細胞螢光素酶報告基因檢測受多種因素影響,例如載體狀態(tài),細胞狀態(tài),轉(zhuǎn)染量,轉(zhuǎn)染效率,裂解效率,加樣精度等等,因此實驗中一般需要做3個或以上復(fù)孔,且最好采用雙螢光素酶報告基因,以保證實驗結(jié)果的可信度,F(xiàn)將雙螢光素酶實驗檢測中常見的問題匯總?cè)缦拢?br />
Q1:如何選擇載體?
螢火蟲螢光素酶一般選取pGL-3、pGL-4或pmirGLO的載體,也可自己構(gòu)建相應(yīng)的載體;
海腎螢光素酶一般選取phRL-TK或pGL-4載體,建議不使用強啟動子(如SV40,CMV),而選取中等強度的啟動子
Q2:檢測結(jié)果螢光值過低或無螢光值怎么辦?
多種情況均可導(dǎo)致檢測結(jié)果螢光值過低或無螢光,具體原因和解決辦法如下:
1,啟動子活性低
a.優(yōu)化細胞的培養(yǎng)條件,提高螢光素酶的表達量;
b.更換強啟動子(如SV40、CMV)。
2,轉(zhuǎn)染效率低
a.優(yōu)化轉(zhuǎn)染實驗條件,用較易轉(zhuǎn)染的質(zhì)粒做陽性對照(如轉(zhuǎn)染過表達螢光蛋白質(zhì)粒);
b.確保轉(zhuǎn)染DNA的質(zhì)量,可通過酶切或瓊脂糖凝膠電泳的方法對DNA質(zhì)量進行鑒定;
c.選擇活性較高,處于指數(shù)分裂期的細胞進行轉(zhuǎn)染。
3,樣品裂解效率低
a.細胞培養(yǎng)時間不宜過長,12-36h內(nèi)最好,長時間培養(yǎng)后,細胞可能會難裂解;
b.加入的裂解液需足量,保證細胞能夠充分裂解。
4,檢測過程操作不規(guī)范
a. 選擇合適的檢測儀器,如Luminometer 發(fā)光計、多功能酶標儀或者其他能夠檢測生物發(fā)光的儀器都適用于該實驗;
b.需加入足量底物,保證底物的飽和,否則會造成檢測結(jié)果出現(xiàn)很大偏差;
c.保證室溫反應(yīng)。酶促反應(yīng)對溫度較為敏感,反應(yīng)時各個組分(細胞裂解產(chǎn)物,底物工作液等)都需要調(diào)整到室溫(20-25℃)再使用;
d.螢光素酶的體外半衰期一般約30min,加完底物后可立即檢測,盡量在30min內(nèi)完成;
e. 檢測板:為防止孔間干擾,推薦使用不透光白色酶標板。黑色酶標板也可用,但因黑色會吸收光信號,可能會降低信號。
5,底物氧化失效
a.底物避光密封保存,螢火蟲螢光素酶底物-20℃保存;海腎螢光素酶底物推薦-80℃保存;
b. 反應(yīng)工作液建議現(xiàn)用現(xiàn)配。
Q3:如何判斷轉(zhuǎn)染成功?
1,如轉(zhuǎn)入的miRNA帶螢光標記如GFP,則可直接在轉(zhuǎn)染后、細胞裂解前,顯微鏡下觀察細胞螢光;
2,如轉(zhuǎn)入的miRNA不帶任何螢光標記,可考慮進行miRNA的qRT-PCR檢測,通過檢測結(jié)果判斷實驗組2、4、6是否相對其對照組miRNA有顯著過表達;
3,設(shè)置一個螢光質(zhì)粒轉(zhuǎn)染參照組,同批轉(zhuǎn)染一個組的細胞,間接反映出同批次實驗的轉(zhuǎn)染情況。
Q4:細胞裂解物可以存放多久?
常溫一般不超過6小時,-20℃可以保存一個月,-80℃可以保存半年。
Q5:螢光素酶作為報告基因相比于螢光蛋白有哪些優(yōu)勢?
螢光素酶的靈敏度相比于GFP提高10-100倍以上,同時具有更寬的動態(tài)范圍,便于數(shù)值分析比較,不需要螢光顯微鏡,而且在活體實驗中其螢光穿透性高于GFP等螢光蛋白,同時由于沒有內(nèi)源活性、其本底信號很低。而GFP等螢光蛋白相比于螢光素酶的優(yōu)勢在于可以進行示蹤定位,并且其觀測不需裂解細胞,方便進行適時觀察。
Q6:為什么我的實驗復(fù)孔無法重復(fù)?
實驗復(fù)孔有一定差異是正常的,通常只要在一個數(shù)量級之內(nèi)即可。如果差異超出這個范圍,則需要考慮以下2個方面,一是細胞裂解后離心取上清,保證樣本均一性;二是保證加樣的準確性,移液器要定期校準,確保移液精準。
Q7:檢測結(jié)果螢光值越高越好么?
螢光值過高可能會超出儀器檢測范圍從而檢測不到結(jié)果,一般讀數(shù)在5-6之間較好,螢光值過高可通過減少質(zhì)粒轉(zhuǎn)染量或?qū)α呀猱a(chǎn)物進行稀釋后檢測,不建議通過減少螢光底物來降低螢光值,因為底物飽和才能反映螢光素酶真實的表達水平,否則會造成檢測結(jié)果出現(xiàn)大的偏差。
螢光素酶實驗的應(yīng)用
螢光素酶作為報告基因技術(shù)的一種,具有快速、靈敏、準確的優(yōu)點,常應(yīng)用于以下幾種生物學(xué)研究:
1,啟動子活性分析:啟動子區(qū)是RNA聚合酶的結(jié)合區(qū),啟動子的結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到轉(zhuǎn)錄的效率,螢光素酶實驗可用于驗證待測啟動子是否有活性及其活性區(qū)域;也可實現(xiàn)組織特異性啟動子篩選及確定;以及用于新順式作用元件發(fā)現(xiàn)及功能鑒定。
2,啟動子與轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合驗證:將待檢測的啟動子序列構(gòu)建在報告基因上游,同時在細胞實驗中共表達轉(zhuǎn)錄因子,分析螢光素酶表達水平,即反映轉(zhuǎn)錄因子是否調(diào)控基因的表達,轉(zhuǎn)錄因子能增強或抑制啟動子的啟動能力。
3,驗證microRNA與靶基因是否存在調(diào)控關(guān)系:microRNA主要通過作用于靶基因的3’UTR起作用,microRNA大部分通過成熟體種子區(qū)與3’UTR結(jié)合抑制蛋白翻譯?梢詫⒛康幕3’UTR區(qū)域構(gòu)建至報告基因luciferase的下游,再共轉(zhuǎn)入microRNA,如果螢光素酶表達下降,可以說明microRNA對目的基因的抑制作用;
4,啟動子SNP分析:單個核苷酸變異,簡稱SNP,通過構(gòu)建螢光素酶報告基因系統(tǒng)研究SNP位點的增強子與轉(zhuǎn)錄因子是否結(jié)合最為直接。
5,分析信號通路是否激活:將待檢測信號通路的下游相應(yīng)元件序列構(gòu)建入報告基因載體,檢測不同上游條件下,其螢光素酶活性,即下游信號通路的響應(yīng)情況。