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Ars Electronica 1993
Festival-Programm 1993
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Festival 1979-2007
 

 

Gen-Manipulations-Set (Part I)


'Alexander Popper Alexander Popper / 'Katrin Stockhammer Katrin Stockhammer

GENTRANSFER IN PFLANZEN

LIGATION VON GEN X IN DAS PLASMID
Ansatz:
Gen X – 20–5000ng
Plasmid DNA – 10–500 ng
10x Ligase Puffer – 1.5 ml
T4 DNA Ligase – 400units
H20 – auf 15 ml
Ansatz über Nacht bei 15°CÉ (sticky ends) oder 1–3h bei Raumtemperatur (blunt ends) inkubieren
TRANSFORMATION
  • 100 ml kompetente Bakterien (Escherichia coli) auf Eis auftauen und mit der Plasmid DNA versetzen

  • Nach 20 min. die Bakterien 90 sec. bei 42°C (Wärmeschock) belassen und erneut 2––3 min. auf Eis transferieren

  • Dem Ansatz 900 ml SOB–Medium zugeben und 1 h bei 37°C schütteln • 100–250 ml davon auf LBamp–Agar ausplattieren
Selektion der transgenen Bakterien auf Ampicilin–Resistenz
AMPLIFIKATION DER PLASMID DNA
  • 2–3 ml Selektivmedium mit transgenen Bakterien inokulieren und über Nacht bei 37°C schütteln

  • Abzentrifugieren bei 4000 rpm

  • Den Überstand entfernen und das Pellet in 300 ml STETL (Saccharose–Tris EDTA TritonX–100® Lysozym) resuspendieren

  • Nach 3 min. auf Eis wird 3 min, auf 95°C transferieren und anschließend 15 min. bei 14000 rpm abzentrifugieren

  • Mit einem sterilen Zahnstocher das Pellet vorsichtig entfernen und den verbleibenden Überstand, der die Plasmid–DNA enthält, mit 1mg RNase A 15 min. bei Raumtemperatur inkubieren

  • Die DNA mit Isopropanol präzipitieren und 15 min. abzentrifugieren

  • Das gewaschene und getrocknete Pellet in 20 ml 1xTE (Tris EDTA) lösen
CHARAKTERISIERUNG DER PLASMID–DNA
DNA–Spaltung mit Restriktionsendonucleasen:
Ansatz:
Plasmid–DNA – 0.2–1 mg
10x Restriktionspuffer – 2 ml
Restriktionsendonuclease – 2 units
H20 – auf 20 ml
Ansatz 2 h bei entsprechender Temperatur inkubieren
Auftrennung der DNA–Fragmente im elektrischen Feld:
  • Agarose in 0.5x TPE (Tris Phosphat EDTA) aufkochen und nach dem Abkühlen mit 5 ml Ethidiumbromid / 100 ml versetzen
Ethidiumbromid interkaliert in die DNA und macht DNA durch Absorption von UV–Strahlung sichtbar.
  • Das noch flüssige Gel in einen tray gießen und nach dem Erhärten in eine mit 0.5 x TPE gefüllte Pufferkammer transferieren

  • Die zu analysierenden DNA–Proben mit Auftragspuffer versetzen und in die slots pipettieren
Die DNA elektrophoretisch bei 1–5 eV/cm nach Größe auftrennen.
TRANSFORMATION VON UNDIFFERENZIERTEN PFLANZENZELLEN MIT DER FREMD–DANN
  • Zellkern treffen
REGENERATION VON VOLLSTÄNDIGEN TRANSGENEN PFLANZEN AUS DER TRANSFORMIERTEN GEWEBEKULTUR
  • Kalli auf SIM (shoot inducing medium) transferieren

  • SIM:
    IPA (Isopentenyladenosine) – 4.0 mg/l
    NAA (Naphtol acetic acid) –0.2 mg/l
    MS (Murashige & Skoog) salts – 4.4g/l
    Saccharose – 30g/l
    Vitamix – 2 ml/l
    Agar –– 9g/l
    pH – 5.8 (KOH)
Regenerierte Sprosse ausbilden lassen, dann kurzfristig in RIM (root inducing medium) inkubieren
RIM:
IAA (Indole acetic acid) – 1mg/1
IBA (Indole–3–butyrate) – 0.2mg/l
Kinetin – 0.2mg/l

Sprosse auf MS–Medium aufbringen, Ausbildung der Wurzeln abwarten
MS–Medium:
MS salts – 4,4g/l
Saccharose – 30g/l
Vitamix – 2ml/l
Agar – 9g/l
PH – 5.8 (KOH)
Abb. 1: Plasmid mit Fremd–DANN

colEI: Origin of replication. Ermöglicht Vermehrung des Plasmids in E. coli.

ampr: Gen codierend für Ampicilin–Resistenz. Transformierte Bakterien sind resistent gegen das Antibiotikum Ampicilin.

CaMV35SP: Starker konstitutiver Promoter des Cauliflower Mosaic Virus, der von der pflanzlichen Transkriptionsmaschinerie erkannt wird.

GUS: b–Glucuronidase. Ein Gen aus E. coli, das als Reportergen in pflanzlichen Systemen Anwendung findet (detaillierte Restriktionskarte: Abb. 1b; DNA Sequenz: Abb. 2). Durch Spaltung eines zugegebenen Substrates werden transformierte Gewebebereiche, die dieses Gen exprimieren, blau gefärbt. Blaue Zellen tragen mit hoher Wahrscheinlichkeit auch das Fremdgen (Gen X).

Xbal, EcoRI, …: Erkennungssequenzen von Restriktionsendonucleasen. Diese Enzyme sind im Handel erhältlich und spalten DNA in vielen Fällen an definierten Nucleotidabfolgen. Diese Eigenschaft erlaubt es DNA–Fragmente zu trennen und (mit Hilfe weiterer Enzyme) in veränderter Kombination zu verbinden.

Gen X: Ein beliebiges Gen (Fremdgen). Es kann aus Viren, Bakterien, Pflanzen oder animalischen Systemen stammen und soll der transformierten Pflanze die gewünschten Eigenschaften verleihen.

CTGCAGGTCA GTCCCTTATG TTACGTCCTG TAGAAACCCC AACCCGTGAA ATCAAAAAAC
TCGACGGCCT GTGGGCAITC AGTCTGGATC GCGAAAACTG TGGAATTGAT CAGCGTTGGT
GGGAAAGCGC GTTACAAGAA AGCCGGGCAA TTGCTGTGCC AGGCAGTTTT AACGATCAGT
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AACTGCGTGA TGCGGATCAA CAGGTGGTTG CAACTGGACA AGGCACTAGC GGGACTITGC
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GCGATTTGGA AACGGCAGAG AAGGTACTGG AAAAAGAACT TCTGGCCTGG CAGGAGAAAC
TGCATCAGCC GATTATCATC ACCGAATACG GCGTGGATAC GTTAGCCGGG CTGCACTCAA
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CCTCGGTGGG GAATTC

THANKS & KISSES TO:

Gregor Mendel
H. Kienesberger
Virus Like Particle
W. Prymas
W. Goedl
Whattochter & Sherman
H. Space
A. Baumgartner

Die Natur kann verbessert werden

Das Projekt wurde ermöglicht durch die freundliche Unterstützung der Fa. Olympus.