mRNA的分離
與rRNA和tRNA不同的是,哺乳動物細胞的絕大部分mRNA在其3'端均有一poly(A)尾,因此可以用oligo(dT)-纖維素親和層析法從大量的細胞RNA中分離mRNAdmonds等,1971;At
Leder,1972)。在構建cDNA文庫時, 必須經上述純化步驟制備mRNA模板。
進行Northern雜交或Sl 核酸酶作用圖分析時,與總RNA相比,采用poly(A)+ RNA能獲得更為滿意的結果。 可以按照Gilham(1964)所述方法制備Oligo(dT)-纖維素,也可以買現成的產品。
1)用0.1mol/L NaOH懸浮0.5-1.0g 0ligo(dT)-纖維素。
2)將懸浮液裝入滅菌的一次性層析柱或裝入填有經用DEPC處理并經高壓滅菌的玻璃棉的巴期德吸管中, 柱床體積為0.5-1.0ml,用3倍柱床體積滅菌水沖洗柱床。柱床體積為1m的oligo(dT)-纖維素最大量為10mg總RNA,如果總RNA的量較少,則應減少oligo(dT)-纖維素的使用量以防止poly(A)+RNA在過柱以及后續步驟中損失。
3)用無菌的1x層析柱加樣緩沖液沖洗柱床直至流出液的pH值小于8.0。1x層析柱加樣緩沖液
20mmol/L Tris.Cl(pH7.6)
0.5mol/L NaCl
1mmol/L EDTA(pH8.0)
0.1%SDS
可按以下方法制備滅菌的層析柱加樣緩沖液;將適量無RNA酶的Tris.
Cl(pH7.6)、氯化鈉和EDTA貯存液(參見344頁)混合在15lbf/in2(1.034x105Pa)高壓下蒸氣滅菌,待其次序卻至65℃左右時加入已在65℃預熱30分鐘的10 %SDS貯存液。也可以用0.05mol/L檸檬酸鈉代替Tris.Cl 然后用DEPC處理檸檬鈉-NaCL-EDTA和SDS的混合溶液。
4)用滅菌水溶解RNA,于65℃溫育5分鐘后使迅速冷卻至室溫,加等體積的2x層析柱加樣緩沖液,上樣,立即用滅菌的試管收集洗液。 當所的RNA溶液均進入柱床后,加1倍體積的1x層析柱加樣 ,繼續收集洗出液。加熱RNA可以破壞可能涉及poly(A)尾的二級結構。
5)當全部溶液流出后,將收集液置于65℃溫育5分鐘,重新上樣,并收集流出液。
6)用5-10倍柱床體積的1x層析柱加樣緩沖液洗柱,分部收集洗出液,測定每一收集管的OD260。最補由于不帶poly)A)的RNA洗過柱床, OD260會很高,后來OD260值則很小或為零。在某些方案中,上述步驟后還用5倍柱術體積的含0.1mol/L
NaCl的1x 層析柱加樣緩沖液洗柱床,然而由于洗出的不帶poly(A)的RNA很少甚至沒有, 因此這一步驟可以省略。
7)用2-3倍柱床體積的經滅菌且無RNA酶的洗脫緩沖液洗脫mRNA,以1/3-1/2柱床體積分部收集洗脫液。洗脫緩沖液
10mmol/L Tris.Cl(pH7.6)
1mmol/L EDTA(pH8.0)
0.05%SDS
用于配制洗脫緩沖液的Tris. Cl 和EDTA貯存液應為新近高壓的溶液 可用適量的滅菌水稀釋上述貯存液配制洗脫緩沖液。洗脫緩沖液不能高壓處理,因高壓會使溶產生大量氣泡。
8)收集液置于透明的小溶器內,測定OD260, 使用前比色杯須用濃鹽酸:甲醇(1:1)浸泡1小時,再用經DEPC處理并高壓處理過的水徹底沖洗合并含有RNA的洗脫組分。經上述一輪oligo(dT)-纖維素親和量層析后得到的RNA中,帶與不帶poly(A)的RNA,其含量近乎相等。如欲進一步純化mRNA,可將洗脫液于65 ℃溫育3分鐘,迅速冷卻至室溫,加入NaCl至終濃度為0.5mol/L,用同一oligo(dT)纖維素柱進行第二輪層析。
9)收集oligo(dT)-纖維素柱層析的洗脫液,在mRNA溶液中加入3mol/L乙酸鈉(pH5.2)至終深度為0.3mol/L并混勻。加2.5 倍體積用冰預冷的乙醇,混勻,冰浴至少30分鐘。
10)于4℃以10 000g離心15分鐘回收poly(A)+RNA,小心棄去上清液,用70 %乙醇洗滌沉淀(通常看不見沉淀),離心片刻,在空氣中晾干核酸沉淀。
11)用少量水重溶RNA,置于比色杯內,測定OD260, 使用前比色杯須用濃鹽酸:甲醇(1:1)浸泡1小時,再用經DEPC處理并高壓處理過的水徹底沖洗
12)將mRNA溶液由比色杯移至聚丙烯離心管內,加3倍體積乙醇, 混勻,于-70℃保存備用。回收RNA時,只需取出一小份貯存液,加3mol/K乙酸鈉(pH5.2)至終濃度為0.3mol/L, 混勻,用微量離心機于4℃以12 000g離心5分鐘即可。
i.OD260=1的溶液其RNA含量約為40μg/ml.
ii.從107個哺乳動物培養細胞中可獲得1-5μg mRNA,所得mRNA通常只占上柱的總RNA的1-2%。
RNA酶活性的控制
為了獲得高質量的真核細胞mRNA, 必須使用RNA酶的抑制劑或采用下述的破碎細胞和滅活RNA酶同步進行的方法,最大限度地降低細胞破碎過程中所釋放的RNA酶的活性。同時,避免偶然引入實驗室內其他潛在的痕量RNA酶也很重要。下面列舉避免RNA酶法染問題的一些注意事項。大多數有經驗的研究者并不拘泥于這些注意事項,只是在遇到問題時可能采用其中的一種或幾種方法加以解決。
實驗程序
RNA酶的抑制劑
破碎細胞和滅活RNA酶同步進行的方法
(一)實驗程序
如不謹慎操作,外源性RNA酶可以通過下述途徑污染RNA制品:
(1)玻璃制品、塑料制品和電泳槽 滅菌的一次性使用的塑料制品基本上無RNA酶,可以不經預處理直接用于制備和貯存RNA。實驗室用的普通玻璃器皿和塑料制品經常有RNA酶法染,使用前必須于180 ℃干烤8小時或更長時間(玻璃器皿)或用氯仿沖洗(塑料制品)。另一種方法是用0.1 %焦碳酸二乙酯(DEPC)的水溶液浸泡用于制備RNA的燒杯,試管和其他用品。DEPC是RNA酶的強烈抑制劑,但其作用并不是絕對的(Fedorcsak和Ehrenberg,1966)。灌滿DEPC的玻璃或塑料器皿在37℃放置2小時,然后用滅菌水淋洗數次, 并于100℃干烤15分鐘(Kumar和Lindberg,1972)。在15
lbf/in2(1.034x105Pa)高壓蒸氯滅菌15分鐘。上述處理可以除去器甲上痕量的DEPC,以防DEPC通過羧甲基化作用對RNA的嘌呤堿基進行修飾。
羧甲基化的RNA在無細胞體系中翻譯效率很低,然而,除非其中大部分嘌呤堿基均被修飾,否則其形成DNA:RNA或RNA:RNA雜交休的能力并不明顯降低。用于RNA電泳的電泳槽應用去污劑洗干凈,再用水沖洗,用乙醇干燥,然后灌滿3%的H2O2溶液,于室溫放置10分鐘,然后用0.1 %DEPC處理過的水徹底沖洗電泳槽。最好能留出一些玻璃器皿、塑料制品和電泳槽作上特殊標記,存放在指定地點,為RNA實驗專用。
(2)研究人員造成的污染 RNA酶最主要的潛在污染源是研究人員的手。因此,在準備分離的和分析RNA的材料和溶液時,主有涉及RNA的一切操作過程中,都應戴一次性手套,接觸“胖的”玻璃器皿和其他物品以后,手套就可能沾染上RNA酶,因此進行RNA實驗時應勤換手套。
(3)污染的溶液 用高壓滅菌的水和RNA研究專用的化學試劑配制溶液,用干烤過的藥匙稱取試劑,將溶液裝入無RNA酶的玻璃器皿。可能的話溶液均應用0.1%DEPC于37℃至少處理12小時,然后于100℃加熱15分鐘或在15lbf/in2(1.034x105Pa)的高壓下蒸氣滅菌15分鐘。注:DEPC可與胺類迅速發生化學反應,因些不能用來處理含有Tris 一類的緩沖液。可存幾瓶新的未開封的Tris晶體以制備無RNA酶的溶液。