Summary

Extração rápida e econômica do RNA do tecido pancreático de rato

Published: September 19, 2020
doi:

Summary

A pureza e integridade do RNA isolado é um passo vital nos ensaios dependentes do RNA. Aqui, apresentamos um método prático, rápido e barato para extrair RNA de uma pequena quantidade de tecido pancreático não danificado.

Abstract

Independentemente do método de extração, a extração otimizada de RNA de tecidos e linhas celulares é realizada em quatro estágios: 1) homogeneização, 2) desnaturação efetiva de proteínas de RNA, 3) inativação de ribonuclease e 4) remoção da contaminação do DNA, proteínas e carboidratos. No entanto, é muito trabalhoso manter a integridade do RNA quando há altos níveis de RNase no tecido. A autolise espontânea torna muito difícil extrair RNA do tecido pancreático sem danificá-lo. Assim, é necessário um método prático de extração de RNA para manter a integridade dos tecidos pancreáticos durante o processo de extração. Um estudo experimental e comparativo dos protocolos existentes foi realizado obtendo 20-30 mg de tecidos pancreáticos de ratos em menos de 2 minutos e extraindo o RNA. Os resultados foram avaliados por eletroforese. Os experimentos foram realizados três vezes para generalização dos resultados. A imersão do tecido pancreático no reagente de estabilização de RNA a -80 °C por 24 h rendeu RNA de alta integridade, quando o reagente de extração de RNA foi usado como reagente. Os resultados obtidos foram comparáveis aos resultados obtidos a partir de kits comerciais com as vinculações da coluna spin.

Introduction

Dados genéticos estruturais podem ser transcritos para um produto funcional através da expressão genética. A análise de RNA é usada para descobrir diferenças na expressão genética em diferentes condições. Existem uma série de métodos para extrair ácidos nucleicos da seguinte forma: tiocianato de guanidinium, extração via fenol-clorofórmio, cromatografia à base de celulose, extração por matrizes de sílica e troca deânion 1,,2.

A detecção adequada da expressão genética é influenciada pela integridade do RNA isolado dos tecidos; portanto, é vital avaliar a integridade do RNA isolado dos tecidos antes que novos testes sejam realizados, pois testes moleculares complementares em RNA de baixa qualidade podem comprometer os resultados da aplicação diagnóstica. Assim, o RNA de alta integridade é necessário para testes biológicos moleculares com diferentes aplicações diagnósticas: RT-PCR quantitativo, micro arrays, ensaio de proteção à ribonuclease, análise de manchas do norte, mapeamento de RNA e construção de biblioteca cDNA3,,4.

O RNA torna-se bastante instável depois de ser mantido por muito tempo. Fragmentos longos de mRNA acima de 10 kb são particularmente suscetíveis à degradação5,6. Assim, os pesquisadores devem considerar vários fatores que influenciam a integridade do RNA purificado. A pureza do RNA deve ser protegida contra RNases, proteínas, DNA genômico e contaminação inibidora enzimática. Além disso, a melhor e aceitável razão de absorção de RNA para UV (260/280) deve estar dentro da faixa de 1,8-2.0 com fragmentação mínima sobre a eletroforese. Técnicas laboratoriais recentemente desenvolvidas permitiram aos cientistas avaliar a integridade da amostra de análise molecular mais praticamente7,,8.

É muito mais difícil extrair RNA não danificado do tecido pancreático do que outros tipos de tecidos devido à alta quantidade de ribonucleases (RNases). Entretanto, os métodos de extração existentes, ou seja, a rápida ejeção do tecido pancreático da cavidade abdominal e a homogeneização a baixas temperaturas para impedir as RNases, provaram-se ineficazes7,,8,,9,,10,,11,,12,,13,14.

O objetivo do presente estudo experimental comparativo é modificar e comparar os métodos existentes para determinar os métodos mais eficientes. Para isso, vários protocolos de extração de RNA foram modificados e comparados. O objetivo foi especificamente determinar o método mais barato que exige uma quantidade mínima de tecido pancreático.

Protocol

A aprovação ética para este estudo foi obtida pela Universidade de Ciências Médicas de Shiraz (número de aprovação: 93-01-01-7178\03-07-2014). NOTA: Use ratos machos Sprague-Dawley pesando 250 g. Coloque o frasco contendo uma lasca de tecido pancreático imerso no reagente estabilizador de RNA em um tanque de nitrogênio líquido a -80 °C e use a solução de reagente de extração de RNA para manter a integridade do RNA. 1. Remoção do tec…

Representative Results

Avaliação da integridade do RNA no reagente de extração de RNA de acordo com um protocolo cirúrgico de rotina e modificado sem reagente estabilizador de RNABandas inaceitáveis foram observadas após a extração do RNA com o reagente de extração de RNA a partir de um protocolo cirúrgico de rotina. A faixa 1 mostra RNA do fígado como controle. A faixa 2 mostra o estado degradado das bandas de rRNA 28S/18S no total de RNA obtido a partir de um protocolo cirúrgico de rotina. Quando a quantida…

Discussion

Na biologia molecular é vital obter RNA de alta qualidade. A presença das enzimas ribonuclease em células e tecidos rapidamente degrada o RNA e torna o complexo de extração. RNases são enzimas estáveis funcionando sem quaisquer cofatores. Pequenas quantidades de RNase são adequadas para destruir o RNA. Quando o tecido pancreático de rato é removido da cavidade abdominal, é necessário desinfetar os instrumentos cirúrgicos por detergentes fortes, enxaguar-os completamente e colocá-los em um forno por pelo men…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

O presente estudo foi apoiado financeiramente pela Universidade shiraz de ciências médicas (Grant No. 93-01-01-7178\03-07-2014). Agradecemos ao Sr. Zomorodian e ao Sr. Rostami no Departamento de e-Learning em Ciências Médicas, Escola Virtual e Centro de Excelência em e-Learning, Universidade shiraz de Ciências Médicas por editar o vídeo.

Materials

Agarose Merck 116801 Germany
Atoclave Teb Zaim Iran
Centrifuge Sigma Germany
Chloroform Merck 107024 Germany
Diethylpyrocarbonate (DEPC)-treated water Sigma Germany
EDTA sigma 60-00-4 Germany
Electrophoresis tank Payapajoohesh Iran
Eppendorf microTube Extragene Taiwan
EtBr sigma E 8751 Germany
Ethanol Merck 81870 Germany
Falcon Tube Extragene Taiwan
Formaldehyde Merck 344198 Germany
Formamide Merck 344206 Germany
Homogenizer-sunicator Microson XL 2000 USA
Isopropanol sigma 19516 Germany
Ketamine hydrochloride sigma 1867-66-9 Germany
Laminar Flow Hood Jal Tajhiz Iran
Mgnetic stirrer Labrotechnik USA
Microcentrifuge Eppendorf Germany
Micropipette Tips Extragene Taiwan
MOPS sigma 85022106 Germany
Na AC Merck 567422 Germany
NaOH Merck 109137 Germany
Oven Teb Zaim Iran
PH meter Knick Germany
RNA Later/RNA stabilization reagent Qiagen 76104 USA
Surgical instrument Agn Thos German made
Syringes AvaPezeshk Iran
TriPure reagent/RNA extraction reagent Roche 11667157001 USA
Vortex Labinco Netherland
Water bath Memmert Germany
zylazine sigma 7361-61-7 Germany

Riferimenti

  1. McCarthy, B., Hoyer, B. Identity of DNA and diversity of messenger RNA molecules in normal mouse tissues. Proceedings of the National Academy of Sciences. 52 (4), 915-922 (1964).
  2. Tan, S. C., Yiap, B. C. DNA, RNA, and protein extraction: the past and the present. BioMed Research International. 2009, (2009).
  3. Peirson, S. N., Butler, J. N. RNA extraction from mammalian tissues. Circadian Rhythms: Methods and Protocols. , 315-327 (2007).
  4. Skidmore, A. F., Beebee, T. J. Characterization and use of the potent ribonuclease inhibitor aurintricarboxylic acid for the isolation of RNA from animal tissues. Biochemical Journal. 263 (1), 73-80 (1989).
  5. Mukhopadhyay, T., Roth, J. A. Isolation of total RNA from tissues or cell lines: visualization in gel. RNA Isolation and Characterization Protocols. , 55-59 (1998).
  6. Raeymaekers, L. Quantitative PCR: theoretical considerations with practical implications. Analytical Biochemistry. 214 (2), 582-585 (1993).
  7. Sparmann, G., Jäschke, A., Loehr, M., Liebe, S., Emmrich, J. Tissue homogenization as a key step in extracting RNA from human and rat pancreatic tissue. Biotechniques. 22 (3), 408 (1997).
  8. Kiba, T., et al. High-quality RNA extraction from rat pancreas for microarray analysis. Pancreas. 35 (1), 98-100 (2007).
  9. Gill, S. S., Aubin, R. A., Bura, C. A., Curran, I. H., Matula, T. I. Ensuring recovery of intact RNA from rat pancreas. Molecular Biotechnology. 6 (3), 359-362 (1996).
  10. Hernandez, G. E., Mondala, T. S., Head, S. R. Assessing a novel room temperature RNA storage medium for compatibility in microarray gene expression analysis. Biotechniques. 47 (2), 667 (2009).
  11. Mullin, A. E., Soukatcheva, G., Verchere, C. B., Chantler, J. K. Application of in situ ductal perfusion to facilitate isolation of high-quality RNA from mouse pancreas. Biotechniques. 40 (5), 617 (2006).
  12. Li, D., et al. A modified method using TRIzol reagent and liquid nitrogen produces high-quality RNA from rat pancreas. Applied Biochemistry and Biotechnology. 158 (2), 253-261 (2009).
  13. Griffin, M., Abu-El-Haija, M., Abu-El-Haija, M., Rokhlina, T., Uc, A. A simplified and versatile method for obtaining high quality rna from pancreas. Biotechniques. 52 (5), 332 (2012).
  14. Jun, E., et al. Method optimization for extracting high-quality RNA from the human pancreas tissue. Translation Oncology. 11 (3), 800-807 (2018).
  15. Green, M. R., Sambrook, J. J. How to win the battle with RNase. Cold Spring Harbor Protocols. (2), 101857 (2019).
  16. Li, D. -. S., Yuan, Y. -. H., Tu, H. -. J., Dai, L. -. j. A protocol for islet isolation from mouse pancreas. Nature Protocols. 4 (11), 1649 (2009).
  17. Armstrong, J. A., Schulz, J. R. J. Agarose gel electrophoresis. Current Protocol: Essential Laboratory Techniques. (1), 1-20 (2008).
  18. Aranda, P. S., LaJoie, D. M., Jorcyk, C. Bleach gel: a simple agarose gel for analyzing RNA quality. Electrophoresis. 33 (2), 366-369 (2012).
  19. Sambrook, J., Fritsch, E. F., Maniatis, T. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold spring harbor laboratory press. , (1989).
  20. Potenza, N., et al. Hybridase activity of human ribonuclease-1 revealed by a real-time fluorometric assay. Nucleic Acids Research. 34 (10), 2906-2913 (2006).
  21. Jackson, D., Lewis, F., Taylor, G., Boylston, A., Quirke, P. Tissue extraction of DNA and RNA and analysis by the polymerase chain reaction. Journal of Clinical Pathology. 43 (6), 499-504 (1990).
  22. Quesada, I., Tudurí, E., Ripoll, C., Nadal, &. #. 1. 9. 3. ;. Physiology of the pancreatic α-cell and glucagon secretion: role in glucose homeostasis and diabetes. Journal of Endocrinology. 199 (1), 5-19 (2008).
  23. Quertinmont, E., Nicaise, C., Gustot, T., Deviere, J. Tissue Homogenization with the MagNA Lyser Instrument for Total RNA Extraction Using the TriPure Reagent. Liver (mg). 100 (100), 100 (2004).
  24. Dastgheib, S., Irajie, C., Assaei, R., Koohpeima, F., Mokarram, P. Optimization of RNA extraction from rat pancreatic tissue. Iranian Journal of Medical Sciences. 39 (3), 282 (2014).

Play Video

Citazione di questo articolo
Dastghaib, S., Shahsavar, Z., Karimian, Z., Mokarram, P. Rapid and Cost-Effective RNA Extraction of Rat Pancreatic Tissue. J. Vis. Exp. (163), e61255, doi:10.3791/61255 (2020).

View Video