【原理】
RNA沉默是發生在植物(轉錄后基因沉默或共抑制)、動物(RNA干擾,RNAi)和真菌(消除作用)等真核生物細胞中的的特異性和高效率的mRNA降解機制。在哺乳動物細胞中,RNAi通常用于阻斷特定基因的表達從而研究基因的功能。將靶向特定基因的大約21堿基長短的雙鏈siRNAs(smallinterferingRNAs),或者是45—50-mer的發夾結構RNA(smallhairpinRNA,shRNA)轉染到細胞。shRNA在細胞內會自動被加工成為siRNA,從而引發基因沉默或者表達抑制。通過質粒表達siRNAs同樣可以抑制特定基因的表達。選用PolIII啟動子啟動編碼shRNA(smallhairpinRNA)的序列。PolIII啟動子總是在離啟動子一個固定距離的位置開始轉錄合成RNA,遇到4—5個連續的U即終止,非常精確。當這種帶有PolIII啟動子和shRNA編碼序列的質粒轉染哺乳動物細胞時,這種能表達siRNA的質粒確實能夠下調特定基因的表達,抑制范圍包括外源基因和內源基因。
【試劑與儀器】
1.小牛血清。
2.雙抗溶液(鏈霉素100μg+青霉素100單位)。
3.DMEM培養基。
4.轉染試劑(LIPOFECTAMINE2000)。
5.細胞培養基(DMEM+10%NCS)。
6.PBS。
7.無血清培養基。
8.胰酶(Trypsin)。
9.培養皿,移液管,量筒,恒溫水浴箱,離心機,15ml離心管,微量移液器,熒光顯微鏡,連續光譜熒光酶標儀。
【操作步驟】
1.寡核苷酸單鏈的設計及合成
采用Ambion公司的siRNATargetFinder(onlinetargetfinder)進行siRNA的設計(http://www.ambion.com/techlib/misc/siRNA_finder.html),公司合成。
siRNATargetSequenceONE:5'-AAGGTGATGCTACATACGGAA-3'
SensesiRNAstrand:5'-GGUGAUGCUACAUACGGAAtt-3'
AntisensesiRNAstrand:3'-UUCCGUAUGUAGCAUCACCtt-5'
Positioningenesequence(cDNA):104
TopStrandOligonucleotideTemplate:(59mer)
5'-CGGTGATGCTACATACGGAATTCAAGAGATTCCGTATGTAGCATCACCTTTTTTGGTAC-3'
BottomStrandOligonucleotideTemplate:(59mer)
5'-CAAAAAAGGTGATGCTACATACGGAATCTCTTGAATTCCGTATGTAGCATCACCGGGCC-3'
2.shDNA的退火
用無核酶水稀釋合成的單鏈寡核苷酸至200μmol/L
反應體系組成:
TopstrandDNAoligo(R)(200μmol/L)5μl
BottomstrandDNAoligo(F)(200μmol/L)5μl
10×OligoAnnealingBuffer2μl
DNase/RNasefreewater8μl
Totalvolume20μl
程序退火
95℃4min變性
90℃、80℃、70℃、60℃、50℃、40℃、30℃、20℃、10℃每10度遞減,依次反應3min
4℃10min
-20℃保存
取1μl產物2%瓊脂糖凝膠電泳,鑒定退火程度。
3.U6-shDNA質粒構建
用ApaI和KpnI雙酶切含人源U6啟動子的質粒,回收線性質粒(參見實驗一步驟9)。
用連接酶將步驟2退火片段與線性的載體連接。
在0.2ml或0.5ml反應管中加入下列成分
線性載體 50ng
shDNA100ng
T4連接酶2-3weissunits
10×連接緩沖液1μl
補超純水至總體積為10μl,常溫下放置30分鐘以上;也可以16℃或4℃過夜。
4.轉化細菌篩選陽性重組子(參見實驗四)。
5.擴增含陽性重組子的細菌,提取質粒,備用。
6.轉染細胞(參見實驗五)。
7.熒光顯微鏡觀察GFP的表達變化,用熒光酶標儀測熒光強度的變化。