TaqMan实时荧光定量RT.docx
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TaqMan实时荧光定量RT
TaqMan实时荧光定量RT-PCR检测ERCC1变异剪接体检测平台的建立
前言
对一个基因的各个变异剪接体分别进行精确定检测是深入研究变异剪接的基础。
在TaqMan实时荧光定量RT-PCR技术( TaqManreal-timequantity RT-PCR)出现前,传统的检测方法有4种[1,2]:
(1)Northernblot;
(2)核酶保护分析;(3)相对定量RT-PCR,(4)竞争定量RT-PCR这些方法都有其内在的局限性。
Northernblot耗时,随时面临RNA降解的困扰,而且灵敏度不高,需要相对大量的RNA才能检测出来,仅仅适合相对定量分析[3]。
核酶保护分析比Northern blot相对灵敏,但是仍然耗时而且需要相对大量的RNA才方便检测[4-8]。
相对定量RT-PCR则需要在每个反应的指数扩增期停止反应后进行凝胶电泳分析,由于每个样本的起始拷贝数不一致,很难确保每个样本均处于相同的指数扩增期。
而且此方法需要将PCR产物进行琼脂糖或聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,增加了步骤,而且增加了污染的可能性[9]。
竞争定量RT-PCR则需要根据不同的目的基因片断构建相应的竞争子,然后需要确定每个反应体系中竞争子和目的基因的不同比例,不仅仅耗时而且繁琐,更重要的是竞争子的构建不仅仅需要很大的技巧性,而是是一件极其艰难的工作[10,11]。
这些传统技术不仅繁琐耗时,而且对mRNA的质量要求较高,结果不稳定。
而且,这些传统的方法由于方法学上的差异性,导致研究结果不十分可靠,各研究机构之间的结果差异较大。
应用TaqMan实时荧光定量RT-PCR技术则可以分别精确检测各个变异剪接体的表达量,结果稳定,可重复性高,方便快捷,程序简单,无需后续处理,几无污染[1,12-14]。
本研究拟建立对切除修复交叉互补基因1即ERCC1(excisionrepaircross-complementationgroup1)变异剪接体的TaqMan实时荧光定量RT-PCR检测平台,为深入研究ERCC1的变异剪接奠定基础[15]。
TaqMan实时荧光定量RT-PCR技术的基本原理是通过设计与目的序列互补的一段寡核苷酸作为TaqMan探针,在此探针的5’端标记报告基团(如FAM),在3’端标记淬灭基团(如TAMRA)。
当探针完整时,报告基团所发射的荧光通过荧光共振能量传递(FRET)被淬灭基团所吸收,从而不能检测到其荧光。
Taq酶则具有5’外切酶活性,在PCR的延伸阶段,可以从探针的5’端将报告基团水解掉,并将整个探针完全水解,使得报告基团和淬灭基团的原有空间结构被打散,荧光共振能量传递不复存在,从而可以探测到反应体系中报告基团所发射的荧光。
随着PCR循环的增加,荧光也不断的累加,从而反映产物的生成情况[16-18]。
在研究变异剪接时,只需要将TaqMan探针设计在发生了变异剪接的外显子的前后邻近两个外显子处,即跨在前一个外显子的末端和后一个外显子的前端,便可检测到目的变异剪接体的表达量。
在不同的探针上标记不同的荧光物质,便可以在同一个反应体系中同时检测各个变异剪接体的表达量[12,19-21]。
变异剪接(alternative splicing)是真核生物中广泛存在的一个现象[22-27],可以调节基因的表达水平[28],增加蛋白质的多样性[29,30],并对肿瘤的生物学行为有很大的影响[22, 27,31-34],和肺癌[13]、乳腺癌[35-37]、卵巢癌等的发生发展存在一定的关系。
ERCC1是核酸切除修复系统NER(nucleotideexcisionrepair)的一个关键基因,在以铂类为基础的化疗中扮演着重要角色。
铂类药物通过与细胞DNA形成加合物(Pt-DNAadducts)从而杀伤肿瘤细胞,NER则可以通过切除加合物并修复被损伤的DNA,从而降低化疗的效果。
研究表明ERCC1的mRNA表达量与 肿瘤患者的化疗敏感性和生存时间具有一定的相关性[38]。
ERCC1基因共10个外显子,细胞中存在不同比例的两种形式的剪接体,为含10个外显子的全长剪接体mRNA(full length,FL),和缺失第VIII外显子(长72bp),仅含9个外显子的变异剪接体mRNA(alternativesplicing,AS)[39-41]。
1ERCC1基因结构特征分析(文章写作不规范,[ERCC1基因结构特征分析]一节是属于材料方法,还是前言部分?
我认为这部分ERCC1在GenBank的背景,可以放在综述里)
根据GenBank数据库提供的信息,ERCC1基因ID为GeneID:
2067,位于19号染色体长臂,处于19q13.2-q13.3位置。
ERCC1在染色体的位置:
chromosome:
19;Location:
19q13.2-q13.3
OfficialSymbolERCC1 and Name:
excision repaircross-complementingrodent repair deficiency,complementation group1 (includesoverlappingantisense sequence)[Homo sapiens]
OtherAliases:
COFS4,UV20
Other Designations:
excisionrepaircross-complementing1;excisionrepairprotein
Chromosome:
19;Location:
19q13.2-q13.3
Annotation:
Chromosome19,NC_000019.8(50604712..50619017,complement)
MIM:
126380
GeneID:
2067
ERCC1是研究比较多的基因,ERCC1在染色体的位置图可以在文章中不列出,而且ERCC1基因的染色体位置,与其外显子剪切无关。
基因组全长14306 bp,转录为含有10个外显子的mRNA全长为1101bp,编码氨基酸的mRNA序列从147开始至1040结束,共计894bp是编码氨基酸的序列,以ATG作为起始密码子,以TGA作为终止密码子(任何一个蛋白质都是与ATG为起始密码子,以TGA作为终止密码子,这句多余)。
产物ERCC1蛋白含297个氨基酸。
编码核酸序列占基因组核酸的6.25%。
每个外显子的长度在100bp左右,最长外显子是第III外显子,长216bp,最短外显子是第IX外显子,长69bp,平均外显子长度是110bp。
ERCC1基因内含子与外显子的序列
ExonsandIntronofERCC1Gene
成熟的全长ERCC1mRNA含有10个外显子,全长1101bp,从1至146bp是3’非编码区3’UTR(3’ untranslatedregion),从1041到1101是5’非编码区5’UTR (5’untranslatedregion)
ERCC1基因mRNA的结构分析
The structureofERCC1 mRNA
使用BLAST在人基因组和转录子库里面比对ERCC1的mRNA序列,可以发现ERCC1的mRNA序列是非常特异的。
(在人基因组和转录子库里比对,应用的是贪婪比对法则,而且只与人的基因组比对,当然只有ERCC1可比对,这些与外显子检测无关,可删除)
ERCC1基因的BLASTA同源性比对
Homologyof ERCC1gene usingBLASTAsoftware(删除)
第八外显子72bp序列
GTGACTGAATGTCTGACCACCGTGAAGTCAGTCAACAAAACGGACAGTCAGACCCTCCTGACCACATTTGGA
2.ERCC1全长及缺失第VIII外显子变异剪接体TA质粒的构建(这一节属方法部份,放到方法里)
试验流程如下:
2.1 材料与试剂
2.1.1 标本
标本组织来源来自正常卵巢组织(标本来源单位,时间,何种病人,正常人是不可能被切卵巢的),标本切下后迅速置于液氮中保存直至提取RNA时取出。
质粒与菌株
大肠埃希菌(DH-5à)EscherichiaColi,E.Coli为本实验室保存留种。
pMD18-T TA克隆质粒够自日本Takara公司[42,43]。
其结构如下:
pMD18-T质粒结构和酶切位点示意图
Thestructure andenzymesite of pMD18-TVector
2.1.2 主要仪器
超速低温离心机 德国西门子公司(本实验室没有该品牌)
TGL-16C台式高速离心机 上海安亭科学仪器厂
Geldoc 2000凝胶成像分析系统 美国Bio-Rad公司(本实验室没有该品牌)
紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司
PCR扩增仪 美国热电公司Thermoelectroncorporation
电动玻璃匀浆机 宁波玻璃仪器厂
OLYMPUS光学显微镜 日本OLYMPUS公司
恒温水浴箱 国产
冰浴加样盒 国产
桥式水平电泳仪槽 北京崇文东方仪器厂
DYY-型稳压稳流电泳仪 北京六一仪器厂
Eppendorf管 国产
微量移液器 美国Gilson公司
超低温冰箱 中国海尔公司
荧光定量PCR管0.2ml--------------薄壁美国Cepheid公司Smartcycler ?
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2.1.3试剂
(1)TRizol试剂 购自Invitrogen公司
(2)FirstStrand cDNASynthesisKit逆转录试剂盒购自MBIFermentas公司,内含:
M-Mulv 反转录酶
Oligo(dT)18 (0.5μg/μl)
高浓度dNTP10mMdNTP
RNA酶抑制剂Rnasininhibitor
5×reactionbuffer
(3)Taq PCRMasterMix购自TIANGEN生物有限公司
(4)DNA片段纯化回收试剂盒 购自日本宝生物TaKaRa公司
(5)氨苄青霉素贮存液(100μg/ml) -20℃保存备用
(6)LB培养基:
NaCl10g; Yeastextract5g;Tryptone 10g;加蒸馏水溶解,用5MNaOH调至7.0,定容至1000ml,高压灭菌消毒20min。
若加氨苄青霉素到终浓度为100μg/ml则为AMP(+),不加氨苄青霉素为AMP(-)。
(7)SOC培养基:
Tryptone2.0g;Yeastextract0.5g;NaCl0.05g;0.25MKCl1.0ml;5M NaOH调节PH值至7.0,加蒸馏水至100ml,高压消毒。
使用前加入2mol/LMgCl20.5ml和1M葡萄糖2ml(过滤除菌)。
(8)感受态细胞制备CaCl2:
连云港润泰化工有限公司
(9)LB培养板:
营养琼脂15g,加LB培养基100ml,高压灭菌,冷却至50℃-60℃时,加入氨苄青霉素使终浓度为100μg/ml,每只无菌平皿中(直径φ10cm)倒入15ml,超净台中紫外灯照射下冷却,即为Amp(+),同时制备不含氨苄青霉素的LB培养板,为Amp(-),作为对照使用。
(10)DL2000DNAMa