一、亚硫酸氢钠修饰过程中可能出现的问题及应对措施
亚硫酸氢钠修饰DNA 的目的是将DNA 序列中未甲基化的胞嘧啶完全转化为尿嘧啶,而甲基化的5一甲基胞嘧啶保持不变。影响此过程的主要因素有修饰试剂的浓度、反应温度、反应环境的pH 值及反应时间。其中任何一个环节出现问题都将导致MSP 扩增失败,体会如下:
(1)亚硫酸氢钠的浓度最好控制在3.0~3.9 mol/L为好,其pH 值必须用NaOH 精确调整至5.0;
(2)修饰时间应掌握在10~16 h ,修饰时间过长会导致甲基化胞嘧啶也会转化成尿嘧啶且DNA 模板破坏加剧,而时间过短会导致修饰不彻底;
(3)反应温度应控制在50~55℃(若用国产恒温水浴箱建议温度设定在53℃为好) ;
(4)DNA模板量应控制在
只要遵循以上几点基本上能保证99% 未甲基化的胞嘧啶转化尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶保持不变。但是,此修饰过程中模板DNA 有约96%已经降解 。当DNA 样品较少时(如石蜡包埋组织、血清DNA) ,在纯化回收时可加人适量鲑鱼精DNA 或糖原(约1 g)作为载体,有利于DNA 沉淀(加入载体后轻轻晃动Ependof 管可见絮状DNA 富集现象) 。
二、甲基化特异PCR 可能出现的问题与对策
1.引物因素分析MSP 的引物设计的质量是扩增成败的关键性因素。
MSP 的引物设计与普通的PCR 引物设计不同,MSP 的引物设计原理是:模板DNA 在经过亚硫酸盐处理后,发生甲基化的基因启动子区域CpG 岛内CpG 位
点5 一端胞嘧啶保持不变;而未发生甲基化的CpG 岛内CpG 位点5 一端胞嘧啶转化为尿嘧啶,即C —U 。针对修饰前后的序列差异用MethPrimer 软件设计甲基化与未甲基引物,进行PCR 扩增。MSP 的引物序列中至少含有1个以上CpG 位点,最好是含有多个CpG 位点,这样可保证引物的特异性,同时可以提高DNA 启动子甲基化碱基的检出率。
二、MSP 的引物必须按亚硫酸氢钠处理后的DNA 序列设计,同时也应该尽可能与
普通PCR 的引物设计原则相符合。按MSP 的要求,任意DNA 序列在做MSP 扩增时,至少要合成2对引物,即甲基化引物与未甲基化引物。在MSP 的未甲基化引物序列中前导引物不含鸟嘌呤碱基,反向引物不含胞嘧啶碱基。初涉及MSP 者最好用文献引物进行研究。如果是为了筛选新的甲基化的抑癌基因而文献中无法找到的相应MSP 引物,可用在线MethPrimer 软件在线设计引物,网址为http ://www .urogene .org /methprimer /index1.html 。根据软件提示可以找到所需要的MSP 引物。但MSP 所遇到的困难是,要扩增的是启动子或部分第一外显子序列,其CG 含量相对较高,MSP 扩增难度加大,因此设计好的引物最好用引物软件如Primer5.0从理论上推测其扩增效率,对于扩增效率
2.MSP 的反应体系问题MSP 的反应体系的成分与普通PCR 一样,反应体系的优化也与普通类似,反应体系的优化与普通PCR 的反应体系中最大的区别是DNA 模板不同。经过修饰后的模板为单链状态,MSP 的DNA 模板在抽提后应检测其纯度和含量,其纯度要求A260/A280在1.8~2.0之间;其含量要准确检测,否则在亚硫酸盐处理时因DNA 模板加的太多而导致DNA 处理不完全而导致MSP 扩增失败;而加的DNA 模板太少则一方面浪费试剂,另一方面会因为目的片段太少导致MSP 假阴性。Mg“浓度一般在2.0~2.5 mmoL /L 为宜,过低过高都不利于扩增。此外,PCR 的缓冲液及Taq 酶的来源也很重要,一般的PCR 缓冲液常常会导致结果不稳定,不同来源的Taq 酶也会影响结果的重复性。我们建议用Taka —ra 公司针对富含CG 等复杂二级结构
模板的TaKaRa IATaq with GC Buffer效果较好。而一旦选用某一厂家Taq 酶后,不要轻易更换,以免MSP 因重新优化而引起的时间和成本的浪费。
3.MSP 的反应温度分析MSP 扩增的结果有3种情况:(1)产物电泳为阴性;
(2)产物电泳出现多条非特异性条带(含目的基因条带) ;(3)产物电泳为阳性(仅目的基因条带) 。出现前2种情况时,可在保证反应体系和引物没有问题的情况下,通过调整MSP 的反应温度而得到目的基因带。方法如下:PCR 反应中,Tm 的高低与CG 含量呈正相关。因甲基化与未甲基化引物序列差异,在扩增过程中可能会出现PCR 偏性。我们建议,提高预变性温度(一般应>95。C ,10 rain)和变性温度(>95℃ ,1 min),退火温度以60℃作梯度或70℃作降落PCR 。
总之,在MSP 全过程中,影响结果的因素较普通PCR 要多得多,只要对实验过程每一步认真控制可完全提高MSP 的准确度和精密度。
一、亚硫酸氢钠修饰过程中可能出现的问题及应对措施
亚硫酸氢钠修饰DNA 的目的是将DNA 序列中未甲基化的胞嘧啶完全转化为尿嘧啶,而甲基化的5一甲基胞嘧啶保持不变。影响此过程的主要因素有修饰试剂的浓度、反应温度、反应环境的pH 值及反应时间。其中任何一个环节出现问题都将导致MSP 扩增失败,体会如下:
(1)亚硫酸氢钠的浓度最好控制在3.0~3.9 mol/L为好,其pH 值必须用NaOH 精确调整至5.0;
(2)修饰时间应掌握在10~16 h ,修饰时间过长会导致甲基化胞嘧啶也会转化成尿嘧啶且DNA 模板破坏加剧,而时间过短会导致修饰不彻底;
(3)反应温度应控制在50~55℃(若用国产恒温水浴箱建议温度设定在53℃为好) ;
(4)DNA模板量应控制在
只要遵循以上几点基本上能保证99% 未甲基化的胞嘧啶转化尿嘧啶,而甲基化的胞嘧啶保持不变。但是,此修饰过程中模板DNA 有约96%已经降解 。当DNA 样品较少时(如石蜡包埋组织、血清DNA) ,在纯化回收时可加人适量鲑鱼精DNA 或糖原(约1 g)作为载体,有利于DNA 沉淀(加入载体后轻轻晃动Ependof 管可见絮状DNA 富集现象) 。
二、甲基化特异PCR 可能出现的问题与对策
1.引物因素分析MSP 的引物设计的质量是扩增成败的关键性因素。
MSP 的引物设计与普通的PCR 引物设计不同,MSP 的引物设计原理是:模板DNA 在经过亚硫酸盐处理后,发生甲基化的基因启动子区域CpG 岛内CpG 位
点5 一端胞嘧啶保持不变;而未发生甲基化的CpG 岛内CpG 位点5 一端胞嘧啶转化为尿嘧啶,即C —U 。针对修饰前后的序列差异用MethPrimer 软件设计甲基化与未甲基引物,进行PCR 扩增。MSP 的引物序列中至少含有1个以上CpG 位点,最好是含有多个CpG 位点,这样可保证引物的特异性,同时可以提高DNA 启动子甲基化碱基的检出率。
二、MSP 的引物必须按亚硫酸氢钠处理后的DNA 序列设计,同时也应该尽可能与
普通PCR 的引物设计原则相符合。按MSP 的要求,任意DNA 序列在做MSP 扩增时,至少要合成2对引物,即甲基化引物与未甲基化引物。在MSP 的未甲基化引物序列中前导引物不含鸟嘌呤碱基,反向引物不含胞嘧啶碱基。初涉及MSP 者最好用文献引物进行研究。如果是为了筛选新的甲基化的抑癌基因而文献中无法找到的相应MSP 引物,可用在线MethPrimer 软件在线设计引物,网址为http ://www .urogene .org /methprimer /index1.html 。根据软件提示可以找到所需要的MSP 引物。但MSP 所遇到的困难是,要扩增的是启动子或部分第一外显子序列,其CG 含量相对较高,MSP 扩增难度加大,因此设计好的引物最好用引物软件如Primer5.0从理论上推测其扩增效率,对于扩增效率
2.MSP 的反应体系问题MSP 的反应体系的成分与普通PCR 一样,反应体系的优化也与普通类似,反应体系的优化与普通PCR 的反应体系中最大的区别是DNA 模板不同。经过修饰后的模板为单链状态,MSP 的DNA 模板在抽提后应检测其纯度和含量,其纯度要求A260/A280在1.8~2.0之间;其含量要准确检测,否则在亚硫酸盐处理时因DNA 模板加的太多而导致DNA 处理不完全而导致MSP 扩增失败;而加的DNA 模板太少则一方面浪费试剂,另一方面会因为目的片段太少导致MSP 假阴性。Mg“浓度一般在2.0~2.5 mmoL /L 为宜,过低过高都不利于扩增。此外,PCR 的缓冲液及Taq 酶的来源也很重要,一般的PCR 缓冲液常常会导致结果不稳定,不同来源的Taq 酶也会影响结果的重复性。我们建议用Taka —ra 公司针对富含CG 等复杂二级结构
模板的TaKaRa IATaq with GC Buffer效果较好。而一旦选用某一厂家Taq 酶后,不要轻易更换,以免MSP 因重新优化而引起的时间和成本的浪费。
3.MSP 的反应温度分析MSP 扩增的结果有3种情况:(1)产物电泳为阴性;
(2)产物电泳出现多条非特异性条带(含目的基因条带) ;(3)产物电泳为阳性(仅目的基因条带) 。出现前2种情况时,可在保证反应体系和引物没有问题的情况下,通过调整MSP 的反应温度而得到目的基因带。方法如下:PCR 反应中,Tm 的高低与CG 含量呈正相关。因甲基化与未甲基化引物序列差异,在扩增过程中可能会出现PCR 偏性。我们建议,提高预变性温度(一般应>95。C ,10 rain)和变性温度(>95℃ ,1 min),退火温度以60℃作梯度或70℃作降落PCR 。
总之,在MSP 全过程中,影响结果的因素较普通PCR 要多得多,只要对实验过程每一步认真控制可完全提高MSP 的准确度和精密度。