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构建全长cDNA文库必须注意的几点

    构建全长cDNA文库分为噬菌体文库和质粒文库,二者大同小异。无论怎样,应当注意如下几个方面:

一、保证获得数量足够的高质量的起始RNA,一般至少要1g材料。构建cDNA文库要求的RNA量比做RACE和Northern blot的要多,在材料允许的情况下一般的试剂盒均推荐采用纯化总mRNA后进行反转录,这比直接采用总RNA进行反转录而构建的cDNA文库好,虽然后者也并不是不能做。老版本CLONTECH的SMART 4的中级柱子要求纯化后的总mRNA量最好在0.5-5微克左右,这就要求起始总RNA量较多。虽然有的试剂盒声称少至几十个纳克的总RNA也可以构建cDNA文库,但这是针对材料极为稀缺者而言,但起始RNA太少还是会或多或少影响文库构建成功的风险和文库的代表性。至于RNA的质量,如果采用纯化总mRNA后反转录,则对总RNA的杂质方面要求稍松,但对RNA的完整性则一丝不苟,要求未降解。如果直接采用总RNA进行反转录,则对总RNA的质量要求非常高,不仅要求RNA相当完整而无降解,而且要求多酚、多糖、蛋白、盐、异硫氰酸胍等杂质少,最好是试剂盒抽提的。

二、反转录成功与否及反转录效率是关键中的关键。这是构建cDNA文库中最贵的一步,也是核酸质变的一步,它将易降解的RNA变成了不易降解的cDNA。反转录不成功,说明一次文库方案的夭折。反转录效率不高表现在一是部分mRNA被反转录了,但还有相当一部分本该反转录的mRNA未被反转;二是只有少部分mRNA被反转录通了即达到帽子结构最近处,而很大一部分mRNA没有反转录完全,总的全长cDNA太少,这就难以构建好的全长cDNA文库。少量程度的mRNA降解或反转录不完全在SMART 4等试剂盒及手工方法构建中对文库的滴度影响不大,但对文库的全长性则有很大影响。Invitrogen公司基于去磷酸化、去帽、RNA接头连接后再反转录的新技术(可参考其GeneRacer说明书)从原理上是保证最终获得全长cDNA的最好方法,但对mRNA的完整性要求非常高,理论上讲必须是带有帽子结构和Poly A结构的全长mRNA且反转录完全,才能进入文库中。反转录完成后点样检测cDNA的浓度及分子量分布是很重要的。

三、反转录后至包装到噬菌体外壳蛋白之前的诸多步骤的操作相对容易,但其中的层析柱cDNA分级很关键。这一步稍不注意会影响成功性或影响获得的cDNA的片段分布特点。这一步的操作要小心,尤其要在加入cDNA之前通过反复悬浮和试滴保证柱子能正常工作,cDNA的加入和收集要精力集中。获得的每一级的cDNA量很少,检测时带型很暗,所以要用新鲜做的透明薄胶检测,根据检测结果一定要舍弃太短的cDNA(一般400bp以下就不要了,因为短片段太多会严重影响后面的连接转化效果及文库质量)。

四、噬菌体文库或质粒文库均对载体与cDNA的连接效率要求很高,也对连接产物转染或转化大肠杆菌的效率要求很高。连接效率高低直接关系到文库构建是否成功,更要注意的是文库连接与一般的片段克隆的连接不一样。一般的片段克隆连接是固定长度的载体与固定长度的目的DNA连接,而文库连接是固定长度的载体与非固定长度的目的DNA连接,目的基因cDNA长的有10kb以上,短的只有500bp或更短。一系列长度不等的cDNA与载体在一起连接的结果,不同长度cDNA的连接效率就不一样。有的专家的经验是,根据分级结果,有意识地将长度不同的cDNA群分别与载体连接,再分别转化或转染大肠杆菌,分别完成滴度检测,最后将不同长度级别的文库混合在一起供杂交筛选。

    看看一个初学者从库中P基因的经历,有些体会送给即将要做库的同学。

    实验要好好总结,失败不可怕,怕的是自己没信心没有办法解决出现的问题。


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