本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種逆轉(zhuǎn)錄方法、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒及其應(yīng)用。
背景技術(shù):
逆轉(zhuǎn)錄又稱(chēng)為反轉(zhuǎn)錄,是以RNA為模板,通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄酶,合成cDNA的過(guò)程,是DNA生物合成的一種特殊方式,由逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)行催化。美國(guó)科學(xué)家H.M.Temin和D.Baltimore在1970年發(fā)現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄酶,并因此獲得了1975年的諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。逆轉(zhuǎn)錄的發(fā)現(xiàn)對(duì)分子生物學(xué)、基因工程技術(shù)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用,是構(gòu)建、表達(dá)真核或者原核生物目的基因,構(gòu)建cDNA文庫(kù),檢測(cè)基因序列等分子細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中不可或缺的工具,與Taq酶等共同構(gòu)成了現(xiàn)代生物技術(shù)的的基礎(chǔ)工具。
基于逆轉(zhuǎn)錄的基礎(chǔ)性作用,在逆轉(zhuǎn)錄的實(shí)驗(yàn)操作中,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有許多公司和個(gè)人嘗試對(duì)其中的材料和步驟進(jìn)行改良,并且申請(qǐng)專(zhuān)利。例如美國(guó)專(zhuān)利US6,436,677公開(kāi)了一種改良的逆轉(zhuǎn)錄酶,這個(gè)酶參與的逆轉(zhuǎn)錄需要錳參與,反應(yīng)溫度大于50℃,該溫度利于打開(kāi)RNA的二級(jí)結(jié)構(gòu),從而利于逆轉(zhuǎn)錄的順利進(jìn)行。美國(guó)專(zhuān)利US8,993,240采用的是另外一個(gè)思路,它采用特殊設(shè)計(jì)的引物來(lái)增加逆轉(zhuǎn)錄的特異性和針對(duì)性。又如株式會(huì)社百奧尼專(zhuān)利CN103348004B,它采用基因突變的方法改變逆轉(zhuǎn)錄酶M-MLV的熱穩(wěn)定性,從而也能提高cDNA的轉(zhuǎn)換效率。目前,雖然在逆轉(zhuǎn)錄酶和材料上已經(jīng)進(jìn)行了諸多改良,然而具體的操作方法改進(jìn)很少,仍有很大的改進(jìn)空間。
經(jīng)典的方法進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄,先通過(guò)Trizol試劑對(duì)細(xì)胞進(jìn)行裂解,接著通過(guò)氯仿將DNA、RNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行分層,進(jìn)一步通過(guò)異丙醇、乙醇等對(duì)RNA進(jìn)行分離和純化,檢測(cè)鑒定之后進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄操作,整個(gè)操作過(guò)程流程較長(zhǎng),用時(shí)很多,而且由于RNA容易降解,長(zhǎng)流程的操作極大的增加了RNA的降解風(fēng)險(xiǎn)。為了獲得較好的RNA,操作時(shí)需謹(jǐn)慎小心,并且需要較為專(zhuān)業(yè)的人員進(jìn)行。綜合以上因素,經(jīng)典的方法總體成本較高,具有一定的技術(shù)門(mén)檻,不便于在基層醫(yī)院和小公司中普及。
由此可見(jiàn),有必要探索和發(fā)明一種方法,嘗試從樣本(如組織、細(xì)胞或血液等)獲得cDNA,在保證較好的效果的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化操作步驟。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種全新的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒、逆轉(zhuǎn)錄方法及應(yīng)用。
本發(fā)明提供了一種逆轉(zhuǎn)錄方法,包括以下步驟:
(1)通過(guò)裂解試劑對(duì)樣本進(jìn)行裂解,
(2)通過(guò)逆轉(zhuǎn)錄試劑對(duì)裂解后的樣本直接進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄。
作為本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選例,所述的裂解試劑為NP-40(乙基苯基聚乙二醇)裂解液,所述的NP-40裂解液配方為:RNase-Free H2O,NP-40,RNasin,其中NP-40的質(zhì)量濃度為0.2%-5%,RNasin的濃度為1-10U。
在該優(yōu)選例中,RNasin為一種特異的RNA酶抑制劑,是一種酸性糖蛋白,可以從人的胎盤(pán)中提取獲得,也可以商業(yè)購(gòu)買(mǎi)。
在該優(yōu)選例中,優(yōu)選的步驟1)的裂解操作具體為:裂解操作在冰上進(jìn)行,采用RNase-free槍頭輕輕吹打,裂解10-30min,最優(yōu)為20min。
作為本發(fā)明的另一優(yōu)選例,所述的裂解試劑為堿裂解試劑,所述的堿裂解試劑配方為:RNase-Free H2O,KOH,其中KOH的濃度為0.00001-0.01M。
在該優(yōu)選例中,優(yōu)選的步驟1)的裂解操作具體為:裂解操作在冰上進(jìn)行,采用RNase-free槍頭輕輕吹打,裂解5-20min,優(yōu)選10min,之后加入等量的HCl中和,再加入1-10U的RNasin,最優(yōu)濃度為2U/μl。
作為一種具體實(shí)施方式,所述的樣本可以為細(xì)胞、組織或血液等。
所述的樣本可來(lái)自微生物(如病毒、細(xì)菌、衣原體和真菌等)、人或動(dòng)植物。
本發(fā)明還提供了一種逆轉(zhuǎn)錄試劑盒,其包含裂解試劑,所述的裂解試劑為NP-40裂解液或堿裂解試劑;所述的NP-40裂解液配方為:RNase-Free H2O,NP-40,RNasin,其中NP-40的質(zhì)量濃度為0.2%-5%,最優(yōu)濃度為2%,RNasin的濃度為1-10U,最優(yōu)濃度為2U/μl;所述的堿裂解試劑配方為:RNase-Free H2O,KOH,其中KOH的濃度為0.00001-0.01M,最優(yōu)濃度為0.001M。
優(yōu)選地,所述的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒還包含逆轉(zhuǎn)錄試劑。
更優(yōu)選地,所述的逆轉(zhuǎn)錄試劑包含逆轉(zhuǎn)錄酶,所述的逆轉(zhuǎn)錄酶是MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶或AMV逆轉(zhuǎn)錄酶。
優(yōu)選地,當(dāng)采用所述的兩種裂解液裂解細(xì)胞時(shí),每1ml的裂解液可以裂解1×104到1×106個(gè)細(xì)胞。當(dāng)細(xì)胞增多時(shí),可以適當(dāng)增加裂解液的含量。逆轉(zhuǎn)錄的試劑可以采用常規(guī)的逆轉(zhuǎn)錄方法和試劑,如商業(yè)在售的逆轉(zhuǎn)錄試劑。逆轉(zhuǎn)錄的試劑包含:逆轉(zhuǎn)錄緩沖液,逆轉(zhuǎn)錄酶,RNasin,逆轉(zhuǎn)錄引物以及dNTPs等。
優(yōu)選地,逆轉(zhuǎn)錄體系包括:
5×逆轉(zhuǎn)錄緩沖液:250mM Tris-HCl pH8.3;375mM KCl;15mM MgCl2;50mM DTT;
10mM dNTPs;
逆轉(zhuǎn)錄酶5U/μl;
20μM逆轉(zhuǎn)錄引物(如oligodT primer或者Random primer);
RNasin;
總量20μl時(shí),加入樣本裂解液0.5μl-4μl,最佳為2μl。
本發(fā)明還提供了所述的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒在從樣本中獲得cDNA的過(guò)程中的應(yīng)用。
本發(fā)明提供了一種全新的從樣本獲得cDNA的方法,并提供了相應(yīng)的試劑盒,其具備以下優(yōu)點(diǎn):
1、僅包括裂解和逆轉(zhuǎn)錄兩個(gè)步驟,裂解之后可以直接進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄操作,省去了繁瑣的RNA抽提和分離的環(huán)節(jié),因此大大降低了操作難度,普通的技術(shù)人員和醫(yī)生也能操作,有利于基因檢測(cè)等技術(shù)在基層的研究單位和醫(yī)院推廣;
2、大大縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間,之前抽提RNA、逆轉(zhuǎn)錄以及定量PCR等過(guò)程需要一天時(shí)間才能完成,本發(fā)明的方法可以在半天之內(nèi)完成;
3、由于省去了繁瑣的RNA抽提過(guò)程,因此實(shí)驗(yàn)的成功率和可重復(fù)性也大大提高,實(shí)驗(yàn)證實(shí)其效果良好;
4、僅需要裂解試劑和逆轉(zhuǎn)錄試劑,大大節(jié)省了成本;
5、本發(fā)明方法中各參數(shù)設(shè)置合理恰當(dāng),取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果。
由此可見(jiàn),本發(fā)明的方法在基礎(chǔ)研究與臨床檢測(cè)等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
附圖說(shuō)明
圖1:定量PCR溶解峰顯示兩種逆轉(zhuǎn)錄方法之間的比較。
圖2:DNA瓊脂糖凝膠電泳顯示兩種逆轉(zhuǎn)錄方法之間的比較。
圖3:定量PCR溶解峰顯示兩種裂解試劑之間的比較。
圖4:DNA瓊脂糖凝膠電泳顯示兩種裂解試劑之間的比較。
圖5:定量PCR溶解峰顯示兩種逆轉(zhuǎn)錄酶試劑之間的比較。
圖6:DNA瓊脂糖凝膠電泳顯示兩種逆轉(zhuǎn)錄酶之間的比較。
圖7:定量PCR溶解峰顯示人和鼠基因之間的比較。
圖8:DNA瓊脂糖凝膠電泳顯示人和鼠基因之間的比較。
圖9:DNA瓊脂糖凝膠電泳顯示人血液細(xì)胞組織和口腔細(xì)胞之間的比較。
圖10:DNA瓊脂糖凝膠電泳顯示兩種逆轉(zhuǎn)錄方法在擴(kuò)增全長(zhǎng)基因方面的比較。
圖11:DNA瓊脂糖凝膠電泳顯示腫瘤組織和正常組織之間的比較。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明提供的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。
在以下各實(shí)施例中:
NP-40裂解液的具體配方為:RNase-Free H2O,NP-40,RNasin,其中NP-40的質(zhì)量濃度為為2%,RNasin的濃度為2U/μl。采用NP-40裂解液的具體裂解方法為:于1×105個(gè)細(xì)胞中加入1ml的裂解液,采用RNase-free槍頭輕輕吹打,裂解20min,所有操作在冰上進(jìn)行。
堿裂解試劑的具體配方為:RNase-Free H2O,KOH,其中KOH的濃度為0.001M。采用堿裂解試劑的具體裂解方法為:于1×105個(gè)細(xì)胞中加入1ml的裂解液,采用RNase-free槍頭輕輕吹打,裂解10min,之后加入等量的HCl中和,再加入2U/μl的RNasin,所有操作在冰上進(jìn)行。
逆轉(zhuǎn)錄體系如下:
5×逆轉(zhuǎn)錄緩沖液:250mM Tris-HCl pH8.3;375mM KCl;15mM MgCl2;50mM DTT;
10mM dNTPs;
逆轉(zhuǎn)錄酶5U/μl;
20μM逆轉(zhuǎn)錄引物;
RNasin;
總量20μl時(shí),樣本裂解液2μl。
逆轉(zhuǎn)錄操作步驟為:冰上操作,配制20μl總逆轉(zhuǎn)錄體系,RNase-free EP管中依次加入4μl 5×逆轉(zhuǎn)錄緩沖液,2μl樣本裂解液,1μl 10mM dNTPs,1μl20μM逆轉(zhuǎn)錄引物,1μl逆轉(zhuǎn)錄酶(5U/μl),1μl 40U/μl RNasin。倘若逆轉(zhuǎn)錄酶為MMLV,則37℃恒溫15-60分鐘,85℃5秒,4℃保存。倘若逆轉(zhuǎn)錄酶為ALV,則42℃恒溫15-60分鐘,85℃5分鐘,4℃保存。
實(shí)施例1采用的是NP-40裂解液;實(shí)施例2采用的是NP-40裂解液和堿裂解試劑;實(shí)施例3采用的是堿裂解試劑;實(shí)施例4采用的是NP-40裂解液;實(shí)施例5采用的是堿裂解試劑;實(shí)施例6采用的是NP-40裂解液實(shí)施例7采用的是NP-40裂解液。
實(shí)施例1 傳統(tǒng)RNA抽提方法與本發(fā)明方法的比較
采用293T細(xì)胞,分別使用傳統(tǒng)的Trizol裂解抽提RNA的方法和本發(fā)明的方法提取RNA,再采用MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,之后通過(guò)定量PCR對(duì)內(nèi)參基因Gapdh和Tp53基因定量檢測(cè),且為了進(jìn)一步驗(yàn)證這一結(jié)果,采用普通PCR方法擴(kuò)增上述兩個(gè)基因片段,然后進(jìn)行DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)是否成功擴(kuò)增上述基因片段。引物序列見(jiàn)表1。
表1引物序列
定量PCR檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖1,DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2。結(jié)果表明,采用本發(fā)明的裂解細(xì)胞后直接逆轉(zhuǎn)錄的方法和傳統(tǒng)的抽提RNA之后再逆轉(zhuǎn)錄的方法其效果是相當(dāng)?shù)摹?/p>
實(shí)施例2 兩種細(xì)胞裂解試劑之間的比較
為了檢測(cè)不同的裂解液是否能獲得相同的效果,普通的RNA抽提采用的Trizol裂解液雖然能最大限度地裂解細(xì)胞,然而也會(huì)破壞蛋白的結(jié)構(gòu),影響后續(xù)的實(shí)驗(yàn),因此我們不斷研究嘗試新的裂解方法和裂解試劑。經(jīng)過(guò)摸索,找出了兩種細(xì)胞裂解試劑:NP-40裂解試劑和堿裂解試劑。采用293T細(xì)胞,將堿裂解液KOH,NP-40裂解液和Trizol抽提的RNA進(jìn)行對(duì)比,用MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄,采用定量PCR方法對(duì)Tp53的基因定量檢測(cè),且為了進(jìn)一步驗(yàn)證這一結(jié)果,再采用普通PCR和DNA瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測(cè)。
定量PCR檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖3,DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖4。結(jié)果表明,采用本發(fā)明的NP-40裂解試劑和堿裂解試劑進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄的方法其效果是相當(dāng)?shù)?,且研究過(guò)程中表明其效果均顯著優(yōu)于其他裂解試劑。
實(shí)施例3 MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶以及AMV逆轉(zhuǎn)錄酶的比較
采用293T細(xì)胞,使用MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶以及AMV逆轉(zhuǎn)錄酶,檢測(cè)內(nèi)參基因Gapdh,分別進(jìn)行試驗(yàn),產(chǎn)物進(jìn)行定量PCR檢測(cè),同時(shí)經(jīng)普通PCR之后再采用DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
定量PCR檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖5,DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖6。結(jié)果表明,使用MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶或AMV逆轉(zhuǎn)錄酶其效果相當(dāng)。
實(shí)施例4 人和小鼠細(xì)胞的比較
采用人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞和小鼠乳腺癌4T1細(xì)胞分別進(jìn)行試驗(yàn),檢測(cè)內(nèi)參基因Gapdh,產(chǎn)物進(jìn)行定量PCR檢測(cè),同時(shí)經(jīng)普通PCR之后再采用DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
定量PCR檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖7,DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖8。結(jié)果表明,樣本為人或小鼠細(xì)胞其效果是相當(dāng)?shù)摹?/p>
實(shí)施例5 人血液組織和人口腔上皮細(xì)胞的比較
采用人血液組織和口腔上皮細(xì)胞分別進(jìn)行試驗(yàn),產(chǎn)物經(jīng)普通PCR之后再采用DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖9。結(jié)果表明,樣本為人血液組織和人口腔上皮細(xì)胞其效果是相當(dāng)?shù)摹?/p>
實(shí)施例6 擴(kuò)增全長(zhǎng)基因比較
擴(kuò)增Kras基因(擴(kuò)增后595bp)以及Tp53基因(擴(kuò)增后1410bp)。通過(guò)在293T細(xì)胞以及人口腔上皮細(xì)胞進(jìn)行裂解之后采用Trizol方法和本發(fā)明方法進(jìn)行檢測(cè)。引物序列見(jiàn)表2。
表2引物序列
DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖10。結(jié)果表明,采用本發(fā)明的方法和傳統(tǒng)的抽提RNA之后再逆轉(zhuǎn)錄的方法相比,在擴(kuò)增全長(zhǎng)基因方面其效果是相當(dāng)?shù)摹?/p>
實(shí)施例7 腫瘤組織和正常組織(距離腫瘤組織6cm)的比較
取肝癌患者的腫瘤組織和癌旁組織分別進(jìn)行試驗(yàn),產(chǎn)物進(jìn)行Gapdh和Tp53基因的檢測(cè),即經(jīng)普通PCR之后再采用DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
DNA瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖11。結(jié)果表明,樣本為腫瘤組織和正常組織其效果是相當(dāng)?shù)摹?/p>
實(shí)施例8 本發(fā)明的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(一)
所述的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒包含裂解試劑,所述的裂解試劑為NP-40裂解試劑,配方為:RNase-Free H2O,NP-40(乙基苯基聚乙二醇),RNasin,其中NP-40的質(zhì)量濃度為0.2%-5%,最適濃度為2%;RNasin的濃度為1-10U/μl,最適濃度為2U/μl。
所述的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒還包含說(shuō)明書(shū),且說(shuō)明書(shū)記載以下內(nèi)容:裂解操作在冰上進(jìn)行,采用RNase-free槍頭輕輕吹打,裂解10-30min,最優(yōu)20min,裂解后的樣本即可直接逆轉(zhuǎn)錄,逆轉(zhuǎn)錄的試劑可以采用常規(guī)的逆轉(zhuǎn)錄方法和試劑,如商業(yè)在售的逆轉(zhuǎn)錄試劑。
實(shí)施例9 本發(fā)明的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒(二)
所述的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒包含裂解試劑,所述的裂解試劑為堿裂解試劑,配方為:RNase-Free H2O,KOH,其中KOH的濃度為0.00001-0.01M,最適濃度為0.001M。
所述的逆轉(zhuǎn)錄試劑盒還包含說(shuō)明書(shū),且說(shuō)明書(shū)記載以下內(nèi)容:裂解操作在冰上進(jìn)行,采用RNase-free槍頭輕輕吹打,裂解5-20min,最優(yōu)10min,之后加入等量的HCl中和,再加入1-10U/μl的RNasin,最佳濃度為2U/μl,裂解后的樣本即可直接逆轉(zhuǎn)錄。
針對(duì)上述兩種試劑盒,當(dāng)采用上述兩種裂解液裂解細(xì)胞時(shí),每1ml的裂解液可以裂解1×104到1×106個(gè)細(xì)胞。當(dāng)細(xì)胞增多時(shí),可以適當(dāng)增加裂解液的含量。逆轉(zhuǎn)錄的試劑可以采用常規(guī)的逆轉(zhuǎn)錄方法和試劑,如商業(yè)在售的逆轉(zhuǎn)錄試劑。
逆轉(zhuǎn)錄的試劑包含:逆轉(zhuǎn)錄緩沖液,逆轉(zhuǎn)錄酶,RNasin,逆轉(zhuǎn)錄引物以及dNTPs等。
逆轉(zhuǎn)錄體系包括:
5×逆轉(zhuǎn)錄緩沖液:250mM Tris-HCl pH8.3;375mM KCl;15mM MgCl2;50mM DTT;
10mM dNTPs;
逆轉(zhuǎn)錄酶(5U/μl);
20μM逆轉(zhuǎn)錄引物(如oligodT primer或者Random primer);
RNasin;
本發(fā)明方法中,20μl總逆轉(zhuǎn)錄體系中,樣本裂解液的適宜范圍是0.5μl-4μl,最佳的含量為2μl。
逆轉(zhuǎn)錄操作步驟示例如下:
冰上操作,配制20μl總逆轉(zhuǎn)錄體系,RNase-free EP管中依次加入4μl 5×逆轉(zhuǎn)錄緩沖液,2μl樣本裂解液,1μl 10mM dNTPs,1μl 20μM逆轉(zhuǎn)錄引物,1μl逆轉(zhuǎn)錄酶(5U/μl),1μl 40U/μl RNasin,13μl RNase-fre H2O。倘若逆轉(zhuǎn)錄酶為MMLV,則37℃恒溫15-60分鐘(具體時(shí)間由逆轉(zhuǎn)錄cDNA長(zhǎng)度決定),85℃5秒,4℃保存。倘若逆轉(zhuǎn)錄酶為ALV,則42℃恒溫15-60分鐘(具體時(shí)間由逆轉(zhuǎn)錄cDNA長(zhǎng)度決定),85℃5分鐘,4℃保存。獲得的cDNA可以用于PCR等下一步實(shí)驗(yàn)或者檢測(cè)。
本技術(shù)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到,以上實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明,而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定,只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi),對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
SEQUENCE LISTING
<110> 唐旌生物科技(上海)有限公司
<120> 一種逆轉(zhuǎn)錄方法、逆轉(zhuǎn)錄試劑盒及其應(yīng)用
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<213> 人工序列
<400> 10
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