一、RNA的提取(詳見RNA提取及反轉(zhuǎn)錄)
不同組織樣本的RNA提取適用不同的提取方法,因?yàn)镽eal-TimePCR對(duì)RNA樣品的質(zhì)量要求較高,所以,正式實(shí)驗(yàn)前要選擇一款適合自己樣品的提取方法,在實(shí)驗(yàn)過程中要防止RNA的降解,保持RNA的完整性。
在總rna的提取過程中,注意避免mRNA的斷裂;取2ug進(jìn)行RNA的甲醛變性膠電泳檢測(cè),如果存在DNA污染時(shí),要用DNaseI進(jìn)行消化(因?yàn)樵谔幚磉^程中RNA極易降解,建議體系中加入適量RNA酶抑制劑)。
二、DNAseI消化樣品RNA中的DNA
用DNaseI消化DNA
組份加量
模板(RNA)10ug
RNaseInhibitor4ul
DNaseIbuffer10ul
DNaseI10ul
DEPC處理H2O至100ul
混勻,37℃90min
三、RNA瓊脂糖凝膠電泳
1.1%的瓊脂糖凝膠電泳凝膠的配制:
1)稱取瓊脂糖0.45g放入三角瓶中,向其中加入4.5ml的10×MOPS緩沖液和39.5ml的DEPC水,放微波爐里溶化。
2)待冷卻到60攝氏度左右時(shí),加入1ml甲醛,搖勻(避免產(chǎn)生氣泡)。倒入凝膠板上凝固30min。
2.取各個(gè)RNA樣品4µl,加入6×RNA電泳上樣緩沖液2µl混勻,加入變性膠加樣孔中。
3.120V電壓下電泳25min。用凝膠紫外分析儀觀察,照相保存。
4.RNA電泳結(jié)果如下圖所示。可見28S和18S兩條明亮條帶,無DNA條帶污染。
實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Real-TimePCR)實(shí)驗(yàn)流程
四.RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA
反轉(zhuǎn)錄程序(以MBI的M-MLV為例)
組份加量(20ul體系)加量(40ul體系)
模板(RNA)0.1~2.5ug(根據(jù)條帶的亮度適當(dāng)調(diào)整)3ug(根據(jù)條帶的亮度適當(dāng)調(diào)整)
引物T18(50uM)(或其他引物)2.0ul4.0ul
DEPC處理H2O至12.5ul至25ul
混勻,70℃5min,立即冰浴
5*buffer4.0ul8.0ul
dNTP(10mM)2.0ul4.0ul
RNaseInhibitor0.5ul1.0ul
混勻,37℃5min
M-MLV1.0ul2.0ul
42℃60min,70℃10min
反轉(zhuǎn)錄引物的選擇與Real-TimePCR引物設(shè)計(jì)的要求
1)隨機(jī)六聚體引物:
當(dāng)特定mRNA由于含有使反轉(zhuǎn)錄酶終止的序列而難以拷貝其全長(zhǎng)序列時(shí),可采用隨機(jī)六聚體引物這一不特異的引物來拷貝全長(zhǎng)mRNA。用此種方法時(shí),體系中所有RNA分子全部充當(dāng)了cDNA*鏈模板,PCR引物在擴(kuò)增過程中賦予所需要的特異性。通常用此引物合成的cDNA中96%來源于rRNA。
2)Oligo(dT):
是一種僅對(duì)mRNA特異的方法。因絕大多數(shù)真核細(xì)胞mRNA具有3'端Poly(A+)尾,此引物與其配對(duì),僅mRNA可被轉(zhuǎn)錄。由于Poly(A+)RNA只占總RNA的1-4%,故此種引物合成的cDNA比隨機(jī)六聚體作為引物和得到的cDNA在數(shù)量和復(fù)雜性方面均要小。特別適合檢測(cè)多個(gè)基因的表達(dá),這樣可以節(jié)約反轉(zhuǎn)錄的試劑,cDNA可以多次使用,可用于檢測(cè)稀有基因是否表達(dá)、從極少量細(xì)胞中定量檢測(cè)特定mRNA的表達(dá)水平。
3)特異性引物:
zui特異的反轉(zhuǎn)錄方法是用含目標(biāo)RNA的互補(bǔ)序列的寡核苷酸作為引物,若PCR反應(yīng)用二種特異性引物,*條鏈的合成可由與mRNA3’端zui靠近的配對(duì)引物起始。用此類引物僅產(chǎn)生所需要的cDNA,導(dǎo)致更為特異的PCR擴(kuò)增。
做RealTimePCR時(shí),用于SYBRGreenI/EvaGreen法時(shí)的一對(duì)引物與一般PCR的引物,在引物設(shè)計(jì)上所要求的參數(shù)是不同的。引物設(shè)計(jì)的要求:
①Tm=55-65℃
②GC=30-80%
③PCR擴(kuò)增產(chǎn)物長(zhǎng)度:引物的產(chǎn)物大小不要太大,一般在80-300bp之間都可。
④引物的退火溫度要高,一般要在60℃以上。
要特別注意避免引物二聚體和非特異性擴(kuò)增的存在。而且引物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到引物要有不受基因組DNA污染影響的能力,即引物應(yīng)該跨外顯子,是引物能跨外顯子的接頭區(qū),這樣可以更有效的不受基因組DNA污染的影響。
至于設(shè)計(jì)軟件,PRIMER3,PRIMER5,PRIMEREXPRESS都應(yīng)該可以的。做染料法zui關(guān)鍵的就是尋找到合適的引物和做污染的預(yù)防工作。對(duì)于引物,你要有從一大堆引物中挑出一兩個(gè)能用的引物的思想準(zhǔn)備---尋找合適的引物非常不易。
五、cDNA與引物質(zhì)量檢測(cè)
取0.2ml薄壁PCR管,編號(hào)。向各管中加入含染料2×PCRTaqMix10ul;加入正反向引物各0.5ul(引物濃度10uM),向管中加入混合的cDNA各1ul。各管補(bǔ)加水至20ul。
組份加量
2×PCRTaqMix10ul
10uMPrimerFW0.5ul
10uMPrimerRV0.5ul
TemplateDNA1ul
ddH2O混勻至20ul
混勻,置于TP600PCR儀中。95℃5min;95℃15s,60℃35s,40cycles;72℃5min;4℃pause。
取擴(kuò)增產(chǎn)物各8μl,DL2000分子量標(biāo)準(zhǔn)5μl/泳道。1%瓊脂糖凝膠120V電壓下電泳25min。用凝膠紫外分析儀觀察。
選擇特異性好,擴(kuò)增效率高的引物作為實(shí)時(shí)熒光使用引物。
六、利用相對(duì)定量的方法分析目的基因表達(dá)量的情況:
由于RNA純化后得率不同、RNA反轉(zhuǎn)錄為cDNA的效率不同等客觀因素,用于定量分析的初始樣品濃度不同,因此,在進(jìn)行基因表達(dá)調(diào)控研究中都會(huì)用一些看家基因來標(biāo)準(zhǔn)化,以校正因樣品初始濃度不同而造成的差異。常用的看家基因有beta-actin,GAPDH,18SrRNA等。因此,在做基因表達(dá)調(diào)控分析時(shí)至少要做兩個(gè)基因,目的基因和一個(gè)看家基因。
七、定量PCR檢測(cè):
取0.2ml薄壁PCR管,分別編號(hào)。向各管中加入2×qPCRTaqMix12.5ul,10uM各基因正反向引物混合物0.5ul,對(duì)應(yīng)的cDNA各1ul。一管中不加模板用作陰性對(duì)照。各管補(bǔ)加水至25ul。
組份加量
模板(cDNA)/ddH2O1.0ul
10uM引物F/R0.5ul
2×qPCRMix12.5ul
ddH2O11.0ul
混勻,置于SLAN熒光定量PCR儀中。95℃5min預(yù)變性后,95℃15s→65℃35s(熒光檢測(cè)),40cycles。熒光定量PCR一般把退火和擴(kuò)增設(shè)成一個(gè)溫度,只在擴(kuò)增出現(xiàn)問題時(shí)才會(huì)考慮設(shè)梯度。
八、擴(kuò)增曲線和溶解曲線
實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Real-TimePCR)實(shí)驗(yàn)流程
實(shí)時(shí)熒光定量PCR(Real-TimePCR)實(shí)驗(yàn)流程
溶解曲線全部為單峰表明為特異性擴(kuò)增。
一般而言,熒光擴(kuò)增曲線可以分成三個(gè)階段:熒光背景信號(hào)階段,熒光信號(hào)指數(shù)擴(kuò)增階段和平臺(tái)期,其形狀是一條平滑的S型曲線。
如果在熒光背景信號(hào)階段出現(xiàn)很多拐點(diǎn),可能的原因是體系未混勻或者存在固態(tài)雜質(zhì);
如果向下探頭后又很快抬頭然后又向下探頭,可能原因是體系中模板量太高,建議模板稀釋后再用。
如果引物二聚體存在則陰性對(duì)照會(huì)出現(xiàn)抬頭現(xiàn)象,這在Real-TimePCR中很難避免;
若是陰性對(duì)照的溶解曲線出現(xiàn)和樣品中同樣的峰,說明體系配置中存在污染,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可用。
在溶解曲線中出現(xiàn)雙峰有三種可能:
①引物峰,引物峰通常是兩峰中的前面一個(gè),消除的辦法是降低體系中的引物量或重新設(shè)計(jì)引物;
②在做基因表達(dá)差異時(shí)容易出現(xiàn)DNA被擴(kuò)增峰(只在引物跨內(nèi)含子時(shí)存在),出現(xiàn)原因是提取RNA時(shí)存在DNA污染,可以通過電泳驗(yàn)證,這時(shí)要重新消化RNA樣品中的DNA;
③擴(kuò)增非特異,這時(shí)要重新摸擴(kuò)增條件或重新設(shè)計(jì)并驗(yàn)證引物。
九、表達(dá)差異的計(jì)算方法
定量通過標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算起始模板的拷貝數(shù);相對(duì)定量方法則是比較經(jīng)過處理的樣品和未經(jīng)處理的樣品目標(biāo)轉(zhuǎn)錄本或是目標(biāo)轉(zhuǎn)錄本在不同時(shí)相的表達(dá)差異之間的表達(dá)差異。
2-△△CT方法是實(shí)時(shí)定量PCR實(shí)驗(yàn)中分析基因表達(dá)相對(duì)變化的一種簡(jiǎn)便方法。
在有些情況下,并不需要對(duì)轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行定量,只需要給出相對(duì)基因表達(dá)差異即可。顯然,我們說X基因在經(jīng)過某種處理后表達(dá)量增加2.5倍比說該基因的表達(dá)從1000拷貝/細(xì)胞增加到2500拷貝/細(xì)胞更加直觀。
2-△△CT方法的推導(dǎo)(詳見實(shí)時(shí)定量PCR和2-△△CT法分析基因相對(duì)表達(dá)量)
補(bǔ)充:在DNaseI消化樣品RNA中的DNA后,需要對(duì)樣品重新進(jìn)行氯仿抽提,具體實(shí)驗(yàn)流程如下:
消化后總體積10Oul,體積太少,不利于抽提,我們往往補(bǔ)加200ulDEPC水。
1.向離心管中加入等體積氯仿(約300ul),劇烈顛倒,充分混勻至中層出現(xiàn)白色片狀沉淀。4℃14000rpm離心8min,取上清(約250ul)。
2.加入1/10體積的NaAC(3M)(約25ul)和預(yù)冷的等體積異丙醇(約280ul),-20℃放置20min。
3.4℃14000rpm離心15min,去上清,注意不要觸到沉淀。
4.加入1ml的75%乙醇,4℃14000rpm離心3min,去上清。
5.瞬時(shí)離心,用200ul(或10ul)的槍頭小心吸去離心管底的殘存液態(tài)(勿吸到管底的沉淀)。
6.把離心管放置于超凈臺(tái)晾至約5-10分鐘(勿*干燥,否則很難溶)。加入30~50μl的無RNase的水,靜止1min后,振蕩30sec,瞬時(shí)離心。
7.將提取的RNA立即進(jìn)行下游實(shí)驗(yàn),或放-20℃保存。