本發(fā)明涉及一種多重基因檢測(cè)試劑盒及其應(yīng)用,尤其是涉及一種黑腹果蠅中胰島素樣肽ILP系列基因表達(dá)水平檢測(cè)的引物組合物、試劑盒及其使用方法。
背景技術(shù):
在人類(lèi)和哺乳動(dòng)物中,胰島素是由胰臟內(nèi)的胰島β細(xì)胞分泌的一種重要激素。胰島素是機(jī)體內(nèi)唯一降低血糖的激素,也是唯一同時(shí)促進(jìn)糖原、脂肪、蛋白質(zhì)合成的激素。胰島素還可以促進(jìn)鉀離子和鎂離子穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi);并促進(jìn)脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)及三磷酸腺苷(ATP)的合成。由于胰島素在代謝調(diào)節(jié)中的重要作用,胰島素信號(hào)通路在各種生理和病理過(guò)程(例如癌癥、衰老)中的作用日益得到人們的重視。
黑腹果蠅是科學(xué)家們最為青睞的模式生物之一。之前發(fā)達(dá)的遺傳學(xué)研究已經(jīng)讓科學(xué)家能自由“改造”果蠅的基因和神經(jīng)元,用來(lái)探究生命機(jī)制。在果蠅中,存在類(lèi)似人類(lèi)胰島素的胰島素樣肽(insulin-like peptide),包括Insulin-like peptide 1(Dilp1),Insulin-like peptide 2(Dilp2),Insulin-like peptide 3(Dilp3),Insulin-like peptide 4(Dilp4),Insulin-like peptide 5(Dilp5),Insulin-like peptide 6(Dilp6),Insulin-like peptide 7(Dilp7)。黑腹果蠅中的胰島素樣肽表達(dá)水平成為研究關(guān)注的熱點(diǎn)。
目前已有的檢測(cè)黑腹果蠅中胰島素樣肽ILP系列基因表達(dá)水平的方法包括實(shí)時(shí)熒光定量PCR,熒光原位雜交、基因芯片,RNA測(cè)序等技術(shù)。
(1)目前采用最多的方法是實(shí)時(shí)熒光定量PCR。熒光定量PCR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):靈敏性高,并可精確定量,但也存在如下缺點(diǎn):1)通量低:如果只用一種熒光標(biāo)記,一次只能檢測(cè)一個(gè)基因。當(dāng)一個(gè)樣品同時(shí)需要檢測(cè)多種基因時(shí),必須一個(gè)一個(gè)檢測(cè),成本相對(duì)增高,效率低,周期長(zhǎng),對(duì)大批量的樣品更是無(wú)從下手。2)成本相對(duì)較高:如需要同時(shí)檢測(cè)多個(gè)基因,就需要采用多種熒光標(biāo)記;目前最多共同使用4到5種熒光標(biāo)記,用于標(biāo)記每個(gè)待檢測(cè)基因片段,因此采用多種熒光標(biāo)記成本相對(duì)較高。
(2)熒光原位雜交方法是將熒光標(biāo)記的基因探針原位雜交到細(xì)胞內(nèi)核酸上,通過(guò)熒光顯微鏡來(lái)檢測(cè)亮度定量基因表達(dá)水平,存在通量低、靈敏度較低、成本高的缺點(diǎn)。
(3)基因芯片是通過(guò)微加工技術(shù),將數(shù)以萬(wàn)計(jì)、乃至百萬(wàn)計(jì)的特定序列的DNA片段(基因探針),有規(guī)律地排列固定于芯片,利用這類(lèi)芯片與標(biāo)記的生物樣品進(jìn)行雜交,可對(duì)樣品的基因表達(dá)譜生物信息進(jìn)行快速定性和定量分析。具有高通量的優(yōu)點(diǎn),但是技術(shù)成本昂貴、復(fù)雜,探針的合成與固定比較復(fù)雜,不能精確定量,重復(fù)性差,靈敏度較低。
(4)RNA測(cè)序作為一種較新的技術(shù),具有靈敏性高、通量高的優(yōu)點(diǎn),但是成本昂貴。
GenomeLabTMGeXP多重基因表達(dá)遺傳分析系統(tǒng)基于貝克曼公司成熟的毛細(xì)管電泳分離技術(shù)及高靈敏度的激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)研發(fā)而成,一束8道的毛細(xì)管陳列設(shè)計(jì)充分利用了96孔板的排列特性,降低了使用更大的陳列帶來(lái)的花費(fèi)和復(fù)雜性。采用多重PCR方法,通過(guò)Beckman Coulter染色標(biāo)記,在同一個(gè)EP管中同時(shí)分析多個(gè)基因的表達(dá),能快速有效地檢測(cè)基因的表達(dá)狀況,克服了上述幾種檢測(cè)方法存在的缺陷,具有以下優(yōu)點(diǎn):1、高通量:本系統(tǒng)采用雙(96孔)板、自動(dòng)加樣和樣品追蹤技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)反應(yīng)同時(shí)檢測(cè)多達(dá)30-40個(gè)基因,可同時(shí)做192個(gè)反應(yīng)。2、準(zhǔn)確性強(qiáng):GeXP采用毛細(xì)管電泳對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行分離檢測(cè),可將非特異性擴(kuò)增產(chǎn)物、引物二聚體和特異性擴(kuò)增產(chǎn)物分離,最大程度降低假陽(yáng)性;3、敏感性高,結(jié)果重復(fù)性好:GeXP系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)PCR擴(kuò)增方法的不均等擴(kuò)增造成的偏差,提高了對(duì)一套目的基因進(jìn)行定量的速度和敏感性,采用激光誘導(dǎo)熒光-PMT,具有超高靈敏度;4、方法簡(jiǎn)便,使用經(jīng)濟(jì):GeXP提供從試劑、多重PCR引物設(shè)計(jì)、結(jié)果及定量表達(dá)譜分析等全套實(shí)驗(yàn)方案;每個(gè)樣品的檢測(cè)成本少于¥50,利于大規(guī)模推廣;5、精確定量、靈活性強(qiáng):可精確定量基因拷貝數(shù),可隨時(shí)根據(jù)需求調(diào)整檢測(cè)的靶基因。6、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化:就樣品制備而言,Biomek系列自動(dòng)液體處理儀可以與GeXP分析儀和Ampligrid擴(kuò)增儀完全匹配,集成的條形碼閱讀器保證了準(zhǔn)確的樣品追蹤和結(jié)果報(bào)告。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種黑腹果蠅中胰島素樣肽ILP系列基因表達(dá)水平檢測(cè)的引物組合物,包括胰島素樣肽與RNA內(nèi)參的RT擴(kuò)增引物和PCR擴(kuò)增引物;其中RT擴(kuò)增引物為SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.9、SEQ ID NO.11、SEQ ID NO.13、SEQ ID NO.15;PCR擴(kuò)增引物為SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.4、SEQ ID NO.6、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.10、SEQ ID NO.12、SEQ ID NO.14、SEQ ID NO.16。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供黑腹果蠅中胰島素樣肽ILP系列基因表達(dá)水平檢測(cè)的試劑盒,包括如下:
DEPC水、5×RT緩沖液、反轉(zhuǎn)錄引物、反轉(zhuǎn)錄酶、Z溶液、10×PCR緩沖液、PCR引物、25mM氯化鎂溶液、DNA聚合酶和陽(yáng)性對(duì)照品;
所述的反轉(zhuǎn)錄引物包括以下表1和表2中7種胰島素樣肽與RNA內(nèi)參的RT擴(kuò)增引物;
所述的PCR引物包括表1和表2中7種胰島素樣肽與RNA內(nèi)參的PCR擴(kuò)增引物,基因序列如下表2所示。各胰島素樣肽基因特征峰值見(jiàn)表3。
表1胰島素樣肽與RNA內(nèi)參的擴(kuò)增引物
表2擴(kuò)增引物基因序列
表3胰島素樣肽基因特征峰位置
所述的Z溶液包括三磷酸脫氧核苷酸(dNTPs)和通用引物,所述的通用引物正向擴(kuò)增引物序列為AGGTGACACTATAGAATA,如SEQ ID NO.17;反向擴(kuò)增引物序列為GTACGACTCACTATAGGGA,如SEQ ID NO.18;其中通用引物正向擴(kuò)增引物帶熒光標(biāo)記。
所述的陽(yáng)性對(duì)照品為連接有設(shè)計(jì)上述7種基因和RNA內(nèi)參的目標(biāo)檢測(cè)序列的USC1.0的克隆載體。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供上述試劑盒的使用方法,該方法基于GeXP多重基因表達(dá)遺傳分析系統(tǒng),具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、通量高、可靠性強(qiáng)、成本低、無(wú)假陰性結(jié)果的優(yōu)點(diǎn),具體包括以下步驟:
步驟(1)、采集樣本并提取核酸
采集黑腹果蠅的組織樣本,分離提取核酸;
步驟(2)、以核酸為模板進(jìn)行RT反應(yīng)
取5-30ng/ul的核酸樣品RNA5μL,DEPC水8μL,5×RT緩沖液4μL,RT引物溶液2μL,RT酶1μL混勻后加入到96孔樣品板上進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄,反應(yīng)條件:48℃1分鐘,42℃60分鐘,95℃5分鐘,4℃直至收取RT產(chǎn)物,其中反轉(zhuǎn)錄引物溶液中各RT引物濃度均為300nM,所述的RT引物包括7種胰島素樣肽與RNA內(nèi)參的RT擴(kuò)增引物,基因序列如表1和表2所示;
步驟(3)、以反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為模板進(jìn)行PCR反應(yīng)
取RT產(chǎn)物8.6μL,10×PCR緩沖液2μL,25mM的氯化鎂4μL,PCR引物溶液2μL,DNA聚合酶1.4μL,Z溶液2μL混勻后加入到96孔樣品板上進(jìn)行PCR反應(yīng),反應(yīng)條件:95℃2分鐘;94℃30秒鐘,60℃30秒鐘,70℃1分鐘,循環(huán)35次;70℃1分鐘;4℃直至收取PCR產(chǎn)物;其中PCR引物溶液中各PCR引物濃度均為250nM,PCR引物包括7種胰島素樣肽與RNA內(nèi)參的PCR擴(kuò)增引物,基因序列如表1和表2所示。
步驟(4)、GeXP遺傳分析儀毛細(xì)電泳分離樣品
取PCR產(chǎn)物0.2-1μL,GeXP遺傳分析儀配套的上樣緩沖液38.75μL,DNA標(biāo)準(zhǔn)品0.5μL,礦物油一滴混合均勻后加入到96孔分離液板上進(jìn)行毛細(xì)電泳分離樣品,將GeXP遺傳分析儀的軟件獲得的實(shí)驗(yàn)組圖譜與對(duì)照組圖譜對(duì)比,判斷基因表達(dá)的變化,并通過(guò)軟件得到表達(dá)增加或者減少的百分比。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
本發(fā)明所設(shè)計(jì)的特異性擴(kuò)增引物,可以同時(shí)針對(duì)黑腹果蠅7種胰島素樣肽進(jìn)行檢測(cè),一天之內(nèi)可完成192個(gè)樣品的檢測(cè),既節(jié)約了生產(chǎn)成本和檢測(cè)成本,又提高了檢測(cè)效率及縮短了時(shí)間;RNA內(nèi)參,提供了樣品RNA完整性的對(duì)照內(nèi)參,確保在檢驗(yàn)過(guò)程中對(duì)樣品質(zhì)量的判斷,避免假陰性,并監(jiān)控反應(yīng)效率,使得檢測(cè)具有更好的靈敏度和特異性,從而避免了其他檢測(cè)方法特異性不高的問(wèn)題。
綜上所述,本發(fā)明基于GeXP多重基因表達(dá)遺傳分析系統(tǒng)的同步檢測(cè)黑腹果蠅中7種胰島素樣肽(ILP)系列基因表達(dá)水平的試劑盒及其檢測(cè)方法,可以同時(shí)針對(duì)7種胰島素樣肽基因進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)敏感性高,特異性好,降低了常規(guī)PCR擴(kuò)增的假陽(yáng)性率,還能夠有效解決常規(guī)PCR的易污染問(wèn)題;具有非競(jìng)爭(zhēng)性?xún)?nèi)對(duì)照體系,可靠性強(qiáng),無(wú)假陰性結(jié)果,利用GeXP遺傳分析系統(tǒng)靈敏、準(zhǔn)確定量、快速、高通量的技術(shù)優(yōu)勢(shì),將為研究機(jī)構(gòu)提供一種靈敏、準(zhǔn)確、快速且低成本的多重基因檢測(cè)方案。
附圖說(shuō)明
圖1為GeXP遺傳分析儀的毛細(xì)電泳分離樣品結(jié)果對(duì)照組圖譜;
圖2為GeXP遺傳分析儀的毛細(xì)電泳分離樣品結(jié)果實(shí)驗(yàn)組組圖譜。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施1:
本發(fā)明為一種黑腹果蠅中胰島素樣肽ILP系列基因表達(dá)水平檢測(cè)的試劑盒,該試劑盒中包括以下試劑:
1)DEPC水
2)5×RT緩沖液
3)反轉(zhuǎn)錄引物(RT primer mix)
4)RT酶(全稱(chēng)反轉(zhuǎn)錄酶)
5)溶液Z
6)10×PCR緩沖液
7)PCR引物
8)25mM氯化鎂溶液
9)DNA聚合酶
10)陽(yáng)性對(duì)照
上述的反轉(zhuǎn)錄引物包括表1和表2中7種胰島素樣肽與RNA內(nèi)參的RT擴(kuò)增引物,所述的PCR引物包括表1和表2中7種胰島素樣肽與RNA內(nèi)參的PCR擴(kuò)增引物,基因序列如下表2所示。
上述Z溶液包括三磷酸脫氧核苷酸(dNTPs)和通用引物,通用引物正向擴(kuò)增引物序列為AGGTGACACTATAGAATA,反向擴(kuò)增引物序列為GTACGACTCACTATAGGGA,通用引物正向擴(kuò)增引物帶熒光標(biāo)記。
上述陽(yáng)性對(duì)照品為連接有設(shè)計(jì)上述7種胰島素樣肽基因和RNA內(nèi)參的目標(biāo)檢測(cè)序列的USC1.0的克隆載體。
上述基因靶位點(diǎn)設(shè)計(jì):選擇對(duì)黑腹果蠅該基因特異、且針對(duì)該基因各個(gè)mRNA亞型(transcript variant)之間的保守區(qū)域基因片段設(shè)計(jì)引物,即能夠特異性檢測(cè)該基因的各個(gè)mRNA亞型,而不出現(xiàn)非特異性檢測(cè)到其他基因。
(1)黑腹果蠅胰島素樣肽基因1Insulin-like peptide 1(Ilp1)位點(diǎn):黑腹果蠅Ilp1基因僅有一個(gè)mRNA亞型(transcript variant),可特異性檢測(cè)到該mRNA亞型
(2)黑腹果蠅胰島素樣肽基因2Insulin-like peptide 2(Ilp2)位點(diǎn):黑腹果蠅Ilp2基因僅有一個(gè)mRNA亞型(transcript variant),可特異性檢測(cè)到該mRNA亞型
(3)黑腹果蠅胰島素樣肽基因3Insulin-like peptide 3(Ilp3)位點(diǎn):黑腹果蠅Ilp3基因僅有一個(gè)mRNA亞型(transcript variant),可特異性檢測(cè)到該mRNA亞型
(4)黑腹果蠅胰島素樣肽基因4Insulin-like peptide 4(Ilp4)位點(diǎn):黑腹果蠅Ilp4基因僅有一個(gè)mRNA亞型(transcript variant),可特異性檢測(cè)到該mRNA亞型
(5)黑腹果蠅胰島素樣肽基因5Insulin-like peptide 5(Ilp5)位點(diǎn):黑腹果蠅Ilp5基因僅有一個(gè)mRNA亞型(transcript variant),可特異性檢測(cè)到該mRNA亞型
(6)黑腹果蠅胰島素樣肽基因6Insulin-like peptide 6(Ilp6)位點(diǎn):可特異性檢測(cè)到黑腹果蠅Ilp6基因4個(gè)mRNA亞型(transcript variant),且4個(gè)mRNA亞型擴(kuò)增區(qū)域片段長(zhǎng)度一致。
(7)黑腹果蠅胰島素樣肽基因7Insulin-like peptide 7(Ilp7)位點(diǎn):黑腹果蠅Ilp7基因僅有一個(gè)mRNA亞型(transcript variant),可特異性檢測(cè)到該mRNA亞型
(8)RNA內(nèi)參:選用黑腹果蠅RpL32(ribosomal protein L32)基因,可檢測(cè)樣品中RNA的完整性。
實(shí)施例2:
本發(fā)明一種黑腹果蠅中胰島素樣肽ILP系列基因表達(dá)水平檢測(cè)的試劑盒,檢測(cè)的基因包括黑腹果蠅中胰島素樣肽1,胰島素樣肽2,胰島素樣肽3,胰島素樣肽4,胰島素樣肽5,胰島素樣肽6,胰島素樣肽7(見(jiàn)表1)。采集黑腹果蠅樣品,提取核酸,以樣品核酸為模板進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄和PCR反應(yīng),最終用毛細(xì)電泳方法分離樣品,具體步驟如下:
1、生產(chǎn)基于GeXP多重基因表達(dá)遺傳分析系統(tǒng)的黑腹果蠅中胰島素樣肽ILP系列基因表達(dá)水平檢測(cè)的試劑盒,試劑盒中包括的組分同上述實(shí)施例1;
2、采集樣本并提取核酸
采集黑腹果蠅的實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組樣本,分離提取核酸;
3、以樣品核酸為模板進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄(RT)反應(yīng)
1)按以下比例在96孔樣品板上加入試劑和樣品(RT板見(jiàn)表4):
表4RT反應(yīng)試劑和樣品混合比例
注:在RT反應(yīng)中加入陽(yáng)性對(duì)照品,陽(yáng)性對(duì)照品為由各目標(biāo)基因克隆所得,包含目標(biāo)片段質(zhì)粒,用量為1μL/反應(yīng)。
2)混勻后按以下溫度孵育(見(jiàn)表5):
表5RT反應(yīng)條件
4、以反轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物為模板進(jìn)行PCR反應(yīng)
1)按以下比例在96孔樣品板上加入試劑和樣品(PCR板見(jiàn)表6):
表6PCR反應(yīng)試劑和樣品混合比例
注:Z溶液包括三磷酸脫氧核苷酸(dNTPs)和通用引物,通用引物正向擴(kuò)增引物序列為AGGTGACACTATAGAATA,反向擴(kuò)增引物序列為GTACGACTCACTATAGGGA,通用引物正向擴(kuò)增引物帶熒光標(biāo)記。
2)混勻后按以下溫度進(jìn)行熱循環(huán)反應(yīng)(見(jiàn)表7):
表7PCR反應(yīng)條件
5、GeXP遺傳分析儀毛細(xì)電泳分離樣品
1)制備GeXP樣品(見(jiàn)表8):
表8GeXP樣品混合比例
2)毛細(xì)電泳分離樣品
將GeXP樣品加入96孔毛細(xì)管電泳分離板上適當(dāng)數(shù)目的孔中進(jìn)行毛細(xì)管電泳分離;毛細(xì)管電泳分離是一類(lèi)以毛細(xì)管為分離通道、以高壓直流電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力的新型液相分離技術(shù),具體程序?yàn)?0℃變性120秒,進(jìn)樣電壓2kv,30秒,分離電壓6kv,35分鐘。
6、結(jié)果分析(見(jiàn)GenomeLab GeXP遺傳分析儀說(shuō)明書(shū))
根據(jù)GeXP遺傳分析儀自有軟件上默認(rèn)的參數(shù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行片段大小分析,其橫坐標(biāo)表示片段大小,縱坐標(biāo)為信號(hào)強(qiáng)弱。將GeXP遺傳分析儀的軟件獲得的實(shí)驗(yàn)組圖譜與對(duì)照組圖譜對(duì)比,判斷胰島素樣肽基因表達(dá)的變化,并通過(guò)軟件得到表達(dá)增加或者減少的百分比(表9)。對(duì)照組圖譜如圖1所示,實(shí)驗(yàn)組對(duì)照組圖譜如圖2所示。對(duì)照組為野生型黑腹果蠅w1118,實(shí)驗(yàn)組為嗅覺(jué)基因Or83b突變的黑腹果蠅,嗅覺(jué)基因Or83b突變降低了黑腹果蠅的胰島素樣肽基因表達(dá)水平,并延長(zhǎng)了黑腹果蠅壽命。其結(jié)果能準(zhǔn)確檢測(cè)出7種黑腹果蠅中胰島素樣肽的基因靶標(biāo)的表達(dá)水平,各目標(biāo)片段大小間隔適中,且信號(hào)不至于過(guò)飽和,各靶標(biāo)間信號(hào)相對(duì)持平,且沒(méi)有寬峰、雙峰等現(xiàn)象。
表9胰島素樣肽基因表達(dá)的變化
實(shí)施例3:檢測(cè)試劑盒靈敏度、特異性分析
靈敏度分析:將陽(yáng)性對(duì)照按一定拷貝數(shù)倍比稀釋后,經(jīng)PCR擴(kuò)增和毛細(xì)管電泳檢測(cè)直至檢測(cè)不到信號(hào),該拷貝數(shù)即為最低檢測(cè)線(xiàn),也就是試劑盒的靈敏度。靈敏度達(dá)45拷貝。
特異性分析:?jiǎn)沃豍CR擴(kuò)增經(jīng)毛細(xì)管電泳檢測(cè)為目標(biāo)片段大小的單峰。
上述說(shuō)明并非對(duì)本發(fā)明的限制,本發(fā)明也并不限于上述舉例。本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi),做出的變化、改型、添加或替換,也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
SEQUENCE LISTING
<110> 杭州電子科技大學(xué)
<120> 黑腹果蠅中胰島素樣肽ILP系列基因表達(dá)水平檢測(cè)的引物組合物、試劑盒及
其使用方法
<130> 1
<160> 18
<170> PatentIn version 3.3
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<211> 39
<212> DNA
<213> 人工合成
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<212> DNA
<213> 人工合成
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gtacgactca ctatagggag caggtgaaac caaccaacc 39
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aggtgacact atagaatacg ggtcaggacc tctttcac 38
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gtacgactca ctatagggag cccaagggta tcgacaaca 39
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gtacgactca ctataggga 19