Método baseado na precipitação de Formazan induzida pela exposição à luz azul de coloração de DNA
Summary
Este método permite coloração seletiva e quantificação de DNA em géis embebendo o gel em um SYBR Green eu / Nitro azul tetrazólio solução e então exposto à luz solar ou uma fonte de luz azul. Isto produz um precipitado visível e não requer quase nenhum equipamento, tornando-a ideal para uso em campo.
Abstract
Métodos de coloração de DNA são muito importantes para a investigação biomédica. Nós projetamos um método simples que permite a visualização de DNA a olho nu, a formação de um precipitado colorido. Ele funciona através da imersão a acrilamida ou gel de agarose DNA em uma solução de 1 x (equivalente a 2,0 µM) SYBR Green eu (SG eu) e 0,20 mM nitro azul tetrazólio que produz um roxo precipitado de formazan quando expostos à luz solar ou especificamente a luz azul. Também, testes de recuperação de DNA foram realizados utilizando um plasmídeo resistente à ampicilina em um gel de agarose corado com nosso método. Obteve-se um maior número de colônias com nosso método do que com a tradicional mancha usando SG eu com iluminação ultravioleta. O método descrito é rápido, específico e não-tóxico para a deteção de DNA, permitindo a visualização de biomoléculas a “olho nu”, sem um transiluminador e é barato e apropriado para uso em campo. Por estas razões, o nosso DNA novo método de coloração tem potenciais benefícios para a investigação e a indústria.
Introduction
Com os avanços em bioquímica e biologia molecular, os estudos envolvendo DNA exigiram melhores técnicas para analisar o DNA. O primeiro método para coloração de DNA foi prata coloração, que é muito sensível, mas carece de seletividade e não permite a recuperação de amostra. Mais tarde, o desenvolvimento de coloração fluorescente de DNA permitiu a seletiva quantificação de DNA com a possibilidade de recuperação da amostra. Dentre os corantes fluorescentes primeiros usados para quantificação de DNA foi de brometo de etídio1, que é mutagênico2. No entanto, agora existem corantes fluorescentes melhorados mais seguros e mais sensíveis, tais como GelRed e SYBR Green eu (SG eu)3; Mas todos estes corantes fluorescentes exigem o uso de um transiluminador de (UV) ultravioleta ou fluorímetro.
Existem outras técnicas para coloração visivelmente o DNA, como o azul de metileno4 e violeta cristal5,6,7,8,9, mas todos estes sofrem de sensibilidade reduzida e seletividade. Os sais de tetrazólio são suscetíveis a redução de compostos orgânicos e quando isso acontece eles formam um insolúvel e colorida formazan precipitar10,11. Recentemente, foram mostrados para ligar ao DNA devido seus anéis de tetrazólio positivo12sais de tetrazólio bivalente.
Em uma recente publicação13, foi proposta uma nova técnica visível para manchar e quantificação de DNA em gel de poliacrilamida, usando a redução de um sal de tetrazólio bivalente chamado nitro azul tetrazólio (NBT) e corantes fluorescentes como brometo de etídio, GelRed, SYBR Green I e SYBR Gold. Esta reação funcionou na presença de luz azul ou luz solar e permitiu a recuperação da amostra com qualidade melhorada em comparação com o uso de SG eu com um transiluminador UV. O objetivo deste trabalho é fornecer um protocolo detalhado da técnica de coloração usando tetrazólio sais.
Protocol
Representative Results
Discussion
Um sensível e romance método de coloração de DNA com base na redução do NBT e o uso do SG, que foi apresentado neste artigo. O passo crítico neste protocolo é o tempo de incubação do gel em NBT-SG eu solução e a concentração de NBT. O tempo de coloração para gel de agarose é maior que para géis de acrilamida por causa da maior espessura de gel de agarose. Esse método não funciona bem na presença de SDS como NBT precipita-se em contacto com ele. Se o gel Obtém um fundo roxo, recomendamos que o gel de…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado pela Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt), Chile, projeto 11130263 (para CW), projeto CONICYT, NERC + Programa de Colaboración Internacional PCI-PII20150073 (para CW) e U-inicia a partir do Vicerrectoría de Investigación Universidad de Chile (CW).
Para Tatiana Naranjo-Palma, obrigado pela ajuda na fase inicial deste projecto, Dr. Jorge Babul e Diego Quiroga-Roger para discussão útil, Robert Lesch para revisar o manuscrito e Dirección de ramal de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacêuticas da Universidade do Chile. Graças também ao Marcelo Pérez para edição de vídeo e Neil Stevens para corrigir o texto e Errol Watson para fornecer a voz do narrador.
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
- 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).
- 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).
- 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).
- Flores, N., Valle, F., Bolivar, F., Merino, E. Recovery of DNA from agarose gels stained with methylene blue. Biotechniques. 13 (2), 203-205 (1992).
- 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).
- Yang, Y. I., et al. Detection of DNA using a visible dye, Nile blue, in electrophoresed gels. Anal. Biochem. 280 (2), 322-324 (2000).
- Santillán-Torres, J. L. A novel stain for DNA in agarose gels. Trends Genet. 9 (2), 40 (1993).
- 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).
- 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).
- Altman, F. P. Tetrazolium salts and formazans. Prog. Histochem. Cytochem. 9 (3), 1-56 (1976).
- Nineham, A. W. The chemistry of formazans and tetrazolium salts. Chem. Rev. 55 (2), 355-483 (1955).
- 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).
- Paredes, A. J., et al. New visible and selective DNA staining method in gels with tetrazolium salts. Anal. Biochem. 517, 31-35 (2017).
- Green, M. R., Sambrook, J. . Molecular Cloning: a Laboratory Manual. , (2012).
- 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).
- Inoue, H., Nojima, H., Okayama, H. High efficiency transformation of Escherichia coli with plasmids. Gene. 96 (1), 23-28 (1990).
- Madigan, M., Martinko, J., Parker, J. . Brock biology of microorganisms. , (2003).
