CN114427000A - 一种特定基因转录起始位点的鉴定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特定基因转录起始位点的鉴定方法,其特征在于,包括如下的步骤:步骤S1,固相介质支持的特异性反转录引物的制备;步骤S2,使用S1步制备特异性反转录引物,将RNA反转录为cDNA;步骤S3,对S2步骤得到的cDNA进行加尾操作;步骤S4,对S3步骤得到的加尾后的cDNA进行PCR扩增;步骤S5,根据S4步骤得到的cDNA的扩增片段序列鉴定出特定基因转录的起始位点。
Description
技术领域
本发明涉及动物育种领域,确切讲本发明涉及一种特定基因转录起始位点的鉴定方法。
背景技术
转录起始位点的精确定位对基因的表达调控及功能研究有着重要意义。分析mRNA的5端UTR区并根据中心法则可以反推某一特定基因的转录起始碱基。这种依赖于mRNA的转录起始位点鉴定方法,对mRNA的质量要求较高。而脂肪组织杂质含量高,单位体积RNA含量低,影响了该组织的RNA提取质量,进而限制了脂肪来源RNA表达调控研究的关键环节-转录起始位点鉴定。
发明内容:
(一)解决的技术问题
为了提高脂肪组织来源RNA 5’端UTR区鉴定的成功率,本发明采用了一种基于固相介质和基因特异性引物的cDNA合成方法,该方法可以耐受较低的RNA浓度及较高的杂质污染,显著提高目标基因反转后的cDNA浓度、加尾效率及RACE扩增的成功率。
(二)技术内容
本发明提供一种特定基因转录起始位点的鉴定方法,包括如下的步骤:
步骤S1,固相介质支持的特异性反转录引物的制备;
步骤S2,使用S1步制备特异性反转录引物,将RNA反转录为cDNA;
步骤S3,对S2步骤得到的cDNA进行加尾操作;
步骤S4,对S3步骤得到的加尾后的cDNA进行PCR扩增;
步骤S5,根据S4步骤得到的cDNA扩增片段序列鉴定出特定基因转录的起始位点。
更加详细的进行说明,如下:
步骤S1,固相介质支持的特异性反转录引物的制备:
步骤S11,根据特定基因的cds区序列设计特性反转录引物(符合一般引物设计原则,产物长度小于600bp),其5端生物素标记,
步骤S12,10ul的聚苯乙烯乳液微粒(w/v10%,微粒半径建议0.3um-1um,反转录片段越长,建议半径越大)被PBS清洗3遍(14000RPM,10min)后,与100ul的链霉亲和素(1mg/ml)混合,25度涡旋1h,pbs清洗3遍(14000RPM,10min)后,与60ulpbs混合成乳液;
步骤S13,步骤S12中的60ul聚苯乙烯乳液加入步骤S11中的反转录引物至终浓度为40nM,室温震荡15min,14000RPM离心10min后,TE溶液清洗微球3次(14000RPM,10min),用400ul的双蒸水重新悬浮聚苯乙烯微粒,备用;
步骤S2,反转录:
步骤S21,10ul新提取的总RNA(3-5ug),加入上述固相特异性反转录引物22ul,80℃孵育3分钟,冰上迅速冷却,使RNA二级结构变性;
步骤S22,加入以下液体(可以用商业预混液替代),混匀:
42℃孵育1小时(间隔震荡,保持悬浮乳液状态),50℃孵育10分钟,然后70℃孵育15分钟后,终止反转录反应,
步骤S23,加RNAseH 3U,37℃孵育20分钟破坏mRNA模板;
步骤S24,离心去除上清,TE buffer洗两次,去除dNTP,无关的RNA碎片以及其他的污染物,并用10ul双蒸水悬浮溶解。
步骤S3,加尾:
步骤S32,37℃孵育5分钟,65℃孵育5分钟,
步骤S33,双蒸水稀释至200ul,即为加尾后的cDNA溶液。
步骤S4,PCR扩增:
步骤S41,引物设计本发明两轮扩增,共需要5条引物,分别为UT,U1,U2,GSP1,GSP2,其中UT,U1,U2,为通用型引物,GSP1,GSP2为基因特异性引物。UT的3端至少包括17个连续的T,保证在第一个循环的退火温度下,特异性结合目的序列,UT序列包含U1和U2,且U1和U2基本不重叠,Tm值,GC含量可适当偏高,GSP1-U1和GSP2-U2应符合配对引物的设计原则,GSP1-U1在片段外侧,GSP2-U2在片段内侧,且GSP1,GSP2必须在反转录片段的内部;
步骤S42,一轮扩增:20ul体系扩增,包括7ul的cDNA乳液,各1ul的UT(25pmol),U1(25pmol)和GSP1(25pmol),前两个循环退火温度低于50℃(可设置梯度PCR,摸索最佳温度),退火时间至少2min,后面30个循环,正常设置程序,退火温度可提升至52℃-58℃,产物用TE buffer稀释100倍,用于巢式扩增;
步骤S43,巢式扩增:20ul体系,包括2ul的一轮产物,各1ul的U2(25pmol)和GSP2(25pmol),正常PCR程序扩增;
步骤S44,1%的琼脂糖电泳检测,确定PCR反应效果。
步骤S5,转录起始位点的鉴定:
巢式PCR所产生的扩增片段连接pMD18-T载体,转化入大肠杆菌感受态细胞,挑取阳性单克隆测序。测序后找到poly(A)加尾序列(或polyT序列),与NCBI数据库比对确定其转录起始位点(紧挨polyT的序列,即为转录起始序列,注意排除反转录酶的随机加尾序列)。
有益效果:
与现有技术相比,本发明采用了一种基于固相介质和基因特异性引物的cDNA合成方法,该方法可以耐受较低的RNA浓度及较高的杂质污染,显著提高目标基因反转后的cDNA浓度、加尾效率及RACE扩增的成功率。
。在以前的方法中,由于受dNTP以及其他杂质的干扰而又缺乏有效的纯化方式,本身浓度就极低的cDNA,不得不经受纯化,以符合cDNA同聚物加尾的要求。本申请采用的基于聚苯乙烯乳液及基因特异性引物的cDNA合成方法,很好的克服了mRNA的低浓度与cDNA的纯化加尾这一关键矛盾,是解决本发明技术问题的重要因素。
附图说明
表1为通用引物;
表2为基因特异性引物;
图1为KLF4基因转录起始序列的一轮扩增产物;
图2为KLF4基因转录起始序列的巢式扩增产物;
图3为KLF4基因转录起始序列的菌液PCR产物。
图4为KLF4基因转录起始序列与mRNA原序列对比图。
图5为KLF4基因转录起始序列测序结果对比分析图。
具体实施方式
本发明以下结合实施例解说。
请参照附表1-2和附图1-3所示,以鉴定牛KLF4基因的转录起始位点为实施方式:本发明提供一种特定基因转录起始位点的鉴定方法,其特征在于,包括如下的步骤:
步骤S1,固相介质支持的特异性反转录引物的制备:
步骤S11,使用如同表1所示的通用引物,制作如表2一样的基因特异性引物,
步骤S12,10ul的聚苯乙烯乳液微粒(w/v10%,微粒半径建议0.3um-1um,反转录片段越长,建议半径越大)被PBS清洗3遍(14000RPM,10min)后,与100ul的链霉亲和素(1mg/ml)混合,25度涡旋1h,pbs清洗3遍(14000RPM,10min)后,与60ulpbs混合成乳液;
步骤S13,步骤S12中的60ul聚苯乙烯乳液加入步骤S11中的反转录引物至终浓度为40nM,室温震荡15min,14000RPM离心10min后,TE溶液清洗微球3次(14000RPM,10min),用400ul双蒸水重新悬浮聚苯乙烯微粒,备用;
步骤S2,反转录:
步骤S21,10ul新提取的总RNA(3-5ug),加入上述固相特异性反转录引物22ul,80℃孵育3分钟,冰上迅速冷却,使RNA二级结构变性;
步骤S22,加入以下液体(可以用商业预混液替代),混匀:
42℃孵育1小时(间隔震荡,保持悬浮乳液状态),50℃孵育10分钟,然后70℃孵育15分钟后,终止反转录反应,
步骤S23,加RNAseH 3U,37℃孵育20分钟破坏mRNA模板;
步骤S24,离心去除上清,TE buffer洗两次,去除dNTP,无关的RNA碎片以及其他的污染物,并用10ul双蒸水悬浮溶解;
步骤S3,加尾:
步骤S32,37℃孵育5分钟,65℃孵育5分钟,
步骤S33,双蒸水稀释至200ul,即为加尾后的cDNA溶液;
步骤S4,PCR扩增:
步骤S41,引物设计本发明两轮扩增,共需要5条引物,分别为UT,U1,U2,GSP1,GSP2,其中UT,U1,U2,为通用型引物,GSP1,GSP2为基因特异性引物。UT的3端至少包括17个连续的T,保证在第一个循环的退火温度下,特异性结合目的序列,UT序列包含U1和U2,且U1和U2基本不重叠,Tm值,GC含量可适当偏高,GSP1-U1和GSP2-U2应符合配对引物的设计原则,GSP1-U1在片段外侧,GSP2-U2在片段内侧,且GSP1,GSP2必须在反转录片段的内部;
步骤S42,一轮扩增:20ul体系PCR扩增,包括7ul的cDNA乳液,各1ul的UT(25pmol),U1(25pmol)和GSP1(25pmol),前两个循环退火温度低于50℃(可设置梯度PCR,摸索最佳温度),退火时间至少2min,后面30个循环,正常设置程序,退火温度可提升至52℃-58℃,产物用TE buffer稀释100倍,用于巢式扩增;
步骤S43,巢式扩增:20ul体系,包括2ul的一轮产物,各1ul的U2(25pmol)和GSP2(25pmol),正常PCR程序扩增;
步骤S44,1%的琼脂糖电泳检测,确定PCR反应效果;
步骤S5,转录起始位点的鉴定:
巢式PCR所产生的扩增片段连接pMD18-T载体,转化入大肠杆菌感受态细胞,挑取阳性单克隆测序。测序后找到poly(A)加尾序列(或polyT序列),与NCBI数据库比对确定其转录起始位点(紧挨polyT的序列,即为转录起始序列,注意排除反转录酶的随机加尾序列)。转录起始位点的PCR结果如图2所示。测序结果峰图对比图如图5所示,其中标记的含义为:1:U2引物位点;2:Poly T(A)尾位点;3:向5’端延伸的8bp碱基;4:KLF4mRNA 5’端序列(NCBI)。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而,以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种特定基因转录起始位点的鉴定方法,其特征在于,包括如下的步骤:
步骤S1,固相介质支持的特异性反转录引物的制备;
步骤S2,使用S1步制备特异性反转录引物,将RNA反转录为cDNA;
步骤S3,对S2步骤得到的cDNA进行加尾操作;
步骤S4,对S3步骤得到的加尾后的cDNA进行PCR扩增;
步骤S5,根据S4步骤得到的cDNA扩增片段序列鉴定出特定基因转录的起始位点。
2.根据权利要求1所述的一种特定基因转录起始位点的鉴定方法,其特征在于,步骤S1还包括:
步骤S11,根据特定基因的cds区序列设计特性反转录引物,其5端生物素标记,
步骤S12,10ul的聚苯乙烯乳液微粒,被PBS清洗3遍,后,与100ul的链霉亲和素,混合,25度涡旋1h,pbs清洗3遍,后,与60ul pbs混合成乳液;
步骤S13,步骤S12中的60ul聚苯乙烯乳液加入步骤S11中的反转录引物至终浓度为40nM,室温震荡15min,14000RPM离心10min后,TE溶液清洗微球3次,用400ul双蒸水溶液重新悬浮聚苯乙烯微粒,备用。
5.根据权利要求1所述的一种特定基因转录起始位点的鉴定方法,其特征在于,步骤S4还包括:
步骤S41,引物设计本发明两轮扩增,共需要5条引物,分别为UT,U1,U2,GSP1,GSP2,其中UT,U1,U2,为通用型引物,GSP1,GSP2为基因特异性引物。UT的3端至少包括17个连续的T,保证在第一个循环的退火温度下,特异性结合目的序列,UT序列包含U1和U2,且U1和U2基本不重叠,Tm值,GC含量可适当偏高,GSP1-U1和GSP2-U2应符合配对引物的设计原则,GSP1-U1在片段外侧,GSP2-U2在片段内侧,且GSP1,GSP2必须在反转录片段的内部;
步骤S42,一轮扩增:20ul体系PCR扩增,包括7ul的cDNA乳液,各1ul的UT(25pmol),U1(25pmol)和GSP1(25pmol),前两个循环退火温度低于50℃,退火时间至少2min,后面30个循环,正常设置程序,退火温度可提升至52℃-58℃,产物用TE buffer稀释100倍,用于巢式扩增;
步骤S43,巢式扩增:20ul体系,包括2ul的一轮产物,各1ul的U2(25pmol)和GSP2(25pmol),正常PCR程序扩增;
步骤S44,1%的琼脂糖电泳检测,确定PCR反应效果。
6.根据权利要求1所述的一种特定基因转录起始位点的鉴定方法,其特征在于,步骤S5还包括:
巢式PCR所产生的扩增片段连接pMD18-T载体,转化入大肠杆菌感受态细胞,挑取阳性单克隆测序,测序后找到poly(A)加尾序列或polyT序列,与NCBI数据库比对确定其转录起始位点,紧挨polyT的序列,即为转录起始序列。
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