CN101575596B - 一种抽提牛***线粒体dna的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抽提牛***线粒体DNA的方法,该方法采用低渗溶液裂解牛***。本发明的方法无需昂贵的机器设备,使用常规试剂,操作方法简单易行,解决了从冷冻的牛***小管中抽提线粒体DNA的难题。
Description
技术领域
本发明属于遗传工程领域,具体涉及一种抽提牛***线粒体DNA的方法。
背景技术
线粒体DNA(mtDNA)是指细胞内独立于核基因组外的遗传物质,为一双链环状、大小约为16KB并能自我复制的脱氧核糖核苷酸。线粒体在细胞凋亡、衰老及程序化死亡中发挥有重要作用,在畜牧业,奶牛的产奶量和乳脂量、肉牛的肉质及产犊率等可能都与mtDNA相关(Tamassia M,et al.Evidence of oocyte donorcow effect over oocyte production and embryo development in vitro.Reproduction,2003,126(5):629~637),最近还发现mtDNA单倍型与牛体外胚胎生产(IVP)效率有关(Tamassia M,Nuttinck F,Reynier P,et al. In vitro embyro production efficiency incattle and its association with oocyte adenosine triphosphat
普通的从全血或组织中抽提DNA的方法例如冯凯等介绍的方法(冯凯,刘兴,蒋建新。介绍一种从全血中抽提DNA的方法.第三军医大学学报,2004,26(4):368~369),包括PBS洗涤,蛋白酶K和去污剂消化,酚和氯仿纯化,乙醇沉淀,TE溶解。该方法因为使用的去污剂、即SDS不能消化掉***的细胞膜而裂解***,并不适用于抽提***线粒体DNA。
***的线粒***于尾部中段,为尾部鞭毛的摆动提供能量。冷冻的牛***小管中含有卵黄甘油等复杂物质,用普通的抽提组织线粒体DNA方法并不可行,且***的线粒体在微丝的帮助下融合,它与鞭毛共同组成线粒体鞘,进一步增加了抽提***线粒体DNA的难度。一个***含高达105到108的线粒体NDA拷贝,而一个成熟的***中仅含有100个线粒体DNA拷贝,所以从***中抽提DNA十分不易。
目前没有有效的抽提***线粒体DNA的方法,因此要想获得大量的DNA,必须首先分离线粒体。目前与此最为接近的是从组织中抽提线粒体DNA,它主要是通过差速离心法分离线粒体(尚涛等,提取分离肺脏线粒体的方法研究,河北医药,2006,28(4):252-253),在密度均一的介质中由低速到高速逐级离心,用于分离不同大小的细胞和细胞器,在差速离心中细胞器沉降的顺序依次为:核、线粒体、溶酶体与过氧化物酶体、内质网与高基体、最后为核蛋白体。差速离心只用于分离大小悬殊的细胞,更多用于分离细胞器。通过差速离心可将细胞器初步分离,常需进一步通过密度梯离心再行分离纯化。而且这种离心分离需要超速离心机,机器设备成本巨大,且需要额外的试剂,不适合于推广应用。
低渗技术普通应用于细胞显微镜观察,但用于抽提线粒体DNA目前未见有报道。
发明内容
本申请的发明人在研究中发现,采用低渗溶液裂解牛***后,再使用常规抽提线粒体DNA的方法,可以成功地获得牛***线粒体DNA。
因此,本发明的目的就在于提供一种抽提牛***线粒体DNA的方法。
本发明的抽提牛***线粒体DNA的方法,包括采用低渗溶液裂解牛***。
根据本发明的一个具体实施例,所述低渗溶液优选的是渗透压在0~100Osm的溶液。
根据本发明,所述低渗溶液裂解的时间为0.5~24小时。
根据本发明,所述低渗溶液裂解的温度为10~50℃。
根据本发明,经低渗溶液裂解后的牛***,进一步采用常规抽提线粒体DNA的步骤即可获得牛***线粒体DNA,这些步骤包括:
1、离心弃上清;
2、加入STE悬浮;
3、加入蛋白酶K和10%的SDS消化蛋白质;
4、加入饱和酚和氯仿/异戊醇以去除蛋白质,离心后取上清;
5、上清加入NaAc混匀,再加入无水乙醇沉淀;
6、离心弃上清,再用乙醇洗涤沉淀;
7、离心后室温风干。
本发明的方法无需昂贵的机器设备,使用常规试剂,操作方法简单易行,冷冻的牛***小管中含有卵黄甘油等复杂物质,用普通的抽提组织线粒体DNA方法并不可行,且***的线粒体在微丝的帮助下融合,它与鞭毛共同组成线粒体鞘,进一步增加了抽提***线粒体DNA的难度,本发明解决了从冷冻的牛***小管中抽提线粒体DNA的难题,具有重要的生物学意义及实际的应用价值。
附图说明
图1是渗透压为0Osm溶液裂解牛***(室温20℃,1h)后抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图2是渗透压为25Osm溶液裂解牛***(室温20℃,1h)后抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图3是渗透压为50Osm溶液裂解牛***(室温20℃,1h)后抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图4是渗透压为75Osm溶液裂解牛***(室温20℃,1h)后抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图5是渗透压为100Osm溶液裂解牛***(室温20℃,1h)后抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图6是渗透压为125Osm溶液裂解牛***(室温20℃,1h)后抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图7是渗透压为150Osm溶液裂解牛***(室温20℃,1h)后抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图8是渗透压为50Osm溶液不同裂解温度下(1h)的抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图9是渗透压为50Osm溶液不同裂解时间下(室温20℃)的抽提牛***线粒体DNA的电泳结果。
图10是牛***mtDNA的NlaIII酶切后电泳分析结果(1%琼脂糖凝胶电泳,TAE缓冲液,pH 8.0,电压150V,40分钟)。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明作进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
以下实施例中,使用的牛***购自光明乳业股份有限公司。
STE配方:50Mm Tris,pH7.5,1mM EDTA,pH8.0,0.1M NaCl。
蛋白酶K:购自CALBIOCHEM公司。
以下实施例中,如非特别说明,所用试剂均购自TAKARA公司。
实施例1、低渗溶液浓度的确定
为摸索裂解***最佳的渗透压,将溶液(320Osm)(正常生理盐水的渗透压是320Osm,低于320Osm称为低渗溶液)稀释为不同的渗透压,分别在显微镜下观察,若***破裂,尾巴伸直,标记为“+”,若***没有破裂标记为“-”,观察结果如表1所示。
表1、合适的渗透压的确定
由表1的结果可知,在不同渗透压下牛***表现状态不同,牛***在0~100Osm可以破裂,而在>100Osm则没有破裂,由此确定适合用于裂解牛***的渗透压为0~100Osm。
实施例2、牛***线粒体DNA的抽提
首先取储存冷冻***的小管,用温水复苏,然后按照以下步骤抽提牛***线粒体DNA:
1)复苏的***于2000rpm离心10分钟后弃上清;
2)分别加入1ml渗透压依次为0Osm、25Osm、50Osm、75Osm、100Osm、125Osm、150Osm的低渗溶液,上下颠倒数次混匀,于室温20℃静置1小时以裂解***,然后8000rpm离心5分钟后弃上清;
3)沉淀加入320μl STE悬浮,用移液器吹打混匀;
4)悬浮液中加入5μl蛋白酶K(20mg/ml)和10μl 10%的SDS,在振荡器上充分混匀后放入37℃水浴过夜;
5)反应液中加入200μl饱和酚和200μl氯仿/异戊醇充分混匀,13000rpm离心10分钟,取上清;
6)上清液先加入40μl NaAc混匀后,再加入800μl预冷的无水乙醇,于-20℃冰箱静置2小时,然后13000rpm离心10分钟,再加入800μl 80%乙醇洗涤一次;
7)离心后室温风干(约1小时),加入20μl双蒸水溶解备用。
实施例3、牛***线粒体DNA的检测
3.1、引物设计
针对牛线粒体DNA设计特异的引物如下:
P1:5`-CTGCAGTCTCACCATCAACC-3`
P2:5`-GTGTAGATGCTTGCATGTGTAAGT-3`
目的片段长1094bp。
3.2、PCR扩增
以实施例2抽提的牛***线粒体DNA为模板进行PCR扩增:
反应体系(25μl):模板1μl,引物(10μM)1μl,ExTaq酶0.2μl,Buffer 2.5μl,dNTP(2.5mM)2μl,ddH2O 17.3μl。
反应条件:94℃预变性5min,94℃变性1min;58℃复性1min,72℃延伸2min,循环32次;72℃,再延伸10min。
将所得PCR产物进行琼脂糖凝胶电泳,结果如图1~7所示。
由图1~7的结果可知,经过渗透压为0~100Osm溶液裂解后,可以容易地抽提到牛***线粒体DNA,而125Osm及150Osm溶液不能裂解牛***,因此得不到牛***线粒体DNA。
3.3、限制酶酶切鉴定
通过限制性内切酶NlaIII对PCR产物进行酶切,NlaIII能够特异性识别牛***线粒体DNA中的碱基序列CATG,并在序列的两端打开磷酸二脂键产生粘性末端。
酶切条件:buffer 2μl,NlaIII 0.2μl,PCR产物5μl,双蒸水12.8μl,反应体系共20μl,37°水浴8个小时。
将所得酶切产物进行电泳,1%琼脂糖凝胶,TAE缓冲液,pH 8.0,电压150V,40分钟,结果如图10所示。
由图10的结果可知,酶切后各片段的大小加起来与步骤3.2扩增的PCR片段的大小相符,进一步证明扩增牛***线粒体DNA成功。
实施例4、温度和时间对低渗溶液裂解牛***抽提线粒体DNA的影响
为了进一步摸索温度和时间对低渗溶液裂解牛***抽提线粒体DNA的影响进行以下实验:
4.1、温度
首先复苏***,然后使用渗透压为50Osm溶液在不同温度下(80℃、65℃、50℃、35℃、10℃、4℃)裂解牛***1小时,按照实施例2所述的步骤抽提牛***线粒体DNA,按照实施例3所述的方法进行牛***线粒体DNA的检测,结果如图8所示。
由图8的结果可知,在10~50℃裂解的牛***可以抽提得到线粒体DNA。
4.2、时间
首先复苏***,然后使用渗透压为50Osm溶液在室温20℃下裂解牛***(5分钟、30分钟、24小时、48小时),按照实施例2所述的步骤抽提牛***线粒体DNA,按照实施例3所述方法进行牛***线粒体DNA的检测,结果如图9所示。
由图9的结果可知,在室温下裂解30分钟~24小时的牛***可以抽提得到线粒体DNA。
由图8和图9的结果可以看出,低渗溶液裂解牛***的最佳条件是10~50℃静置30分钟~24小时。
Claims (1)
1.一种抽提牛***线粒体DNA的方法,其特征在于:所述方法包括采用低渗溶液裂解牛***,所述低渗溶液裂解的时间为0.5~24小时,所述低渗溶液裂解的温度为10~50℃,所述经低渗溶液裂解的牛***通过以下步骤获得牛***线粒体DNA:
1)离心弃上清;
2)加入STE悬浮;
3)加入蛋白酶K和10%的SDS消化蛋白质;
4)加入饱和酚、和氯仿/异戊醇以去除蛋白质,离心后取上清;
5)上清加入NaAc混匀,再加入无水乙醇沉淀;
6)离心弃上清,再用乙醇洗涤沉淀;
7)离心后室温风干。
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