通常,研究人員是通過(guò)其他人的培訓(xùn)或技術(shù)手冊(cè)的描述來(lái)掌握RNA提取及分析方法的,因此他們通常不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)流程提出疑問(wèn),并且會(huì)很快將其作為教條來(lái)執(zhí)行。此外,也很難找到記錄有導(dǎo)師和技術(shù)手冊(cè)中所教授的“事實(shí)"的文獻(xiàn)。關(guān)于實(shí)驗(yàn)室傳聞,其中有一條是使用DEPC進(jìn)行處理可以使溶液不含RNase。我們對(duì)一些傳聞的DEPC處理方法進(jìn)行了系統(tǒng)性研究,并得到了下文所述結(jié)果。后續(xù)我們還將繼續(xù)推出其他技術(shù)說(shuō)明,講述測(cè)試所發(fā)現(xiàn)的其他RNA“真相"。
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1. 高壓滅菌不能有效清除溶液中的RNase,因?yàn)镽Nase會(huì)在溶液冷卻后復(fù)性。
錯(cuò)誤,因?yàn)閱为?dú)進(jìn)行高壓滅菌確實(shí)可以使大量RNase A失活(圖1)。將不同濃度的RNase A加入到PBS溶液中并進(jìn)行高壓滅菌。之后對(duì)每種溶液取用一份與304個(gè)堿基的32P標(biāo)記的RNA探針進(jìn)行混合并在37°C下孵育1小時(shí),然后進(jìn)行凝膠電泳并曝光拍攝。不經(jīng)高壓滅菌處理時(shí),RNase濃度為100 pg/ml時(shí)探針開(kāi)始降解。而高壓滅菌并不能使高至1 ug/ml的RNase A失活,探針在其中嚴(yán)重降解。需注意,高壓滅菌只能使部分RNase失活,不然RNA探針在任意RNase濃度下都會(huì)保持完整。單獨(dú)進(jìn)行高壓滅菌對(duì)于部分應(yīng)用來(lái)說(shuō)已經(jīng)足以清除足夠的RNase了。但是,因?yàn)橥ǔN覀儾磺宄?shí)驗(yàn)對(duì)什么樣的RNase污染程度或濃度敏感,所以應(yīng)當(dāng)使用DEPC處理作為額外的預(yù)防措施。另外還需注意,這些實(shí)驗(yàn)僅針對(duì)RNase A進(jìn)行了分析,對(duì)其他RNase可能不一定準(zhǔn)確。
圖1、高壓滅菌對(duì)RNase活性的影響。將不同濃度的RNase A加入到PBS緩沖液中并高壓滅菌25分鐘。每組溶液取1 µl并與1 ng的5 x 104 cpm RNA探針(探針長(zhǎng)度為304個(gè)堿基)進(jìn)行混合并在37°C下孵育1小時(shí)。對(duì)反應(yīng)體系取5 µl并用5%的丙烯酰胺/8 M尿素凝膠進(jìn)行分析,然后使用增光屏曝光攝影5小時(shí)。
2. 高壓滅菌會(huì)使DEPC失活
正確。高壓滅菌會(huì)使二乙基焦磷酸鹽水解,從而使DEPC失活,并且期間會(huì)釋放出反應(yīng)副產(chǎn)物CO2和乙醇。DEPC在水中的半衰期大約為30分鐘,而對(duì)于DEPC濃度為0.1%的溶液,進(jìn)行15分鐘/升的高壓滅菌后即可認(rèn)為其不含DEPC。
3. 對(duì)含DEPC的溶液進(jìn)行高壓滅菌應(yīng)當(dāng)足夠久以清除溶液的氣味。
錯(cuò)誤。高壓滅菌后會(huì)殘留輕微的乙醇?xì)馕?,不過(guò)更常聞到的是一種甜水果味,這是由副產(chǎn)物乙醇與微量的羧酸殘留結(jié)合并形成揮發(fā)性酯類(lèi)而造成的。這種氣味并不意味著溶液中仍有DEPC殘留。
4. DEPC處理對(duì)多種緩沖液的影響
正確。Tris含有氨基,從而會(huì)“吸干"DEPC,使其不能失活RNase(圖2)。分別制備1 M的Tris、MOPS、HEPES和PBS緩沖液,并向每種緩沖液中分別添加0.1%或1%的DEPC。然后向每種溶液中同時(shí)加入1 µg/ml的RNase A。對(duì)所有緩沖液進(jìn)行高壓滅菌并分別取一份與304堿基長(zhǎng)度的32P標(biāo)記RNA探針混合然后在37°C下孵育1小時(shí)。然后使用凝膠電泳及曝光攝影來(lái)評(píng)估探針完整性。Tris和HEPES確實(shí)會(huì)使DEPC在0.1%的濃度(大多數(shù)實(shí)驗(yàn)方案建議濃度)下無(wú)法失活RNase。不過(guò),1%的DEPC則足以克服這一影響。當(dāng)使用DEPC處理1 M的MOPS和PBS緩沖液時(shí),兩種濃度(0.1%和1%)下的DEPC仍都可以失活RNase。要預(yù)測(cè)DEPC與所有分子生物試劑間的交互作用是不可能的。制備無(wú)RNase溶液的最謹(jǐn)慎方案應(yīng)當(dāng)為將分子生物級(jí)的粉末狀試劑與DEPC處理水進(jìn)行混合?;蛘?,還可以從賽默飛和其他公司購(gòu)買(mǎi)預(yù)制的無(wú)核酸酶溶液。
圖2、DEPC處理對(duì)多種緩沖液的影響。向分別含有0.1%或1%的DEPC緩沖液中加入1 µg/ml的RNase A。對(duì)溶液用力振蕩1分鐘,室溫下孵育1小時(shí),然后高壓滅菌25分鐘。對(duì)每種緩沖液取1 µl與1 ng 的5 x 104 cpm 304 nt RNA探針混合然后在37°C下孵育1小時(shí)。對(duì)反應(yīng)體系取5 µl并用5%的丙烯酰胺/8 M尿素凝膠進(jìn)行分析,然后使用增光屏曝光過(guò)夜后攝影。
5. 0.1%的DEPC足以抑制溶液中任意量的RNase
錯(cuò)誤,失活RNase所需的DEPC量會(huì)隨著溶液中所含的RNase殘留量的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)(圖3)。分別將100、500和1000 ng/ml的RNase A加入到水中然后使用不同量DEPC進(jìn)行處理。對(duì)溶液進(jìn)行高壓滅菌,然后分別取一份與304堿基長(zhǎng)度的32P標(biāo)記RNA探針混合然后在37°C下孵育1小時(shí)。然后進(jìn)行凝膠電泳和曝光攝影。未處理的溶液或經(jīng)0.01%DEPC處理的溶液可以使100 ng/ml RNase A失活。當(dāng)RNase濃度增加為500 ng/ml時(shí),該DEPC濃度已不足以使RNase失活,探針會(huì)發(fā)生降解。將DEPC濃度提高至0.1%時(shí),可以保護(hù)探針免受高至500 ng/ml RNase A的影響,而1%的DEPC則可以使1000 ng/ml RNase A失活。0.1%的DEPC可能對(duì)于大多數(shù)來(lái)源于周?chē)h(huán)境或?qū)嶒?yàn)操作(例如使用了大量RNase的核糖核酸酶保護(hù)實(shí)驗(yàn)及質(zhì)粒制備等)的RNase污染來(lái)說(shuō)都是足夠的。
圖3、不同百分比DEPC對(duì)濃度逐漸增加的RNase的影響。向一份水中加入不同濃度的RNase A,用力振蕩1分鐘,室溫下孵育1小時(shí),然后高壓滅菌25分鐘。每種溶液分別取1 µl并與1 ng 的5 x 104 cpm 304 nt RNA探針混合然后在37°C下孵育1小時(shí)。對(duì)反應(yīng)體系取5 µl并用5%的丙烯酰胺/8 M尿素凝膠進(jìn)行分析,然后使用增光屏曝光過(guò)夜后攝影。
6、若0.1% DEPC可以很好地抑制RNase,則1%濃度應(yīng)當(dāng)取得更好的效果
正確,提高DEPC濃度可以抑制更嚴(yán)重的RNase A污染(圖3)。不過(guò),溶液中DEPC殘留或DEPC副產(chǎn)物的高水平殘留會(huì)抑制很多酶促反應(yīng)或化學(xué)修飾(羧甲基化)RNA。已有文獻(xiàn)記載了RNA樣品中殘留的DEPC副產(chǎn)物會(huì)抑制體外翻譯反應(yīng)的情況(Winkler,未發(fā)表結(jié)果)。在本研究中,我們測(cè)試了轉(zhuǎn)錄反應(yīng)中DEPC作為RNase抑制劑的抑制作用。使用真空離心機(jī)將模板DNA進(jìn)行干燥,然后分別使用0.01%、0.1%和1%的DEPC處理水進(jìn)行重懸。使用32P-UTP,然后添加相同濃度的DEPC水達(dá)到終體積,從而進(jìn)行MAXIscript™的平行雙樣轉(zhuǎn)錄反應(yīng)。對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行孵育并通過(guò)TCA沉淀來(lái)評(píng)估結(jié)合百分比。平均結(jié)合百分比如下:
上述數(shù)據(jù)表明,隨著DEPC量的增加,轉(zhuǎn)錄抑制效果會(huì)越嚴(yán)重。再次強(qiáng)調(diào),0.1%的DEPC大概就足以抑制大多數(shù)RNase,并且對(duì)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)帶來(lái)的影響小。若懷疑DEPC抑制了反應(yīng),可使用高質(zhì)量 (MilliQì) 或高壓滅菌水來(lái)替代加入反應(yīng)中??梢允褂肦NaseAlert QC 系統(tǒng) 或參見(jiàn)技術(shù)公告#166《核酸酶及蛋白酶測(cè)試:實(shí)驗(yàn)需求及經(jīng)濟(jì)角度考量》對(duì)實(shí)驗(yàn)用水進(jìn)行檢測(cè),其中描述了與本研究所用相似的RNase測(cè)試方案。
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