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万字长文教你做m6A-IP-qPCR至尊豪华版 | m6A专题

运营部-HBN 联川生物 2024-03-27

本节中,我们会为老师详细解析在做完m6A测序后,如何对差异甲基化的基因进行验证。简单来说就是IP后如何进行qPCR 实验。
在阅读本文之前,先在内心问自己几个问题:
① 自己原来做过m6A-IP-qPCR吗?或者做过RIP-qPCR吗?
② 自己如果会做IP-qPCR的话,如何片段化RNA,在什么区域设计引物,最后如何进行相对表达量的归一化值计算你会吗?
③ 多少RNA够做一次实验你真的有大致估算过吗?
…………
当然类似的问题可以问更多,但是这就意味着本文读者对IP-qPCR大概率能简单分为三类:完全不懂、一知半解和非常懂。不同level的同学对实验的理解肯定不尽相同,这就使得前期选择的实验方案和条件也是不同的。
这边联川生物建议,非常懂的同学可以稍微过一下本文,而不是特别懂和一知半解的同学在实验方案上选择不打断且Input和IP比例为1:1,但是原理建议还是耐心从头读到尾把打断的部分理解完毕,最后我们会附上简单粗暴的傻瓜式m6A-IP-qPCR教程。

本文顺序大致为,先介绍反应中RNA究竟要用多少起始量来帮助大家大致估算一下,每次m6A-IP-qPCR的反应验证一个基因大致需要多少RNA,用cDNA好还是直接用RNA好,如何设计引物。然后就是qPCR原理。
接下来就是进入到了m6A-IP-qPCR的深水区,即富集mRNA→打断→IP→PCR几个步骤。最后就是群众们喜闻乐见的简单粗暴m6A-IP-qPCR大法(即不富集mRNA不打断按照常规PCR引物来进行设计)。再次提醒,还是请大家尽量不要直接翻到最后,耐心把前面的内容看完。

至于m6A-IP-qPCR和RIP-qPCR一些实验方面的Q&A细节问题,在联川即将发售的m6A一本通2.0本书的第二章2.20 线上公开课:m6A-IP-qPCR和RIP-qPCR简介附课后问题解答部分或者点击链接关于m6A-IP-qPCR和RIP-qPCR公开课问题集锦,会有非常详细的答案。大家在实验中遇到的一些五花八门的问题,这个章节中都会有解答。

在进行讲解之前,我们要回答的第一个问题就是,用多少RNA来做后期验证呢?举个例子,假如要验证10个基因,究竟需要多少total RNA或polyA的RNA才合适呢?
我们先进行一个简单的计算,常规的RT-qPCR 1个反应(1个复孔)需要的total RNA至少30-100ng左右。我们按照最小反应起始量来算的话, 3个技术重复(3个复孔),总计total RNA为90-300ng。这就是不富集mRNA直接进行PCR验证的玩法。
假设我们要对mRNA进行富集呢?这时候开展后续IP-qPCR实验,total RNA中绝大部分为rRNA,那么只有不到5%的RNA为我们需要研究的对象。PCR反应需要引物跟目标序列区域进行充分碰撞,那么如果只使用mRNA会大大降低一次PCR反应的起始量。通过计算我们认为5-10ng做1次PCR反应较为合理。也就是1个样本中验证1个基因不做生物学重复只做3个复孔需要至少15ng的mRNA或300ng的total RNA。那么3个生物学重复就需要9个反应,总计45-90ng mRNA或900ng的total RNA。
那么既要验证多个基因,RNA起始量确实不足(临床样本或稀有样本),这个时候有一个非常tricky的做法那就是对原本起始量较低的RNA模板进行多轮扩增,这时候你的cDNA量变多了,意味着你能间接多验证几个基因。只是这种做法较为讨巧,不遇到特殊情况还是不推荐使用。

另一个老生常谈的问题就是,如果不马上进行验证,我的RNA能保存多久,到底要不要富集mRNA,到底是直接用RNA好还是反转录成cDNA好,我的引物设计对象也需要一起跟着反转录吗?
这些答案也不复杂,total RNA提取完毕后放入NF水,在-80℃环境下保存时间至少在2-4周。如果对total RNA进行了mRNA富集,请立即在2天内开展实验,否则mRNA会发生严重降解。至于cDNA如果有长途运输情况存在,不建议寄送RNA,还是寄送cDNA为主。这时候可以把Input和IP下来的产物反转录,放入NF水中干冰运输。所以针对cDNA的引物在设计上需要跟着一起互补!
那么很多m6A文章,不管是测序还是IP-PCR,似乎都没做IgG实验,这是很多同学的疑惑,那么这边也跟大家说下,理论上IgG实验必须要做,但是m6A修饰属于碱基修饰,而IgG只能结合蛋白,通常情况下IgG似乎不太可能直接IP到RNA。根据联川生物几年内测和生产经验来看,IgG几乎IP不到任何RNA。

在理清这些很容易产生干扰的问题后,下面我们进入正题。

根据上面的推算,IP下来的mRNA若有500ng,可以验证6-12个基因左右(1个基因3个生物学重复,每个重复3个复孔即技术重复,所以一个基因总计9次反应)。哺乳动物IP效率在10-20%左右,植物在20-40%左右(最高可达50%)。那么假设要验证6-10个基因,哺乳动物需要至少2.5-5μg的mRNA和100-200μg的total RNA,植物样本至少需要1.25-2.5μg的mRNA和50-100μg的total RNA。若加入IgG抗体这个步骤,则需要对total RNA的起始量再次翻倍。
但是如果total RNA太少该怎么处理呢?这就又回到了最开始的问题,那就是直接用m6A抗体对total RNA进行IP,而且不用打断。

那么接下来在进行讲解前的第二个问题就是,明明我们做高通量测序只有一个Input文库和一个IP文库,而且前文也讲到了现在几乎可以不做IgG,为何我们做m6A-IP-qPCR 要加入IgG抗体呢(如下图所示)?早期的m6A论文数量较少,我们会尽量从原理层面帮大家梳理下。
高通量测序可以对所有被m6A抗体富集下来的RNA进行全转录层面的扫描分析,一旦m6A抗体有非特异性富集,在数据呈现上我们可以明显发现reads的分布比较乱且没有规律,而特异性富集则reads几乎富集在哺乳动物的3’UTR区和植物的5’UTR和3’UTR区。所以这就是测序不需要IgG文库,而我们做m6A-IP-qPCR 需要IgG富集的原因。但是由于大量研究和无数生化实验已经证实IgG几乎不会IP到RNA,所以IgG这一步目前可以省略。即便是做了大量结果也是0,在后期归一化期间这部分数据不算在内。


搞定了样本起始量和IgG的问题后,我们具体来看下步骤:
  • 第一步,先对RNA进行特异性富集。至于打断或不打断,都是可行的。假如要打断的话请在打断之前,确认研究对象只是mRNA还是lncRNA。若只研究mRNA 可以先用oligodT磁珠进行富集后再进行打断。如果是lncRNA和mRNA都要研究,则需要先用试剂盒将total RNA的rRNA先消化干净,再进行打断。如果是进行高通量测序打断长度约为100nt左右,而qPCR 则需要长度至少在200nt以上,部分论文甚至打断长度在300-500nt左右甚至都不打断。、
    一般根据文献中的资料显示,IP下来的片段用引物扩增出来的长度在130-150左右,所以100nt不到的长度要设计出合适的引物会非常困难。除非是用5’RACE扩增,否则还是建议大于200nt。当然了,如果不打断的话设计引物就会比较方便。当然如果total RNA本身量比较少,建议老师直接用m6A抗体对total RNA进行富集。
  • 第二步,对RNA进行抗体孵育和特异性富集。打断完了RNA我们会得到长度约为200-300的RNA片段。如果是不打断则是较为完整的RNA全长。这时候我们可以分出约占m6A-IP部分RNA只有10%的RNA作为input。当然如果是细胞样本比较充足,Input和IP的比例可以直接是1:1。如果按照1:1:1,简单来说用于m6A IP的RNA有,3μg,那么Input、IP和IgG的RNA都在1μg左右(无论是total RNA还是mRNA)。如果不含IgG,2μg total RNA直接按照1:1比例分配IP和Input样本。

  • 第三步,洗脱和逆转录扩增。接下来我们需要对m6A抗体和IgG抗体上洗脱下来的RNA,以及Input的RNA,按照常规试剂盒要求进行洗脱,并用随机引物进行逆转录。这边如果RNA起始量较低,洗脱体积(elution buffer)可以适当增加25~30%,洗脱次数可以从2次增加到4-6次。

  • 第四步,设计m6A-IP-qPCR 的特异性引物。由于m6A甲基化基本富集在UTR区和转录终止区,所以如上图所示在这些区域附近我们可以从测序结果里有明显的peak峰。那么我们设计引物可以考虑在基因高甲基化区域来进行。如果某几个常见的基因在不同文献里频繁出现,那么文献里列出来的引物可以被我们直接拿来引用。通常最后PCR产物长度最低会在130-150bp左右。
    这里需要注意的是,IP下来的RNA需要用随机引物进行逆转录,而第四步中设计的引物用的是特异性引物,这个大家要注意区分和甄别。另外如果对RNA不富集不打断,在引物设计上按照常规PCR引物设计即可。
  • 第五步,使用上一步设计好的引物,对Input、m6A-IP和IgG-IP(IgG部分通常数字为0)中的RNA进行qPCR反应并计算相应的CT值。
所以到这里我们的实验部分已经完成了,简单总结下就是想要做够10个左右基因的验证,必须至少提供>200μg的total RNA以上。富集的RNA类型根据自己要求出发,如polyA RNA或rRNA-depleted RNA等,最后就是打断成200-300nt左右的长度。用于qPCR的RNA一共分成3类,即Input、m6A-IP和IgG-IP,其中input占m6A-IP起始量约10%。如果用数字来表示那就是input需要100ng,m6A在IP前需要1μg,IgG在IP前也需要1μg。如果IP:Input:IgG=1:1:1,则不需要做特别复杂的换算。
目前部分课题组就像前面提到的会舍弃IgG,只有IP和Input,分别为1:1。所以按照total RNA不打断直接进行IP然后进行m6A-IP-qPCR,由于m6A修饰本身存在大小那么4-5μg total RNA,最后估算大致可以验证1-2个基因。
所以接下来我们就要详细讨论下m6A-IP-qPCR 是如何计算相对表达量的。MeRIP-qPCR 是m6A-IP-qPCR 的另一种说法。所以从名称上我们就能发现,m6A-IP-qPCR基本和常规的RIP-qPCR相似。当然在讨论RIP-qPCR之前,我们先来看看常规的RT-qPCR 是如何计算相对表达量的。

关于RT-qPCR的方法学论文很多,所以这里关于实验部分就不细讲了。计算基因的绝对定量需要加入外参基因,所以暂且我们先来看看相对表达量,也就是RT-qPCR传统的2-ΔΔCt法是如何计算的。
假设验证一个基因,那么3个生物学重复(biological replication)是必须的,每个生物学重复要做3个复孔,我们也称之为技术重复(technical replication)。那么一个基因总共要做9个反应。
每1个样本的1个基因做3个复孔,内参基因和目的基因的Ct值分别取均值,最后得到Ct内参和Ct目的。如哺乳动物会选择GAPDH作为内参基因。其公式为:

处理组和对照组的所有样本都要这样计算。例如,处理组和对照组分别有3个和3个样本(即3个生物学重复),你会分别得到处理组的3个ΔCt和对照组的3个ΔCt。
然后用t检验检验下3个处理组样本的ΔCt和3个对照组样本ΔCt之间是否有统计学差异。将处理组的3个ΔCt取均值得到ΔC处理组,将对照组的3个ΔCt取均值得到ΔCt对照组。最后来计算ΔΔCt和相对表达量(即2的-ΔΔCt次方),公式分别为:

也就是处理组中某基因的表达量是对照组中表达量的2-ΔΔCt倍。我们假设ΔCt处理组和ΔCt对照组分别是7和10,那么ΔΔCt=-3,最后相对表达量为8(2的3次方)。

我们从传统的RT-qPCR会发现,每个样本都要做一个内参基因,如上面提到的哺乳动物会选择GAPDH,而miRNA则会选择U6。那么我们的m6A-IP-qPCR 是不是也需要内参基因,根据我们查阅的大量文献来看,绝大部分是没有的,少量文献也会使用到内参基因或者我们称之为negative control gene。
那么是不是m6A-IP-qPCR 就真的没内参了呢?其实也不是!实际上我们会发现整个input充当了内参基因的概念,一个基因的甲基化水平是无法直接用RIP下来的RNA在做qPCR后直接用Ct值高低来衡量的,需要input中的RNA作为背景。而IgG抗体的加入则是为了排除m6A抗体非特异性结合情况发生。由于有时候m6A抗体不同厂家、保质期、蛋白性能等因素可能会产生非特异性结合的结果,这时候就需要用IgG来排除这部分的干扰。目前市面上使用的绝大部分m6A抗体为兔抗,那么尽量在使用IgG做对照时也使用兔抗来源的IgG。

那么我们首先依旧是与传统的RT-qPCR相似,用相应的软件实时监测扩增曲线。溶解曲线必须是单峰,以保证引物特异性扩增。然后就是校准每一个样本的平均Ct值,以消除样本准备过程中的差异。
接下来我们就要开始对每个样本中,RIP和input的3个技术重复得到的Ct值计算平均值,再对3个生物学重复样本中的Ct平均值再去计算其Ct平均值,得到Average Ct RIP和Average Ct input。最后计算稀释系数,即input dilution factor,也就是input的RNA占m6A-IP的RNA有多少比例。根据上面的示例,也就是input RNA=100ng而m6A-IP RNA=1μg,那此处的稀释系数=10%。最后根据这些数值,我们可以计算出归一化后的ΔCt值,也叫ΔCt normalized RIP

这里为什么归一化后的ΔCt normalized RIP RIP还要减去log2(input dilution factor)呢?那是因为需要减去input的噪音,排除其干扰。由于RNA样本特别稀少,所以在做实验的时候往往会把input的使用量按照一定比例减少。如本文中input的占比就只有10%,那么稀释倍数(Input Dilution Factor)就是0.1。最极端的情况,就是RNA十分的富余,所以当input的比例理论上和m6A-IP及IgG-IP的比例一样时,那么log2(input dilution factor)=0,也就无需相减了。所以加入稀释系数的校正,目的就是为了达到input:m6A-IP:IgG-IP=1:1:1的效果。同样如果前期IP和Input比例为1:1,则不需要考虑这些复杂的换算了。
下一步就是要计算在RIP下来的RNA中某一个基因占input中这个基因有多少的百分比。换句话说就是有input中的某个基因究竟有百分之多少发生了甲基化,所以这里我们用%input来表示。基本上到这一步,部分老师不想做IgG验证的,会把这个数据直接放在论文里,但是我们建议还是要加入IgG的部分。当然这一步需要进行线性归一化处理,方法与上面的RT-qPCR 类似,其公式为:

由于无法判断m6A抗体是否存在非特异性富集的情况,所以要过滤这些噪音还需要使用兔抗IgG再对RNA进行一次富集。这时候就需要对ΔCt再次进行背景去除。其中需要检测的目的基因在IgG中的ΔCt值就是ΔCt negative control 。其公式为:

最后一步就是最激动人心的一刻,那就是计算甲基化富集倍数,也叫Fold Enrichment,其公式为:

那么不加IgG可以直接将结果用于论文中的数据呈现吗?其实在部分的高分文章中我们也发现不用IgG直接进行验证的,即用%input数据直接用于表示甲基化比例。
终于到了喜闻乐见的暴力m6A-IP-qPCR大法了!!
所以看完上面的这些复杂的文字后大家头晕了,那么还有没有更暴力更简单的方法呢?答案是肯定的!但是前提条件就是Input和IP比例保持一致即1:1,且前期直接对total RNA进行富集(不需要额外富集一次mRNA或lncRNA),使用以下简便的计算公式:

最后我们再来总结下两种不同的打断方法和各自的优劣势——
① 富集mRNA+打断
方法:提取total RNA→富集polyA mRNA→打断300-500nt长度→Input和IP前的RNA按照1:1等分的2份→m6A-IP→返还IP后的RNA和Input RNA→(可选)反转录cDNA。
优劣:对于设计引物要求较高,只能设计在高m6A甲基区域,打断长度不能太短,最好>300nt,每次PCR反应一个复孔5-10ng即可,起始量不足cDNA多P几轮,设计引物注意针对的是RNA还是cDNA,需要互补。
举例:提取total RNA 50μg→富集mRNA 600ng→打断300nt左右长度→剩余mRNA(300nt左右长度)400ng→按照1:1比例平等分Input为200ng,IP前样本200ng→m6A-IP后得到RNA 15ng→得到Input产物200ng和IP产物15ng→反转录cDNA后得到最终的Input样本和IP样本
② total RNA不打断直接富集
方法:提取total RNA→按照1:1等分成2份→一份直接为Input,一份进行m6A-IP→返还Input和IP后的RNA→(可选)反转录cDNA。
优劣:实验过程简单粗暴,引物设计无需考虑高m6A甲基化区域,常规基因验证的PCR引物即可。适合新手和小白。由于携带有大量核糖体RNA,每个PCR反应的复孔需要至少100ng起,如果起始量不足,cDNA可以多P几轮,引物设计的话也要注意扩增的是RNA还是cDNA,需要互补。
举例:提取total RNA 30μg→取6μg total RNA→按照1:1等分,Input为3μg total RNA,IP前也为3μg total RNA→进行m6A-IP,得到IP的RNA 200ng→得到最终的Input RNA产物3μg,IP RNA产物200ng→反转录cDNA后得到最终的Input样本和IP样本。



注意事项
  1. m6A抗体富集这部分的protocol,请参考m6A研究方法的权威,m6A-seq的发明人以色列特拉维夫大学医学院的Gideon Rechavi教授发表在Nature Protocols(Pubmed id:23288318)的文章。这里面会有非常详细的步骤教你如何做m6A抗体去IP带有甲基化修饰的RNA。到时候注意打断长度为200-300nt即可,打断需要做几次条件实验。也就是说除了打断长度转换成200-300nt,富集到的RNA从上机测序变为PCR外,其他所有步骤全部一样。当然如果没有打断条件,可以直接对total RNA进行富集且不打断。文章中的生物信息部分可以忽略不计;

  2. 在实际操作中,也有人试验过在不打断RNA的情况下进行m6A IP,所得到的结果也符合要求。若要不打断,则对m6A抗体质量要求较高,建议选择Synaptic Systems m6A antibody No.202003,用DEPC水稀释;

  3. IP下来的产物可使用体积比为25:24:1的酚:氯仿:异戊醇抽提RNA,也可直接加入Trizol试剂进行提取;

  4. 实验过程中注意在RNase free的实验台上操作;

  5. Total RNA 5-6μg如果不打断直接IP,理论上返还的Input和IP的RNA或cDNA只够验证1个基因。要验证多个基因一种方法是加大total RNA进入IP起始量,否则另一种取巧的办法就是cDNA多PCR几轮增加起始量;

  6. 用于测序的IP产物还有大量剩余可以返还,这个说法是存在很大争议的。用于测序的IP产物,打断长度很碎,在100-200nt左右,这类RNA或cDNA无法设计PCR引物。另外通常50μg total RNA,富集一轮mRNA(<600ng)后进行片段化处理,然后才能进行IP,最后IP产物剩余量不足50ng。这个起始量对于测序的建库实验人员而言已经属于风险建库,已经无剩余IP产物返还。如果为了后期结果的准确性,建议重新准备样本或者单独分离一份样本进行额外的IP以用于PCR验证。


参考文献:

  1. Castellanosrubio, A, et al. (2019) A novel RT-qPCR-based assay for the relative quantification of residue specific m6A RNA methylation. Scientific Reports 9.1

  2. Weng, HY., et al. (2017) METTL14 Inhibits Hematopoietic Stem/Progenitor Differentiation and Promotes Leukemogenesis via mRNA m6A Modification. Cell Stem Cell 22.2

  3. Ma, CH., et al. (2018) RNA m6A methylation participates in regulation of postnatal development of the mouse cerebellum. Genome Biology 19.1: 68.

  4. Liu, J., et al. (2018) m6A mRNA methylation regulates AKT activity to promote the proliferation and tumorigenicity of endometrial cancer. Nature Cell Biology 20: 1074

  5. Weng, YL., et al. (2018) Epitranscriptomic m6A Regulation of Axon Regeneration in the Adult Mammalian Nervous System. Neuron 97.2: 313.

  6. Gagliardi, M., et al. (2016) RIP: RNA Immunoprecipitation. Methods in Molecular Biology 1480: 73.

  7. Dominissini, D, et al. (2013) Transcriptome-wide mapping of N6-methyladenosine by m6A-seq based on immunocapturing and massively parallel sequencing. Nature Protocols 8.1: 176-189.



辅助材料——m6A-IP-qPCR不打断直接对total RNA进行IP富集的实验步骤


a.实验前期准备

在进行实验之前,在前期请仔细核对以下信息。在确保任何试剂耗材和仪器设备没有问题情况下,再开展后续实验。

  • 仪器设备

冷冻离心机、磁力架、PCR仪、水浴锅、震荡金属浴、超净工作台和垂直混匀仪等

  • 试剂盒与抗体

RNA提取试剂盒:任意组织对应的Total RNA提取试剂盒

m6A抗体:货号为202003的Synaptic System m6A-antibody

免疫磁珠:货号为14311D Invitrogen Dynabeads Antibody Coupling Kit

RNase 酶抑制剂:Invitrogen 或NEB等品牌的RNase Inhibitor (10 U/μL)

  • 试剂配制

m6A binding buffer(10mL): 0.5 mL Tris-HCl (PH7.4, 1M), 1.5 mL NaCl (5 M), 0.5 mL NP-40 (10% vol/vol stock), 10μL Inhibitor,补ddH2O至10mL

Elution buffer(50mL):10mL 0.1M DTT, 0.44g NaCl, 2.5mL PH7.5 1M Tris-HCl, 0.1mL 0.5M EDTA,0.5mL 10%SDS, 10μL Inhibitor,补ddH2O至50mL

b. 实验步骤

  • 第一步,RNA提取:

可采用TriZol或者RNA提取试剂盒,按照说明进行操作即可,提取后待用。此外,需要将RNA一分为二,推荐按照1:1的比例,一部分用来做IP,另一份当作Input成为本底对照。

  • 第二步,免疫磁珠与m6A抗体预混:

在本次实验中,我们是用有m6A抗体结合的免疫磁珠来达到对m6A修饰RNA的富集的,因此我们需要先制备磁珠,具体步骤如下。

取出Invitrogen Dynabeads Antibody Coupling Kit,在室温平衡半个小时后进行下述操作((注:该步骤中的HB,LB和SB均来自于试剂盒,老师们可以直接用):

(1)按照一个IP体系1 mg beads,5 μL抗体,45 μL C1,50μL C2的比例将上述试剂加入1.5 mL EP管内,吹打混匀(如若打算进行多次qPCR,建议按比例扩大上述体系,以免最终富集到的RNA量不够);

(2)用封口膜包裹EP管,置于恒温震荡金属浴,37℃最大转速孵育16-24h。

(3)将EP管放置在磁力架上至少1min,待溶液澄清后,吸弃上清。

(4)加入800μL HB,吹打混匀,将EP管放置在磁力架上至少1min,待溶液澄清后,吸弃上清。

(5)加入800μL LB,吹打混匀,重复上述操作。

(6)加入800μL SB,吹打混匀,重复上述操作。

(7)重复步骤(4)一次(根据Antibody用量酌情增加重复次数)。

(8)加入800μL SB,吹打混匀,置于垂直混匀仪上混匀15min。

(9)将EP管放置在磁力架上至少1min,待溶液澄清后,吸弃上清。

(10)加入适量体积SB(150μL*样本数),吹打混匀,若不立即使用,置于4℃冰箱待用(不要超过48h)。

  • 第三步,m6A-免疫磁珠与RNA相结合:

(1) 添加150μL已经在3.4步中预混好的m6A-免疫磁珠,加入2 μg RNA(如打算获得更多沉淀下来的m6A修饰RNA,可按照比例扩大免疫磁珠、RNA、binding buffer以及ddH2O的量),添加100 μL m6A binding buffer并加ddH2O补足至500μL。

(2)将这些fragmented RNA与m6A-免疫磁珠在室温下结合1小时,至于垂直混匀仪7圈/分钟。

(3)将EP管放置在磁力架上至少5min,待溶液澄清。

(4)弃上清。

  • 第四步,m6A RNA洗脱(将免疫磁珠上的RNA片段洗脱下来):

(1)将第三步中的EP管从磁力架上取下,加入预热的125μL Elution buffer,缓慢吹打混匀,在42℃下孵育5分钟。

(2)5分钟后再次进行一次缓慢吹打,将EP管置于磁力架上3min。

(3)吸取上清至新的1.5mL EP管。

(4)重复第(1)-(3)步骤三次,目的是将磁珠上RNA片段完全洗脱。

(5)将前面每次洗脱下来的Elution buffer混合到一起,EP管置于冰上。通过4轮洗脱,最后的EP管中的溶液体500μL。

  • 第五步,RNA纯化:

经过洗脱的RNA可能存在浓度较低或者杂质较多的情况,因此需要进一步浓缩,在这里老师可以采用Qiagen货号为74204的RNeasy MinElute Cleanup Kit,提高样品的质量和浓度,使得下游PCR的过程更加的顺利。

Tips:富集前的总RNA总量可能和富集完成纯化后的RNA量有较大的数量级差别,这是正常的。原因在于:

1.     并非所有RNA均具有m6A修饰位点,有些细胞或者组织内的m6A水平较高,但有些可能m6A修饰水平却很低;

2.     我们推荐的抗体虽然是目前市面上品质较好的,但还是可能存在一些“漏网之鱼”,也就是部分m6A修饰的RNA未能与抗体结合。

3.     此外,还可能存在提取出来的RNA量不够下游的反转录以及后续的m6A-IP-qPCR,这个可能是由于RNA富集效果不好,因此需要回溯免疫磁珠与m6A抗体结合的操作过程是否正常;另外一方面也有可能是由于m6A修饰的RNA整体偏低,建议加大整体的反应体系。

  • 第六步,cDNA的合成:

按照反转录试剂盒进行cDNA的合成,(注意:由于该处的打断后的RNA不一定带有polyA尾,所以在这里,进行反转录试剂盒挑选时,建议选择为随机引物并非polydT的反转录试剂盒)

  • 第七步,m6A-IP-Qpcr:

根据m6A-seq的结果,对具有m6A修饰的基因设计适合引物,并采用试剂盒进行qPCR定量实验(在这里,我们推荐老师采用相同浓度的IP和Input进行qPCR,避免繁重的计算)。

qPCR的实验结果为CT值,在这里,大家可能会得到四组Ct值,分别为:对照input的Ct,对照IP的Ct,处理组input的Ct值和对照IP的Ct值,通过以下方式便可计算出这段Peak的变化趋势了:

ΔCt=CtIP-CtInput

ΔΔCt=ΔCt处理组-ΔCt对照组

Fold Change(相对表达量)=2(-ΔΔCt)

一般来说,我们认为当Ct值小于35时,该值是可信的。这里推荐不太建议把CT值在28-30以上的基因作为后期验证的候选基因。当Ct值过大时,可能存在qPCR的假阳性,当这种情况出现时,考虑以下原因:

①RNA质量不好,导致qPCR失败,建议重新IP;

②也有可能该基因m6A修饰程度并不高,导致被拉下的片段偏少,进一步造成Ct值偏大,建议重新挑选目的基因;

③也有可能引物设计不够好,导致循环数偏大,建议看看融解曲线是否有特异性峰。如果没有考虑重新设计引物。


作者简介:

何炳楠博士,联川生物运营部生物信息工程师,负责m6A、RIP、ChIP、转录组、10X单细胞等项目的生信分析及售后工作,在博士期间接受了严格的学术训练,具备扎实的生化功底。何博知识渊博,语言风趣自然,能够博采众长并且用一种较为轻松的方式解答客户的各种疑惑,已展现出联川新一代网红的王者之气。





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