大肠埃希氏菌噬菌体

开学季又到了实验汪又要去“搬砖”了如何优雅的搬砖还不用求助师兄师姐当然是关注“小奥课堂”栏目啦今天小奥为各位介绍的 是一篇干货满满的 噬菌体展示方法实践手册 “噬菌体的扩增与定量” 这是一份难得的学霸笔记 请收好（收藏）！ Part 1杂交瘤、单细胞克隆和噬菌体展示技术是抗体发现的三种主流技术，其中噬菌体展示技术作为诺奖级别的技术，在生物创新医药研发过程中有着十分重要的作用，极大的加快了抗体类药物研发的进程。噬菌体展示技术不仅在新的抗体和多肽的发现及优化过程中有着核心的作用，还能和传统的动物免疫技术相结合，与纳米抗体、全人源转基因小鼠发现平台进行有效对接，能够广泛用于抗体、抗体偶联药物和CAR-T/TCR-T等领域。本文将针对噬菌体展示技术的噬菌体增殖和扩增实验细节进行探讨、分享具体实验过程的经验，以其原理为根本来指导实验过程，以精益求精的实验过程，增加噬菌体展示技术在抗体发现过程中的成功率。Part 2 ——噬菌体文库 扩增及展示的基本原理 | 现在普遍应用的噬菌体展示抗体片段的体系称之为“3+3体系”（3为噬菌体的p3衣壳蛋白）；3+3代表着p3衣壳蛋白有两个来源：噬菌粒（phagemid）M13KO7辅助噬菌体(Helper Phage）菌粒（phagemid）上的p3蛋白融合了抗体片段的基因，是文库多样性的关键；辅助噬菌体(Helper Phage)上的p3蛋白为噬菌体天然的p3蛋白。*噬菌粒是一种比较小的质粒载体，在大肠杆菌感受态中有较高的转化效率，并且能够在大肠杆菌中扩增。 含有噬菌粒的大肠杆菌被辅助噬菌体(Helper Phage)感染后，会利用大肠杆菌的酶系统、原料和能量进行扩增,最终包含噬菌粒的噬菌体从大肠杆菌释放出来，该子代噬菌体的p3衣壳蛋白会展示抗体片段。Part 3 ——在噬菌体扩增过程中 遇到的难题和对应的解决方案 | 噬菌体的建库过程实际上是抗体片段基因多样性的传递过程： 从血样中抗体基因的多样性传递到噬菌粒的过程，是噬菌粒文库构建的内容； 从噬菌粒的多样性传递到含有噬菌粒的大肠杆菌的多样性，是噬菌粒质粒电转大肠杆菌的内容； 从含有噬菌粒的大肠杆菌的多样性传递到噬菌体的多样性则是噬菌体扩增的内容，也是本文实验经验关注的问题。噬菌体的扩增最终目的是将噬菌粒中单一拷贝的抗体片段基因通过噬菌体的扩增过程变成10-100个拷贝，且这些拷贝基因能够在噬菌体表面的p3蛋白上展示出抗体蛋白片段。在噬菌体的扩增过程要使得文库的多样性得以保持和传递，需根据文库的初始大小确定在扩增过程中含有噬菌粒的大肠杆菌的数目和体积，对应加入的辅助噬菌体的多少进行有效感染，以及扩增后加入多少含有噬菌粒的噬菌体进行淘选等需要一一计算评估的问题，不同文库大小的噬菌体库在扩增过程中需要的扩增体积是不一样的。一份固化的实验方案很有可能会导致文库多样性的丢失。 要弄清楚这些问题，首先要具备以下几点基础的前置知识：（??以下内容全部划重点！！！）1. TG1大肠杆菌在OD600的读数：1OD代表的菌浓度为1e9个/ml。2. 噬菌体/辅助噬菌体在TG1处于对数生长期时有比较好的感染效率，TG1处于对数生长期的OD600值在0.4-0.8。3. TG1在对数生长期的生长速度是20分钟一代，需要密切关注TG1的生长，及时取菌进行实验。4. 辅助噬菌体和TG1的比值MOI在20：1时能够保证所有TG1被感染上。5. 含有噬菌粒的噬菌体能够感染正常的TG1大肠杆菌，并将噬菌粒留在TG1中并随着TG1的扩增进行扩增，在无辅助噬菌体的情况下无噬菌体的扩增。6. 噬菌粒质粒含有青霉素抗性，辅助噬菌体含有卡那霉素抗性。7. 含有噬菌粒的噬菌体可以通过感染正常的TG1，梯度稀释涂青霉素抗性的琼脂板进行滴度测定。8. 3+3模式下含有噬菌粒的噬菌体展示出p3融合抗体片段蛋白的效率比较低，只有5%-10%,在进行淘选时，加入的噬菌体的滴度应是文库多样性的100倍以上。 还有一个比较关键的问题是噬菌体作为一种病毒，很容易以气溶胶的形式扩散到空气中污染实验室的环境，从而感染F因子阳性的大肠杆菌。 （心疼一下生物汪，冒着生命危险搬砖啊！） 在噬菌体展示的相关实验需要在相对封闭的实验室进行以避免噬菌体对于大肠杆菌的污染，特别是在培养正常的TG1大肠杆菌时。噬菌体的灭活方式通常是紫外照射半小时以上。（合格的生物汪，是个莫得感情的病毒杀手！） Part 4 ——噬菌体扩增和定量 具体实验过程的分享 | 以下是以一个文库大小为1E9的噬菌体文库进行扩增的实验方案。*如果文库过大或者过小，可依比例增减扩增体积。 Day 1（搬砖秃头的第一天）1. 取含有噬菌粒的TG1菌种1ml (菌数目为1E10)加入含有100ml 2xYT-GA培养基250ml摇瓶中，使用奥豪斯摇床37度220rpm摇菌摇床至OD600为约0.5。2. 取OD600为约0.5的菌液20ml (菌数目为1E10),按照MOI为20：1加入pfu为2E11的辅助噬菌体M13 K07，37度220rpm振荡半小时进行感染。3. 取感染后菌液到50ml离心管使用奥豪斯离心机5816R 3200g离心10分钟，去除培养基，以除去培养基中的葡萄糖对噬菌粒中p3蛋白融合了抗体片段蛋白表达的抑制。4. 用2xYT-AK培养基重悬菌团，将培养基加至400ml，用1L摇瓶在30度220rpm过夜摇菌。 Day 2（搬砖秃头的第二天）5. 将400ml菌液均分至大的离心瓶中，使用奥豪斯离心机5816R 10000g离心10分钟，取上清，10000g再次离心10分钟，去除残留的菌体碎片。6. 取90ml PEG溶液加入400ml上清液中，在4℃孵育1小时并伴随着柔和的振荡，然后使用带低温控制功能的奥豪斯离心机5816R 4℃10000g离心1小时。7. 去上清，用10mlPBS重悬噬菌体后，加入2.5ml PEG溶液再次沉淀.8. 冰上孵育20分钟，然后使用带低温控制功能的奥豪斯离心机5816R 4℃ 10000g离心半小时。9. 去上清液，用吸水纸吸干残留的PEG溶液，加入1-2ml的PBS重悬噬菌体，进行滴度测定。滴度测定：1. 在分隔的实验室，取正常的TG1大肠杆菌加入2xYT的培养基中，使用奥豪斯摇床摇菌至OD600值为0.5，如未能及时使用，可放入4℃ 2小时以备用。2. 将步骤9中扩增噬菌体原液用PBS稀释1E5-1E7倍。3. 取10ul噬菌体稀释液加入490ul OD600为0.5的TG1大肠杆菌中，使用奥豪斯摇床 37℃ 220rpm振荡半小时进行感染。4. 取感染液50ul均匀涂抹在含有2xYT-GA的琼脂板中，晾干后放入37℃培养箱过夜。并将未感染TG1大肠杆菌涂抹琼脂板作为阴性对照。 Day 3（搬砖秃头的第三天）5. 数2xYT-GA的琼脂板中的克隆数，根据稀释倍数计算扩增噬菌体的滴度 噬菌体滴度(pfu/ml)=（克隆数*10*50/10ul）*稀释倍数6. 取1E11-1E12的噬菌体用于淘选。试剂配方：2xYT培养基：Yeast Extract 10.0 g/L+Tryptone 16.0 g/L+NaCl 5.0 g/L2xYT-GA培养基: 2xYT培养基+100 μg/ml 青霉素+ 1% （W/V）葡萄糖2xYT-AK培养基：2xYT培养基+100 μg/ml 青霉素+50 μg/ml卡那霉素PEG溶液：20% (w/v) PEG 6000, 2.5 M NaCl Part 5仪器推荐：（做科研民工的每一天都不孤单，因为有小奥陪伴）噬菌体作为一种病毒，很容易以气溶胶的形式扩散到空气中污染实验室的环境，需要封闭的实验室，实验室所有的仪器需单独使用。奥豪斯恒温轻负载培养摇床转速范围为100-12—rpm,体积集约，功能强大，可为您的样品提供优异的摇荡效果：此外，噬菌体展示实验的过程中会有不同体积、不同转速和需要4℃条件的离心步骤，如果以多 台离心机满足实验的需求会造成实验设备资产的空置，造成极大的浪费！！！奥豪斯5816R多功能离心机和可选转子为噬菌体相关实验提供便利，一台离心机满足所有实验需求！接下来，小奥带你乘坐“帮你省科研经费”这辆车教你正确薅奥豪斯的羊毛 德国原装进口功能强大、离心效果优异的奥豪斯Frontier™ 离心机家族 推出“买一赠一”促销活动促销型号如下微量高速离心机FC5515R（冷冻型号）微量高速离心机FC5515（非冷冻型号）全新紧凑型微量离心机FC5513现在上车，还来得及哦！详情请联系奥豪斯哦！ 想了解更多关于奥豪斯Starter™ 系列产品信息？请进入「阅读全文」留下信息，我们的专业工程师将火速赶来，为您服务！ ▼

p　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队在国际权威学术期刊Microbiome(《微生物组》)上发表最新研究，首次证实了人体肠道噬菌体组和糖尿病的关联性，为应用噬菌体干预肠道菌群，以及预防和治疗某些疾病提供了依据。/pp　　噬菌体是一类专一感染细菌的病毒，作为细菌的天敌，2014年被美国国立卫生研究院列为对抗耐药菌武器之一，同时也是人体肠道微生物组的重要组成部分。肠道噬菌体种类丰富、数量巨大，通过塑造肠道菌群结构，进而影响人体健康。但是，人们目前对于噬菌体的认识还非常匮乏。/pp　　论文作者首次利用已有的人体肠道微生物大数据，开发了一系列生物信息学方法，挖掘其中的噬菌体基因组序列，鉴定了大量的全新肠道噬菌体，揭示了肠道噬菌体组的多样性和新颖性。通过对这些噬菌体基因组序列的分析，科研人员发现这些噬菌体携带大量的功能基因，这些基因和宿主细菌在肠道环境中的生存适应性相关。/pp　　研究显示糖尿病患者的肠道细菌菌群组成变化和糖尿病有着显著的相关性。由于噬菌体—细菌之间是捕食者—被捕食者的关系，通常认为糖尿病人肠道菌群的变化会影响噬菌体的组成差异。但是，科研人员首次发现了肠道噬菌体的数量在糖尿病患者肠道中的数量显著高于对照组，经过进一步分析发现肠道细菌和噬菌体之间存在复杂的关系网络，细菌与噬菌体之间不是简单的“此消彼长”的关系。/pp　　据介绍，这个工作成果连同近期其他实验室发在《细胞》上的工作成果，都暗示着噬菌体—细菌—宿主两两之间存在着相互作用，这种关系有可能影响着人体的健康。未来，解析这些关系将是该领域的研究热点。/p

蒙大拿大学的研究人员在《Science》发表了关于细菌如何引起感染的新见解，可能有助于未来的抗感染治疗。 研究对象不是细菌，而是感染病毒的噬菌体，作为国家卫生研究院资助项目的一部分，帮助开发细菌感染疫苗。“噬菌体通常被视为细菌寄生虫，”该论文的合着者助理教授Patrick Secor说。由于耐抗生素的细菌流行率越来越高，利用噬菌体（噬菌体疗法）替代抗生素杀死致病细菌的研究逐渐升温。噬菌体多种多样，被认为是地球上最普遍的生物实体。“当我们寻找感染致病菌铜绿假单胞菌的噬菌体时，我们发现大多数菌株都感染了一种名为Pf的噬菌体，但这种噬菌体不会杀死它们的细菌宿主，”Secor说。当Secor和斯坦福大学的研究人员在人体伤口中寻找Pf噬菌体时，他们惊讶地发现了大量丝状噬菌体——平均每个拭子上有100万个Pf噬菌体。Secor课题组以前研究过噬菌体是如何影响细菌毒性的。“因此，我们问，这些Pf噬菌体是否可能直接与人体免疫系统相互作用？”他们与斯坦福大学的合作者一起发现，Pf噬菌体被免疫细胞识别为了病毒，识别冷病毒的细胞表面受体同样也可以识别噬菌体。“这是一个关键的发现，”Secor说。“这些噬菌体诱导了抗病毒反应，但是面对细菌感染，这是一种不适当的免疫反应。”研究人员认为，这种不适当的免疫反应使细菌在伤口或肺内获得“掩护”，从而建立感染。研究人员希望，他们的发现可以刺激新研究，通过靶向感染细菌的噬菌体发展控制感染的有效策略。