Summary

ADN coloration méthode basée sur la précipitation de Formazan induite par l’exposition à la lumière bleue

Published: January 28, 2018
doi:

Summary

Cette méthode permet la coloration sélective et quantification de l’ADN en gels en trempant le gel dans un SYBR Green I / Nitro tétrazolium bleu solution et puis exposer au soleil ou une source de lumière bleue. Cela produit un précipité visible et ne nécessite presque aucun équipement, ce qui est idéal pour utilisation sur le terrain.

Abstract

Méthodes de coloration de l’ADN sont très importants pour la recherche biomédicale. Nous avons conçu une méthode simple qui permet la visualisation de l’ADN à le œil nu par la formation d’un précipité de couleur. Il fonctionne en trempant l’acrylamide ou de gel agarose de l’ADN dans une solution de 1 x (équivalent à 2,0 µM) SYBR Green I (SG j’ai) et 0,20 mM nitrobleu de tétrazolium qui produit un violet précipiter de formazan lorsqu’ils sont exposés aux rayons du soleil ou plus précisément la lumière bleue. Aussi, récupération des tests ADN ont été effectuées en utilisant un plasmide ampicillin résistant dans un gel teinté avec notre méthode. Un plus grand nombre de colonies a été obtenu avec notre méthode qu’avec la traditionnelle coloration à l’aide de SG j’ai avec éclairage ultraviolet. La méthode décrite est rapide, précis et non toxique pour la détection de l’ADN, ce qui permet la visualisation des biomolécules à « l’oeil nu » sans un Transilluminateur et est peu coûteux et approprié pour l’utilisation sur le terrain. Pour ces raisons, notre ADN nouvelle coloration méthode a ses avantages potentiels pour la recherche et l’industrie.

Introduction

Avec les progrès de la biochimie et de biologie moléculaire, les études portant sur l’ADN ont exigé des meilleures techniques pour analyser l’ADN. La première méthode pour la coloration de l’ADN a été de coloration, qui est très sensible mais manque de sélectivité à l’argent et ne permet pas la récupération de l’échantillon. Plus tard, le développement de coloration fluorescente d’ADN a permis la quantification sélective de l’ADN avec la possibilité de récupération de l’échantillon. L’un des colorants fluorescents premières utilisées pour la quantification de l’ADN de bromure d’éthidium1, ce qui est mutagène2. Cependant, maintenant il y a des colorants fluorescents améliorés plus sécuritaires et plus sensibles, tels que GelRed et SYBR Green I (SG je)3; mais tous ces colorants fluorescents nécessitent l’utilisation d’un Transilluminateur UV de (UV) ou d’un fluorimètre.

Il existe des autres techniques de coloration visiblement ADN, tels que le bleu de méthylène4 et cristal violet5,6,7,8,9, mais tous d’entre eux souffrent de sensibilité réduite et sélectivité. Les sels de tétrazolium sont sensibles à la réduction des composés organiques et lorsque cela se produit, ils forment un insoluble et coloré de formazan précipiter10,11. Récemment, certains sels de tétrazolium bivalents ont démontré à lier à l’ADN en raison de leurs anneaux de tétrazolium positive12.

Dans une récente publication13a proposé une nouvelle technique visible pour souiller et de quantifier l’ADN en gels de polyacrylamide, en utilisant la réduction d’un sel de tétrazolium bivalent appelé nitrobleu de tétrazolium (NBT) et des colorants fluorescents comme le bromure d’éthidium, GelRed, SYBR Green I et SYBR Gold. Cette réaction a travaillé en présence de lumière bleue ou la lumière du soleil et a permis la récupération de l’échantillon en améliorant la qualité par rapport à l’usage du SG j’ai avec un Transilluminateur UV. L’objectif du présent document est de fournir un protocole détaillé de la technique de coloration à l’aide de tétrazolium sels.

Protocol

1. préparation et exécution du Gel Préparer les gels de polyacrylamide gel de 12 % non-dénaturisation à l’aide de la recette de Sodium Dodecyl Sulfate Polyacrylamide Gel électrophorèse (SDS-PAGE) trouvé dans Sambrook et Russell14 mais avec de l’eau au lieu de SDS. Pour préparer 5 mL de solution de gel, utiliser 1,7 mL d’eau distillée, 2 mL d’acrylamide/bis acrylamide (30/0,8 % m/v), 1,3 mL de 1,5 M Tris pH 8,8, 0,05 mL de persulfate d’ammonium 10 % et 0,002 mL…

Representative Results

Un précipité de formazan violets s’affiche où se trouve l’ADN (vérifié par spectrométrie de masse à13). Dans l’expérience, une échelle d’ADN a été chargée pour faire une courbe d’étalonnage (Figure 3). Le protocole fonctionne pour les gels d’acrylamide et de gel d’agarose, mais il a une plus faible intensité et prend plus de temps dans l’agarose. Cependant, l’utilisation de gels d’agarose permet la ré…

Discussion

Un sensible et un roman basé sur l’ADN, méthode de coloration sur la réduction de NBT et l’utilisation de SG j’ai présenté dans cet article. L’étape critique dans le présent protocole est le temps d’incubation du gel dans le NBT-SG j’ai solution et la concentration de NBT. Le temps de coloration pour les gels d’agarose est plus long que pour les gels d’acrylamide en raison de la plus grande épaisseur de gels d’agarose. Cette méthode ne fonctionne pas bien en présence de SDS comme NBT précipit…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu par Fondo Nacional de Desarrollo y Científico Tecnológico (Fondecyt), Chili, 11130263 de projet (à la CW), projet CONICYT + NERC + Programa de Colaboración Internacional PCI-PII20150073 (pour CW) et U-inicia depuis le Vicerrectoría de Investigación Universidad de Chile (à CW).

Merci à Tatiana Naranjo-Palma de Majorque pour l’aider dans la phase initiale de ce projet, le Dr Jorge Babul et Diego Quiroga-Roger de discussion utile, Robert Lesch pour réviser le manuscrit et la Dirección de extensión de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas de Universidad de Chile. Merci aussi à Pérez de Marcelo pour éditer la vidéo et Neil Stevens pour corriger le texte et Errol Watson pour la fourniture de la voix-off.

Materials

Nitro blue tetrazolium Gold Biotechnology 298-83-9 reagent used in the staining
SYBR Green I 10000X Thermo-Fisher S7563 reagent used in the staining
Gel extraction kit QIAGEN 28704 used to extract plasmid from the gel in integrity assay
DNA ladder Thermo-Fisher SM 1331 used to make calibration curves and as reference to cut band in integrity assay
Agar Agar Merck used to make LB-ampicillin culture plates 
sodium chloride Merck 1064045000 used to make LB-ampicillin culture plates 
yeast extract Becton, Dickinson and Company 212750 used to make LB-ampicillin culture plates 
peptone Merck 72161000 used to make LB-ampicillin culture plates 
TEMED AMRESCO 761 used to make polyacrylamide gels
ammonium persulfate Calbiochem 2310 used to make polyacrylamide gels
acrylamide invitrogen 15512-023 used to make polyacrylamide gels
bisacrylamide SIGMA 146072 used to make polyacrylamide gels
Tris-base Merck 1083821000 used to make TAE buffer and non-denaturing polyacrylamide gel tris-HCl buffer
EDTA J.T. Baker 8993-01 used to make TAE buffer
Acetic acid Merck 1,000,632,500 used to make TAE buffer
agarose Merck 16802 used to make TAE buffer
spectrophotometer Tecan infinite 200 pro used to quantify DNA plasmid
water purificatiom unit Merck Elix 100 use to make water type 1 (ASTM) used in spectrophotometry and DNA dilutions
distilled water used in gels, culture medium, stainings and general solutions
HCl J.T. Baker 9535-03 used to make non-denaturing polyacrylamide gel tris-HCl buffer
6X DNA loading dye Thermo-Fisher R0610
5 mm Blue LED Jinyuan electronics SP-021 light source used in integrity assay
protoboard KANDH KH102 light source support and circuit 
9 V battery Duracell used to power the LED's
horizontal electrophoresis chamber Biorad 1704486EDU used to make and run agarose gel in integrity assay
vertical electrophoresis kit Biorad 1658002EDU used to run polyacrylamide gels in calibration curves
power supply Biorad 1645050  used to power the electrophoresis

References

  1. LePecq, J. B., Paoletti, C. A fluorescent complex between ethidium bromide and nucleic acids: physical-chemical characterization. J. Mol. Biol. 27 (1), 87-106 (1967).
  2. Singer, V. L., Lawlor, T. E., Yue, S. Comparison of SYBR Green I nucleic acid gel stain mutagenicity and ethidium bromide mutagenicity in the Salmonella/mammalian microsome reverse mutation assay (Ames test). Mutat Res. 439 (1), 37-47 (1999).
  3. Xin, X., Yue, S., Wells, K. S., Singer, V. L. SYBR Green-I: a new fluorescent dye optimized for detection picogram amounts of DNA in gels. Biophys. J. 66 (A150), (1994).
  4. Flores, N., Valle, F., Bolivar, F., Merino, E. Recovery of DNA from agarose gels stained with methylene blue. Biotechniques. 13 (2), 203-205 (1992).
  5. Yang, Y. I., Jung, D. W., Bai, D. G., Yoo, G. S., Choi, J. K. Counterion-dye staining method for DNA in agarose gels using crystal violet and methyl orange. Electrophoresis. 22 (5), 855-859 (2001).
  6. Yang, Y. I., et al. Detection of DNA using a visible dye, Nile blue, in electrophoresed gels. Anal. Biochem. 280 (2), 322-324 (2000).
  7. Santillán-Torres, J. L. A novel stain for DNA in agarose gels. Trends Genet. 9 (2), 40 (1993).
  8. Adkins, S., Burmeister, M. Visualization of DNA in agarose gels as migrating colored bands: applications for preparative gels and educational demonstrations. Anal. Biochem. 240 (1), 17-23 (1996).
  9. Cong, W. T., et al. A visible dye-based staining method for DNA in polyacrylamide gels by ethyl violet. Anal. Biochem. 402 (1), 99-101 (2010).
  10. Altman, F. P. Tetrazolium salts and formazans. Prog. Histochem. Cytochem. 9 (3), 1-56 (1976).
  11. Nineham, A. W. The chemistry of formazans and tetrazolium salts. Chem. Rev. 55 (2), 355-483 (1955).
  12. Crandall, I. E., Zhao, B., Vlahakis, J. Z., Szarek, W. A. The interaction of imidazole-, imidazolium, and tetrazolium-containing compounds with DNA. Bioorg. Med. Chem. Lett. 23 (5), 1522-1528 (2013).
  13. Paredes, A. J., et al. New visible and selective DNA staining method in gels with tetrazolium salts. Anal. Biochem. 517, 31-35 (2017).
  14. Green, M. R., Sambrook, J. . Molecular Cloning: a Laboratory Manual. , (2012).
  15. Hansen, W., Garcia, P. D., Walter, P. In vitro protein translocation across the yeast endoplasmic reticulum: ATP-dependent post-translational translocation of the prepro-α-factor. Cell. 45 (3), 397-406 (1986).
  16. Inoue, H., Nojima, H., Okayama, H. High efficiency transformation of Escherichia coli with plasmids. Gene. 96 (1), 23-28 (1990).
  17. Madigan, M., Martinko, J., Parker, J. . Brock biology of microorganisms. , (2003).
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Cite This Article
Paredes, A. J., Alfaro-Valdés, H. M., Wilson, C. A. DNA Staining Method Based on Formazan Precipitation Induced by Blue Light Exposure. J. Vis. Exp. (131), e56528, doi:10.3791/56528 (2018).

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