真核生物的基因组 DNA 以染色质(Chromatin)的形式存在。因此,研究蛋白质与 DNA 在染色质环境中的相互作用是阐明真核生物基因表达机制的基本途径,而染色质免疫共沉淀(Chromatinimmunoprecipitation,ChIP)技术是目前公认的研究此相互作用的选择,是真核生物基因表达机制研究中不可或缺的技术之一。
它的基本原理是在活细胞状态下,固定蛋白质-DNA(染色质)复合物,并将其切断为一定长度范围内的染色质小片段,然后通过免疫学方法(抗体亲和)沉淀此复合体,特异性地富集目的蛋白结合的 DNA,通过对目的片段的纯化与后期检测,从而获得蛋白质与 DNA 相互作用的信息。
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免疫沉淀(IP)实验中抗体的选择非常关键,因为抗体的特异性和亲和力直接影响到实验的成功与否。
1. 特异性:抗体应当对目标蛋白具有高度的特异性,以避免与其他蛋白发生非特异性结合,导致假阳性结果。
2. 亲和力:抗体对目标蛋白的亲和力要足够高,以确保在免疫沉淀过程中能够有效地捕获目标蛋白。
3. 抗体类型:单克隆抗体和多克隆抗体都可以用于IP实验。单克隆抗体提供更高的特异性和批间一致性,而多克隆抗体可能提供更强的结合能力和更广的表位覆盖。
4. 应用验证:选择已经过免疫沉淀(IP)或相关应用(如Western blot, IHC)验证的抗体,这增加了实验成功的可能性。
5. 供应商信息:选择信誉良好的抗体供应商,并查看供应商提供的技术数据和客户评价,以帮助做出决策。
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RIP 技术的原理(RNA Binding Protein Immunoprecipitation Assay,RNA 结合蛋白免疫沉淀)主要是运用针对目标蛋白的抗体把相应的RNA-蛋白复合物沉淀下来,经过分离纯化就可以对结合在复合物上的RNA 进行q-PCR验证或者测序分析。
RIP 是研究细胞内RNA 与蛋白结合情况的技术,是了解转录后调控网络动态过程的有力工具。RIP可以看成是普遍使用的染色质免疫沉淀ChIP技术的类似应用,但由于研究对象是RNA-蛋白复合物而不是DNA-蛋白复合物,RIP实验的优化条件与ChIP实验不太相同,如:RIP反应体系中的试剂和抗体不能含有RNA酶,抗体需经RIP实验验证等等。
免疫沉淀实验步骤:
1. 样品制备
a. 悬浮细胞样品处理:离心收集细胞(4℃, 1000g, 5 min),用手指把细胞用力弹散。按照6孔板每孔细胞加入150-250 μL裂解液的比例加入含蛋白酶抑制剂的裂解液(裂解液应在使用前数分钟内加入蛋白酶抑制剂Cocktail,使蛋白酶抑制剂Cocktail的终浓度为1×)。混匀后置于冰上处理10 min;离心收集上清液(4℃, 14000g, 10 min),置于冰上备用(或置于-20℃长期保存)。
b. 贴壁细胞样品处理:移去培养基,用PBS清洗细胞两遍;用细胞刮棒刮脱细胞,收集至1.5mL EP管内,按照6孔板每孔加入150-250 μL裂解液的比例加入含蛋白酶抑制剂的裂解液(裂解液应在使用前数分钟内加入蛋白酶抑制剂Cocktail,使蛋白酶抑制剂Cocktail的终浓度为1×)。吹打数下,使裂解液和细胞充分接触。混匀后置于冰上处理10 min;离心收集上清液(4℃, 14000g, 10 min),置于冰上备用(或置于-20℃长期保存)。
4. 后续:磁珠预处理——抗体吸附——抗原结合反应——抗体洗脱
免疫沉淀技术ChIP的应用有哪些?
免疫沉淀技术(Immunoprecipitation, IP)是一种用于研究蛋白质相互作用和蛋白质特性的重要方法。它具有一些明显的优点,但也存在一些局限性。
优点:
1. 特异性强:IP技术利用特异性抗体对目标蛋白进行捕获,因此具有很高的特异性。
2. 富集低丰度蛋白:可以从小量样本中富集低丰度的目标蛋白,有助于研究稀有蛋白。
3. 研究蛋白质相互作用:通过Co-IP等变体技术,可以研究蛋白质之间的相互作用。
4. 操作简便:IP实验步骤相对简单,容易在实验室中实施。
缺点:
1. 对抗体质量依赖性高:需要高质量的特异性抗体,否则可能导致假阳性或实验失败。
2. 存在非特异性结合:样本中的其他蛋白质可能非特异性地结合到抗体或固相载体上。
3. 可能破坏蛋白质的天然构象:裂解和洗涤步骤可能破坏蛋白质的天然结构,影响其功能。
4. 可能存在背景噪声:非特异性结合可能导致背景噪声,影响结果的清晰度和解释。
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RIP技术的优势在于:
1. 特异性:利用特异性抗体,可以精确地捕获目标RNA结合蛋白及其相互作用的RNA。
2. 应用场景多:适用于研究RNA结合蛋白、miRNA、lncRNA等非编码RNA与蛋白质的相互作用。
3. 技术结合:RIP后的RNA可以用于多种下游分析,如qPCR、测序等,为研究RNA的功能和调控提供了重要信息。
RIP技术的限制包括:
1. 抗体质量:需要高质量的特异性抗体,否则可能得到假阳性或假阴性结果。
2. 非特异性结合:可能存在非特异性结合问题,需要仔细的实验设计和对照来控制。
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