挑選24成功組合 clones,定序分析保證 >85% 多變性。 |
每個質體皆經過定序確認。 |