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错配固相化学切割法实验

最新修订时间:

材料与仪器

退火缓冲液 B&W(结合洗脱)缓冲液 dNTP溶液 甲酰胺染液 羟胺 KMnO4 TEAC 嘧啶 Taq DNA聚合酶 Taq DNA聚合酶缓冲液 待测和对照基因组DNA
磁力架 微孔滴定板或微管 振荡器 链霉抗生物素蛋白包被的磁珠 热循环仪

步骤

一、材料

1. 缓冲液、溶液和试剂

(1)退火缓冲液,2X: 1.2mol/LNaCl12 mmol/LTris-HCl、pH7.5 和 14 mmol/LMgCl2。高压灭菌,室温保存。

(2)B&W(结合洗脱)缓冲液:10mmol/LTris-HCl、pH7.5,1mmol/LEDTA和2.0mol/LNaCl。高压灭菌,室温保存。

(3)dNTP溶液(含4种dNTP,每种10 mmol/L)。

(4)甲酰胺染液:0.2 ml右旋糖酐(50 mg/ml) 加0.8ml甲酰胺配成1ml染液,每份样品用 1.5ul染液。

(5)羟胺。在通风橱中按如下步骤准备羟胺溶液。
在玻璃管中用 1.6 ml水溶解1.39 g固体羟胺,热水中轻摇。逐滴加入lml二乙胺, 缓慢加入750ul羟胺调节pH到6左右。为准确測定pH, 加 2滴羟胺溶液到2 ml水中。注意不要直接将电极放到未稀释的羟胺溶液中。溶液在4°C可保存7?10天,一20°C可储存6个月。

(6)KMnO4/TEAC,在3mol/LTEAC(氯化四乙铵)中溶解100 mmol/LKMnO4
(方法A中选用)。

(7)哌啶,10%。

2. 酶和酶缓冲液

Taq DNA聚合酶

Taq DNA聚合酶缓冲液,10X(与酶一起提供)

3. 核酸和寡核苷酸

待测和对照基因组DNA

4. 特殊设备

与筛选管或微孔滴定板系统相配套的磁力架

聚乙烯或聚丙稀材料的微孔滴定板或微管(如AdvancedTechnologies或Nunc)

聚碳酸酯不能耐受碾啶。

振荡器,室温下使用

链霉抗生物素蛋白包被的磁珠(DynabeadsM-280Norway)

热循环仪

二、方法A: 放射标记反应

以下是制备放射性标记探针的方案。用p53肿瘤抑制基因中的5号外显子作为靶DNA。

扩增待测 DNA使用同样的步骤(不含[a-32P]dCTP)。

(一)附加材料

1. 缓冲液、溶液和试剂

甲酰胺染液

H3PO4(1mol/L)

四氧化锇~ASigma~FAldrich~B缓冲液,按下面配备。

100 mmol/LTris-HCl、pH7.7,10mmol/LEDTA,15% 嘧啶。通风橱中,先在玻璃瓶中加入12.5 ml灭菌双蒸水(ddH20), 然后打碎一管0.5 g的四氧化锇,再将瓶子放到带有鏢丝旋盖的容器中,确保盖子紧闭。四氧化锇在塑料中不活泼。缠绕铝箔后在4°C下溶解2~3天,4°C储存。使用前用ddH20按1:5稀释即可。四氧化锇溶液可在-20°C储存6个月。当与嘧啶反应时出现黄色说明反应成功,若储存液(通常2个月后)呈现绿色或灰色,则应重新配制。

四氧化锇溶液(在H20中1:5)

2. 核酸和寡核苷酸

5A: 5‘-TTCAACTCTGTCTCCTTCCTCTTCC-3’

5B:5‘-CTGGGGACCCTGGGCAACC-3’

在一套引物中,正义引物用生物素标记;另一套引物中,反义引物用生物素标记。

3. 放射性混合物

[a-32P]dCTP(50uCi)(1Ci=3.7X1010Bq)

4. 特殊设备

Geiger计数器

温育或水浴,预置 37°C、42°C、90°C

磁力架,预冷

5. 附加物品

常用聚丙烯酰胺凝胶电泳设备及试剂(测序胶)

琼脂糖凝胶电泳设备及试剂,溴化乙锭

Qiaquickspincolumns或类似设备,用来从球脂糖凝胶中纯化DNA

四氧化锇可用溶有100 mml/L高锰酸钾(KMn04)的3mol/LTEAC(氯化四乙铵)溶液替换。高锰

酸钾溶液应现配现用。3mol/L的TEAC在-4°C下可储存3个月。

(二)方法

1. 均一标记探针的制备

(1)取一无菌离心管置于冰上,加入如下组分。

基因组DNA              50~100ng

引物5A                     20pmol

引物5B                     20pmol

dNTP溶液(10mmol/L)2.5ul

[a-32P]dCTP(25uCi/ul)2ul

Taq聚合酶(1U/ul)         1ul

PCR缓冲液(10X)         10ul

H20 至100/ul

(2)按下面程序扩增。



(3)用 20 g/L的琼脂糖凝胶分离产物。切下目标条带,按操作手册用Qiaquickspincolumns纯化DNA。

(4)用无菌水稀释探针至10000cpm/ul。

如果DNA 片段未能有效地标记上,则不加同位素重新扩增. 如果凝胶显示反应产物条带较好,则加入同位素,用 2ul产物作为模板重复扩增。

2. 固相化学切割:形成异源分子

(5)在无菌离心管中按下面步骤进行退火反应。

探针DNA(10000cpm/ul)         5ul

待测DNA                                5ul

退火缓冲液,2X                     10ul

100°C 保温 5 min,42°Clh。

(6)短暂离心收集样品,加入 20u1磁珠(按操作手册预洗)到每个退火反应中。

(7)室温下轻摇(使磁珠保持悬浮)15?30 min,时间取决于 DNA 片段的大小。

(8)将管放置到磁力架上 30s。保持离心管在架子上,移去上清液。用Geiger计数器检测沉淀以确保大部分放射标记仍吸附在磁珠上。上清液中也可能有一小部分未结合的放射性DNA片段。

(9)移去离心管,用 1体积的2XB&W 缓冲液洗一次。

(10)将管放到磁力架上,移去B&W 缓冲液。

(11)用26ulH20悬浮磁珠。

3. 化学切割反应

(12)每步退火反应产物均分到4 个新管中,每管6ul;2管用羟胺处理,另外2管用四氧化锇处理。

当分析一条片段时,第一次(样品通常会分析几次)推荐将退火反应产物分到4个管中,2管用羟胺处理,另外2管用四氧化锇处理。样品f要用化学药品处理不同时间(见(13)和(14) 步)。处理时间受突变类型和DNA片段大小的彩响,特别是四氧化锇还有修饰错配胸脒嘧啶外碱基的特性,所以一旦反应最适的保溫时间确定下来后,毎次化学处理就可以使用单个样品。

(13)向2个羟胺反应管中分别加入20ul 羟胺溶液,37°C下一管保温10 min,另一管保温 30 min。

(14)向每个四氧化锇反应管中分别加入2.5ul四氧化锇缓冲液和15ul四氧化锇溶液(在H20中1:5),37°C下一管保温1min, 另一管保温 5 min。

(15)将管子放到磁力架上 30s,保持管子在架子上,移去上清液。用Geiger计数器检测上清液,所有成分应在沉淀中。

(16)从磁力架上移走管子,用20ul2XB&W缓冲液洗磁珠。

(17)再将管子放到磁铁上,移去上清液。

(18)用 50ul10% 的哌啶溶液悬浮磁珠,90°C 保温 30 min。

哌啶切割可能使链霉抗生物素蛋白包被的磁珠与DNA分离。这些磁珠需要在步中替换。

(19)冰上反应2~3 min。

(20)向每个反应混合物中加入25ul1mol/LH3P04 和10XTaqDNA聚合酶缓冲液。
混匀后于100°C 保温5 min,缓慢冷却到30°C(约30 min)。

(21)向每个样品中加入 5ul 新的、预洗过的磁珠,室温下轻摇 15?30 min。

(22)将管子放到磁力架上30s,保持管子在架子上,移去上清液。
提示:用Geiger计数器检测放射标记的 DNA片段仍结合在磁珠上。

(23)从磁力架上移走管子,用20ul2XB&W缓冲液洗磁珠。

(24)用5ul 甲酰胺染液悬浮磁珠,90°C 保温3 min管子放到冰上预冷的磁力架上,将上清液点样到标准的聚丙烯酰胺测序胶。电泳结束后,曝光到X射线胶片上。

三、方法B: 荧光标记反应

如前所述,要准确定位突变位点,每个反应需要使用完全相同的引物对。荧光分析中要合成两套完全相同的PCR引物:在第一对引物中,两条引物都用生物素标记;而另一对引物中,每条引物用不同的荧光基团标记。简要的技术方案如图20-2所示。

这里提供的方案是利用鼠β-球蛋白启动子为分析对象进行的实验(Youiletal.1996),引物用生物素或HEX和6-FAM标记。引物对可扩增出一条长547bp的片段(Youil etal.1996;Lambrinakosetal.1999)。

(一)附加材料

1. 缓冲液、溶液和试剂

TE(10 mmol/LTris-HCl、pH7.5,lmmol/LEDTA、pH8.0)

KMn04/TEAC溶液(lmmol/LKMnO4,3mol/LTEAC)

糖原(20 mg/ml)

乙酸纳,0.6mol/L,pH5.2

乙醇, 冰上预冷

乙醇,70%

2. 核酸和寡核苷酸

两套寡核苷酸引物:5'-GCACGCGCTGGACGCGCAT

                                 5'-AGGTGCCCTTGAGGCTGTCC

一对引物用生物素标记;另一对引物用荧光基团标记,如HEX和6-FAM。

3. 特殊设备

ABI377、310、3100或3700DNA测序仪

干冰(可选用,见(二)方法中(16))

温育或水浴,预置65°C和100°C

(二)方法

1. 荧光标记探针和待测DNA的制备

(1)取一无菌离心管置于冰上,加入如下组分。

基因组DNA                       50~100ng

引物5undefined                            20pmol
 
引物5undefined                             20pmol

dNTP溶液(10 mmol/L)     2.5ul

T叫聚合酶(lU/ul)              1ul

PCR缓冲液(10X)             10ul

H2O                                   至100ul

~undefined第一套 PCR扩增中,用荧光标记引物扩增待测DNA(见材料列表>, 用生物素末端标记的引物扩增野生型 DNA。第二套PCR 中,交换标记引物对,也就是用生物素末端标记引物扩增待测DNA, 用荧光标记引物扩增野生型 DNA。

按下面 PCR 程序扩增。



(2)取少量 PCR 产物用2% 的琼脂糖凝肢检测。若结果令人满意,则按如下程序进行异源双链退火反应(注意:40u1 样品足够进行 KMn04和羟胺处理)。

野生型扩增子(20ng/ul)                 5ul

待测扩增子(20ng/ul)                     5ul

退火缓冲液,2X                              20ul

H2O                                                 至 40ul

100°C 保温5 min,42°C 保溫 lh。

(3)对照组,按如下程序进行同源双链退火反应。

野生型扩增子(生物素标记引物)(20ng/ul)     5ul

野生型扩增子(荧光标记引物)(20ng/ul )        5ul

退火缓冲液,2X                                                   20ul

H2O                                                                      至 40ul

100°C 保温5 min,65°C保温 80 min 缓慢冷却至室温(过夜)。短暂离心收集样品后,对照组同源双链分子的处理方法与异源双链分子处理方法相同。

(4)按操作手册预洗链霉抗生物素蛋白包被的磁珠,用 124B&W缓冲液重悬。
12ul 磁珠需要用12ulB&W缓冲液洗 3 次。

(5)每个退火反应(同源双链分子和异源双链分子)中加 6ul 磁珠悬浮液。室温轻摇15~30 min(取决于DNA片段的大小),保持磁珠悬浮。

(6)将管子放到磁力架上30s,保持管子在架子上,除去上清液。

(7)从磁力架上移走管子,用20ulTE 洗液洗磁珠。再将管子放到架子上,除去 TE洗液。

(8)每份双链样品用12ulTE 溶液重新悬浮。

(9)每份样品(同源双链分子和异源双链分子)都均分成两份,每份 6m1。

2. 化学切割

(10)取一份同源双链分子样品及一份异源双链分子样品进行 KMn04 反应,在磁力架上除去 TE 缓冲液。在这一步中,每个反应中应有约 75~100ng 结合在磁珠上的DNA,

(11)向每个反应混合物中加20ul1 mmol/LKMnO4/3mol/LTEAC,25°C保温 45 min。

(12)同时,分别向余下的另一份同源双链分子与异源双链分子样品中加入20ul羟胺溶液(4.2mol/L),37°C保温30 min。

(13)将管子放到磁力架上停止反应,除去上清液。

(14)用50ulTE 洗磁珠 2 次。

(15)所有 4个管子中都加 50ul10% 哌啶溶液,90°C保温30 min。

(16)管子放置到冰上,加入 0.5ul 糖原(20 mg/ml)、50ul 乙酸钠(0.6mol/L,pH5.2)和 300ul 冰冷的乙酵,沉淀 DNA。-20°C 放置30~45 min 或干冰上 10miundefined。

(17)小离心机中 4°C 最高速离心 30 min,除去上清液。

(18)180ul70% 乙醇洗涤沉淀。

(19)小离心机中最高速离心1min, 小心除去乙醇。

(20)用1.5ul 甲酰胺染液溶解沉淀,上样到 ABI-377DNA 序列仪(PerkinElmer),或者加12ul甲酰胺与分子量标准后,上样到毛细管电泳系统中。DNA片段可被荧光检測系统检测到。

~undefined(16)~(19)步中沉淀 DNA 也可采用下面方法:每份样品中加入5ul新的预洗的磁珠,室溫下轻摇15~30 min。将管子放到磁力架上30s, 保持管子在架子上,移去上清液,继续笫 (20)步。

来源:丁香实验

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