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生物知識

[轉載]MIRNA(microRNA)檢測實驗流程(加polyA法)(

作者:admin 來源:本站 發布時間: 2013-06-17 22:48  瀏覽次數:
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一:概述

microRNA(miRNA)是一類有大約22個核苷酸組成的非編碼小分子RNA,其廣泛存在于真核生物中。miRNA在個體發育的不同時期及不同組織中有不同的表達模式,都表明了其在發育和分化中起有重大的調控作用。迄今為此,對miRNA的檢測方法主要有Northern Blot 等基于分子雜交的方法,這些方法敏感度低、耗時長、RNA的用量較大。miRNA qPCR Detection Kit采用了國際上公認的核酸檢測標準技術――Real-Time PCR技術來對miRNA進行檢測,其具有快速、特異性強、靈敏度高等優點。


以下主要是以miRNA qPCR Detection Kit來對miRNA進行檢測的實驗操作流程:

二:背景資料

檢測人腦組織中miRNA的表達。所選的miRNA及其擴增長度信息如下:

  Primer ID Mature_Acc Mature_ID PCR_SIZE
1 hsmq-0031_01 MIMAT0000069 has-miR-16 75
2 hsmq-0032_01 MIMAT0000422 hsa-miR-124 73
3 hsmq-0033_01 MIMAT0000443 hsa-miR-125a-5p 77
4 hsmq-0034_01 MIMAT0000423 hsa-miR-125b 75
5 hsmq-0035_01 MIMAT0000429 hsa-miR-137 76
6 hsmq-0036_01 MIMAT0000250 hsa-miR-139-5p 75
7 hsmq-0037_01 MIMAT0000437 hsa-miR-145 76
8 hsmq-0038_01 MIMAT0000450 hsa-miR-149 76
9 hsmq-0039_01 MIMAT0000439 hsa-miR-153 75
10 hsmq-0040_01 MIMAT0000452 hsa-miR-154 75
11 hsmq-0041_01 MIMAT0000259 hsa-miR-182 77
12 hsmq-0042_01 MIMAT0000261 hsa-miR-183 75
13 hsmq-0043_01 MIMAT0000458 hsa-miR-190 75
14 hsmq-0044_01 MIMAT0000276 hsa-miR-219-5p 74
15 hsmq-0045_01 MIMAT0000077 hsa-miR-22 75
16 hsmq-0046_01 MIMAT0000082 hsa-miR-26a 75
17 hsmq-0047_01 MIMAT0000100 hsa-miR-29b 76
18 hsmq-0048_01 MIMAT0000244 hsa-miR-30c 76
19 hsmq-0049_01 MIMAT0000441 hsa-miR-9 76
20 hsmq-0050_01 MIMAT0000689 hsa-miR-99b 75
21 hsnRNA-U6_01 M14486 hsnRNA-U6 81

 

三:實驗內容

RNA抽提、RNA 加“PolyA”處理、RNA反轉錄、定量PCR檢測及其數據分析。

四:實驗主要儀器和試劑

主要實驗儀器:冷凍離心機、常規PCR儀、分光光度計、電泳系統 iQ5 Real Time PCR Detection System。

主要實驗試劑:TRIzol(Invitrogen)、RNA級氯仿、冷凍異丙醇及冷凍的75%乙醇、DEPC滅菌水、液氮、10×Mops、甲醛、10×RNA電泳緩沖液、miRNA qPCR Detection Kit。

五:實驗操作

前期準備:為避免RNase 對RNA的降解及其提高實驗的精確性,在實驗前請準備好用DEPC處理過的離心管及其移液槍頭,同時實驗操作時,需戴口罩及其一次性手套。所有實驗操作盡可能在冰上進行Total RNA抽提。

1、樣品處理:取50mg~200mg樣品直接在液氮中研磨至粉末,再轉移一定量至含1mLTRIzol的離心管中,反復振蕩裂解組織細胞。(Note:如為貼壁細胞,去培養基后可直接加入TRIzol(5~10×107細胞數加約為1mLTRIzol),反復吹打裂解細胞,再收集TRIzol至離心管中;如為懸浮細胞,離心收集懸浮細胞,加入TRIzol(5~10×107細胞數加約為1mLTRIzol)反復吹打裂解細胞)。

2、相分離:室溫放置上述樣品液10min左右后,每1mLTRIzol 中加入氯仿為200μL,蓋上蓋子,劇烈振蕩約1min,室溫靜置5min,然后12000g 冷凍離心15min(4℃),小心取出樣品,通過觀察可以發現樣品分三層,其中最上層含有RNA樣品。

3、RNA沉淀:小心吸取上清液約450μL(每1mLTRIzol 的吸取量)至含有600μL冷凍異丙醇的新離心管中,混勻,12000g 冷凍離心10min(4℃)。

4、RNA洗滌:去上清,加入500μL 冷凍的75%乙醇,彈起沉淀后 12000g 冷凍離心5min(4℃),去上清,再稍離,吸去上清液。

5、RNA溶解:風干約5~10min(注意不能風太干,只需要沉淀泛白即可),加入DEPC水約30μL。貼上標簽后-80℃保存。

6、RNA濃度測定:吸取1μL 抽提的RNA 用DEPC水稀釋10倍后,在分光光度計Nanodrop上測定RNA濃度,以DEPC水做空白對照,同時記錄RNA濃度及其OD260/OD280。Note:如為常規的分光光度計,注意比色杯測定時的最少所需體積量,取一定量的RNA,用DEPC水稀釋約100倍左右,同時在紫外條件下測定OD260和OD280,再按照公式計算RNA濃度=40ng/μL×OD260×稀釋倍數)。

7、RNA電泳檢測:
7.1 變性膠制備:
取1.2g Agarose + 75mL去離子水煮沸,冷卻至70℃左右加入10mL10×Mops和15mL甲醛及EB。倒膠至寬口梳子的膠板上,蓋上蓋子。

7.2 電泳緩沖液配制(1×Mops):取50mL10×Mops ,用去離子水稀釋至500mL,倒入電泳槽中。

7.3 RNA樣品處理:取RNA樣品約3μL,最后補充DEPC水至15μL,65℃變性10min后立即冷卻,加入2μL 10×RNA loading buffer 即可電泳。

7.4 RNA電泳:先把RNA膠放入電泳槽中,100V作用電泳約5min,再在點樣孔中點入處理過的RNA樣品,100V左右電泳至溴酚藍至膠的1/3處,取膠拍照。

8、RNA抽提結果:
8.1. RNA電泳圖(取3ul RNA 樣品):

8.2 RNA電泳的各泳道所對應的樣品及其樣品濃度OD 260/OD280。

RNA來源 RNA濃度(ng/ul ) OD 260/OD280
人腦組織 3470 1.9

9、miRNA 3’端進行加“Poly A”處理

  • 融解加“PolyA”反應所需的試劑,上下輕微顛倒混勻,短暫離心后放置冰上待用。
  • PolyA Reaction 反應液的配制

在冰上的預冷RNase free 的反應管內加入以下試劑至總體積20μL

試劑組分 體積 終濃度
Total RNA 2μg
2.5U/μLPolyA Polymerase 1μL 2.5U
10×PolyA Polymerase Buffer 2μL
10×rATP Solution 2μL
ddH2O(RNase/DNase free) 補至20μL
在反應中使用的total RNA必須含有小分子RNA。
Total RNA使用量可在100ng~10μg之間調整,如使用純化的小分子RNA,其使用量可在10ng~1μg之間調整。

10、PolyA反應:

混勻配制的反應mix,短暫離心后在37℃反應15min。所得的反應液可以直接進行下游實驗,也可以放置-20℃短暫保存,如需長期保存建議存放于-80℃。

11、Poly A化的RNA進行反轉錄反應:

融解反轉錄反應所需的試劑,上下輕微顛倒混勻,短暫離心后放置冰上待用。RNA-Primer Mix 的配制反應:
在冰上預冷的RNase free 的反應管內加入以下試劑至總體積13μL

試劑組分 體積 終濃度
PolyA反應液 2μL  
25×Oligo dT Adaptor 1μL
ddH2O(RNase/DNasfree) 10μL  
Final Volume 13μL  
混勻RNA-Primer Mix,短暫離心,直接65℃變性10min后立即放置冰上至少2min。
配制反轉錄反應液:
在RNA-Primer Mix反應管內加入以下試劑至總體積25μL。
試劑組分 體積 終濃度
RNA-Primer Mix 13μL
5×RT Reaction Buffer 5μL
25mM dNTP 1μL 1mM
25U/μL RNase Inhibitor 1μL 25U
200U/μL M-MLV RTase (RNase H free) 1μL 200U
ddH2O(RNase/DNase free) 4μL
Final Volume 25μL

反轉錄反應:
混勻配制的反應mix,短暫離心后在42℃反應60min, 再進行85℃ 5min滅活處理。 所得的單鏈cDNA 放置于-20℃保存。

12、qPCR 檢測miRNA.

miRNA檢測引物設計:miRNA qPCR Detection Kit 中已提供有miRNA檢測的Reverse 通用引物:“Universal adaptor PCR Primer”,Forward 檢測引物需客戶參考miRNA序列自行設計或直接從我公司定購以驗證的引物。因為miRNA序列長度一般都在18~24nt之間,所以其檢測的 Forward 檢測引物一般都直接選用其miRNA序列或為增加其檢測的特異性而特殊設計的序列:如有的miRNA GC含量偏高或引物易形成引物二聚體,其引物可為miRNA 3’端去除幾個堿基后整理的序列。

miRNA qPCR Forward Primer 設計舉例(以小鼠mmu-miR-125b-5p為例):
在miRNA Database中查找檢測的miRNA序列,如下圖所示:
miRNA Database:
http://microrna.sanger.ac.uk/sequences/search.shtmL

則其Forward 檢測引物可為:

miRNA sequence ucccugagacccuaacuuguga
Primer sequence tccctgagaccctaacttgtga (Tm:58.8)

融解2×qPCR mix(如有必要,融解50×ROX Reference Dye)上下輕微顛倒混勻,短暫離心后放置冰上待用。冰上進行qPCR反應液的配制(所有miRNA進行復孔測試,同時進行單孔NTC(No template control)測試)

試劑組分 體積 終濃度
2×qPCR Mix 10μL
qPCR Forward Primer(2μM) 2μL 0.2μM
Universal Adaptor PCR (2μM) 2μL 0.2μM
1st strand cDNA(diluted 1:5) 2μL
ddH2O 4μL
Final Volume 20μL
1)2×qPCR Mix設定為總反應體積的一半,其它組分請按最適比例進行調整。如需變更總反應體積,請保持最適條件下各組分的比例。
2)Rox Reference Dye使用在需要用Rox 校正的Real-Time PCR儀,如ABI的定量PCR儀。
3)引物終濃度可在0.2μM~0.4μM范圍內調整,一般條件下0.2μM的量即可達到理想的效果。
4)1st Strand cDNA 通常需要稀釋后再使用 ,防止反轉錄體系對qPCR體系的影響。
5)充分混勻qPCR反應液,添加至PCR反應管中,短暫離心,確保所有試劑到反應管底部。
6)qPCR 反應,使用標準的三步法進行檢測(以Bio-Rad 的iQ5進行實驗的設計)。
循環數 步驟 溫度 時間 檢測
1 預變性 95℃ 10min
變性 95℃ 10sec
40 退火 57℃ 20sec
延伸 72℃ 10sec

對于用SYBR Green 染料法進行的qPCR的檢測的反應都需要在循環結束后立即進行融解曲線分析(以Bio-Rad 的iQ5進行實驗的設計)

檢測溫度范圍 升溫速率 恒溫時間 檢測
70℃~95℃ 0.5℃/次 6 sec/次
30℃ 30sec
1)、2×qPCR Mix 中采用的DNA聚合酶為經過特殊修飾的熱啟動酶,95℃ 10min能充分的激活酶活性。
2)、因miRNA的特殊性從而導致了其引物的特殊性,在檢測時應嚴格控制退火溫度,防止出現非特異性擴增。
3)、進行反轉錄的Oligo dT Adaptor其長度為53nt,為此PCR擴增得到的片段長度一般在75bp左右(miRNA序列一般為22nt左右),所以延伸只需10sec即可。對產物的融解曲線判斷可以發現其Tm值一般都在79℃~83℃范圍內,如果超出此范圍,建議使用別的方法來驗證產物的特異性(如電泳)。

以上的反應條件主要參考的為Bio-Rad 的iQ5定量PCR儀器,如使用的為不同公司的定量PCR儀,請按照不同的儀器要求,調整延伸時間及其融解曲線分析的條件。

 

:結果分析

20個miRNA及其內參U6的擴增曲線及其融解曲線結果

20個miRNA及其內參U6的電泳結果圖及其檢測原始平均Ct值

  Primer ID Mature_ID PCR_SIZE 組織 Sample Ave. Ct 膠泳道
1 hsmq-0031_01 has-miR-16 75 27.02 1
2 hsmq-0032_01 hsa-miR-124 73 22.98 2
3 hsmq-0033_01 hsa-miR-125a-5p 77 27.81 3
4 hsmq-0034_01 hsa-miR-125b 75 22.58 4
5 hsmq-0035_01 hsa-miR-137 76 28.51 5
6 hsmq-0036_01 hsa-miR-139-5p 75 30.66 6
7 hsmq-0037_01 hsa-miR-145 76 24.7 7
8 hsmq-0038_01 hsa-miR-149 76 29.71 8
9 hsmq-0039_01 hsa-miR-153 75 27.61 9
10 hsmq-0040_01 hsa-miR-154 75 30.39 10
11 hsmq-0041_01 hsa-miR-182 77 34.64 11
12 hsmq-0042_01 hsa-miR-183 75 33.86 12
13 hsmq-0043_01 hsa-miR-190 75 32.28 13
14 hsmq-0044_01 hsa-miR-219-5p 74 28.16 14
15 hsmq-0045_01 hsa-miR-22 75 24.09 15
16 hsmq-0046_01 hsa-miR-26a 75 22.66 16
17 hsmq-0047_01 hsa-miR-29b 76 26.72 17
18 hsmq-0048_01 hsa-miR-30c 76 26.54 18
19 hsmq-0049_01 hsa-miR-9 76 23.11 19
20 hsmq-0050_01 hsa-miR-99b 75 27.06 20
21 hsnRNA-U6_01 M14486 81 22.26 21

 

原文地址:MIRNA(microRNA)檢測實驗流程(加polyA法)作者:

 

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