河南科技大学大学生研究训练计划(SRTP)项目申请书-《RN55693.pptx
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1、河科大大学生训练计划(SRTP)RNAi诱导tap mRNA降解对果蝇神经发育的影响成员:乔钰璐 丁劲峰 夏南飞 苏珂此项目意义何在?此项目意义何在?其研究对生命科学的研究有何作用?其研究对生命科学的研究有何作用?我们都知道原神经(proneural)基因表达催生并确定神经前体细胞,神经前体细胞经增殖分化才形成神经系统,因此原神经基因对神经发生有决定性作用。原神经基因最先从果蝇中发现,后被证实为bHLH基因。接着人们又在各类脊锥动物发现更多的bHLH基因,其neurogenin(ngn)基因就是其中的一种,而ngn果蝇直系同源蛋白Tap的功能至今未知。目前对ngn基因的研究组要集中在ngn基因
2、表达模式的检测,以及制备ngn突变体以及观察其突变表型,但对ngn基因本身的调控和被调控机制涉及甚少,因此对tap基因的功能及调控的研究将对ngn基因的相关研究具有重要的意义。一.tap基因克隆,制备相应RNAi构建PCR扩增五要素(一)引物(二)模板(三)Mg2+(四)taq聚合酶(五)四种dNTPPart1 引物的获得首先我们应该清楚,我们研究的是黑腹果蝇(drosophila melanogaster)的tap基因,所以我们应该在the website of pubmed上找出tap的完整基因序列。然后在the website of ORF finder上找出the sequence o
3、f ORF of tap上方为DNA序列,下方为其所对应的氨基酸。由于tap基因为bHLH模式基因,对比文献可得到该模式的基因序列。将得到的部分DNA序列放入primer3软件中得到该序列的引物Left primer 5tcgatacgagcagcaatcac3 Right primer 5atcttcaccacttgggttgg3正向GactagtCtcgatacgagcagcaatcacCtgatcaGagctat gctcgtcgttagtg atcttcaccacttgggttggCTAgctagcTAGtagaagtggtgaacccaaccGATcgatcgATCatgtacttc
4、aag:53SpeIAvrII反向atcttcaccacttgggttggGAGccatggGAGtcgatacgagcagcaatcacGCagatctCG GCagatctCG cactaacgacgagcatGAGcctaggGAGggttgggttcaccacttctacttgaagtacat:35NheIXbaItaptap knockdown by RNAi knockdown by RNAiExpressed in flyRNase machineryRNAi constructDouble stranded mRNA hairpinSmall interfering RNAs(
5、siRNA)TranscriptionTarget genemRNADegradationNo translation Third:RNAiThird:RNAi构建构建首先在flybase网站上找了一个适合我们用的vector(pWIZ vector)在上面上有四个酶切位点(They are unique in pWIZ),分别为SpeI、AvrII、NheI、XbaI,由于我们所克隆的基因序列无这些酶的酶切位点,所以我们应该在引物上加上这些酶的酶切位点(PWIZ vector如图)四种限制性内切酶的序列Spe AvrNhe Xba 引物加上酶切位点以及保护碱基以后引物加上酶切位点以及保护碱基
6、以后:引物设计共两种:引物设计共两种:第一种:第一种:LP:LP:GactagtCGactagtCtcgatacgagcagcaatcactcgatacgagcagcaatcac RP:RP:ggatccggatccatcttcaccacttgggttgg(?)atcttcaccacttgggttgg(?)第二种:第二种:LP:LP:GCtctagaGCGCtctagaGCtcgatacgagcagcaatcactcgatacgagcagcaatcac RP:RP:CTAgctagcTAGCTAgctagcTAGatcttcaccacttgggttggatcttcaccacttgggttggP
7、art2.模板的获得 果蝇DNA的提取和纯化果蝇DNA的提取和纯化实验原理:使用消化缓冲液使DNA从细胞内释放出来,65度温育可以加速DNA溶解,酚氯仿异戊醇抽提可以将蛋白质与DNA分离,冷的异丙醇沉淀DNA,70的乙醇洗去DNA表面的残留有机溶剂。酚酚-氯仿抽提法氯仿抽提法提取组织提取组织组织匀浆组织匀浆水相水相(DNA,RNA)絮状沉淀絮状沉淀(DNA,少量蛋白质少量蛋白质,RNA)DNA消化缓冲液消化缓冲液苯酚苯酚-氯仿氯仿离心离心离心离心离心离心氯仿氯仿-异戊醇异戊醇5mol/L NaCl冰无水乙醇冰无水乙醇75%乙醇乙醇TE1.消化缓冲液消化缓冲液0.1mol/L NaCl1%SDS
8、(十二烷基磺酸钠)(十二烷基磺酸钠)10mmol/L Tris-HCl pH8.01mmol/L EDTA pH8.0阴离子去污剂,作为变性剂和助溶试剂,阴离子去污剂,作为变性剂和助溶试剂,它能断裂分子内和分子间的氢键,使分子它能断裂分子内和分子间的氢键,使分子去折叠,破坏蛋白分子的二、三级结构。去折叠,破坏蛋白分子的二、三级结构。抑制抑制DNA酶活性酶活性pH值适宜值适宜DNA游离游离至水相,避免降解。至水相,避免降解。苯酚苯酚-氯仿(氯仿(3:1,V:V)Tris-HCl 饱和饱和操操作时,应将移液管伸至试剂瓶底部,吸取下层试剂作时,应将移液管伸至试剂瓶底部,吸取下层试剂。苯酚与氯仿均为表
9、面变性剂,能够有效地去除水溶液中的蛋白苯酚与氯仿均为表面变性剂,能够有效地去除水溶液中的蛋白质,使其变性后沉淀。质,使其变性后沉淀。氯仿氯仿-异戊醇(异戊醇(24:1,V:V)经酚氯仿试剂第一次抽提后的水相中有残留的酚,由于酚与氯仿是经酚氯仿试剂第一次抽提后的水相中有残留的酚,由于酚与氯仿是互溶的,可用氯仿第二次变性残余的蛋白质,同时一起将酚带走。互溶的,可用氯仿第二次变性残余的蛋白质,同时一起将酚带走。加入异戊醇能降低分子表面张力,所以能减少抽提过程中的泡沫产生。加入异戊醇能降低分子表面张力,所以能减少抽提过程中的泡沫产生。同时异戊醇有助于分相,使离心后的上层水相,中层变性蛋白相以及同时异戊
10、醇有助于分相,使离心后的上层水相,中层变性蛋白相以及下层有机溶剂相维持稳定下层有机溶剂相维持稳定 75%乙醇乙醇洗涤作用,去除残余的金属离子。同时,保护洗涤作用,去除残余的金属离子。同时,保护DNA完整性,避免降解;完整性,避免降解;抑制核酸酶活性。抑制核酸酶活性。TE缓冲液缓冲液TE缓冲液是缓冲液是Tris+EDTA缓冲液,一般用作溶解剂或保持剂,主要是缓冲液,一般用作溶解剂或保持剂,主要是调控调控pH。TE缓冲液是弱碱性缓冲液是弱碱性,对对DNA的碱基有保护性。的碱基有保护性。DNA在在TE提供的环境提供的环境中稳定性较好中稳定性较好,不易破坏其完整性或产生开环及断裂。包括提取好的不易破坏
11、其完整性或产生开环及断裂。包括提取好的DNA也要放在也要放在TE缓冲液中保存。缓冲液中保存。实实验材验材料料 新新鲜存活的果蝇或鲜存活的果蝇或20冻存冻存1h的果蝇个体的果蝇个体510个。个。实实验仪器及用具验仪器及用具器具:玻璃棒、烧杯、离心管、量筒、器具:玻璃棒、烧杯、离心管、量筒、分析天平、水浴锅、台式高速离心机、分析天平、水浴锅、台式高速离心机、4冰箱、长玻璃吸管、微量加样器、枪冰箱、长玻璃吸管、微量加样器、枪头、紫外分析仪、琼脂糖电泳装置。头、紫外分析仪、琼脂糖电泳装置。药药品和试品和试剂剂酚(酚(Tris饱和酚)、氯仿、异戊醇、十二烷基硫酸钠饱和酚)、氯仿、异戊醇、十二烷基硫酸钠(
12、SDS)、Tris 碱、乙二胺四乙酸(碱、乙二胺四乙酸(EDTA)、异丙醇。)、异丙醇。溶溶液配制液配制:消化缓冲液消化缓冲液:含含100mM的的Nacl,10mM Tris.cl(PH8.0),25mM的的EDTA(PH8.0),0.5的的SDS。TE缓冲液缓冲液(PH8.0):含):含10mM Tris.cl(PH8.0),1mM的的EDTA(PH8.0)。)。电泳缓冲液电泳缓冲液TAE:电泳缓冲液(电泳缓冲液(50TAE):取):取Tris24.2g,冰醋酸,冰醋酸 5.7ml,0.25mol/L EDTA(pH8.0)20ml,加蒸馏水至,加蒸馏水至 100ml。1TAE 为配制琼脂糖
13、凝胶及其电泳的应用缓冲液。为配制琼脂糖凝胶及其电泳的应用缓冲液。0.7琼脂糖凝胶琼脂糖凝胶的配制:称取的配制:称取0.28g琼脂糖,加入琼脂糖,加入40ml 1TAE,于电炉上加热至沸,于电炉上加热至沸腾,待凝胶冷却至腾,待凝胶冷却至50左右(手试微烫),加入左右(手试微烫),加入3l GoldViewTW荧光染料荧光染料,混匀后将,混匀后将胶倒入插好梳子的制胶板上,冷却后备用。胶倒入插好梳子的制胶板上,冷却后备用。实实验步验步骤骤1)取取6只麻醉的果蝇(让乙醚挥发干净)放入只麻醉的果蝇(让乙醚挥发干净)放入1.5ml离心管中,加入消离心管中,加入消化缓冲液化缓冲液30l,用,用200l Ti
14、p枪头迅速捣碎。枪头迅速捣碎。2)补加消化缓冲液补加消化缓冲液400l,混匀,置,混匀,置65温浴温浴30分钟每分钟每10分钟摇荡一分钟摇荡一次,以使样品被充分消化。次,以使样品被充分消化。3)取出离心管加入取出离心管加入400l酚,酚,400l氯仿:异戊醇(氯仿:异戊醇(24:1)的混合物,)的混合物,盖紧管盖,上下颠倒充分混匀,抽提样品盖紧管盖,上下颠倒充分混匀,抽提样品5ml,12000rpm离心离心5分钟。分钟。4)小心吸取上清转移至新的离心管中。加入小心吸取上清转移至新的离心管中。加入400l异丙醇,轻轻混匀异丙醇,轻轻混匀3min,此时可见白色线团状物质出现,此时可见白色线团状物质
15、出现。5)14000rpm离心离心10分钟,让线团状物质沉到管底或管壁,小心倒出液分钟,让线团状物质沉到管底或管壁,小心倒出液体。体。6)用用400l 75的乙醇洗涤沉淀,的乙醇洗涤沉淀,12000rpm离心离心5min,倒掉乙醇,倒倒掉乙醇,倒置晾干至乙醇味道消失,沉淀用置晾干至乙醇味道消失,沉淀用50l TE 缓冲液溶解。(此时得到的白缓冲液溶解。(此时得到的白色线状物即为色线状物即为DNA.7)取完全溶解后的取完全溶解后的DNA原液进行原液进行1:100稀释,即稀释,即1l原液原液+99l水,混匀。水,混匀。取完全溶解后的取完全溶解后的DNA原液进行原液进行1:100稀释,稀释,即即1l
16、原液原液 +99l水,混匀。水,混匀。紫外分光光度计检测:紫外分光光度计检测:A260=?A280=?DNA纯度鉴定纯度鉴定A260/A280 1.6 1.8 2.0酚、蛋白质污染酚、蛋白质污染视为纯度较视为纯度较高的高的DNARNA污染污染注意事项l 组织抽提前应保存于液氮中,以免组织抽提前应保存于液氮中,以免DNA受到破坏;纯受到破坏;纯化时应时刻注意抑制核酸酶的污染,使用化时应时刻注意抑制核酸酶的污染,使用EDTA等防止等防止DNA降解。降解。l 剧烈振荡可使剧烈振荡可使DNA断裂,故操作时应尽量轻柔、缓慢断裂,故操作时应尽量轻柔、缓慢地颠倒混匀。地颠倒混匀。l 要获得高纯度要获得高纯度
17、DNA,可加入蛋白酶,可加入蛋白酶K降解蛋白质。降解蛋白质。l DNA在在260nm处有一吸收峰,而蛋白质在处有一吸收峰,而蛋白质在280nm处有处有吸收峰。当纯度比值小于吸收峰。当纯度比值小于1.6时,应考虑进行再次纯化。时,应考虑进行再次纯化。l 整个实验须接触多种有毒、有腐蚀性试剂,故应注意操整个实验须接触多种有毒、有腐蚀性试剂,故应注意操作规范安全。作规范安全。Part3.PCR扩增及PCR产物的检测、纯化模板的浓度应控制在100ng/100 l 引物浓度应控制在0.1-0.5 mol/LTaqDNA聚合酶应控制在0.5-2.5U/50 mol四种dNTP的浓度应相等Mg离子的浓度应控
18、制在0.5-2.5mmol/L配置成相应的PCR反应液。然后放入PCR仪中扩增,最后将克隆的基因序列保存起来。PCR扩增PCR检测制胶配制配制2%凝胶凝胶100ml:称取琼脂糖称取琼脂糖2g于三角瓶中,加入于三角瓶中,加入100ml0.5TBE(四溴乙烷)液,微(四溴乙烷)液,微波炉加热波炉加热2-5min,使琼脂糖完全溶解(注意不要暴沸),置室温等温使琼脂糖完全溶解(注意不要暴沸),置室温等温度下降至度下降至60时,加入终浓度时,加入终浓度0.5g/ml的的EB(溴化乙锭)液,充分(溴化乙锭)液,充分混匀后倒板(注意排除气体)。混匀后倒板(注意排除气体)。加样和电泳加样和电泳 取取PCR反应
19、液反应液510l,加入加入3l溴酚兰液,充分混匀,加入凝胶加样孔溴酚兰液,充分混匀,加入凝胶加样孔中。电泳仪可用一般稳压可调中压电泳仪,电泳工作液为中。电泳仪可用一般稳压可调中压电泳仪,电泳工作液为0.5TBE液,液,接通电源,使样品由负极向正极移动。接通电源,使样品由负极向正极移动。60-100V恒压电泳约恒压电泳约30-60分钟。分钟。结果检测结果检测 将凝胶板放在紫外透射仪的石英玻璃台上进行检测,将凝胶板放在紫外透射仪的石英玻璃台上进行检测,DNA产物与荧光产物与荧光染料染料EB形成橙黄色荧光复合物。观察各泳道是否有橙黄色荧光带出现,形成橙黄色荧光复合物。观察各泳道是否有橙黄色荧光带出现
20、,并与扩增时所设的阳性对照比较,判断阳性或阴性结果。也可在电泳并与扩增时所设的阳性对照比较,判断阳性或阴性结果。也可在电泳时以标准分子量作对照,判断其扩增片段是否与设计的大小相一致。时以标准分子量作对照,判断其扩增片段是否与设计的大小相一致。PCR纯化利用提纯试剂盒对PCR产物进行提纯Part4.质粒重组质粒的选择由于要构建RNAi重组质粒,故要选择含有多个特殊酶切位点的质粒。有红眼标记基因酶切质粒的去磷酸化酶切质粒的去磷酸化酶切质粒的去磷酸化酶切质粒的去磷酸化为了防止发生自连,提高连接效率,单酶切后,需要进行去磷为了防止发生自连,提高连接效率,单酶切后,需要进行去磷酸化。酸化。去磷酸方法如下
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