在RNA的雜交檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)用標(biāo)記的RNA 探針將獲得高靈敏度的雜交檢測(cè)結(jié)果,與DNA 探針相比,檢測(cè)靈敏度提高10-100倍。因?yàn)閷?duì)于不同的雜交體類型來說,RNA-RNA雜交體的結(jié)合強(qiáng)度高于RNA-DNA和DNA-DNA雜交體。對(duì)于通過Northern blots檢測(cè)低濃度mRNA,以及原位雜交的核酸定位檢測(cè)等應(yīng)用,RNA探針是一種理想選擇。RNA探針同樣也適用于Southern blots,文庫(kù)篩選,斑點(diǎn)雜交等應(yīng)用。但是,在RNA探針制備過程和整個(gè)雜交實(shí)驗(yàn)過程中,必須注意RNAse的防污染操作。
制備RNA探針的常用方法是構(gòu)建含探針標(biāo)記模板的重組質(zhì)粒,將克隆子的轉(zhuǎn)錄區(qū)下游進(jìn)行限制性酶切線性化后,進(jìn)行體外轉(zhuǎn)錄的探針合成反應(yīng)。當(dāng)然,采用的質(zhì)粒上必須含有SP6,T3或T7 RNA聚合酶的啟動(dòng)子序列。體外轉(zhuǎn)錄法合成的探針量很大,通常情況下,1μg的DNA模板進(jìn)行反應(yīng),將得到20μg的標(biāo)記RNA探針。
另一種更加直接的體外轉(zhuǎn)錄標(biāo)記法,是先通過PCR方法制備DNA探針模板。擴(kuò)增引物需要特殊設(shè)計(jì),包含SP6,T3或T7 RNA聚合酶的啟動(dòng)子序列。
對(duì)于原位雜交的應(yīng)用,為了更好地進(jìn)行雜交反應(yīng)的質(zhì)控,建議在制備反義鏈探針的同時(shí),也制備正義鏈的探針,用作雜交實(shí)驗(yàn)的陰性對(duì)照。在原位雜交實(shí)驗(yàn)前,首先通過Northern blots實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證探針的有效性和目標(biāo)轉(zhuǎn)錄子在不同樣本中的表達(dá)模式,有助于簡(jiǎn)化后續(xù)原位雜交實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化流程和結(jié)果解釋。
模板制備和探針標(biāo)記
以地高辛(DIG)的探針標(biāo)記方法為例,羅氏DIG Northern Starter Kit的操作指南中建議,如果直接通過PCR方法制備DNA探針模板,反義鏈端的反向擴(kuò)增引物應(yīng)包括T7 RNA聚合酶的啟動(dòng)子序列5'-AATACGACTCACTATAGG-3'(后續(xù)通過T7 RNA轉(zhuǎn)錄),或T3啟動(dòng)子序列5'-ATTAACCCTCACTAAAGG-3'(通過T3 RNA轉(zhuǎn)錄)。
通過此方法獲得的特定PCR產(chǎn)物,無需經(jīng)過純化,即可用于下游探針合成。對(duì)于地高辛標(biāo)記系統(tǒng),在體外轉(zhuǎn)錄合成的探針片段中,大約每隔3個(gè)UTP位點(diǎn)會(huì)插入一個(gè)DIG標(biāo)記的UTP分子(DIG-11-UTP)。核苷酸混合底物中未標(biāo)記UTP和DIG-11-UTP的比例很重要,因?yàn)樵谑褂玫馗咝量贵w進(jìn)行含DIG的雜交體的檢測(cè)時(shí),探針上插入的DIG分子需排布在一個(gè)合適的空間位阻范圍,以利于抗體的順利結(jié)合,并獲得高靈敏度的檢測(cè)信號(hào)。
羅氏DIG Northern Starter Kit中提供理想濃度比例的含DIG-11-UTP的核苷酸混合底物。當(dāng)實(shí)驗(yàn)涉及的反義鏈探針的AU含量很高時(shí),可通過加入未標(biāo)記dNTPs的方法,適當(dāng)調(diào)低DIG-11-UTP在核苷酸混合底物中的濃度。
探針標(biāo)記分析和靈敏度檢測(cè)
DIG標(biāo)記的RNA探針可以通過瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)其片段長(zhǎng)度和純度。如未標(biāo)記的相同RNA序列比較,由于DIG分子的插入,被標(biāo)記的RNA將會(huì)在泳道中呈現(xiàn)分子量的變化。(圖1)
圖1:通過1.2%的瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)證DIG探針標(biāo)記反應(yīng)的有效性。每個(gè)泳道的RNA加樣量為100ng。(數(shù)據(jù)來源于)
在進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)前,檢驗(yàn)所合成探針的靈敏度是非常重要的一個(gè)步驟,是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和獲得可重復(fù)性雜交結(jié)果的前提。過高的探針濃度將引起高雜交背景,過低的探針濃度將使得雜交信號(hào)變?nèi)跎踔寥笔А?/DIV>
通過斑點(diǎn)雜交實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證DIG標(biāo)記探針的靈敏度(圖2)。將標(biāo)記好的探針進(jìn)行一系列的濃度梯度稀釋,點(diǎn)樣于陽(yáng)離子尼龍膜上。同時(shí),DIG Northern Starter Kit中提供有已知濃度的DIG標(biāo)記的β-actin RNA作為陽(yáng)性對(duì)照。將樣品點(diǎn)樣并交聯(lián)在膜上后,直接進(jìn)行抗體結(jié)合和底物化學(xué)發(fā)光檢測(cè)(偶聯(lián)AP的地高辛抗體和CDP-Star化學(xué)發(fā)光檢測(cè)體系,均在試劑盒中提供)。DIG標(biāo)記的探針如在0.1pg的稀釋點(diǎn)處顯色,表明標(biāo)記探針的靈敏度十分理想。進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)的探針靈敏度應(yīng)至少達(dá)到1pg稀釋點(diǎn)的檢出,否則探針的靈敏度不足以獲得穩(wěn)定的雜交研究結(jié)果。
圖2: DIG探針標(biāo)記反應(yīng)的靈敏度檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。顯色條件為羅氏化學(xué)發(fā)光試劑CDP-Star,曝光5min。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所有探針(除p53探針)均在0.1pg濃度處檢出。(數(shù)據(jù)來源于)
啟動(dòng)子序列對(duì)探針標(biāo)記效率的影響
增加啟動(dòng)子序列的長(zhǎng)度將對(duì)探針標(biāo)記效率產(chǎn)生影響,獲得更高產(chǎn)量的探針(圖3)。如可將T3啟動(dòng)子的序列增長(zhǎng)為5'-AATTAACCCTCACTAAAGGGAGA-3'; T7啟動(dòng)子的序列增長(zhǎng)為5'-TAATACGACTCACTATAGGGAGA-3'。
圖3:T3/T7啟動(dòng)子序列長(zhǎng)度對(duì)探針標(biāo)記效率的影響。在基礎(chǔ)啟動(dòng)子序列(啟動(dòng)轉(zhuǎn)錄翻譯所需的最短序列)上附加4個(gè)堿基,可顯著增加探針的轉(zhuǎn)錄合成產(chǎn)量。(數(shù)據(jù)來源于)
羅氏地高辛產(chǎn)品系列廣泛應(yīng)用于核酸標(biāo)記和雜交檢測(cè),具有高度靈敏、標(biāo)記檢測(cè)方便和探針可重復(fù)使用等特點(diǎn)。地高辛標(biāo)記的探針可在-15 ~ -25°C穩(wěn)定保存至少一年的時(shí)間。
DIG Northern Starter Kit是為DIG 系統(tǒng)初次使用者設(shè)計(jì)的試劑盒,試劑盒中包含了獲得成功、可重復(fù)的雜交檢測(cè)結(jié)果的所有必須試劑。該試劑盒以線性化DNA為模板,通過體外轉(zhuǎn)錄過程合成大量RNA轉(zhuǎn)錄本,RNA分子合成過程中摻入DIG-11-UTP底物,從而獲得DIG標(biāo)記的RNA探針。DIG Northern Starter Kit中的是專為地高辛雜交系統(tǒng)優(yōu)化的雜交緩沖液。在進(jìn)行雜交體檢測(cè)時(shí),應(yīng)用試劑盒提供的偶聯(lián)有堿性磷酸酶(AP)的DIG抗體和CDP-Star化學(xué)發(fā)光底物,在短時(shí)間內(nèi)獲得高度靈敏、特異的雜交檢測(cè)結(jié)果。
配合使用,能夠避免配制雜交過程中用到的洗滌和封閉緩沖液的麻煩,并有助于提高雜交檢測(cè)的質(zhì)量和重復(fù)性。
當(dāng)您對(duì)地高辛系統(tǒng)熟悉后,可根據(jù)您的研究需求靈活選擇地高辛RNA標(biāo)記反應(yīng)液(DIG RNA Labeling Mix)和試劑盒(DIG RNA Labeling Kit),及其他檢測(cè)系統(tǒng)(DIG Luminescent Detection Kit和DIG Nucleic Acid Detection Kit)。