DNA文库制备试剂盒
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实验方法原理 | CDNA文库是指某生物某发育时期所转录的全部mRNA经反转录形成的cDNA片段与某种载体连接而形成的克隆的集合。 经典cDNA文库构建的基本原理是用Oligo(dT)作逆转录引物,或者用随机引物,给所合成的cDNA加上适当的连接接头,连接到适当的载体中获得文库。 其基本步骤包括:(1)mRNA的提纯获取高质量的mRNA是构建高质量的cDNA文库的关键步骤之一。(2)cDNA第一条链的合成。(3)cDNA第二条链的合成。(4)双链cDNA的修饰。(5)双链cDNA的分子克隆。(6)cDNA文库的扩增。(7)cDNA文库鉴定评价。 |
---|---|
实验材料 | mRNA |
试剂、试剂盒 | |
仪器、耗材 | |
实验步骤 | 一、SupersciptII—RT合成第一链 1. 在一RNase-free的0.2mlPCR管中加入xulmRNA(大约500ng)、1ulXhoIPrimer(1.4ug/ul) (5’GAGAGAGAGAGAGAGAGAGAACTAGTCTCGAGTTTTTTTTTTTTTTTTTT…3’)、11-xulRNase-freewater (大于500ngmRNA分n管(500ng/tube)合成第一链,第一链合成完毕后将n管合成一管进行第二链合成。)。 2. 混匀后,70℃反应10分钟。 3. 反应完成后,立刻将反应体系置于冰上5min。 4. 稍微离心一下,顺序加入以下试剂: (1)4ul5×firststrandbuffer (2)2ul0.1MDTT (3)1ul10mMdNTP(自己配制) 5. 混匀,稍微离心反应物之后,42℃放置2分钟。 6. 反应完成,趁热加入1ulSupersciptII—RT,混匀。 7. 42℃反应50分钟,然后70℃,15分钟灭活反转录酶。 二、cDNA第二链的合成 1. 第一链反应完成后,取2ul一链产物-20℃冰箱中保存,待电泳检测。其余的产物合并,混匀,然后顺序加入下列试剂(Promega): (1)20ul10×DNAPolymeraseIbuffer (2)6ul10mMdNTP(自己配制) (3)xulddH2O (4)1ulRNaseH(2U/ul) (5)10ulDNAPolymeraseI(10U/ul) 总体系为200ul。 2. 混匀后,16℃反应2.5小时。 3. 70℃灭活10分钟。 4. 反应完成后,得到200ulcDNA第二链反应体系,将此体系置于冰上。 5. 取2ul二链产物,同保存的一链产物一起电泳鉴定。同时上1kbladder,确定双链的大小范围。 注:一链,二链的电泳图是smear,且二链稍比一链大一些。 三、双链cDNA末端补平 1. 在第二链反应体系中,顺序加入下列试剂(promega): (1)6ul10mMdNTP (2)2ulT4DNAPolymerase(8.7U/ul) (3)2ulBSA(10mg/ml) 2. 稍微离心混匀反应物,37℃反应至少30分钟,然后75℃灭活10分钟。 3. 加入等体积酚/氯仿/异戊醇,剧烈振荡后,常温下13000g离心5分钟。 4. 离心后,吸取上清于另一1.5mleppendof管中,加入等体积氯仿,上下颠倒几次混匀后,常温下13000g离心5分钟。 5. 吸取上清至另一eppendof管,加入1/10V3MNaAc(PH5.2)和2.5V预冷的无水乙醇,混匀,-20℃放置过夜以沉淀双链cDNA。 6. 第二日,将昨日沉淀物在4℃,13000g离心60分钟以充分沉淀双链cDNA。 7. 离心完毕,弃上清,加入1ml70%乙醇洗涤沉淀,常温下13000g离心5分钟。 8. 离心完毕,弃上清,干燥沉淀至无乙醇气味。 注:第3,第4步可以用PCR纯化试剂盒代替。 四、PCR纯化试剂盒操作流程 1. 溶液PE使用前应加入适量体积95%-100%的乙醇,混匀。 2. 向200ul二链补平产物中加入5倍体积的bufferPB,混匀。 3. 加入spincolumn中,13000rpm离心1min。 4. 加入0.75mlbufferPE,13000rpm离心1min。 5. 13000rpm,再离心1min。 6. 将spincolumn放入一新的离心管中,加入50ulbufferEB,静置10min。 7. 13000rpm离心2min。 8. 加入30ulbufferEB,静置10min。 9. 13000rpm离心2min。 10. 加入1/10体积3M的NaAc,2.5倍体积无水乙醇,混匀,-20℃沉淀过夜。 五、EcoRIadaptor加接 1. 往双链cDNA沉淀中加入9ulEcoRIadaptor(400ng/ul),4℃至少放置30分钟以充分溶解cDNA沉淀。 2. 溶解完成后,顺序加入下列试剂: (1)1.2ul10×LigaseBuffer (2)1ul10mMrATP (3)1ulT4DNALigase(4U/ul) 3. 混匀后,4℃连接3days或者8℃过夜连接。 六、双链cDNA末端的磷酸化及XhoI酶切 1. 连接反应完成后,将反应体系70℃放置15分钟灭活T4DNALigase。 2. 稍微离心使反应物集中至管底,室温下放置5分钟,然后加入下列试剂: (1)1ul10×LigaseBuffer (2)1ul10mMrATP (3)6ulddH2O (4)1ulT4PNK(10U/ul) 3. 37℃反应30分钟,然后70℃灭活15分钟。 4. 稍微离心使反应物集中至管底。 5. 室温放置5分钟;然后加入下列试剂: (1)4ulXho10×Buffer (2)2ulBSA (3)5ulddH2O (4)8ulXhoI(10U/ul) 6. 37℃反应1.5小时,然后65℃灭活酶10分钟。 7. 反应完成,双链cDNA合成完毕。置于4℃准备回收。 七、胶回收cDNA 1. 配制小胶数板(每个样品一板):1%琼脂糖凝胶,2ulEB/300ml胶。 2. 取4℃保存样品上样,40ul/孔。 3. 电泳50V,1h。 4. 紫外灯下分别切下500~1kb、1.0-2.0kb及2.0-4.0kbcDNA片段.,分别放入已做标记的1.5ml离心管中。 5. 称取胶重,加入三倍体积bufferQXI(例如,100mg胶中加入300ulbufferQXI)。 6. 50℃水浴数分钟,至胶完全融化。用手指弹QIAEXII使重悬,每管中加入5ulQIAEXII。 7. 50℃水浴10min,每隔2min取出颠倒混匀数次,使QIAEXII保持悬浮。 8. 4℃,13000rpm,30s(弃上清,离心机中甩一下,吸取上清)。 9. 加入500ulbufferQXI,轻弹管底使QIAEXII重悬。 10. 离心并去上清(同操作8)。 11. 加入500ulbufferPE,重悬QIAEXII,离心30s,去上清。 12. 再加入500ulbufferPE,重悬QIAEXII,离心30s,弃上清,离心机中甩一下,吸去上清。 13. 超净台上吹干(至无乙醇味),加入10ulelutionbuffer,重悬QIAEXII,静置5min,13000rpm,30s。吸上清,冰上放置。 14. 取1ul上清上样电泳,同时做分子量标准(1kbladder)及DNA含量标准(10ng,20ng)作对照。 15. 将收回的cDNA置于-20℃内保存,据电泳结果,取适量DNA进行连接。 |
注意事项 | 1. RNA的提取(例如异硫氰酸胍法,盐酸胍—有机溶剂法,热酚法等等,提取方法的选择主要根据不同的样品而定)。 2. 要构建一个高质量的cDNA文库,获得高质量的mRNA是至关重要的,所以处理mRNA样品时必须仔细小心。 3. 由于RNA酶存在所有的生物中,并且能抵抗诸如煮沸这样的物理环境,因此建立一个无RNA酶的环境对于制备优质RNA很重要。 4. 文库构建要选择合适的载体,常规用的是λ噬菌体,这是因为λDNA两端具有由12个核苷酸的粘性末端,可用来构建柯斯质粒,这种质粒能容纳大片段的外源DNA。 5. 胶回收前电泳槽,电泳板,梳子等都要用1%的HCl浸泡过夜。 6. 胶回收时电压要稳定。 |
其他 | 一、cDNA构建成功关键因素 1. 保证获得数量足够的高质量的起始RNA 构建cDNA文库要求的RNA量比做RACE和Northernblot的要多,在材料允许的情况下一般的试剂盒均推荐采用纯化总mRNA后进行反转录,这比直接采用总RNA进行反转录而构建的cDNA文库好,虽然后者也并不是不能做。 老版本CLONTECH的SMART4的中级柱子要求纯化后的总mRNA量最好在0.05-0.5微克左右,这就要求起始总RNA量较多。虽然有的试剂盒声称少至几十个纳克的总RNA也可以构建cDNA文库,但这是针对材料极为稀缺者而言,但起始RNA太少还是会或多或少影响文库构建成功的风险和文库的代表性。 至于RNA的质量,如果采用纯化总mRNA后反转录,则对总RNA的杂质方面要求稍松,但对RNA的完整性则一丝不苟,要求未降解。如果直接采用总RNA进行反转录,则对总RNA的质量要求非常高,不仅要求RNA相当完整而无降解,而且要求多酚、多糖、蛋白、盐、异硫氰酸胍等杂质少,最好是试剂盒抽提的。 2. 反转录成功与否及反转录效率是关键中的关键 这是构建cDNA文库中最贵的一步,也是核酸质变的一步,它将易降解的RNA变成了不易降解的cDNA。反转录不成功,说明一次文库方案的夭折。 反转录效率不高表现在一是部分mRNA被反转录了,但还有相当一部分本该反转录的mRNA未被反转;二是只有少部分mRNA被反转录通了即达到帽子结构最近处,而很大一部分mRNA没有反转录完全,总的全长cDNA太少,这就难以构建好的全长cDNA文库。 少量程度的mRNA降解或反转录不完全在SMART4等试剂盒及手工方法构建中对文库的滴度影响不大,但对文库的全长性则有很大影响。Invitrogen公司基于去磷酸化、去帽、RNA接头连接后再反转录的新技术(可参考其GeneRacer说明书)从原理上是保证最终获得全长cDNA的最好方法,但对mRNA的完整性要求非常高,理论上讲必须是带有帽子结构和PolyA结构的全长mRNA且反转录完全,才能进入文库中。反转录完成后点样检测cDNA的浓度及分子量分布是很重要的。 3. 层析柱cDNA分级很关键 这一步稍不注意会影响成功性或影响获得的cDNA的片段分布特点。这一步的操作要小心,尤其要在加入cDNA之前通过反复悬浮和试滴保证柱子能正常工作,cDNA的加入和收集要精力集中。 获得的每一级的cDNA量很少,检测时带型很暗,所以要用新鲜做的透明薄胶检测,根据检测结果一定要舍弃太短的cDNA(一般400bp以下就不要了,因为短片段太多会严重影响后面的连接转化效果及文库质量)。 噬菌体文库或质粒文库均对载体与cDNA的连接效率要求很高,也对连接产物转染或转化大肠杆菌的效率要求很高。连接效率高低直接关系到文库构建是否成功,更要注意的是文库连接与一般的片段克隆的连接不一样。 一般的片段克隆连接是固定长度的载体与固定长度的目的DNA连接,而文库连接是固定长度的载体与非固定长度的目的DNA连接,目的基因cDNA长的有10kb以上,短的只有500bp或更短。 一系列长度不等的cDNA与载体在一起连接的结果,不同长度cDNA的连接效率就不一样。有的专家的经验是,根据分级结果,有意识地将长度不同的cDNA群分别与载体连接,再分别转化或转染大肠杆菌,分别完成滴度检测,最后将不同长度级别的文库混合在一起供杂交筛选。 |
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