冬季一到,陸續又接到幾個用戶反映Simgen快速質粒DNA小量試劑盒提取的質粒DNA存在RNA污染。小新查看用戶的投訴記錄,發現了幾個特點:1.以往的年份也有客戶投訴過相同的問題。2. 投訴率不高,似乎只有某些實驗室有投訴。3.投訴總是發生在冬季,夏季則從來沒有投訴過。以上種種跡象表明試劑盒本身可能不存在問題,誘導的因素是溫度,所以小新猜測應該是溫度降低導致RNase A活性降低這一可能性最大。為了驗證猜測,小新設計了模擬冬夏季溫度條件下進行質粒DNA提取的實驗。
實驗目的:
試劑盒使用的環境溫度對RNaseA活性的影響。
實驗材料:
含質粒的細菌過夜培養物
快速質粒DNA小量試劑盒(Simgen,Cat.No. 1005050)
電子恒溫水浴鍋(上海宜昌儀器紗篩廠)
冰箱(Haier,BCD-130H)
臺式離心機(eppendorf Centrifuge 5415 D)
旋渦震蕩器(越新儀器,XH-C)
超微量分光光度計(Simgen Cat.No.sim100)
電泳儀(北京六一儀器廠,DYY-6C型)
實驗方法:
取一盒快速質粒DNA小量試劑盒,加好RNase A和無水乙醇,將除了BufferⅡ外的所有試劑都分成兩份,其中一份放到37℃的水浴鍋中,模擬夏天的溫度;另一份放到4℃冰箱,模擬冬天室溫。BufferⅡ放在37℃的水浴鍋中(因為BufferⅡ低溫易結晶,冬季也會先放在37℃水浴)。
為了更容易觀察到RNA污染的效果,小新特別用了最大量(5 ml)的細菌培養物,分別用這兩份不同溫度存放的試劑提取質粒DNA,實驗步驟如下:
1. 12000 rpm離心30秒收集 5 ml 過夜培養的細菌,棄盡培養基。加入 250 μl已加入 RNase A 的 Buffer I。
2. 加入250 μl Buffer II ,溫和并充分地翻轉離心管 4-6次。
3. 加入 350 μl Buffer N8,溫和并充分地翻轉離心管直至溶液中殘留的藍色沉淀全部消失,轉變為淡黃色沉淀。
4. 最高速(≧12000 rpm)離心 2 分鐘。
5. 將核酸純化柱置于 2 ml 離心管中,將步驟 4 中的上清液倒入核酸純化柱中,蓋上管蓋,12000 rpm離心 30秒。
6. 棄 2 ml離心管中的濾液,將核酸純化柱置回到 2 ml離心管中,在核酸純化柱中加入800 μl Buffer W2, 蓋上管蓋,12000 rpm離心30秒 。
7. 棄 2 ml離心管中的濾液,將核酸純化柱置回到 2 ml離心管中,最高速(≧12000 rpm)離心1分鐘。
8. 棄 2 ml離心管,將核酸純化柱置于一個潔凈的 1.5 ml離心管中,在純化柱的膜中央加入60 μl Buffer E ,蓋上管蓋,室溫靜置1分鐘,12000 rpm離心30秒。
9. 棄純化柱,得到質粒DNA。
實驗結果
1. 在超微量分光光度計上用試劑盒的Buffer E調零,測量洗脫下來的DNA,結果如下:(表一)
樣品名稱 | Abs260 | Abs280 | Abs230 | 260/230 | 260/280 | 濃度ng/μl |
4℃ | 11.679 | 5.788 | 5.581 | 2.09 | 2.02 | 583.9508 |
4℃ | 11.560 | 5.710 | 5.516 | 2.10 | 2.02 | 577.9800 |
4℃ | 9.761 | 4.839 | 4.518 | 2.16 | 2.02 | 488.0405 |
4℃ | 9.987 | 4.887 | 4.735 | 2.11 | 2.04 | 499.3611 |
37℃ | 5.280 | 2.668 | 2.529 | 2.09 | 1.98 | 263.9873 |
37℃ | 5.181 | 2.617 | 2.484 | 2.09 | 1.98 | 259.0307 |
37℃ | 5.254 | 2.644 | 2.522 | 2.08 | 1.99 | 262.6758 |
37℃ | 4.875 | 2.439 | 2.312 | 2.11 | 2.00 | 243.7359 |
2. 在1%的瓊脂糖凝膠上,加入8 μl(加大上樣電泳體積的目的是便于觀察殘留的RNA)洗脫的DNA,電泳5分鐘(注意如果電泳時間太長,殘留的RNA也會因彌撒而觀察不到的),結果如下:
3. 將剩余的細菌室溫放置到下午,再次用放在37℃水浴鍋中的試劑提取質粒DNA,數據如下: (表二)
樣品名稱 | Abs260 | Abs280 | Abs230 | 260/230 | 260/280 | 濃度ng/μl |
37℃ 下午 | 4.494 | 2.284 | 2.122 | 2.12 | 1.97 | 224.7110 |
37℃ 下午 | 3.948 | 2.010 | 1.886 | 2.09 | 1.96 | 197.4044 |
37℃ 下午 | 3.982 | 2.039 | 1.904 | 2.09 | 1.95 | 199.0817 |
37℃ 下午 | 4.109 | 2.091 | 1.945 | 2.11 | 1.97 | 205.4341 |
4. 在1%的瓊脂糖凝膠上,加入8 μl洗脫的DNA,電泳5分鐘,結果如下:
實驗結論
1. 從表一和圖一可知,放置在4℃的試劑提取出來的質粒DNA中RNA含量明顯比放置在37℃的試劑提取出來的質粒DNA中RNA含量多,驗證了低溫環境下快速質粒DNA小量試劑盒提取的質粒DNA中RNA污染會比較嚴重這一現象。
2. 從圖二中可以看到,上午和下午提取的質粒DNA中的RNA殘留情況雖然肉眼對比差異不明顯,但是對比表一和表二的數據就可以發現,下午提取的質粒DNA的Abs260/280比上午提取的要小一些,濃度也低一些,說明下午提取的質粒DNA中RNA殘留情況要低于上午提取的質粒DNA。
3. 盡管小新用37℃溫育后的Buffer I、Buffer II、Buffer N8來模擬夏天的條件,但需要注意的一點是,環境溫度仍然是不滿足夏天條件的(比如離心管的溫度、吸頭的溫度,離心機的溫度等等),這應該是37℃溫育試劑提取質粒DNA仍然殘留有少量RNA的主要原因。
大家都知道RNA酶很皮實,耐高溫,但是再怎么樣終歸還是酶,最適溫度就是37℃(Simgen 質粒試劑盒中的RNA酶來自牛胰,牛的正常體溫是38℃~39.5℃,所以最適溫度可能還要再高一點)左右,一到冬季自然大打折扣。既然小新的實驗驗證了冬季RNase A活性降低是質粒提取試劑盒被投訴的主要原因,那小新就可以開始對癥下藥了:
1. 冬天提取質粒DNA的時候,直接把快速質粒DNA小量試劑盒放到恒溫箱里溫育(反正Buffer II冬天會結晶,就是需要提前溫育的)到37℃后再使用。
2. 把實驗室的空調開高一些,等溫度升高后再做實驗(記得有一年實驗室一直不能重復出用戶投訴的RNA污染結果,現在懷疑和空調溫度打得太高了也有一定的關系)。
3. 不要急著做實驗,把養好的細菌涼一涼再做(等個4~5個小時,因為細菌在不良的生長環境下會減少新陳代謝,RNA會自行降解掉一部分)。
4. 減少細菌的用量,RNA酶需要消化的RNA總量就減少了。
5. 最后一招,如果不缺錢,干脆再采購一支RNase A加到Buffer I中,那效果也是立竿見影的。
以上的解決方案中1~4條都是偷懶的行為,說明在了解事物本質的前提下,適當地偷懶反而能達到事半功倍的效果。