Summary

DNA מכתים שיטה המבוססת על משקעים Formazan הנגרם על ידי חשיפה אור כחול

Published: January 28, 2018
doi:

Summary

שיטה זו מאפשרת מכתים סלקטיבית, כימות של ה-DNA של ג’לים למסמס את הג’ל ירוקה SYBR אני / ניטרו Tetrazolium כחול פתרון וחשיפת אז זה אור שמש או מקור אור כחול. זה מייצר את התמיסה גלוי ודורשת כמעט ללא ציוד, שהופך אותו אידיאלי לשימוש שדה.

Abstract

שיטות מכתימים DNA חשובים מאוד למחקר ביורפואי. תיכננו שיטה פשוטה המאפשרת ויזואליזציה DNA בעין בלתי מזוינת על ידי היווצרות התמיסה צבעוניים. זה עובד על ידי השריה של אקרילאמיד או agarose DNA ג’ל בריכוז של 1 x (שקול ל- 2.0 מיקרומטר) SYBR Green אני (SG אני), מ מ 0.20 ניטרו כחול tetrazolium שמייצר סגול לזרז של formazan כאשר הם נחשפים לאור השמש או אור כחול במיוחד. בנוסף, בדיקות דנ א השחזור בוצעו באמצעות פלסמיד עמיד אמפיצילין ב ג’ל agarose צבעונית עם השיטה שלנו. מספר גדול יותר של המושבות הושג בשיטה שלנו מאשר עם מסורתיים מכתים באמצעות ג. אני עם תאורה אולטרה סגולה. השיטה המתוארת הוא מהיר ספציפיים, שאינם רעילים עבור זיהוי ה-DNA, המאפשר ויזואליזציה של מולקולות “בעין בלתי מזוינת” בלי transilluminator, והוא מתאים לשימוש שדה וזולה. מסיבות אלו, יש DNA החדש שלנו מכתים שיטה היתרונות הפוטנציאליים לפעילות המחקר והתעשייה.

Introduction

עם ההתקדמות לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית, מחקרים שכללו דנ א דרושים טכניקות טובות יותר כדי לנתח את הדנ א. השיטה הראשונה עבור ה-DNA מכתים היה כסף מכתים, הרגישה מאוד אבל חסר סלקטיביות, אינו מאפשר שחזור הדגימה. מאוחר יותר, ההתפתחות של צביעת DNA פלורסנט מותר כימות סלקטיבי של ה-DNA עם האפשרות של שחזור הדגימה. אחד צבעי פלורסנט הראשון משמש DNA כימות היה אתידיום ברומיד1, אשר הוא מוטגניות2. עם זאת, כעת ישנם צבעי פלורסנט משופרת, כי הם יותר רגישים, כגון GelRed ו- SYBR Green ובטוחה אני (SG אני)3; אבל כל אלה צבעי פלורסנט מחייבות השימוש של אולטרה סגול (UV) transilluminator או fluorimeter.

ישנן טכניקות אחרות עבור בעליל מכתים ה-DNA, כגון מתילן כחול4 וקריסטל ויולט5,6,7,8,9, אך כל אלה סובלים רגישות מופחתת, סלקטיביות. המלחים tetrazolium הן תרכובות אורגניות רגישים צמצום, כאשר זה קורה הם יוצרים לא מסיס, formazan צבעוניים לזרז10,11. לאחרונה, כמה מלחים tetrazolium טרינארית הוכחו לאגד DNA עקב שלהם טבעות חיובי tetrazolium12.

האחרונות הפרסום13, הוצע טכניקה גלויה חדשה כדי להכתים ולכמת DNA ב לזיהוי ג’לים, באמצעות הפחתת מלח tetrazolium טרינארית בשם ניטרו כחול tetrazolium (NBT) ו צבעי פלורסנט כמו אתידיום ברומיד, GelRed, SYBR ירוק אני וזהב SYBR. התגובה הזו עבד בנוכחות אור כחול או אור שמש ואיפשר שחזור הדגימה עם איכות משופרת בהשוואה לשימוש של ס ג אני transilluminator UV. מטרת מאמר זה היא לספק פרוטוקול מפורט לשיטת ההגדלה באמצעות tetrazolium מלחי.

Protocol

1. הכנת ויפעילו את הג’ל הכינו את הלא-denaturing 12% ג’ל לזיהוי ג’לים בעזרת המתכון נתרן Dodecyl סולפט-לזיהוי ג’ל אלקטרופורזה (מרחביות-עמוד) נמצא Sambrook וראסל14 אך באמצעות מים במקום מרחביות. כדי להכין 5 מ ל ג’ל לפתרון, השתמש 1.7 מ ל מים מזוקקים, 2 מ של אקרילאמיד/bis אקרילאמיד (30/0.8% w/v), מ 1.3 ל 1.5 M…

Representative Results

התמיסה formazan סגול מופיע היכן ממוקם ה-DNA (נבדק על ידי ספקטרומטר מסה13). בניסוי, סולם הדנ א נטען לבצע עקומת כיול (איור 3). הפרוטוקול פועל עבור ג’לים אקרילאמיד והן agarose, אך יש עוצמה נמוכה יותר והוא לוקח זמן רב יותר agarose. עם זאת, השימוש agarose ג’ל מאפשר ההתאו?…

Discussion

הרומן ורגיש DNA מכתים שיטה מבוסס על הפחתת NBT השימוש של ס ג. הוצגתי במאמר זה. השלב הקריטי של פרוטוקול זה הוא זמן הדגירה של הג’ל ב NBT-ס ג אני פתרון וריכוז NBT. הזמן מוכתמים agarose ג’ל הוא ארוך יותר עבור אקרילאמיד ג’לים בשל עובי גדול יותר agarose ג’ל. שיטה זו אינה פועלת היטב בנוכחות מרחביות כפי NBT ארגונייט שו?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי Fondo נאסיונאל דה Desarrollo y אזור Tecnológico (Fondecyt), צ’ילה, פרויקט 11130263 (ל CW), פרויקט CONICYT + NERC + פרוגרמה דה Colaboración אינטרנסיונל PCI-PII20150073 (ל CW) ו- U-inicia מדה Vicerrectoría Investigación אוניברסידאד דה צ’ילה (ל CW).

תודה על טטיאנה נאראנחו-פלמה על העזרה בשלב הראשוני של הפרויקט, ד ר חורחה Babul, דייגו קירוגה-רוג’ר לדיון מועיל, רוברט Lesch עבור תיקון של כתב היד, Dirección דה extensión דה לה Facultad דה y Químicas עצמה Farmacéuticas מ אוניברסידאד דה צ’ילה. תודות גם מרסלו Pérez עבור עריכת הוידאו וסטיבנס ניל שתיקנת את הטקסט ואת ארול ווטסון למתן הקריינות.

Materials

Nitro blue tetrazolium Gold Biotechnology 298-83-9 reagent used in the staining
SYBR Green I 10000X Thermo-Fisher S7563 reagent used in the staining
Gel extraction kit QIAGEN 28704 used to extract plasmid from the gel in integrity assay
DNA ladder Thermo-Fisher SM 1331 used to make calibration curves and as reference to cut band in integrity assay
Agar Agar Merck used to make LB-ampicillin culture plates 
sodium chloride Merck 1064045000 used to make LB-ampicillin culture plates 
yeast extract Becton, Dickinson and Company 212750 used to make LB-ampicillin culture plates 
peptone Merck 72161000 used to make LB-ampicillin culture plates 
TEMED AMRESCO 761 used to make polyacrylamide gels
ammonium persulfate Calbiochem 2310 used to make polyacrylamide gels
acrylamide invitrogen 15512-023 used to make polyacrylamide gels
bisacrylamide SIGMA 146072 used to make polyacrylamide gels
Tris-base Merck 1083821000 used to make TAE buffer and non-denaturing polyacrylamide gel tris-HCl buffer
EDTA J.T. Baker 8993-01 used to make TAE buffer
Acetic acid Merck 1,000,632,500 used to make TAE buffer
agarose Merck 16802 used to make TAE buffer
spectrophotometer Tecan infinite 200 pro used to quantify DNA plasmid
water purificatiom unit Merck Elix 100 use to make water type 1 (ASTM) used in spectrophotometry and DNA dilutions
distilled water used in gels, culture medium, stainings and general solutions
HCl J.T. Baker 9535-03 used to make non-denaturing polyacrylamide gel tris-HCl buffer
6X DNA loading dye Thermo-Fisher R0610
5 mm Blue LED Jinyuan electronics SP-021 light source used in integrity assay
protoboard KANDH KH102 light source support and circuit 
9 V battery Duracell used to power the LED's
horizontal electrophoresis chamber Biorad 1704486EDU used to make and run agarose gel in integrity assay
vertical electrophoresis kit Biorad 1658002EDU used to run polyacrylamide gels in calibration curves
power supply Biorad 1645050  used to power the electrophoresis

References

  1. LePecq, J. B., Paoletti, C. A fluorescent complex between ethidium bromide and nucleic acids: physical-chemical characterization. J. Mol. Biol. 27 (1), 87-106 (1967).
  2. Singer, V. L., Lawlor, T. E., Yue, S. Comparison of SYBR Green I nucleic acid gel stain mutagenicity and ethidium bromide mutagenicity in the Salmonella/mammalian microsome reverse mutation assay (Ames test). Mutat Res. 439 (1), 37-47 (1999).
  3. Xin, X., Yue, S., Wells, K. S., Singer, V. L. SYBR Green-I: a new fluorescent dye optimized for detection picogram amounts of DNA in gels. Biophys. J. 66 (A150), (1994).
  4. Flores, N., Valle, F., Bolivar, F., Merino, E. Recovery of DNA from agarose gels stained with methylene blue. Biotechniques. 13 (2), 203-205 (1992).
  5. Yang, Y. I., Jung, D. W., Bai, D. G., Yoo, G. S., Choi, J. K. Counterion-dye staining method for DNA in agarose gels using crystal violet and methyl orange. Electrophoresis. 22 (5), 855-859 (2001).
  6. Yang, Y. I., et al. Detection of DNA using a visible dye, Nile blue, in electrophoresed gels. Anal. Biochem. 280 (2), 322-324 (2000).
  7. Santillán-Torres, J. L. A novel stain for DNA in agarose gels. Trends Genet. 9 (2), 40 (1993).
  8. Adkins, S., Burmeister, M. Visualization of DNA in agarose gels as migrating colored bands: applications for preparative gels and educational demonstrations. Anal. Biochem. 240 (1), 17-23 (1996).
  9. Cong, W. T., et al. A visible dye-based staining method for DNA in polyacrylamide gels by ethyl violet. Anal. Biochem. 402 (1), 99-101 (2010).
  10. Altman, F. P. Tetrazolium salts and formazans. Prog. Histochem. Cytochem. 9 (3), 1-56 (1976).
  11. Nineham, A. W. The chemistry of formazans and tetrazolium salts. Chem. Rev. 55 (2), 355-483 (1955).
  12. Crandall, I. E., Zhao, B., Vlahakis, J. Z., Szarek, W. A. The interaction of imidazole-, imidazolium, and tetrazolium-containing compounds with DNA. Bioorg. Med. Chem. Lett. 23 (5), 1522-1528 (2013).
  13. Paredes, A. J., et al. New visible and selective DNA staining method in gels with tetrazolium salts. Anal. Biochem. 517, 31-35 (2017).
  14. Green, M. R., Sambrook, J. . Molecular Cloning: a Laboratory Manual. , (2012).
  15. Hansen, W., Garcia, P. D., Walter, P. In vitro protein translocation across the yeast endoplasmic reticulum: ATP-dependent post-translational translocation of the prepro-α-factor. Cell. 45 (3), 397-406 (1986).
  16. Inoue, H., Nojima, H., Okayama, H. High efficiency transformation of Escherichia coli with plasmids. Gene. 96 (1), 23-28 (1990).
  17. Madigan, M., Martinko, J., Parker, J. . Brock biology of microorganisms. , (2003).

Play Video

Cite This Article
Paredes, A. J., Alfaro-Valdés, H. M., Wilson, C. A. DNA Staining Method Based on Formazan Precipitation Induced by Blue Light Exposure. J. Vis. Exp. (131), e56528, doi:10.3791/56528 (2018).

View Video