1.多糖多酚中的RNA為什么難提???
從多糖多酚植物樣本中,如何提取到質(zhì)量較好的RNA,是許多科研人員最頭疼的事情,因?yàn)槎嗵嵌喾訒?huì)降低RNA提取純度&濃度。常見(jiàn)的水果如蘋(píng)果、柑橘、草莓、樹(shù)莓、葡萄;常見(jiàn)的農(nóng)作物如馬鈴薯、煙草、棉花等;中草藥如半夏、石斛、靈芝等,都含有大量的多糖多酚。那么為什么多糖多酚植物RNA較難提取呢?具體原因有3點(diǎn):
1.RNA為單鏈結(jié)構(gòu),易降解,且含有2’-OH基團(tuán),易發(fā)生氧化還原反應(yīng),分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
2.遍布各處的RNase(RNA水解酶)能催化RNA降解,且酶活高不易清除。
3.部分植物樣本富含多糖、多酚,或含有某些尚無(wú)法確定的次級(jí)代謝產(chǎn)物,干擾RNA的質(zhì)量。
多糖:其理化性質(zhì)與RNA相似,在去除多糖過(guò)程中會(huì)裹挾大量的RNA,導(dǎo)致RNA的得率降低;同時(shí)在RNA沉淀過(guò)程中,多糖也會(huì)和RNA形成凝膠沉淀,導(dǎo)致RNA純度過(guò)低;多糖還會(huì)影響一些酶的活性,降低建庫(kù)成功率。
酚類(lèi):細(xì)胞裂解后,酚類(lèi)化合物遇空氣極易氧化成醌類(lèi)。與RNA不可逆結(jié)合,從而影響其純度。越成熟的組織酚類(lèi)含量越高,幼嫩組織提取難度較小。
[注意]:在裂解液中加入抗氧化劑,可抑制RNase酶活性,并減輕酚類(lèi)物質(zhì)的影響。
次級(jí)代謝產(chǎn)物:成熟組織能產(chǎn)生某些水溶性的次級(jí)代謝產(chǎn)物,易與RNA結(jié)合,降低RNA提取的質(zhì)量。
2.RNA提取方法
目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的提取RNA的方法,包括Trizol法、SDS-苯酚法、試劑盒法等。這些方法各有優(yōu)缺點(diǎn),具體如下:
(一)TRIzol法
TRIzol主要成分:苯酚和異硫氰酸胍。苯酚的主要作用是裂解細(xì)胞,使細(xì)胞中的蛋白、核酸物質(zhì)解聚得到釋放。異硫氰酸胍是強(qiáng)有力的蛋白質(zhì)變性劑,能迅速溶解蛋白質(zhì),導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)破碎,釋放出核酸。
優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單、RNA提取完整性好、適用于一些次生代謝物含量少的植物組織。
缺點(diǎn):苯酚不能完全抑制RNAse活性,完成RNA部分損失。
(二)SDS-苯酚法
SDS和苯酚能夠使蛋白質(zhì)變性、抑制內(nèi)源性RNase的活性,同時(shí)裂解細(xì)胞膜,釋放出所需要的RNA。而且苯酚可以將溶液中蛋白質(zhì)、多糖、DNA 分層到有機(jī)相中,而RNA則留在上清溶液中。
優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)單,省時(shí)省力。
缺點(diǎn):提取過(guò)程中,無(wú)法清除大量的多糖多酚,導(dǎo)致提取的RNA純度降低,無(wú)法保證后續(xù)建庫(kù)測(cè)序?qū)嶒?yàn)的進(jìn)行。
(三) 試劑盒法
目前市場(chǎng)上有許多專(zhuān)門(mén)用于多糖多酚植物RNA提取試劑盒,試劑盒中的裂解液可以裂解植物樣本,鹽酸胍抑制RNase的活性;β-巰基乙醇抑制RNase的活性同時(shí)使蛋白變性,最后通過(guò)離心柱上的吸附膜,特異性吸附RNA。
優(yōu)點(diǎn):操作簡(jiǎn)便、快捷、不需要加入氯仿等有機(jī)溶劑;RNA純度高,適用于下游定量、建庫(kù)、測(cè)序等實(shí)驗(yàn)。
缺點(diǎn):必須是新鮮或者未反復(fù)凍融的植物樣本;提取操作不當(dāng),可能會(huì)堵塞濾膜。
3.RNA質(zhì)量檢測(cè)
提取完RNA后,都要進(jìn)行一系列的質(zhì)量驗(yàn)證,質(zhì)量合格的RNA,才能用于后續(xù)的建庫(kù)、測(cè)序、熒光定量等實(shí)驗(yàn)。一般需要對(duì)RNA的濃度、純度、完整性進(jìn)行檢測(cè),具體檢測(cè)方法&標(biāo)準(zhǔn)如下:
1.RNA濃度&純度檢測(cè):一般需要通過(guò)紫外分光光度計(jì),檢測(cè)RNA在260 nm的吸光度。純RNA:OD260/OD280≈2.0
表1:通過(guò)紫外分光光度計(jì)檢測(cè)RNA的濃度和純度

2.完整性檢測(cè):可以通過(guò)凝膠電泳法和檢測(cè)RIN值,來(lái)判斷RNA的完整性。凝膠電泳法真核生物RNA進(jìn)行跑膠后,有三個(gè)亮度不一樣的條帶,分別是28S、18S、5S。一般28S條帶最亮,18S次之,5S條帶最弱甚至看不見(jiàn)。若28S條帶的亮度大概是18S條帶的兩倍或者以上,這種情況RNA的質(zhì)量是很好的。如下圖所示
圖1:凝膠電泳檢測(cè)RNA完整性(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))。
3.Agilent 2100儀器檢測(cè)RIN值
RNA Integrity Number (RIN)值大小反映了RNA的完整性,一般認(rèn)為RIN值范圍為6.3-10.0,就說(shuō)明RNA完整。RIN值越接近10,表明RNA完整性越好,反之完整性越(特殊樣品需結(jié)合基線綜合評(píng)估)。Agilent 2100儀器不僅可以檢測(cè)RIN值,還可以得到RNA的濃度和28S/18S比值(原核生物為23S/16S)。
圖2:RIN值參考值。
4.多糖多酚植物RNA提取試劑盒
針對(duì)復(fù)雜植物RNA提取,使用百邁客生物公司研發(fā)的多糖多酚植物RNA提取試劑盒(貨號(hào):RK02004),采用獨(dú)特的裂解液,以及高效基因組DNA柱清除技術(shù),可以將多糖多酚清除掉,且無(wú)需添加氯仿、苯酚,30~40 min即可獲得高純度、高濃度的RNA。
1.部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
表2:果肉和中藥樣本,RNA濃度以及RIN值
圖3:1.0%的凝膠電泳結(jié)果。1:金桔果肉;2:茄子果肉;3:獼猴桃果肉;4:馬鈴薯塊莖;5:蘋(píng)果果肉;6:梨果肉;7:提子果肉;8:葡萄果肉;M:250 bp Marker。
總之,該試劑盒可以從植物組織,特別是富含多糖多酚的植物組織(包括果肉、花、馬鈴薯塊莖等)中快速提取RNA,提取的RNA適用于后續(xù)的熒光定量、建庫(kù)、測(cè)序等研究。
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