CN112626152A - siRNA的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及核酸提取技术领域,尤其涉及一种siRNA的制备方法,该制备方法包括如下步骤:体外转录获得目的基因的dsRNA;用RNase Ⅲ对所述目的基因的dsRNA进行消化处理,得到消化产物;将所述消化产物凝胶电泳后,切割核酸片段<30bp的胶块;将所述胶块研磨冻融后,获得siRNA。该制备方法具有准确有效、操作简便、成本低廉的特点,为纯化siRNA以及RNAi研究带来极大的方便,具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本申请属于核酸提取技术领域,尤其涉及一种siRNA的制备方法。
背景技术
RNA干扰(RNA interference,RNAi)是近年发展起来的一种阻抑基因表达的新方法,该技术可以通过双链RNA的介导,降解靶基因的mRNA,在转录后水平上特异性地阻断或降低靶基因的表达,达到类似基因敲除的效果,而操作比基因敲除简单,有着投入少、实验周期短等优势,是一种可以大量进行基因功能检测的高效且经济的研究方法,已经被广泛用于研究特定基因的功能。
在RNAi实验中,获得小干扰RNA(Small interfering RNA,siRNA)是沉默靶基因的首要步骤。目前有多种方法制备siRNA,其中较为常用的有化学合成法、体外转录法、体内载体表达法、siRNA表达框架法、RNaseⅢ体外消化dsRNA(Double-stranded RNA,双链RNA)法等。
一个基因的不同siRNA对其可能会有显著不同的抑制效果,化学合成法、体外转录法、体内载体表达法、siRNA表达框架法等均需要寻找和验证最有效的siRNA,因而可能会消耗更多时间。而使用RNaseⅢ消化长dsRNA制备法无需验证和寻找有效地特定siRNA,可以很好地解决这个问题,为研究者节省不少经费及时间。该方法主要步骤为:先通过PCR制备DNA模板(在PCR引物地5’端加上T7启动子序列,以启动转录),使用加上T7启动子序列的DNA模板体外转录制备dsRNA,然后使用大肠杆菌RNaseⅢ消化dsRNA,形成siRNA片段,去除未消化的dsRNA即可纯化得到siRNA混合物。该方法得到的产物含有多种不同序列的siRNA,不同siRNA可能存在序列的重叠,几乎可以覆盖整个靶区段,不必筛选有效片段即可保证可有效降解靶mRNA,适合快速经济地研究某一基因功能缺失的表型。然而RNaseⅢ消化长dsRNA除了产生12-30bp的短的dsRNA,也产生一些>30bp的dsRNA。在哺乳动物细胞中,长度超过30bp的长dsRNA不仅无法触发细胞中的RNAi,而且会激活通常由IFN诱导的dsRNA依赖的激酶PKR和2'-5'-寡腺苷酸合成酶。激活的PKR通过磷酸化翻译因子真核起始因子2α来抑制翻译过程,而2'-5'-寡腺苷酸合成酶则通过激活RNase L引起非特异性mRNA降解,从而对细胞会产生毒性作用。因此,需要对RNaseⅢ消化后的产物进行纯化,以获得较纯的12-30bp的siRNA。
dsRNA的分子量=碱基数(bp)x 680Da/bp,那么30bp dsRNA对应的分子量即为20.4kDa。因此,目前普遍采用30kDa的超滤管纯化RNaseⅢ消化后的dsRNA混合物。然而,超滤管价格昂贵,不适用于需要研究多个基因的大量制备siRNA;而且超滤管纯化在上样前需要将RNaseⅢ消化的混合物稀释,导致纯化的siRNA浓度较低,需要再次进行siRNA浓缩步骤,操作较繁琐。
因此,相关技术有待改进。
发明内容
本申请的目的在于提供一种siRNA的制备方法,旨在解决现有RNaseⅢ体外消化dsRNA制备siRNA成本高、步骤繁琐的技术问题。
为实现上述申请目的,本申请采用的技术方案如下:
本申请提供一种siRNA的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
体外转录获得目的基因的dsRNA;
用RNaseⅢ对所述目的基因的dsRNA进行消化处理,得到消化产物;
将所述消化产物凝胶电泳后,切割核酸片段<30bp的胶块;
将所述胶块研磨冻融后,获得siRNA。
本申请构建一种简单的siRNA的制备方法,该制备方法是对现有RNaseⅢ体外消化dsRNA法进行改进,具体地,该制备方法基于RNaseⅢ消化体外转录获得目的基因的dsRNA,然后对消化产物凝胶电泳以切割核酸片段<30bp的胶块,通过对该胶块研磨冻融后,释放出siRNA。该制备方法可以有效去除RNaseⅢ消化产物中>30bp的dsRNA片段,具有准确有效、操作简便、成本低廉的特点,为纯化siRNA以及RNAi研究带来极大的方便,具有很好的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的以含T7启动子序列的完整引物扩增Unigene7122含T7启动子序列DNA的琼脂糖凝胶电泳图;其中:M.DL15000DNA Marker,1.含T7启动子序列的Unigene7122扩增结果,2.阴性对照;
图2是本申请实施例提供的以含T7启动子序列的完整引物扩增Unigene12835、Unigene19308含T7启动子序列DNA的琼脂糖凝胶电泳图;其中,M.DL2000 DNA Marker;1.阴性对照(T7-U12835F1、T7-U12835R1),2.含T7启动子序列的Unigene12835(T7-U12835F1、T7-U12835R1)扩增结果,3.阴性对照(T7-U12835F2、T7-U12835R2),4.含T7启动子序列的Unigene12835(T7-U12835F2、T7-U12835R2)扩增结果,5.阴性对照(T7-U19308F1、T7-U9308R1),6.含T7启动子序列的Unigene19308(T7-U19308F1、T7-U9308R1)扩增结果,7.阴性对照(T7-U19308F2、T7-U9308R2),8.含T7启动子序列的Unigene19308(T7-U19308F2、T7-U9308R2)扩增结果;两个基因后续实验分别使用引物T7-U12835F1、T7-U12835R1和T7-U19308F1、T7-U9308R1;
图3是本申请实施例提供的以含T7启动子序列的完整引物扩增Unigene13423等5个基因含T7启动子序列DNA的琼脂糖凝胶电泳图;其中:M.DL2000 DNA Marker,1.含T7启动子序列的Unigene13423扩增结果,2.含T7启动子序列的CL1989.Contig1扩增结果,3.含T7启动子序列的CL3290.Contig2扩增结果,4.含T7启动子序列的CL3871.Contig2扩增结果,5.含T7启动子序列的CL51.Contig2扩增结果;
图4是本申请实施例提供的Unigene12835等8个基因的dsRNA及酶切后siRNA产物的琼脂糖凝胶电泳图;其中:M1.DL2000 DNA Marker,M2.20bp DNA ladder Marker,1.Unigene12835 dsRNA,2.Unigene12835 siRNA mix,3.Unigene13423 dsRNA,4.Unigene13423 siRNA mix,5.Unigene19308 dsRNA,6.Unigene19308 siRNA mix,7.Unigene7122 dsRNA,8.Unigene7122 siRNA mix,9.CL1989.Contig1 dsRNA,10.CL1989.Contig1 siRNA mix,11.CL3290.Contig2 dsRNA,12.CL3290.Contig2 siRNAmix,13.CL3871.Contig1dsRNA,14.CL3871.Contig1 siRNA mix,15.CL51.Contig3 dsRNA,16.CL51.Contig3 siRNA mix;
图5是本申请实施例提供的Unigene12835、Unigene19308基因的siRNA纯化产物的琼脂糖凝胶电泳图;其中,M.DL5000 DNA Marker,1.Unigene12835未纯化的siRNA mix,2.Unigene12835纯化含goldview的siRNA,3.Unigene12835纯化不含goldview的siRNA,4.Unigene19308未纯化的siRNA mix,5.Unigene19308纯化含goldview的siRNA,6.Unigene19308纯化不含goldview的siRNA;
图6是本申请实施例提供的CL3290.Contig2、CL51.Contig2基因的siRNA纯化产物的琼脂糖凝胶电泳图;其中,M.20bp DNA ladder Marker,1.CL3290.Contig2未纯化的siRNA mix,2.CL3290.Contig2纯化含goldview的siRNA,3.CL3290.Contig2纯化不含goldview的siRNA,4.CL51.Contig3未纯化的siRNA mix,5.CL51.Contig3纯化含goldview的siRNA,6.CL51.Contig3纯化不含goldview的siRNA;
图7是本申请实施例提供的Unigene13423基因的siRNA纯化产物的琼脂糖凝胶电泳图;其中,M.20bp DNA ladder Marker,1.Unigene13423未纯化的siRNA mix,2.Unigene13423纯化含goldview的siRNA,3.Unigene13423纯化不含goldview的siRNA;
图8是本申请实施例提供的Unigene12835经过靶向干扰后的基因相对表达量(以β-actin为内参基因);其中,(a)以NC组为对照的相对表达量,(b)以Mock组为对照的相对表达量;
图9是本申请实施例提供的Unigene19308经过靶向干扰后的基因相对表达量(以β-actin为内参基因);其中,(a)以NC组为对照的相对表达量,(b)以Mock组为对照的相对表达量;
图10是本申请实施例提供的CL51.Contig3经过靶向干扰后的基因相对表达量(以β-actin为内参基因);其中,(a)以NC组为对照的相对表达量,(b)以Mock组为对照的相对表达量;
图11是本申请实施例提供的Unigene13423经过靶向干扰后的基因相对表达量(以β-actin为内参基因);其中,(a)以NC组为对照的相对表达量,(b)以Mock组为对照的相对表达量;
图12是本申请实施例提供的CL3290.Contig2经过靶向干扰后的基因相对表达量(以β-actin为内参基因);其中,(a)以NC组为对照的相对表达量,(b)以Mock组为对照的相对表达量;
图13是用RNaseⅢ对CL3290.Contig2 dsRNA消化后未纯化的CL3290.Contig2siRNA mix与本申请实施例提供的经纯化后的CL3290.Contig2 siRNA对目的基因CL3290.Contig2经过靶向干扰后的基因相对表达量(以β-actin为内参基因)对比图;其中,(a)以NC组为对照的相对表达量,(b)以Mock组为对照的相对表达量;
图14是对比例1用30K超滤管纯化siRNA的琼脂糖凝胶电泳图;其中,M.20bp DNAladder Marker,1.Unigene13423 dsRNA,2.Unigene13423未纯化的siRNA mix,3.Unigene13423 siRNA mix经30K超滤管流出样,4.Unigene13423 siRNA mix经30K超滤管截留样,5.Unigene7122 dsRNA,6.Unigene7122未纯化的siRNA mix,7.Unigene7122 siRNAmix经30K超滤管流出样,8.Unigene7122 siRNA mix经30K超滤管截留样。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请实施例提供一种siRNA的制备方法,该制备方法包括如下步骤:
S01:体外转录获得目的基因的dsRNA;
S02:用RNaseⅢ对所述目的基因的dsRNA进行消化处理,得到消化产物;
S03:将所述消化产物凝胶电泳后,切割核酸片段<30bp的胶块;
S04:将所述胶块研磨冻融后,获得siRNA。
本申请构建一种简单的siRNA的制备方法,该制备方法是对现有RNaseⅢ体外消化dsRNA法进行改进,具体地,该制备方法基于RNaseⅢ消化体外转录获得目的基因的dsRNA,然后对消化产物凝胶电泳以切割核酸片段<30bp的胶块,通过对该胶块研磨冻融后,释放出siRNA。该制备方法可以有效去除RNaseⅢ消化产物中>30bp的dsRNA片段,具有准确有效、操作简便、成本低廉的特点,为纯化siRNA以及RNAi研究带来极大的方便,具有很好的应用前景。
步骤S01中,所述体外转录获得目的基因的dsRNA的步骤包括:将总RNA反转录得到cDNA,用含有T7启动子的引物扩增所述cDNA,然后进行体外转录,并用核酸酶消化。通过不同的含有T7启动子的引物设计,可以扩增所述cDNA中不同目的基因,从而最终可以制备得到针对该目的基因的siRNA。总RNA的提取可以使用Takara公司的RNAiso Plus试剂盒进行;反转录可以通过Takara公司的试剂盒PrimeScriptTM 1st Strand cDNA Synthesis Kit进行;含有T7启动子的引物可以自行设计,可以先使用软件Primer Premier5设计各基因的引物,然后在正反向引物的5’端分别加上T7启动子序列,作为完整的引物扩增所研究的目的基因部分长度片段。本实施例中添加的T7启动子序列为:5'-TAATACGACTCACTATAGGGAGA-3'。在本申请实施例中,目的基因选用了Unigene12835,Unigene13423,Unigene19308,Unigene7122,CL1989.Contig1,CL3290.Contig2,CL3871.Contig1,CL51.Contig3等。
本申请中,为验证该siRNA的提取效果,对鲤鱼上皮瘤细胞(EPC)进行转录组测序,从中获得基因转录本(mRNA)的部分序列编号以及功能注释:具体地,编号Unigene12835预测为4F2 cell-surface antigen heavy chain-like[Sinocyclocheilus rhinocerous],编号Unigene19308预测为lysosome membrane protein 2-like[Sinocyclocheilusrhinocerous],编号Unigene13423预测为Niemann-Pick C1 protein-like[Sinocyclocheilus rhinocerous],编号Unigene7122预测为aminopeptidase N-like[Sinocyclocheilus rhinocerous],编号CL1989.Contig1为neural cell adhesionmolecule 1a precursor[Danio rerio],编号CL3290.Contig2为erythrocyte band7integral membrane protein isoform X2[Danio rerio],编号CL3871.Contig1为sourceof immunodominant MHC-associated peptides[Ctenopharyngodon idella],编号CL51.Contig3预测为PREDICTED:transferrin receptor protein 1-like[Sinocyclocheilus anshuiensis],以上述为目的基因进行对应的siRNA的提取。
在步骤S02中的所述消化处理中,RNaseⅢ浓度为0.5-1.5U/μl,优选0.5-1.5U/μl,这样浓度的消化反应体系消化效果更好。并通过RNaseⅢ消化dsRNA获得片段较小的,包括12-30bp siRNA的dsRNA混合物。
在步骤S03中,所述凝胶电泳是浓度为3%的琼脂糖凝胶电泳。紫外下切下核酸片段<30bp的siRNA的胶块,从而可以有效去除RNaseⅢ消化产物中>30bp的dsRNA片段,然后经过研磨冻融即可释放出针对目的基因的siRNA。
进一步地,所述研磨冻融的步骤包括:将所述胶块切碎后,依次冰冻和解冻融化,然后加水研磨。其中,所述冰冻的温度为-80℃~0℃,所述解冻融化的温度为20℃-27℃,上述温度范围可以更好地进行冰冻和解冻融化。而研磨可以使用电动研磨枪彻底研磨。所述研磨冻融的步骤重复2-4次,这样可以彻底释放目的基因的siRNA,以提高提取的浓度。
进一步地,所述加水研磨后,还包括离心取上清。反复冻融融化胶块,释放出siRNA,离心取上清获得纯化的siRNA。在一实施例中,所述目的基因为Unigene12835,得到的所述siRNA为Unigene12835 siRNA;或者,所述目的基因为Unigene13423,得到的所述siRNA为Unigene13423 siRNA;所述目的基因为Unigene19308,得到的所述siRNA为Unigene19308 siRNA;所述目的基因为Unigene7122,得到的所述siRNA为Unigene7122siRNA;所述目的基因为CL1989.Contig1,得到的所述siRNA为CL1989.Contig1 siRNA;所述目的基因为CL3290.Contig2,得到的所述siRNA为CL3290.Contig2 siRNA;所述目的基因为CL3871.Contig1,得到的所述siRNA为CL3871.Contig1 siRNA;所述目的基因为CL51.Contig3,得到的所述siRNA为CL51.Contig3 siRNA。
通过上述制备方法,可以获得高纯度的siRNA,后续可以将得到的siRNA用于转染鲤鱼上皮瘤细胞以检测靶基因沉默效果;在一实施例中,上述制备方法所述获得siRNA之后,还包括配制成浓度为0.1nmol/L-0.5nmol/L的所述siRNA用于转染。本申请实施例将制备的siRNA转染至鲤鱼上皮瘤细胞(EPC),具体地,提取细胞RNA,反转录成cDNA,以cDNA作为模板进行qRT-PCR反应,以β-actin作为内参,采用2-△△Ct法计算目的基因相对表达量,结果发现siRNA终浓度为0.5nmol/L时靶基因相对表达量下调50%左右。通过将终浓度为0.5nmol/L未纯化的CL3290.Contig2 siRNA mix与纯化的CL3290.Contig2 siRNA分别转染EPC细胞,比较未纯化的CL3290.Contig2 siRNA mix与纯化的CL3290.Contig2 siRNA对靶基因沉默效果的差异,发现通过搅碎冻融法纯化的CL3290.Contig2 siRNA对靶基因沉默效果明显高于未纯化的CL3290.Contig2 siRNA mix,验证了搅碎冻融法纯化siRNA的有效性。
本申请通过体外转录获得靶基因的dsRNA,经RNAⅢ消化获得小片段的dsRNA,通过切胶回收、搅碎冻融法纯化了RNaseⅢ消化的siRNA混合物,得到较纯的siRNA,并用纯化的siRNA转染EPC细胞检测靶基因沉默效果,发现siRNA终浓度为0.5nmol/L时对靶基因表达下调50%左右。因此,本申请可以实现简便、低成本并且高效纯化siRNA的目的,在RNAi研究中具有重要的应用价值。
下面结合具体实施例进行说明。
实验材料与试剂
主要材料:鲤鱼上皮瘤细胞(EPC);
主要试剂:siRNA NC由广州锐博生物公司提供,转染试剂RNAiMAX Reagent购自invitrogen公司,10%FBS无双抗的MEM培养基,不含双抗和FBS的MEM培养基、OPTI-MEM培养基购自Gibco公司,RNAi Kit购自Thermo公司,RNaseⅢ(E.coli)购自Ambio公司,RNA提取试剂盒RNAiso Plus、反转录试剂盒PrimeScriptTM 1stStrand cDNA Synthesis Kit、实时荧光定量PCR试剂盒TBGreenTM Premix Ex TaqTM II(Tli RNaseH Plus)购自宝生物工程(大连)有限公司(大连Takara公司)。
实施例1
一、提取EPC细胞的总RNA
使用Takara公司的RNAiso Plus试剂盒进行EPC的总RNA提取,具体操作步骤如下:
(1)收集细胞:吸出细胞培养基,用PBS清洗细胞一次;
(2)每10cm2生长的培养细胞加入1-2mL的RNAiso Plus试剂,轻轻晃动,确保裂解液均匀分布于细胞表面;
(3)将内含细胞的裂解液转移至离心管中,用移液枪反复吹吸直至裂解液中无明显沉淀;
(4)室温静置5min,然后从核蛋白中分离RNA;
(5)向上述步骤(4)的匀浆裂解液中加入氯仿(RNAiso Plus的1/5体积量),盖紧离心管盖,混合至溶液乳化呈乳白色;
(6)室温静置5min;;
(7)12,000g,4℃离心15min。从离心机中小心取出离心管,此时匀浆液分为三层,即:无色的上清液(含RNA)、中间的白色蛋白层(大部分为DNA)及带有颜色的下层有机相;
(8)吸取上清液转移至另一新的离心管中(切勿吸出白色中间层);
(9)向上清中加入0.5-1倍RNAiso Plus体积的异丙醇,上下颠倒离心管充分混匀后,置于室温下静置10分钟;
(10)12,000g,4℃离心10min。一般在离心后,试管底部会出现RNA沉淀;
(11)小心弃去上清,切勿触及沉淀,残留少量异丙醇没有关系。加入与RNAisoPlus等量的75%乙醇,轻轻上下颠倒洗涤离心管管壁,7,500g,4℃离心5min后小心弃去上清,切勿触及沉淀;
(12)打开离心管盖,室温干燥沉淀几分钟。沉淀干燥后,加入适量的RNase-free水溶解沉淀即为EPC的总RNA;
(13)Nanodrop检测所提取RNA的浓度及质量,并提供琼脂糖凝胶电泳检测所提取RNA的完整性。
二、RNA的反转录
以上一步骤所提取的总RNA为模板,使用Takara公司的试剂盒PrimeScriptTM 1stStrand cDNA Synthesis Kit进行反转录,具体流程如下:
(1)按表1(变性反应液配制表)的比例成分在冰上配制反应液的预混液,分装到各反应管中,最后再分别加入模板,将模板与反应液混匀。65℃保温5min后,冰上迅速冷却;
表1
(2)按表2(反转录反应液配置表)的比例成分在冰上配制反转录反应液的预混液,然后取10μL分别添加到上述的各管变性后反应液中;
表2
轻轻混匀后,按照以下条件进行反转录反应:
30℃10min,42℃30min,95℃5min;
然后置于冰上放置,得到EPC细胞的cDNA,若暂时不用于下一步骤可以存放于-20℃。
三、制备DNA模板
(1)使用软件Primer Premier5设计各基因的引物,然后在正反向引物的5’端分别加上T7启动子序列,作为完整的引物扩增所研究的基因部分长度片段。本实验添加的T7启动子序列为:5'-TAATACGACTCACTATAGGGAGA-3';
(2)以EPC细胞的cDNA为模板,用上述所设计的引物,按照表3(制备DNA模板反应体系)配制反应液,制备dsRNA的DNA模板;
表3
(3)先使用基因特异引物(不包含T7启动子序列)的Tm值加5℃作为退火温度反应五个循环,再使用完整引物(即基因特异引物加上T7启动子序列)的Tm值加5℃作为退火温度循环35个循环进行PCR反应;
(4)琼脂糖凝胶电泳验证产物特异性其目的条带大小,并将扩增产物送公司测序验证其序列。
四、制备目的基因dsRNA
(1)第一次使用MEGAscript RNAi Kit之前,往2×Wash Solution加入12mL ACS或者更高级别的无水乙醇,即为washing solution混合均匀后室温保存;
(2)从冰箱取出T7 Enzyme Mix直接置于冰上,因为它储存在甘油中,-20℃下不会结冰;
(3)将10×T7 Reaction Buffer和4种脱氧核苷酸溶液(ATP,CTP,GTP,和UTP)进行涡旋,一旦解冻立马将4种脱氧核苷酸溶液置于冰上,而10×T7Reaction Buffer继续放在室温;
(4)按照表4(体外转录反应体系)在室温下配置反转录反应液,充分混匀反应液,轻弹反应管或者上下吹打然后短暂离心至管子底部,37℃孵育2.5h;
表4
(5)75℃孵育5min,然后自然冷却至室温退火形成dsRNA,切勿放在冰上冷却;注:对于≤800nt的dsRNA合成反应来说,可不进行退火反应;而对于≥800nt的dsRNA合成,则需进行退火反应;
(6)使用TE(10mmol/L Tris,1mmol/L EDTA)或者loading buffer按1:100比例稀释dsRNA,取5μL进行1%琼脂糖凝胶电泳,检测双链形成的完整性及形成效率;
(7)按照表5(核酸酶消化反应体系)在冰上制备RNase消化反应液,然后37℃孵育1h,以除去DNA及ssRNA。
表5
五、纯化dsRNA
(1)按照表6(dsRNA binding mix配方)的配方配制dsRNA binding mix,轻柔地上下吹打混匀;
表6
(2)将上述500μL dsRNA binding mix加到超滤管的过滤器上,13,000rpm离心2min,弃滤液,将滤芯放到收集管中;
(3)取500μL Washing Solution到过滤器上,离心弃滤液,重复两次;弃滤液后再空管离心10-30s,以除去残留的液体;
(4)往过滤器加入50μL预热的Elution Solution(≥95℃),然后13,000rpm离心2min;
(5)重复步骤(4),再使用50μL Elution Solution洗脱dsRNA到同一收集管中。
(7)测上述产物的RNA浓度,然后保存于-20℃;
(7)使用TE(10mmol/L Tris,1mmol/L EDTA)或者loading buffer按1:5比例稀释dsRNA,取5μL进行1%琼脂糖凝胶电泳,检测纯化的dsRNA的完整性及双链形成效率。
六、RNaseⅢ消化dsRNA
(1)按照表7(RNaseⅢ消化反应体系)配制反应液,混合均匀;
表7
(2)37℃孵育1.5h。
七、搅碎冻融法纯化siRNA
将上述dsRNA的RNaseⅢ消化产物即siRNA mix进行纯化,具体步骤如下。
(1)同时配制大小一致且浓度均为3%的琼脂糖核酸胶,其中一块加入goldview,另外一块不加;
(2)将dsRNA的RNaseⅢ消化产物平均分为两份,一份上样于含goldview的核酸胶,另一份上样于不含goldview的核酸胶。注意上样的孔保持一致,两块胶置于同一电泳槽中同时进行电泳;
(3)紫外照射下,含goldview的核酸胶在20bp左右可以看到有明显的条带,此为siRNA的目的条带,而不含goldview的核酸胶理论上在同一位置也有相同条带;
(4)将两块胶完全重叠在一起,在紫外灯下切下20bp的目的条带,分别回收到干净的EP管中;
(5)将胶块尽可能切碎,然后置于-80℃冰冻;
(6)将冻结后的胶块取至室温(25℃)解冻融化,加入适量ddH2O,然后使用电动研磨枪进行研磨;
(7)重复步骤(5)、(6)三次,确保胶块完全捣碎;
(8)4℃,12,000rpm离心10min;
(9)用移液枪小心吸取上清转移至干净的离心管中,即为纯化好的siRNA。使用Nanodrop检测所纯化siRNA的浓度,然后计算其摩尔浓度;
(10)琼脂糖凝胶电泳检测纯化效果。
实验结果:
将制备得到的cDNA为模板,分别使用设计的含T7启动子序列的完整引物扩增各靶基因含T7启动子序列的DNA,用作后续制备dsRNA的DNA模板,将扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳,验证扩增片段的大小及特异性。如图1、图2、图3所示,各基因均扩增出单一明亮的条带,扩增片段大小与预测大小相符,扩增产物测序正确。
RNaseⅢ充分消化dsRNA,最终产生的小片段dsRNA的介于12-30bp之间。从图4可以看到,8个研究基因的dsRNA经RNaseⅢ消化后,片段大小主要为20bp左右,没有看到明显的大片段条带,可见RNaseⅢ消化较为充分,初步获得了各基因的siRNA混合物。但是从图中可以看到,RNaseⅢ消化产物中仍有一些dsRNA混合物处于20-100bp之间。
为避免酶切后得到的siRNA mix中含有的长片段对细胞会产生毒性作用,从中挑取5个siRNA mix进行琼脂糖凝胶电泳,然后将20bp左右的条带进行切胶回收,捣碎并且反复冻融,以期siRNA从中释放出来,得到不含>30bp片段的siRNA。将纯化产物进行琼脂糖凝胶电泳,从图5、图6、图7中可见,未纯化的siRNA mix确实存在一定较长片段,而经过纯化后,电泳条带单一而且大小为20bp左右,说明基本上去除了这些大片段,得到纯度较高的siRNA。
实施例2
一、siRNA转染EPC
(1)前一日接种EPC细胞:使用含10%FBS不含双抗的MEM培养基将EPC接种至24孔板,使得次日细胞贴壁后覆盖率为60%-80%。每个实验组设置3个重复孔;
(2)制备siRNA-lipid复合体:
①首先使用OPTI-MEM分别稀释RNAi MAX Reagent和上述制备的siRNA,按照适当倍数稀释siRNA,脂质体的稀释按照每孔1.5μL RNAi MAX Reagent+23.5μL OPTI-MEM的比例进行稀释;
②将稀释好的siRNA与脂质体按照体积比1:1的比例混合,室温孵5min。因RNaseⅢ消化得到的siRNA只要较低的浓度就可以达到化学合成siRNA较高浓度得到的效果,结合实验前期探索高浓度25nmol/L、10nmol/L、5nmol/L甚至1nmol/L时基因表达下降率不高,故本研究设置转染时设置较低浓度,每个基因siRNA终浓度分别设置0.1nmol/L与0.5nmol/L两个浓度;
实验对照组设置如下:
a)正常细胞对照组(Blank组):未经任何转染处理的细胞,用于观测整个实验过程细胞的生长状态及分析的参考;
b)转染试剂对照组(Mock组):使用转染试剂进行转染,但是不加入siRNA,用于排除转染试剂对细胞可能的影响及分析参考;
c)阴性对照组(NC组):使用锐博生物公司提供的通用型阴性对照siRNA进行转染,用于分析目的基因siRNA作用的参照;
(3)每个孔加入50μL siRNA-lipid复合体,最终转染体系为500μL,将细胞置于25℃、5%CO2培养;
(4)收集样品:转染24h后,收集各个孔的细胞及培养液至新的EP管中。
二、RNA反转录
将上述收集的样品反复冻融三次,作为反转录的模板,再使用Takara公司的试剂盒PrimeScriptTM 1st Strand cDNA Synthesis Kit进行反转录,步骤与前面的RNA反转录相同。
三、检测各基因沉默效果
使用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)的方法检测所研究的八个基因的mRNA转录水平的变化。
(1)上述反转录得到的cDNA分别稀释100倍,作为qRT-PCR模板,以靶基因设计引物,使用Takara公司的TB GreenTM premix Ex TaqTMⅡ(Tli RNaseH Plus)试剂盒进行qRT-PCR。实验时按照表8(qRT-PCR反应体系)的反应体系,冰上配制好试剂预混液,依次分装到384反应板中,最后加cDNA模板,每个样品设置三个重复孔。
表8
(2)使用以下反应程序进行荧光定量PCR:
95℃1min
(3)各个反应体系均以β-actin的荧光定量PCR产物为内参照,计算各个目的基因的基因表达相对量,釆用2-△△Ct法计算目的基因相对表达量。
实验结果:
将各基因经搅碎冻融法纯化的siRNA转染至EPC细胞后,以鲤鱼的β-actin基因的表达量作为对照,分析各基因的相对表达量,以检测各siRNA对其靶基因的沉默效果。
(1)Unigene12835的沉默结果
如图8(a)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的Unigene12835 siRNA转染EPC 24h后,与NC组相比,两个浓度处理的细胞的Unigene12835均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
如图8(b)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的Unigene12835 siRNA转染EPC24 h后,与Mock组相比,两个浓度处理的细胞的Unigene12835均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
综上,与NC和Mock组相比,Unigene12835在RNA干扰后表达水平均出现显著下调,其中0.5nmol/L的沉默效果更好,但0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异。
(2)Unigene19308的沉默结果
如图9(a)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的Unigene19308 siRNA转染EPC 24h后,与NC组相比,两个浓度处理的细胞的Unigene19308均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
如图9(b)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的Unigene19308 siRNA转染EPC24 h后,与Mock组相比,两个浓度处理的细胞的Unigene19308均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
综上,与NC和Mock组相比,Unigene19308在RNA干扰后表达水平均出现显著下调,但0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异。
(3)CL51.Contig3的沉默结果
如图10(a)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的CL51.Contig3 siRNA转染EPC 24h后,与NC组相比,两个浓度处理的细胞的CL51.Contig3均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
如图10(b)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的CL51.Contig3 siRNA转染EPC 24h后,与Mock组相比,两个浓度处理的细胞的CL51.Contig3均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
综上,与NC和Mock组相比,CL51.Contig3在RNA干扰后表达水平均出现显著下调,但0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异。
(4)Unigene13423的沉默效果
如图11(a)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的Unigene13423 siRNA转染EPC 24h后,与NC组相比,两个浓度处理的细胞的Unigene13423均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
如图11(b)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的Unigene13423 siRNA转染EPC 24h后,与Mock组相比,两个浓度处理的细胞的Unigene13423均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
综上,与NC和Mock组相比,Unigene13423在RNA干扰后表达水平均出现显著下调,但0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异。
(5)CL3290.Contig2的沉默效果
如图12(a)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的CL3290.Contig2 siRNA转染EPC 24h后,与NC组相比,两个浓度处理的细胞的CL3290.Contig2均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
如图12(b)所示,分别使用搅碎冻融法纯化的终浓度0.1nmol/L和0.5nmol/L的CL3290.Contig2 siRNA转染EPC 24h后,与Mock组相比,两个浓度处理的细胞的CL3290.Contig2均出现显著性下调(P<0.05),0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异;
综上,与NC和Mock组相比,CL3290.Contig2在RNA干扰后表达水平均出现显著下调,其中0.5nmol/L的沉默效果更好,但0.1nmol/L和0.5nmol/L两个浓度的沉默效果无显著差异。
(6)比较未纯化与纯化的siRNA引起的靶基因沉默效果差异
使用终浓度为0.5nmol/L未纯化的CL3290.Contig2 siRNA mix与本申请上述实施例提供的经纯化的CL3290.Contig2 siRNA分别转染EPC 24h后,如图13(a)所示,与NC组相比,纯化的CL3290.Contig2 siRNA对靶基因沉默效果明显高于未纯化的CL3290.Contig2siRNA mix;如图13(b)所示,与Mock组相比,纯化的CL3290.Contig2 siRNA对靶基因沉默效果也明显高于未纯化的CL3290.Contig2 siRNA mix。
对比例1
将RNaseⅢ消化后的dsRNA混合物(步骤参见实施例1)使用30kDa的超滤管进行纯化,即:将RNaseⅢ消化后的混合物稀释5倍加载到30kDa超滤管中,将超滤管插入配套的微量EP管中,14000g离心20min,收集流出液,理论上即为<30bp的siRNA,将超滤管倒扣在一个干净的1.5ml EP管中,1000g离心两分钟,收集截留液,理论上即为>30bp的长dsRNA。
结果如图14所示,经过30K超滤管纯化,收集的流出液与截留液中均含有<30bp的siRNA,截留液中<30bp的siRNA反而比流出液中多。并且,从图14可知:Unigene13423siRNA mix和Unigene7122 siRNA mix经30K超滤管流出样中含有大部分>30bp的siRNA,可见30K超滤管截留效果不明显,因此不宜适用于siRNA纯化。
综上,本申请实施例在RNaseⅢ消化dsRNA获得片段大小不一的混合物的基础上,通过琼脂糖凝胶电泳、切胶后搅碎冻融纯化siRNA,与30K超滤管纯化siRNA相比,具有以下优点:①操作简便。纯化siRNA仅需经过琼脂糖凝胶电泳,胶块研磨冻融等简单步骤,只要具备电泳仪和超低温冰箱的普通分子实验室均可进行,并且无需经过复杂siRNA mix稀释以及乙醇浓缩等步骤。②成本低廉。搅碎冻融纯化siRNA只需要购买琼脂糖,市售价格约为150元/100g,按照一块琼脂糖凝胶需要0.5g琼脂糖配制,可以上样11个孔进行电泳,则每纯化11个siRNA成本为7.5元。30K超滤管市售价格约为1423元/24个,不考虑额外的乙醇浓缩等步骤,通过30K超滤管同样纯化11个siRNA成本约为652元,远远高于搅碎冻融纯化siRNA。③纯化效果好。搅碎冻融法纯化siRNA通过琼脂糖凝胶电泳之后,准确切下<30bp的siRNA进行纯化,纯化的siRNA绝对不含>30bp的RNaseⅢ消化产物,纯化效果好。而经过30K超滤管纯化siRNA,收集的流出液与截留液中均含有<30bp的siRNA,并且流出样中含有大部分>30bp的siRNA,纯化效果不明显。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种siRNA的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
体外转录获得目的基因的dsRNA;
用RNaseⅢ对所述目的基因的dsRNA进行消化处理,得到消化产物;
将所述消化产物凝胶电泳后,切割核酸片段<30bp的胶块;
将所述胶块研磨冻融后,获得siRNA。
2.如权利要求1所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述消化处理中,RNaseⅢ浓度为0.5-1.5U/μl。
3.如权利要求1所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述凝胶电泳是浓度为3%的琼脂糖凝胶电泳。
4.如权利要求1所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述研磨冻融的步骤包括:将所述胶块切碎后,依次冰冻和解冻融化,然后加水研磨。
5.如权利要求4所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述冰冻的温度为-80℃~0℃;和/或,
所述解冻融化的温度为20℃-27℃。
6.如权利要求4所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述研磨冻融的步骤重复2-4次。
7.如权利要求4所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述加水研磨后,还包括离心取上清。
8.如权利要求1所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述体外转录获得目的基因的dsRNA的步骤包括:将总RNA反转录得到cDNA,用含有T7启动子的引物扩增所述cDNA,然后进行体外转录,并用核酸酶消化。
9.如权利要求1-8任一项所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述目的基因为Unigene12835,得到的所述siRNA为Unigene12835 siRNA;或者,
所述目的基因为Unigene13423,得到的所述siRNA为Unigene13423siRNA;或者,
所述目的基因为Unigene19308,得到的所述siRNA为Unigene19308siRNA;或者,
所述目的基因为Unigene7122,得到的所述siRNA为Unigene7122 siRNA;或者,
所述目的基因为CL1989.Contig1,得到的所述siRNA为CL1989.Contig1siRNA;或者,
所述目的基因为CL3290.Contig2,得到的所述siRNA为CL3290.Contig2siRNA;或者,
所述目的基因为CL3871.Contig1,得到的所述siRNA为CL3871.Contig1siRNA;或者,
所述目的基因为CL51.Contig3,得到的所述siRNA为CL51.Contig3 siRNA。
10.如权利要求1-8任一项所述的siRNA的制备方法,其特征在于,所述获得siRNA之后,还包括配制成浓度为0.1nmol/L-0.5nmol/L的所述siRNA用于转染。
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