在前面的文章中我们和大家一起学习了RNA pull-down这种实验技术,好学且好奇心强的小编又很快发现一种和它挺像的叫做DNA pull-down的新技术,再一起来看看吧。
一、原理概述
DNA pull-down是体外研究DNA与蛋白互作的有力工具。该技术将生物素标记的DNA片段结合在链霉亲和素磁珠上,再与细胞核蛋白孵育,纯化出与DNA片段互作的蛋白,洗涤洗脱得到的蛋白产物,做western-blot检测特定蛋白是否与靶DNA片段结合;做质谱鉴定即可筛选出与DNA片段可能互作的蛋白信息(如具体某个或某些转录因子/组蛋白等)。
生物素与链霉亲和素间的作用是目前已知强度最高的非共价作用;其中活化生物素可以在蛋白质交联剂的介导下,与已知的几乎所有生物大分子偶联。因此用生物素标记核酸后,可以纯化出与该核酸结合的各种生物大分子复合物。
二、实验流程
DNA pull-down实验首先针对靶标区域设计特异性DNA探针,探针经过脱硫生物素标记,跟偶联在磁珠上的链霉亲和素结合;细胞核提取物与磁珠-DNA探针孵育,作用蛋白质分子可以和DNA探针特异性结合;纯化出与靶DNA片段结合的蛋白复合体,经过洗涤可以将非特异性结合蛋白质去除;最后,经洗脱液洗脱,得到目的DNA探针-蛋白质复合物,再经过Western Blot或质谱(MS)鉴定蛋白质类型。
以下为参考实验流程,不同实验室会有细微差异:
1.探针设计及标记
(1) 采用基因组DNA做模板,经PCR扩增启动子片段;
(2)将其克隆至克隆载体,并测序鉴定成功;
(3)使用PCR法或末端标记法标记探针;
(4)标记的探针利用凝胶回收试剂盒纯化回收探针,并检测探针浓度;
(5) -20℃保存,待用;
2.Pull down
(1) 预先混合 5µg 生物素标记的 DNA 和 500µg 核蛋白,置于冰上;
(2) 取 100µl Streptavidin-agarose G 磁珠,用冰冷 PBS 洗一次,5000g 离心 30 秒;
(3) 将 DNA 与蛋白的混合物加到磁珠中,重悬磁珠;
(4) 4℃孵育 1 小时;
(5) 5000g,离心 30 秒,去除上清,收集沉淀;
(6) 用冰冷 PBS 洗磁珠三次,5000g 离心 1 分钟,尽可能去除上清,收集沉淀;
(7) 加入 30µl 蛋白上样缓冲液,重悬沉淀,沸水煮 10 分钟,
3.蛋白质检测-- western blot
(1) 电泳:实验采用不连续系统蛋白质SDS-PAGE,浓度为5%浓缩胶和8~12%浓度分离胶;每孔上样40~60ug总蛋白,开始电压为100v,到达分离胶后调为120v;
(2) 转膜:转膜为恒流转膜,电流为200mA,时间根据目的蛋白分子量选择60~120min。
(3) 封闭:蛋白膜放置到TBST溶液中,漂洗1-2分钟,以洗去膜上的转膜液;加入5%脱脂奶粉封闭液,室温50rpm,封闭60分钟。
(4) 孵育一抗:根据蛋白Marker指示将PVDF膜剪开,参考一抗浓度;将PVDF膜分别放入含各自一抗溶液中,4度孵育一抗过夜,然后放入TBST洗涤液,摇动洗涤3次,每次15min。
(5) 孵育二抗:参考二抗浓度,按比例稀释辣根过氧化物酶(HRP)标记的二抗。将PVDF膜加入稀释好的二抗,室温摇动孵育1h;放入TBST洗涤液,摇动洗涤3次,每次15min。
(6) 显色:使用化学发光试剂,黑暗处显色,用X光片压片,显影液及定影液洗片。
4.蛋白质检测-- MS
(1) 切胶:用刀片切取胶粒(胶粒直径1-2mm),置于1.5ml EP管中。
(2) 清洗:用200ul MilliQ震荡清洗2次,每次10分钟。
(3) 脱色:对于考染胶,加考染胶色液(25mM NH4HCO3, 50% ACN)200ul,37℃ 20分钟或超声脱色5分钟,吸干,重复脱色2-3次,至蓝色褪去。
(4) 脱水:加ACN 100ul脱水至胶粒变白,吸弃ACN。
(5) 清洗:用200ul MilliQ震荡清洗2次,每次10分钟;然后用200ul 50% ACN震荡清洗2次,每次10分钟。
(6) 脱水:加ACN 100ul 脱水至胶粒变白,吸弃ACN。
(7) 用25mM NH4HCO3稀释Trypsin 至12.5mg/ml,每管加10ul,稍微离心一下,让酶液与胶粒充分接触,4℃放置30min ,待酶液被胶粒完全吸收,吸弃多余的酶液,加25mM NH4HCO3 20ul,37℃过夜(16h)。
(8) 质谱样品使用德国Bruker公司的Ultraflex III质谱仪开展分析,参数设置:反射模式;
(9) 离子源加速电压1为24kv;
(10) 加速电压2为22kv;
(11) 离子延迟提取0.000ns;
(12) 真空度1.4×10-7 Torr;
(13) 质谱信号单次扫描累加200次;
(14) 使用标准Maker峰作为外标校正质谱峰,正离子谱测定,测定范围控制在700-4000;
(15) 样品的肽质量指纹图谱,胰酶自降解峰和污染物质的峰自动剔除;
(16) 利用LIFT软件将PMF强度最大的5个峰进行串级质谱分析(峰强度大于300)。
DNA-pull dwon模式图如下所示:
三、结果示意图:
额,好像跟RNA pull-down确实很像,就是RNA换成了DNA,检测的对象就变成了DNA与蛋白的互做。那么它有哪些应用呢?
四.技术应用
核酸与蛋白质的互作是细胞功能的核心,包括蛋白质合成、mRNA组装等生命活动中重要的代谢过程,研究核酸与蛋白质的互作是研究生命科学的基本工具。DNA pull-down主要用于目的DNA片段的互作蛋白(如转录因子等)筛选。