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RNA Pull Down实验流程
使用体外转录法标记生物素RNA探针,然后与胞浆蛋白提取液孵育,形成RNA-蛋白质复合物。该复合物可与链霉亲和素标记的磁珠结合,从而与孵育液中的其他成分分离。复合物洗脱后,通过western blot实验检测特定的RNA结合蛋白是否与RNA相互作用。 蛋白质与RNA的相互作用是许多细胞功能的核心,如蛋白质合成、mRNA组装、病毒复制、细胞发育调控等。若待检测目的蛋白明确,选择Western blot鉴定;若不明确,则可选择质谱鉴定。
RNA pull-down是检测RNA结合蛋白与其靶RNA之间相互作用的主要实验手段之一。RNA pull-down使用体外转录法标记生物素RNA探针,然后与胞浆蛋白提取液孵育,形成RNA-蛋白质复合物。该复合物可与链亲和素标记的磁珠结合,从而与孵育液中的其他成分分离。复合物洗脱后,通过Western Blot实验检测特定的RNA结合蛋白是否与RNA相互作用。
1) lncRNA筛选:
通过lncRNA芯片或RNA测序等方法对多对疾病模型和对照样本组织进行lncRNA表达谱分析;
通过生物信息学的方法筛选出具有表达差异的lncRNA,构建共表达网络,预测lncRNA的靶基因;
通过PCR或Northern Blot技术对候选lncRNA验证,确定其表达差异。
2) lncRNA确定:
通过5' RACE获取lncRNA 5'全长,3' RACE获取lncRNA3'全长,zui终拿到完整的lncRNA序列。
3) 表达分析:
细胞水平表达:在细胞水平进行检测表达差异。 组织分布:检测不同组织、不同阶段表达特性。
表达水平动力学变化:比较不同处理条件下,如药物处理、诱导处理下,表达水平差异。
4) 功能研究:
功能获得性研究:构建lncRNA过表达载体:原则上是将全长lncRNA定向克隆到表达载体上实现lncRNA的过表达。然而有些lncRNA很大或全长尚未分离,这时将视lncRNA在基因组上的定位采取不同的研究策略。
功能缺失性研究:可通过siRNA、shRNA、反义核酸等方法沉默lncRNA,干预lncRNA后检测其对疾病相关基因表达的影响和对细胞表型如增值、凋亡、侵袭、转移等的影响;
采用RNA pull down、RNA-RIP(RNA Binding Protein Immunoprecipitation)、ChIRP-seq(Chromatin Isolation by RNA Purification)等方法检测与lncRNA结合的DNA、RNA、蛋白质。
采用lncRNA芯片分析技术结合mRNA对lncRNA功能进行预测,研究lncRNA trans和cis作用机制。
采用配体指数级富集系统进化技术(systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX),设计一种RNA配体,与癌症相关的lincRNA结合达到抑制肿瘤细胞的生长和转移。
采用快速预测RNA与蛋白质相互作用与结构域(catRAPID)在线算法来预测RNA与蛋白质的相互作用,该算法根据RNA和蛋白质的二级结构、氢键和分子作用力来评估它们之间的相互作用的倾向。
采用非编码RNA沉默和定位分析(c-KLAN)技术对lncRNA进行功能缺失
(Loss-of-function)研究和细胞定位,该技术是在基于核糖核酸内切酶制备的小干扰RNA(esiRNA)和荧光原位杂交(FISH)2种现有的研究方法的基础上建立起来的。
5) 表达调控:将lncRNA表达与其他领域相结合,解释lncRNA调控机理。 DNA甲基化:可通过检测相应基因甲基化差异与lncRNA结合分析。 转录因子:研究lncRNA与转录因子的调控机制。 染色质重塑:lncRNA表观调控。 一.质粒转化、涂板、摇菌
1.取JM109感受态细菌80µl,加入1.5mlEP管中,用10µl枪头沾取质粒加入上述EP管中,混匀。
2.冰上静置30min。
3.42℃热休克90-120s。
4.迅速移至冰上静置2min。
5.在超净台内,于上述EP管中加入50µlLB培养基(Amp-),37℃,160rpm摇床,增菌0.5-1h。
6.菌液4,000rpm离心10min,弃大部分上清,将沉淀重悬,菌液全部加入LB平板(Amp+)上,涂布均匀,37℃倒置培养(过夜12-15h)。
7.将37℃培养(12-16h)平板取出,于无菌操作台中挑取单克隆放入内含5mlLB培养基(Amp+)的15ml离心管中,于37℃、250rpm摇床增菌过夜18H,看菌液是否浑浊。菌液浑浊后进行质粒中提。
二.质粒中提(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离心1min,尽量吸除上清。
2.取1.5ml过夜培养的菌液,加入离心管中,使用常规台式离心机,12,000rpm离心1min,尽量吸除上清。
3.向留有菌体沉淀的离心管中加入250µl溶液P1使用移液器*细菌沉淀。
4.向离心管中加入250µl溶液P2,温和的上下翻转6-8次使菌体充分裂解。
5.向离心管中加入350µl溶液P3,立即温和的上下翻转6-8次,充分混匀,此时将出现白色絮状沉淀,12,000rpm,离心10min,此时在离心管底部形成沉淀。
6.将上一步收集的上清液用移液器转移到吸附柱CP3中,12,000rpm,离心30-60sec,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CP3放入收集管中。
7.向吸附柱CP3中加入500µl去蛋白液PD,12,000rpm离心,离心30-60sec,倒掉收集管中的废液,将吸附柱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离心,离心30-60sec,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CP3重新放回收集管中。重复一次。
9.将吸附柱CP3重新放回收集管中,12000rpm离心2min。
10.将吸附柱CP3置于一个干净的离心管中,向吸附膜的中间部位滴加50µl洗脱缓冲液EB,室温放置2min,12,000rpm离心2min,将质粒溶液收集到离心管中,放冰盒,测浓度。
三.质粒线性化:
本实验使用的酶为Biolabs的重组酶KpnⅠ。 酶切后进行跑胶。
四.琼脂糖凝胶电泳
1.配胶。成分:琼脂糖粉、TBE、ⅠH2O,少量EB。
2.TBE与H2O混合加入放好琼脂糖粉的锥形瓶中,摇匀,放入微波炉加热1-2min。
3.滴加少量EB,于锥形瓶中摇匀。
4.倒入胶板中,插入梳子,待琼脂糖凝固。
5.小心拔掉梳子,取10µl样品加入1µl的10×LoadingBuffer缓缓加入点样孔,并在zui右边的点样孔加5µlDNAmaker。
6.接通电源。
7.电泳完毕,关闭电源。从胶模中取出琼脂糖凝胶,于紫外灯下切下目的条带。
五.胶回收(TIANGEN,DP214-02)
1.向吸附柱CB2中加入500µl平衡液BL,12,000rpm离心1min,倒掉收集管中的废液,将吸附柱重新放回收集管中。
2.将单一的目的DNA条带从琼脂糖凝胶中切下放入干净的离心管中,称取重量。
3.向胶块中加入等倍体积溶液PC,50℃水浴放置10min左右,其间不断的上下翻转离心管,以确保胶块充分溶解。
4.将上一步所得溶液加入一个吸附柱CB2中12,000rpm离心1min,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CB2放入收集管中。
5.向吸附柱CB2中加入600µl漂洗液PW,12,000rpm离心1min,倒掉收集管中的废液,将吸附柱CB2放入收集管中。
6.重复操作步骤⑤。
7.将吸附柱CB2放入收集管中,12,000rpm离心2min,尽量除去漂洗液。将吸附柱置于室温放置数分钟,*晾干。
8.将吸附柱CB2放入一个干净的离心管中,向吸附膜中间位置悬空滴加适量的洗脱缓冲液EB,室温放置2min,12,000rpm离心2min,收集DNA溶液。
六.转录以及生物素标记:
1.取无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以除去体系中的DNA。
3.取出上述操作的EP管,加入2µl0.2MEDTA(pH=8.0)终止反应。
4.取1µgBiotin标记的RNA,加入适量StructureBuffer,使得RNA形成二级结构。然后将RNA95℃加热2min,冰浴3min,室温静置30min。
5.磁珠准备:使用RIPWashBuffer500µl冲洗磁珠3次。
6.用50µlRIPWashBuffer重悬磁珠,然后将其加入到生物素标记并变性的RNA中,4℃过夜。
7.过夜的混合物3000rpm离心1min,去上清。
8.RIPWashBuffer冲洗3次,切记将液体沿壁加入或者滴加,上下缓慢翻转混匀,切勿用移液器吹打。
9.往磁珠-RNA混合物中加入细胞裂解液,裂解液中加入适量RNase抑制剂,室温放置1h。
10.将孵育好的磁珠-RNA-蛋白混合物低速离心,上清回收,使用RIPWashBuffer冲洗3次,1次1ml。
11.于样品中加5×SDS上样缓冲液,95℃变性10min,跑SDS-PAGE凝胶。
12.考染:取出SDS-PAGE凝胶于考马斯亮蓝染色液中,摇床过夜。次日用考马斯亮蓝脱色液脱色1~2h,中间更换几次脱色液至条带清晰,背景低为止。 13.将目的条带切下送测序(质谱检测)。
问题1:RNA降解
可能原因:
1)无核酸酶的环境被破坏
2)体外转录的RNA探针降解
解决办法:
1)清洗和使用新开的离心管和试剂等
2)RNA探针合成后,电泳检测其长度和浓度
问题2:RNA结合蛋白的亲和力不够:
可能原因:
1)结合缓冲环境没有优化
2)裂解不*
3)磁珠用量不足
4)RNA探针用量不足
解决办法:
问题3:RNA结合蛋白没有结合
可能原因:
1)靶蛋白量不足
2)缓冲体系不对
3)RNA探针和蛋白的亲和力本来就低
解决办法:
问题4:结合的非特异性高
可能原因:
1)缓冲环境没有优化
2)缓冲环境严谨性低
3)样品没有裂解*和裂解体系没有优化
解决方法:
1)优化孵育时间温度盐浓度等条件
2)使用严谨性高的缓冲体系
3)调低RNA探针和样品的比例
4)提高裂解液的量
问题5:WB信噪比高
可能原因:
1)阳性信号率低
2)一抗效率低
3)蛋白没有充分溶解
解决方法:
1)增加二抗的量
2)用敏感度的化学发光液
3)用细胞裂解液预孵一抗
4)增加样品的量
5)确定有没有其他可能的结合情况
6)增加裂解液用量