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RNA Pull Down實驗流程
使用體外轉錄法標記生物素RNA探針,然后與胞漿蛋白提取液孵育,形成RNA-蛋白質復合物。該復合物可與鏈霉親和素標記的磁珠結合,從而與孵育液中的其他成分分離。復合物洗脫后,通過western blot實驗檢測特定的RNA結合蛋白是否與RNA相互作用。 蛋白質與RNA的相互作用是許多細胞功能的核心,如蛋白質合成、mRNA組裝、病毒復制、細胞發育調控等。若待檢測目的蛋白明確,選擇Western blot鑒定;若不明確,則可選擇質譜鑒定。
RNA pull-down是檢測RNA結合蛋白與其靶RNA之間相互作用的主要實驗手段之一。RNA pull-down使用體外轉錄法標記生物素RNA探針,然后與胞漿蛋白提取液孵育,形成RNA-蛋白質復合物。該復合物可與鏈親和素標記的磁珠結合,從而與孵育液中的其他成分分離。復合物洗脫后,通過Western Blot實驗檢測特定的RNA結合蛋白是否與RNA相互作用。
1) lncRNA篩選:
通過lncRNA芯片或RNA測序等方法對多對疾病模型和對照樣本組織進行lncRNA表達譜分析;
通過生物信息學的方法篩選出具有表達差異的lncRNA,構建共表達網絡,預測lncRNA的靶基因;
通過PCR或Northern Blot技術對候選lncRNA驗證,確定其表達差異。
2) lncRNA確定:
通過5' RACE獲取lncRNA 5'全長,3' RACE獲取lncRNA3'全長,zui終拿到完整的lncRNA序列。
3) 表達分析:
細胞水平表達:在細胞水平進行檢測表達差異。 組織分布:檢測不同組織、不同階段表達特性。
表達水平動力學變化:比較不同處理條件下,如藥物處理、誘導處理下,表達水平差異。
4) 功能研究:
功能獲得性研究:構建lncRNA過表達載體:原則上是將全長lncRNA定向克隆到表達載體上實現lncRNA的過表達。然而有些lncRNA很大或全長尚未分離,這時將視lncRNA在基因組上的定位采取不同的研究策略。
功能缺失性研究:可通過siRNA、shRNA、反義核酸等方法沉默lncRNA,干預lncRNA后檢測其對疾病相關基因表達的影響和對細胞表型如增值、凋亡、侵襲、轉移等的影響;
采用RNA pull down、RNA-RIP(RNA Binding Protein Immunoprecipitation)、ChIRP-seq(Chromatin Isolation by RNA Purification)等方法檢測與lncRNA結合的DNA、RNA、蛋白質。
采用lncRNA芯片分析技術結合mRNA對lncRNA功能進行預測,研究lncRNA trans和cis作用機制。
采用配體指數級富集系統進化技術(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX),設計一種RNA配體,與癌癥相關的lincRNA結合達到抑制腫瘤細胞的生長和轉移。
采用快速預測RNA與蛋白質相互作用與結構域(catRAPID)在線算法來預測RNA與蛋白質的相互作用,該算法根據RNA和蛋白質的二級結構、氫鍵和分子作用力來評估它們之間的相互作用的傾向。
采用非編碼RNA沉默和定位分析(c-KLAN)技術對lncRNA進行功能缺失
(Loss-of-function)研究和細胞定位,該技術是在基于核糖核酸內切酶制備的小干擾RNA(esiRNA)和熒光原位雜交(FISH)2種現有的研究方法的基礎上建立起來的。
5) 表達調控:將lncRNA表達與其他領域相結合,解釋lncRNA調控機理。 DNA甲基化:可通過檢測相應基因甲基化差異與lncRNA結合分析。 轉錄因子:研究lncRNA與轉錄因子的調控機制。 染色質重塑:lncRNA表觀調控。 一.質粒轉化、涂板、搖菌
1.取JM109感受態細菌80µl,加入1.5mlEP管中,用10µl槍頭沾取質粒加入上述EP管中,混勻。
2.冰上靜置30min。
3.42℃熱休克90-120s。
4.迅速移至冰上靜置2min。
5.在超凈臺內,于上述EP管中加入50µlLB培養基(Amp-),37℃,160rpm搖床,增菌0.5-1h。
6.菌液4,000rpm離心10min,棄大部分上清,將沉淀重懸,菌液全部加入LB平板(Amp+)上,涂布均勻,37℃倒置培養(過夜12-15h)。
7.將37℃培養(12-16h)平板取出,于無菌操作臺中挑取單克隆放入內含5mlLB培養基(Amp+)的15ml離心管中,于37℃、250rpm搖床增菌過夜18H,看菌液是否渾濁。菌液渾濁后進行質粒中提。
二.質粒中提(TIANGEN,DP107-02)
1.柱平衡:向吸附柱CP3中(吸附柱放入收集管中)加入500µl的平衡液BL,12,000rpm離心1min,盡量吸除上清。
2.取1.5ml過夜培養的菌液,加入離心管中,使用常規臺式離心機,12,000rpm離心1min,盡量吸除上清。
3.向留有菌體沉淀的離心管中加入250µl溶液P1使用移液器*細菌沉淀。
4.向離心管中加入250µl溶液P2,溫和的上下翻轉6-8次使菌體充分裂解。
5.向離心管中加入350µl溶液P3,立即溫和的上下翻轉6-8次,充分混勻,此時將出現白色絮狀沉淀,12,000rpm,離心10min,此時在離心管底部形成沉淀。
6.將上一步收集的上清液用移液器轉移到吸附柱CP3中,12,000rpm,離心30-60sec,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CP3放入收集管中。
7.向吸附柱CP3中加入500µl去蛋白液PD,12,000rpm離心,離心30-60sec,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CP3重新放回收集管中。
8.向吸附柱CP3中加入600µl去蛋白液PW,12,000rpm離心,離心30-60sec,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CP3重新放回收集管中。重復一次。
9.將吸附柱CP3重新放回收集管中,12000rpm離心2min。
10.將吸附柱CP3置于一個干凈的離心管中,向吸附膜的中間部位滴加50µl洗脫緩沖液EB,室溫放置2min,12,000rpm離心2min,將質粒溶液收集到離心管中,放冰盒,測濃度。
三.質粒線性化:
本實驗使用的酶為Biolabs的重組酶KpnⅠ。 酶切后進行跑膠。
四.瓊脂糖凝膠電泳
1.配膠。成分:瓊脂糖粉、TBE、ⅠH2O,少量EB。
2.TBE與H2O混合加入放好瓊脂糖粉的錐形瓶中,搖勻,放入微波爐加熱1-2min。
3.滴加少量EB,于錐形瓶中搖勻。
4.倒入膠板中,插入梳子,待瓊脂糖凝固。
5.小心拔掉梳子,取10µl樣品加入1µl的10×LoadingBuffer緩緩加入點樣孔,并在zui右邊的點樣孔加5µlDNAmaker。
6.接通電源。
7.電泳完畢,關閉電源。從膠模中取出瓊脂糖凝膠,于紫外燈下切下目的條帶。
五.膠回收(TIANGEN,DP214-02)
1.向吸附柱CB2中加入500µl平衡液BL,12,000rpm離心1min,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱重新放回收集管中。
2.將單一的目的DNA條帶從瓊脂糖凝膠中切下放入干凈的離心管中,稱取重量。
3.向膠塊中加入等倍體積溶液PC,50℃水浴放置10min左右,其間不斷的上下翻轉離心管,以確保膠塊充分溶解。
4.將上一步所得溶液加入一個吸附柱CB2中12,000rpm離心1min,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CB2放入收集管中。
5.向吸附柱CB2中加入600µl漂洗液PW,12,000rpm離心1min,倒掉收集管中的廢液,將吸附柱CB2放入收集管中。
6.重復操作步驟⑤。
7.將吸附柱CB2放入收集管中,12,000rpm離心2min,盡量除去漂洗液。將吸附柱置于室溫放置數分鐘,*晾干。
8.將吸附柱CB2放入一個干凈的離心管中,向吸附膜中間位置懸空滴加適量的洗脫緩沖液EB,室溫放置2min,12,000rpm離心2min,收集DNA溶液。
六.轉錄以及生物素標記:
1.取無RNA酶管,按下表操作:
2.取出孵育好的EP管,加入2µl的DNaseⅠ,37℃孵育15min以除去體系中的DNA。
3.取出上述操作的EP管,加入2µl0.2MEDTA(pH=8.0)終止反應。
4.取1µgBiotin標記的RNA,加入適量StructureBuffer,使得RNA形成二級結構。然后將RNA95℃加熱2min,冰浴3min,室溫靜置30min。
5.磁珠準備:使用RIPWashBuffer500µl沖洗磁珠3次。
6.用50µlRIPWashBuffer重懸磁珠,然后將其加入到生物素標記并變性的RNA中,4℃過夜。
7.過夜的混合物3000rpm離心1min,去上清。
8.RIPWashBuffer沖洗3次,切記將液體沿壁加入或者滴加,上下緩慢翻轉混勻,切勿用移液器吹打。
9.往磁珠-RNA混合物中加入細胞裂解液,裂解液中加入適量RNase抑制劑,室溫放置1h。
10.將孵育好的磁珠-RNA-蛋白混合物低速離心,上清回收,使用RIPWashBuffer沖洗3次,1次1ml。
11.于樣品中加5×SDS上樣緩沖液,95℃變性10min,跑SDS-PAGE凝膠。
12.考染:取出SDS-PAGE凝膠于考馬斯亮藍染色液中,搖床過夜。次日用考馬斯亮藍脫色液脫色1~2h,中間更換幾次脫色液至條帶清晰,背景低為止。 13.將目的條帶切下送測序(質譜檢測)。
問題1:RNA降解
可能原因:
1)無核酸酶的環境被破壞
2)體外轉錄的RNA探針降解
解決辦法:
1)清洗和使用新開的離心管和試劑等
2)RNA探針合成后,電泳檢測其長度和濃度
問題2:RNA結合蛋白的親和力不夠:
可能原因:
1)結合緩沖環境沒有優化
2)裂解不*
3)磁珠用量不足
4)RNA探針用量不足
解決辦法:
問題3:RNA結合蛋白沒有結合
可能原因:
1)靶蛋白量不足
2)緩沖體系不對
3)RNA探針和蛋白的親和力本來就低
解決辦法:
問題4:結合的非特異性高
可能原因:
1)緩沖環境沒有優化
2)緩沖環境嚴謹性低
3)樣品沒有裂解*和裂解體系沒有優化
解決方法:
1)優化孵育時間溫度鹽濃度等條件
2)使用嚴謹性高的緩沖體系
3)調低RNA探針和樣品的比例
4)提高裂解液的量
問題5:WB信噪比高
可能原因:
1)陽性信號率低
2)一抗效率低
3)蛋白沒有充分溶解
解決方法:
1)增加二抗的量
2)用敏感度的化學發光液
3)用細胞裂解液預孵一抗
4)增加樣品的量
5)確定有沒有其他可能的結合情況
6)增加裂解液用量