Summary

用于植物微RNA检测和定量的RNA斑点分析

Published: July 11, 2020
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Summary

此方法演示了利用北方杂交技术从总RNA提取物中检测miRNA。

Abstract

MicroRNA (miRNA) 是一类内源性表达的非编码,±21 nt 小型RNA参与植物和动物基因表达的调控。大多数miRNA充当针对关键基因的基因表达的负开关。在植物中,原发性miRNA(原始miRNA)转录本由RNA聚合酶II生成,它们形成不同长度的稳定茎环结构,称为前miRNA。内核糖酶,像迪瑟一样1,将预米RNA处理成miRNA-miRNA*双工。从miRNA-miRNA* 双面的一股被选择并加载到Argonaute 1蛋白或其同源体上,以调解目标mRNA的裂解。虽然miRNA是关键信号分子,但它们的检测通常采用不太理想的基于PCR的方法,而不是敏感的北方印迹分析。我们描述了一种简单、可靠和极其敏感的北方方法,它非常适合从任何植物组织中对具有极高灵敏度的 miRNA 水平进行定量。此外,此方法可用于确认米RNA及其前体的尺寸、稳定性和丰度。

Introduction

最近发现的小型调控RNA,微RNA,已经领导了研究,了解它们及其在植物和动物中的作用1。miRNA的长前体由HYL1和特定的骰子样蛋白质2,3加工成21至24nt成熟的3miRNA。22 nt miRNA 可以通过生成二级 siRNA4启动级联沉默。研究表明,miRNA和二级siRNA在发育、细胞命运和压力反应5,6,中的作用

北方杂交是一种常规用于检测特定RNA分子的实验方法。此方法自定义其在检测大约 19 -24 nt 长的小 RNA 从总 RNA7 的池中的使用。在此演示中,我们演示了该技术用于检测和定量 miRNA。该方法使用放射性同位素对探头进行标签标记;因此,可以提高灵敏度检测样品中的miRNA水平。与基于 PCR 的方法不同,此方法可确保表达式的量化以及 miRNA 的大小确定。在该协议中,我们展示改善miRNA检测的关键步骤。我们修改了印迹和杂交步骤,以获得 miRNA 的高分辨率信号检测。此技术还可用于检测其他内生小RNA,如 siRNA、tasi-辅助RNA 和 snoRNA。

Protocol

1. 制备15%变性聚丙烯酰胺凝胶 称重并加入4.8克尿素,加入3.75 mL的40%丙烯酰胺:双丙烯酰胺(19:1)溶液和1 mL的10x TBE pH 8.2放入无菌50 mL管中。 使用 60°C 的水浴将尿素溶解成清晰的溶液。 使用新鲜自功能开的无菌水将体积放大至 10 mL,将凝胶混合物冷却至室温。 准备新鲜的 10%(w/v)铵硫酸盐溶液。 2. 玻璃板和电泳装置的组装 用洗?…

Representative Results

在本次演示中,我们检测并量化了miR397在稻谷白粉不同组织中的表现(图1)。 varmiR397 是一个 22 nt miRNA 和保存的 miRNA。可以在所有测试的样品中检测到miR397的表达。根据下一代测序数据,样本 1(幼苗组织)具有 miR397,每百万(rpm)读取 5 次。我们舒适地检测到其信号,表明该方法非常敏感,可用于检测甚至非常低的丰富的miRNA。在此实验中,我们使用 miR168 ?…

Discussion

该方法可广泛用于检测和定量小RNA,包括不太丰富的miRNA。该协议主要描述了在加载缓冲液中变性总RNA的步骤,通过凝胶电泳进行大小分离,将RNA转移到膜上,将RNA交叉链接到膜,并使用所需的放射性标记寡聚探针进行杂交。

任何印迹实验的关键步骤是使用优质RNA进行样品制备。在装载凝胶之前,必须确保样品自由流动,不要粘在装料尖端。装载样品时必须小心,尖端应插入…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

作者承认宿主研究所和英国为放射性同位素提供的辐射实验室。PVS实验室由国家生物科学中心、塔塔基础研究所和赠款支持(BT/PR12394/AGIII/103/891/2014;BT/IN/瑞士/47/JGK/2018-19;BT/PR25767/GET/119/151/2017) 来自印度政府生物技术部。MP 承认印度政府 DBT 研究助理。

Materials

40% Acrylamide-bisacrylamide solution Sigma A9926
Ammonium persulphate (APS) BioRad 1610700
Blotting paper whatmann blotting paper I 1001-125
Bromophenol blue Sigma B5525-5G
Capillary loading tips BioRad 2239915
Deionized formamide Ambion AM9342
Heating block Eppendorff 5350
Hybond N+nylon membrane GE RPN203B
Hybridization bottle Sigma Z374792-1EA
Hybridization Oven Thermo Scientific 1211V79
N,N,N’,N’-Tetramethylethylenediamine (TEMED) Sigma T7024-25ml
PhosphorImager GE- Typhoon scanner 29187194
PhosphorImager screen and cassette GE healthcare GE28-9564-75
Pipettes Gilson, models: P20 and P10 FA10002M, FA10003M
Plastic pipette Falcon 357550
Polyacrylamide gel apparatus BioRad 1658003EDU
Sephadex G-25 column GE healthcare 27532501
Speed Vac Concentrator Thermo Scientific 20-548-130
Spinwin Tarsons 1010
T4 Polynucleotide Kinase (PNK) NEB M0201S
Transblot apparatus BioRad 1703946
ULTRAHyb hybridization buffer Ambion AM8670
Urea Fischer Scientific 15985
UV-crosslinker UVP CL-1000L
Vortex Tarsons 3020
Water bath NEOLAB D-8810
Xylene cyanol Sigma X4126-10G

References

  1. Baulcombe, D. RNA silencing in plants. Nature. 431, 356-363 (2004).
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  10. Swetha, C., et al. Major domestication-related phenotypes in indica rice are due to loss of miRNA-mediated laccase silencing. The Plant Cell. , (2018).

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Cite This Article
Tirumalai, V., Prasad, M., Shivaprasad, P. V. RNA Blot Analysis for the Detection and Quantification of Plant MicroRNAs. J. Vis. Exp. (161), e61394, doi:10.3791/61394 (2020).

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