超詳細(xì)lncRNA的提取方法——總RNA的提取
lncRNA屬于RNA中的一種,要提取lncRNA,則需先將細(xì)胞內(nèi)的總RNA提取出,再利用RT-qPCR對所想要了解的lncRNA進行針對性的定量分析。
與提取細(xì)胞內(nèi)DNA不同的是,由于RNA極易被RNA酶(Ribonuclease, RNase)降解,所以在提取過程中需要格外注意。導(dǎo)致RNA容易降解的原因主要有三個:其一為RNA本身的結(jié)構(gòu)所決定的,與DNA不同,RNA為單鏈結(jié)構(gòu),這決定其具有內(nèi)在不穩(wěn)定性;其二為RNase結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、且活性強;其三為RNase作為人體進化而來參與形成防御機制的防御物質(zhì),不僅分布于體內(nèi),也分布于人體體表以及分泌的唾液、汗液以及淚液等中,以防止外源性的RNA進入細(xì)胞內(nèi)后,翻譯出蛋白質(zhì),給細(xì)胞帶來致命性的損傷。
為最大程度地降低RNase對RNA的降解,那么我們在實驗中的每一個步驟都應(yīng)時時刻刻想到RNase,并找出去除RNase和(或)抑制其活性的解決方法,總的來說,包括以下幾個方面:
①??? 溫度對酶活性的影響:我們都知道,在未達到最適溫度之前的一定范圍內(nèi),酶的活性是隨溫度的升高而逐漸增強的,而RNase作為機體的一種重要酶成分,其最適溫度必定在體溫附近,因而在實驗動物體溫以下的溫度范圍內(nèi),盡量控制低溫,可最大程度抑制酶的活性,從而減少RNase對RNA的降解,控制低溫的具體方式包括預(yù)冷所有所需的常溫保存的試劑、避免手直接接觸反應(yīng)混合液所在管壁(體溫具有一定影響)等;
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②??? 源于實驗者RNase的防護:正如上述提到的,人體分泌的唾液、汗液等均含有RNase,也就是說,在沒有較好的防護措施的條件下,即使是說句話、打個噴嚏或者是手碰到器皿,甚至僅是開蓋一段時間(空氣中也早已布滿了RNase),均有可能將RNase引入反應(yīng)液中,從而干擾實驗結(jié)果,因此,在實驗過程中,我們必須戴口罩以及手套,當(dāng)然手最好不要直接觸碰實驗器材,而最好是養(yǎng)成用干凈的鑷子鉗夾的習(xí)慣,并且在不需要加反應(yīng)試劑等操作時,將EP管閉蓋放置;
③??? 實驗器材:實驗所用器材,均必須為干凈無RNase或者是使用DEPC水(0.1%
焦磷酸二乙酯(diethypyrocarbonate,DEPC)處理過的超純水,無各種離子及有機物,并可裂解破壞RNase等)理過的;
④??? 物理因素:由于RNA結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定性,因此,震蕩混勻時必須輕柔,以減輕物理剪切力,此外,應(yīng)盡量避免反復(fù)凍融、輻射以及高溫(與前者溫度對酶活性的影響不同的是,此處是指高溫可不借助RNase直接使RNA變性破壞裂解)等;
下面以TRIzol法提取小鼠心臟心肌細(xì)胞RNA為例,對此進行詳細(xì)說明:
①??? 實驗所需的離心管(Eppendorf tube, EP管) 、槍頭、鑷子、剪刀等提前一天用DEPC水浸泡,并于第二天烘干后使用,異丙醇、氯仿、75%乙醇以及無水乙醇等實驗所需常溫保存試劑均需提前數(shù)小時預(yù)冷(以下實驗中所提及的室溫靜置時間、試劑量等均可據(jù)所用試劑規(guī)格以及不同的實驗室條件等進行調(diào)整);
②??? 無菌手術(shù)取小鼠的心臟后,加入DEPC水清洗干凈,此時可立即取部分心肌開始RNA的提取實驗(注意用無RNase鑷子夾入另一無RNase的EP管中),也可先將心肌-80℃下凍存,需要時取用;
③??? 用無RNase的槍頭,每50-100mg心肌組織中立即1mL TRIzol(冰箱4℃保存,無需預(yù)冷);
④??? 室溫靜置15min;
⑤??? 每1ml TRIzol中加入200μl預(yù)冷的氯仿,輕柔混勻;
·氯仿的作用
氯仿一方面可使蛋白質(zhì)變性,使其沉淀(蛋白質(zhì)變性后,結(jié)構(gòu)松散,疏水鍵暴露,水溶性變差),其中包括RNase,RNase變性后,也可減少RNA的降解;另一方面氯仿作為有機溶劑,可益于苯酚、油脂等有機物雜質(zhì)的抽提去除。
⑥??? 室溫靜置10min;
⑦??? 4℃、12000轉(zhuǎn)/分(revolutions per minute, rpm)離心15min;


⑧??? 取上清至新的EP管(吸取上清時須小心,避免吸到含有RNA的上清水相層以及下層紫紅色有機層之間薄薄的白色DNA沉淀層,甚至是有機層,最終使Nanodrop 測定RNA純度時,0D260/OD280的比值偏低,吸取到DNA沉淀使該值輕微下降,吸取到有機物時該值大幅下降。在多組進行對照實驗時,可不必將上清吸取得足夠干凈,而是每個樣本均吸取等量的上清,例如每個樣本均吸取400mL的上清,也可達到控制變量以及對照的目的,這樣可減少吸取到RNA以外雜質(zhì)的目的),加入等體積預(yù)冷異丙醇混勻;
·DNA也是溶于水的,為什么DNA不會和RNA一起進入水相呢?
RNA的溶解度隨鹽濃度的變化不大,而DNA的溶解度隨鹽濃度的變化較大,在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小,而TRIzol中恰含有0.14mol/L的NaCl,且DNA也不溶于有機溶劑中,最終使DNA從水相和有機相中同時析出、在中間形成一層薄薄的白色DNA沉淀層,而RNA仍保留于水相中。
⑨??? 室溫靜置10min;
⑩??? 4℃、12000rpm離心15min;
??? 棄上清(上清一定要盡量去除干凈,減少異丙醇等有機雜質(zhì)的殘留,后續(xù)“棄上清”步驟同,其中75%乙醇還可同時去除NaCl等無機雜質(zhì)。這主要是因為高濃度乙醇是易揮發(fā)的,但其它雜質(zhì)難揮發(fā),若不傾倒干凈,則很可能殘留于RNA沉淀中,導(dǎo)致Nanodrop 測定RNA純度時,0D260/OD230的比值偏低,但切不可用力過度,導(dǎo)致RNA沉淀甩出,前功盡棄),加1ml預(yù)冷75%乙醇,輕柔上下顛倒使沉淀懸?。?/p>
??? 4℃、12000rpm離心5min;
??? 棄上清,加1ml預(yù)冷無水乙醇,輕柔上下顛倒使沉淀懸浮;
??? 4℃、12000rpm離心5min;
??? 棄上清,在室溫下,開蓋倒扣于干凈紙巾上晾干至半透明狀,加入適量DEPC水溶解;
??? -80℃下長期保存(數(shù)年);逆轉(zhuǎn)錄為cDNA后可于-20℃下暫時保存(數(shù)月),也可-80℃下長期保存(數(shù)年)。保存時間依提取純度不同而不同,較純凈、含RNase少的RNA密封下即使在室溫下也可保存一周左右,4℃保存一個月左右,但切忌反復(fù)凍融、開蓋,以免使RNA變性、污染。
提取出總RNA后,后續(xù)再根據(jù)需要,設(shè)計對應(yīng)引物,利用RT-qPCR方法擴增出所需研究的lncRNA即可。