生物通报道:西方有这样一句老话,通过一个人的朋友就可以判断他的为人,这句话同样适用于生物分子。如果你想知道某个生物分子的功能,可以从与它相互作用的分子入手。
近年来,长非编码rna(lncrna)得到了研究界的广泛关注。如今,人们已经鉴定了大量lncrna,但大多数lncrna的功能还未明确。为了解决这一问题,研究者们开始对lncrna的互作蛋白进行研究,并为此开发出了越来越多的分析工具。
rna结合蛋白免疫沉淀技术又称为rip(rna immunoprecipitation),可以说是rna版的chip(染色质免疫沉淀),该技术能帮助人们分析与rna结合蛋白相关的核酸。
在rip试剂盒(如sigma的imprint® rna immunoprecipitation kit)的帮助下,研究者们能够利用针对rna结合蛋白的抗体,从细胞提取物中捕获与蛋白相结合的rna,再通过qpcr、芯片或二代测序技术对这些rna进行鉴定。
不论是细胞质还是细胞核,都会发生rna与蛋白的相互作用。据active motif公司产品kyle hondorp介绍,该公司的rna chip-it® kit于研究rna与细胞核染色质的相互作用。该试剂盒通过甲醛固定来锁定rna-染色质的互作,随后对染色质进行超声,并用dnase i处理,zui后利用磁珠进行沉淀。
“如你研究的是总mrna,那么常规rip试剂盒更合适一些,”hondorp说,“常规rip试剂盒可以处理所有细胞裂解物的总mrna。”
生产magna rip™ rna-binding protein immunoprecipitation kit的emd millipore公司,也在开发专门针对染色质的rip试剂盒。预计这一新产品将于2014年*季度发布,该产品有化学交联与native两种形式。据介绍,化学交联可以分析究间接的蛋白-rna相互作用,研究更高分子量的蛋白复合物。而native方法展现的是,亲和力更高也更为直接的相互作用。
除rip以外,clip(uv crosslinking and immunoprecipitation)也可以帮助人们捕捉与rna结合蛋白互作的核酸。clip方案整合了交联与核酸酶消化,不仅允许对rna-蛋白复合物进行进一步的纯化(如凝胶电泳片段分离),还能够揭示rna-蛋白互作所发生的位点。zui近人们又开发出了新型clip 技术——iclip(individual-nucleotide resolution clip),该技术能够以单个碱基的分辨率,来展示rna-蛋白互作的详细信息。
据伦敦大学学院的jernej ule教授介绍,clip与rip的关键性差异,在于沉淀复合物后的凝胶纯化步骤。clip技术可以给rna-蛋白复合物的rna末端带上放射性标记,并将这些复合物进行sds-page分离,之后转移到一张膜上。这样的过程可以提高纯化的特异性,减少非特异性的rna。蛋白酶消化可以将rna从膜上解离下来,用于制备cdna文库,以备测序分析。
“clip要比rip麻烦一些,不过我认为它很值得采用,”ule说。“放射性信号的量及其特异性,能够帮助我们提高cdna文库的质量,zui终得到准确实用的数据。”
chirp、chart和rap
如果你对某种rna感兴趣,希望研究与其发生相互作用的蛋白,就需要采用新的实验方案。chirp(chromatin isolation by rna purification)、chart(capture hybridization analysis of rna targets)和rap(rna antisense purification)都基于同样的理念,将与目标rna互补的寡核苷酸进行*标记,并由此捕获相关蛋白。之后研究者可以通过二代测序或质谱分析,来鉴定与rna互作的蛋白,明确发生这些互作的基因组区域。
据neb的g. brett robb介绍,上述三种方法解决了当今rna生物学中的关键需求。目前,研究者们已经鉴定了大量的lncrna,但却不清楚它们的功能。“解决这一问题的途径之一,就是寻找与这些rna发生互作的蛋白。”举例来说,加州理工学院的mitchell guttman和宾州大学的jeannie lee,就分别在使用rap和chart对xist lncrna展开研究。
据悉,目前chirp、chart和rap技术都还没有商业化。不过有一个试剂盒可以实现从已知rna分离蛋白,即mbl international的ribotrap系统,该系统能够利用体外转录的rna(带*标记),从细胞提取物中分离与之结合的蛋白。
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