实时荧光定量PCR
实时荧光定量PCR技术于1996年由美国Applied Biosystems公司推出,由于该技术不仅实现了PCR从定性到定量的飞跃,而且与常规PCR相比,它具有特异性更强、有效解决PCR污染问题、自动化程度高等特点,目前已得到广泛应用。本文试就其定量原理、方法及参照问题作一介绍。
目录
实时荧光定量PCR原理
内标在传统定量中的意义
内标对荧光定量PCR的影响
PCR仪在国内的发展状况
产品突出特性
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编辑本段实时荧光定量PCR原理
所谓实时荧光定量PCR技术,是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
1. Ct 值的定义
在荧光定量PCR技术中,有一个很重要的概念 -- Ct值。C代表Cycle,t代表threshold,Ct值的含义是:每个反应管内的荧光信号到达设定的域值时所经历的循环数(如图1所示)。
2. 荧光域值(threshold)的设定
PCR反应的前15个循环的荧光信号作为荧光本底信号,荧光域值的缺省设置是3-15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍,即:threshold = 10 ′ SDcycle 6-15
3. Ct值与起始模板的关系
研究表明,每个模板的Ct值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系,起始拷贝数越多,Ct值越小。利用已知起始拷贝数的标准品可作出标准曲线,其中横坐标代表起始拷贝数的对数,纵坐标代Ct值。因此,只要获得未知样品的Ct值,即可从标准曲线上计算出该样品的起始拷贝数。
实时定量PCR是测量PCR产物多少的,跟什么DNA半保留复制没有关系。
fold指“倍数”,比如PCR产物是原来的2倍,那么fold=2,log2(fold)=1;4倍,那么fold=4,log2(fold)=2。对数是啥不用解释了吧...
其实就是把纵坐标缩小了而已,这样作图比较容易。比如产物变为1024倍,要是这么作图纵坐标要画到1024,想想吧...但是log2(fold)=10,画起来比较容易。
罗嗦一句,做PCR的话,产物基本都是原来的几十万倍....
Rn(Normalized reporter)是荧光报告基团的荧光发射强度与参比染料的荧光发射强度的比值。△Rn:△Rn是Rn扣除基线后得到的标准化结果(△Rn = Rn –基线)。
4. 荧光化学
荧光定量PCR所使用的荧光化学可分为两种:荧光探针和荧光染料。现将其原理简述如下:
1)TaqMan荧光探针:PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针,该探针为一寡核苷酸,两端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;PCR扩增时,Taq酶的5'-3'外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,即每扩增一条DNA链,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。而新型TaqMan-MGB探针使该技术既可进行基因定量分析,又可分析基因突变(SNP),有望成为基因诊断和个体化用药分析的首选技术平台。
2)SYBR荧光染料:在PCR反应体系中,加入过量SYBR荧光染料,SYBR荧光染料特异性地掺入DNA双链后,发射荧光信号,而不掺入链中的SYBR染料分子不会发射任何荧光信号,从而保证荧光信号的增加与PCR产物的增加完全同步。
编辑本段内标在传统定量中的意义
1. 几种传统定量PCR方法简介:
1)内参照法:在不同的PCR反应管中加入已定量的内标和引物,内标用基因工程方法合成。上游引物用荧光标记,下游引物不标记。在模板扩增的同时,内标也被扩增。在PCR产物中,由于内标与靶模板的长度不同,二者的扩增产物可用电泳或高效液相分离开来,分别测定其荧光强度,以内标为对照定量待检测模板。
2)竞争法:选择由突变克隆产生的含有一个新内切位点的外源竞争性模板。在同一反应管中,待测样品与竞争模板用同一对引物同时扩增(其中一个引物为荧光标记)。扩增后用内切酶消化PCR产物,竞争性模板的产物被酶解为两个片段,而待测模板不被酶切,可通过电泳或高效液相将两种产物分开,分别测定荧光强度,根据已知模板推测未知模板的起始拷贝数。
3)PCR-ELISA法:利用地高辛或生物素等标记引物,扩增产物被固相板上特异的探针所结合,再加入抗地高辛或生物素酶标抗体-辣根过氧化物酶结合物,最终酶使底物显色。常规的PCR-ELISA法只是定性实验,若加入内标,作出标准曲线,也可实现定量检测目的。
2.内标在传统定量中的作用
由于传统定量方法都是终点检测,即PCR到达平台期后进行检测,而PCR经过对数期扩增到达平台期时,检测重现性极差。同一个模板在96孔PCR仪上做96次重复实验,所得结果有很大差异(见图4),因此无法直接从终点产物量推算出起始模板量。加入内标后,可部分消除终产物定量所造成的不准确性。但即使如此,传统的定量方法也都只能算作半定量、粗略定量的方法。
编辑本段内标对荧光定量PCR的影响
1.实时荧光定量PCR无需内标
实时荧光定量PCR技术有效地解决了传统定量只能终点检测的局限,实现了每一轮循环均检测一次荧光信号的强度,并记录在电脑软件之中,通过对每个样品Ct值的计算,根据标准曲线获得定量结果。因此,实时荧光定量PCR无需内标是建立在两个基础之上的:
1)Ct值的重现性PCR循环在到达Ct值所在的循环数时,刚刚进入真正的指数扩增期(对数期),此时微小误差尚未放大,因此Ct值的重现性极好,即同一模板不同时间扩增或同一时间不同管内扩增,得到的Ct值是恒定的。
2)Ct值与起始模板的线性关系由于Ct值与起始模板的对数存在线性关系,可利用标准曲线对未知样品进行定量测定,因此,实时荧光定量PCR是一种采用外标准曲线定量的方法。
2.内标对实时荧光定量PCR的影响
若在待测样品中加入已知起始拷贝数的内标,则PCR反应变为双重PCR,双重PCR反应中存在两种模板之间的干扰和竞争,尤其当两种模板的起始拷贝数相差比较大时,这种竞争会表现得更为显著。但由于待测样品的起始拷贝数是未知的,所以无法加入合适数量的已知模板作为内标。也正是这个原因,传统定量方法虽然加入内标,但仍然只是一种半定量的方法。
美国Texas大学的科研人员进行了外标法定量和内标法定量的方法学比较,得出的结论是:内标法作为定量或半定量的手段是不可靠的,而外标准曲线的定量方法是一种准确的、值得信赖的科学方。
Applied Biosystems公司的7700型实时荧光定量PCR仪是全球公认的荧光定量PCR的金标准,可实现多色荧光同时检测,但定量检测仍然采用外标准曲线的方法,而不用内标进行定量。
综上所述,利用外标准曲线的实时荧光定量PCR是迄今为止定量最准确,重现性最好的定量方法,已得到全世界的公认,广泛用于基因表达研究、转基因研究,药物疗效考核、病原体检测等诸多领域。
荧光PCR是分子诊断的热点技术,它将先进的定量PCR与实时PCR技术相结合,西安天隆生产的国产实时荧光定量PCR仪为肝炎艾滋病等重大疾病的定量核酸检测及分子诊断、同时也为沙门氏菌阪崎氏肠杆菌等食品安全检测提供了先进手段。即使在发达国家,荧光定量PCR仪和基因扩增仪都被广泛用于临床及生物学、医学研究。由于其极高的灵敏度、极宽的检测范围,以及精确定量、方便快速、无窗口期等优点,美国FDA及我国国家标准已将定量PCR仪规定为确诊禽流感等传染病以及奶粉等食品安全检测的必备仪器。
实时荧光定量PCR仪(real-time qPCR)的发明实现了荣获诺贝尔化学奖的PCR核酸检测、分子诊断的技术飞跃。
编辑本段PCR仪在国内的发展状况
西安天隆科技有限公司生产的处于国际领先水平的TL988型实时荧光定量PCR仪适用于临床及科研以聚合酶链式反应为特征的、以实时荧光定量检测分析DNA/RNA为目的的病原体检测及基因分析。
临床疾病诊断:
各型肝炎、艾滋病、禽流感、结核、性病等传染病诊断和疗效评价;地中海贫血、血友病、性别发育异常、智力低下综合症、胎儿畸形等优生优育检测;肿瘤标志物及瘤基因检测实现肿瘤病诊断;遗传基因检测实现遗传病诊断。
动物疾病检测:
禽流感、新城疫、口蹄疫、猪瘟、沙门菌、大肠埃希菌、胸膜肺炎放线杆菌、寄生虫病等、炭疽芽孢杆菌。
食品安全:
食源微生物、食品过敏源、转基因、乳品企业阪崎肠杆菌等检测。
科学研究:
医学、农牧、生物相关分子生物学定量研究。
应用行业:
各级各类医疗机构、大学及研究所、CDC、检验检疫局、兽医站、食品企业及乳品厂等。
由于qPCR是实时定量检测致病病原体基因核酸,因此它比化学发光、时间分辨、蛋白芯片等免疫学方法更具独到优势。
技术原理:
标记有荧光素的Taqman探针与模板DNA混合后,完成高温变性,低温复性,适温延伸的热循环,并遵守聚合酶链反应规律,与模板DNA互补配对的Taqman探针被切断,荧光素游离于反应体系中,在特定光激发下发出荧光,随着循环次数的增加,被扩增的目的基因片段呈指数规律增长,通过实时检测与之对应的随扩增而变化荧光信号强度,求得CT值,同时利用数个已知模板浓度的标准品作对照,即可得出待测标本目的基因的拷贝数。
实时荧光定量PCR
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)可对特定核苷酸片断进行指数级的扩增。在扩增反应结束之后,我们可以通过凝胶电泳的方法对扩增产物进行定性的分析,也可以通过放射性核素掺入标记后的光密度扫描来进行定量的分析。无论定性还是定量分析,分析的都是PCR终产物。但是在许多情况下,我们所感兴趣的是未经PCR信号放大之前的起始模板量。例如我们想知道某一转基因动植物转基因的拷贝数或者某一特定基因在特定组织中的表达量。在这种需求下荧光定量PCR技术应运而生。
实时荧光定量PCR技术(Real-time quantitative Polymerase Chain Reaction简称Real Time PCR)是在定性PCR技术基础上发展起来的核酸定量技术。实时荧光定量PCR技术于1996年由美国Applied biosystems公司推出,在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,使每一个循环变得“可见”,最后通过Ct值和标准曲线对样品中的DNA(orcDNA)的起始浓度进行定量的方法。实时荧光定量PCR是目前确定样品中DNA(或cDNA)拷贝数最敏感、最准确的方法。如果用于RNA检测,这被称为逆转录实时PCR即(Real-time RT-PCR)是实时PCR法,它是指对DNA或经过反转入(RT-PCR)的RNA通过聚合酶链式反应并实时监测DNA的放大过程,在扩增的指数增长期就测量扩增产物,因为扩增指数增长期测量值与特异DNA(RNA)起始量存在相关性,从而实现定量检测。RealTime PCR的基本目标是精确测量和鉴别非常微量的特异性核酸,从而可通过监测CT值而实现对原始目标基因的含量定量。实时荧光定量PCR法最大的优点是克服了终点PCR法进入平台期或叫饱和期后定量的较大误差,实现DNA/RNA的精确定量。该技术不仅实现了对DNA/RNA模板的定量,而且具有灵敏度和特异性高、能实现多重反应、自动化程度高、无污染、实时和准确等特点,该技术在医学临床检验及临床医学研究方面有着重要的意义。
实时荧光定量PCR的技术特点
虽然microRNA实时定量PCR是一种最近才发展起来的检测技术,其技术细节还在不断完善中,但是microRNA实时定量PCR检测系统,相对其它microRNA检测技术有以下优点:
∙高特异性,可以只对成熟microRNA进行定量,有效区分成熟microRNA分子和前体分子以及其它成熟microRNA的同源分子;
∙快速,简单,省时,整个操作只需两步,不到3个小时,即可获得高质量的数据;
∙检测灵敏度高,样品消耗少,仅需1-10ng的总RNA或50pg左右的microRNA;
∙超宽的线性范围,可跨越7个数量级。
实时定量PCR的系统构成及工作原理
荧光定量检测系统由实时荧光定量PCR仪,实时荧光定量试剂,通用电脑,自动分析软件等构成。设备由荧光定量系统和计算机组成,用来监测循环过程的荧光。与实时设备相连的计算机收集荧光数据。数据通过开发的实时分析软件以图表的形式显示。原始数据被绘制成荧光强度相对于循环数的图表。原始数据收集后可以开始分析。实时设备的软件能使收集到的数据进行正常化处理来弥补背景荧光的差异。正常化后可以设定域值水平,这就是分析荧光数据的水平。样品到达域值水平所经历的循环数称为Ct值(点的循环数)。域值应设定在使指数期的扩增效率为最大,这样可以获得最准确,可重复性的数据。如果同时扩增的还有标有相应浓度的标准品,线性回归分析将产生一条标准曲线,可以用来计算未知样品的浓度。
所谓Real-time Q-PCR技术,是指在PCR反应体系中加入荧光基因,利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。在real-time技术的发展过程中,两个重要的发现起着关键的作用:
1.在90年代早期,TaqDNA多聚酶的5′核酸外切酶活性的发现,它能降解特异性荧光记探针,因此使得间接的检测PCR产物成为可能。
2.此后荧光双标记探针的运用使在一密闭的反应管中能实时地监测反应全过程。这两个发现的结合以及相应的仪器和试剂的商品化发展导致real-timeQ-PCR方法在研究工作中的运用。
PCR反应过程中产生的DNA拷贝数是呈指数方式增加的,随着反应循环数的增加,最终PCR反应不再以指数方式生成模板,从而进入平台期。在传统的PCR中,常用凝胶电泳分离并用荧光染色来检测PCR反应的最终扩增产物,因此用此终点法对PCR产物定量存在不可靠之处。在real-timeQ-PCR中,对整个PCR反应扩增过程进行了实时的监测和连续地分析扩增相关的荧光信号,随着反应时间的进行,监测到的荧光信号的变化可以绘制成一条曲线。在PCR反应早期,产生荧光的水平不能与背景明显地区别,而后荧光的产生进入指数期、线性期和最终的平台期,因此可以在PCR反应处于指数期的某一点上来检测PCR产物的量,并且由此来推断模板最初的含量。为了便于对所检测样本进行比较,在real-timeQ-PCR反应的指数期,首先需设定一定荧光信号的域值,一般这个域值(threshold)是以PCR反应的前15个循环的荧光信号作为荧光本底信号(baseline),荧光域值的缺省设置是3~15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍。如果检测到荧光信号超过域值被认为是真正的信号,它可用于定义样本的域值循环数(Ct)。Ct值的含义是:每个反应管内的荧光信号达到设定的域值时所经历的循环数。研究表明,每个模板的Ct值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系,起始拷贝数越多,Ct值越小。利用已知起始拷贝数的标准品可作出标准曲线,因此只要获得未知样品的Ct值,即可从标准曲线上计算出该样品的起始拷贝数。
1、Ct值的定义
在荧光定量PCR技术中,有一个很重要的概念--Ct值。C代表Cycle,t代表threshold,Ct值的含义是:每个反应管内的荧光信号到达设定的域值时所经历的循环数。
2、荧光域值(threshold)的设定
PCR反应的前15个循环的荧光信号作为荧光本底信号,荧光域值的缺省设置是3-15个循环的荧光信号的标准偏差的10倍,即:threshold=10′SDcycle6-15
3、Ct值与起始模板的关系
研究表明,每个模板的Ct值与该模板的起始拷贝数的对数存在线性关系〔1〕,起始拷贝数越多,Ct值越小。利用已知起始拷贝数的标准品可作出标准曲线,其中横坐标代表起始拷贝数的对数,纵坐标代Ct值。因此,只要获得未知样品的Ct值,即可从标准曲线上计算出该样品的起始拷贝数。
4、荧光化学
荧光定量PCR所使用的荧光化学可分为两种:荧光探针和荧光染料。现将其原理简述如下:
1)TaqMan荧光探针:PCR扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针,该探针为一寡核苷酸,两端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;PCR扩增时,Taq酶的5-3外切酶活性将探针酶切降解,使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离,从而荧光监测系统可接收到荧光信号,即每扩增一条DNA链,就有一个荧光分子形成,实现了荧光信号的累积与PCR产物形成完全同步。而新型TaqMan-MGB探针使该技术既可进行基因定量分析,又可分析基因突变(SNP),有望成为基因诊断和个体化用药分析的首选技术平台。
2)SYBR荧光染料:在PCR反应体系中,加入过量SYBR荧光染料,SYBR荧光染料特异性地掺入DNA双链后,发射荧光信号,而不掺入链中的SYBR染料分子不会发射任何荧光信号,从而保证荧光信号的增加与PCR产物的增加完全同步。
实时荧光定量PCR技术的应用领域
实时荧光定量PCR技术是DNA定量技术的一次飞跃。运用该项技术,我们可以对DNA、RNA样品进行定量和定性分析。定量分析包括绝对定量分析和相对定量分析。前者可以得到某个样本中基因的拷贝数和浓度;后者可以对不同方式处理的两个样本中的基因表达水平进行比较。除此之外我们还可以对PCR产物或样品进行定性分析:例如利用熔解曲线分析识别扩增产物和引物二聚体,以区分非特异扩增;利用特异性探针进行基因型分析及SNP检测等。目前实时荧光PCR技术已经被广泛应用于基础科学研究、临床诊断、疾病研究及药物研发等领域。其中最主要的应用集中在以下几个方面:
1.DNA或RNA的绝对定量分析。包括病原微生物或病毒含量的检测,转基因动植物拷贝数的检测,RNAi基因失活率的检测等。
2.基因表达差异分析。例如比较经过不同处理样本之间特定基因的表达差异(如药物处理、物理处理、化学处理等),特定基因在不同时相的表达差异以及cDNA或差显结果的确证。
3.基因分型。例如SNP检测,甲基化检测等。
实时荧光定量PCR技术在医疗方面的应用
病原体检测:目前,采用荧光定量PCR检测技术可以对淋球菌、沙眼衣原体、解脲支原体、人类乳头瘤病毒、单纯疱疹病毒、肝炎病毒、结核杆菌、细小病毒B19、EB病毒和人巨细胞病毒等病原体进行定量测定。与传统的检测方法相比具有灵敏度高、取样少、快速简便等优点。
遗传及优生优育诊断:到目前为止,人们对遗传性物质改变引起的遗传性疾病还无法治疗,只能通过产前监测,减少病婴出生,以防止各类遗传性疾病的发生,如为减少X连锁遗传病患儿的出生,从孕妇的外周血中分离胎儿DNA,用实时荧光定量PCR检测其Y性别决定区基因是一种无创伤性的方法,易为孕妇所接受。例外还可以通过实时荧光定量PCR对孕妇弓形虫,梅毒等检测,这对找出不明原因流产和习惯性流产的病因提供有力的帮助,大大提高优生优育。
指导治疗:对病原体定量分析显示:病原体量与某些药物的疗效关系。如HCV高水平表达,干扰素治疗作用不敏感,而HCV低滴度,干扰素作用敏感;在拉米夫定治疗过程中,HBV-DNA的血清含量曾有下降,随后若再度上升或超出以前水平,则提示病毒发生变异等。
肿瘤基因检测:尽管肿瘤发病的机理尚未清楚,但相关基因发生突变是致癌性转变的根本原因已被广泛接受。p53癌基因的表达增加和突变,在许多肿瘤早期就可以出现。实时荧光定量PCR不但能有效地检测到基因的突变,而且可以准确检测癌基因的表达量。随着与肿瘤相关的新基因的不断发现,荧光定量PCR技术将会在肿瘤的研究中发挥更大的作用。
免疫方面检测:通过荧光定量PCR检测出B27,HLA等来帮助诊断免疫性疾病,如强直性脊柱炎、类风湿性关节炎、器官移植排异反应等。
实时荧光定量PCR技术在药物研究方面的应用
新药开发研究,人用药物及其他药物:针对一些感染性疾病的药物,如各种病毒病、细菌病等,在新药的开发过程中,快速了解药物对疾病进程的影响可以为新药开发节约大量的人力、时间和资金,与以前所用的Elisa等方法相比,实时荧光定量PCR技术可以快速、准确、定量、灵敏地测定血液或组织中病原体的含量,因此有利用分析药物的作用效果,为比较不同的配方的疗效、用药量、用药时间等等提供快速、定量的评价。
超早期感染用药物及疗法的研究与开发:实时荧光定量PCR方法测定是血液中病毒核酸的含量,因此不必等到病人体内产生抗体,同时,由于其灵敏度与Elisa相比不可同日而语,在病毒感染的早期,即血液中病毒含量很低时就可以测定。因此就出现了一个新的领域,即在病毒或细菌含量很低时如何用药,用什么药以及用药量等进行研究,为将疾病消灭在超早期作出贡献。
药物疗效研究:对于一些已经上市的新药或是应用了很长时间的老药,其用药的效果以及用药量及用药时间都可以进行进一步的研究,为更加合理化的应用这些药物为人类造福进行进一步的研究。以前所用的方法由于不能准确定量,灵敏度也不够,因此有很多需要研究的内容没有完成。这一方面需要研究内容很多,意义也很大。
新的愈后指标的研究:对于感染性疾病,在药物作用至一定程度后,就认为可以停药了,但是应该在什么停药,现在大都没有一个明确的指标,现在所用的指标由于受到检测方法的灵敏度及准确性,这一指标未必合理,因此有必要对治愈的指标以及指标与复发率以及疾病转化为其他疾病之间的关系等进行进一步的研究,从而为药物或疗法彻底治愈疾病打下坚实的理论基础。
新诊断及检验试剂的开发:现有的很多诊断及检验方法都不能同时满足快速、灵敏、定量的要求如现有培养法、Elisa法等等,而荧光定量PCR方法以则可以做到这一点,从而可为临床疾病、商检、粮油检验、食品检验、血液检验等等开发新的试剂,从而提高检验的灵敏度、速度及准确性等;这类试剂的种类是非常多的,所开发的试剂的社会效益及经济效益都是很巨大的。
实时荧光定量PCR技术在检测人感染A(H1N1)型猪流感病毒上的应用
2009年4月,全球性的人感染猪流感公共卫生事件发展势头迅猛,发生国家众多,世界卫生组织29日晚已将全球流感大流行警告级别从4级提高到5级,我国也于28日召开了常务会议对防控进行了部署。现在已进入关键的防控措施落实阶段,其中检测与诊断技术至关重要。
人感染猪流感疫情发生后,美国疾病预防控制中心(CDC)于2009年4月28日发布了针对人感染猪流感病毒治疗和预防临时指南,其中规定了确诊病例的诊断方法:具有急性发烧呼吸道疾病的临床症状并且经实时荧光定量PCR(real-timeRT-PCR)或病毒分离培养(viralculture)实验室检测方法检验证实感染A(H1N1)型猪流感病毒。
你应该把溶解曲线放上去,说明你的产物只有一个。你还应该把标准曲线放上去,说明你的定量准确。CT值不用放。如有更多问题,可发信到kui.wen@mcgill.ca
扩增曲线,溶解曲线,标准曲线,Ct值都应该贴上。
实时荧光定量PCR 中内参基因的选择
实时荧光定量PCR是一种强有力的检测基因表达谱的方法.选用一种合适的内参基因对目的基因的表达量进行校正可以提高该方法的灵敏度和重复性.理想的内参基因应在所研究的各种试验因素条件下均恒定表达。然而, 大量的研究结果表明任何一种内参基因在所有的试验条件下都不是恒定表达的(空间/时间), 在不同类型的细胞、在细胞生长的不同阶段, 内参基因的表达都是有变化的。因此, 在进行基因表达分析之前都应该进行内参基因的验证, 选定一种较为稳定的内参基因用于对目的基因表达量的校正, 以期获得比较真实可信的结果。看家基因有几百种,最常用为内参基因的有ACTB、GAPDH/18S rRNA、28S rRNA等。
常用的内参基因及其引物:
有资料证明, GAP DH 和B2actin 的表达在增殖、催化和分化的情况下是上调的。
GAPDH: 甘油醛2,3 2磷酸脱氢酶(GAPDH) 是糖酵解、糖异生及光合作用碳固定循环过程中的关
键酶, 在生物进化的早期出现, 是最为常用的内参基因之一。有研究结果表明, GAPDH 在缺氧等某些
特定条件下出现明显的上调或下调, 此时需要选择新的内部参照标准。
B2a ctin 常作为内参基因被广泛使用,它是构成细胞骨架的主要成分) 肌动蛋白的一种,
是微丝的结构成分, 其单体外观呈哑铃状, 具有基因高度保守、mRNA 表达数量高且稳定等特点。(引自:内参基因在实时定量PCR 中应用的研究进展 中国畜牧兽医 2009 年第36 卷第9 期)
Selection of twelve reference gene candidates for real-time RT-PCR
12个候选基因:Signal recognition particle protein (ffh), glutamine synthetase (glnA), DNA gyrase (gyrA), pyrroline-5-carboxylate reductase (proC),recombinase A (recA), transcription termination factor
Rho (rho), 50S ribosomal protein L9 (rplI), 50S ribosomal subunit protein L17 (rplQ), DNA topoisomerase I (topA), nucleoside-specific channel-forming protein (tsx), maltose-binding periplasmic protein (malE) and 16S ribosomal RNA (16S).
On the basis of the P. atrosepticum SCRI1043 genome sequence, a set of twelve reference gene candidates
were selected for an initial real-time RT-PCR study. The genes were selected from different parts of the genome to minimize the chance of transcriptional coupling affecting the results. They were also selected to encode proteins involved in different metabolic activity except for the ribosomal genes, in order to minimize the chances of a global co-regulation. The ribosomal gene 16S rRNA is a commonly used reference gene in many real-time RT-PCR experiments, including studies on former Erwinia species;GlnA has been used as a reference gene in Streptococcus pneumoniae real-time experiments;gyrA has been used in studies on different bacteria including a very recent study on the plant pathogen Pseudomonas syringae pv. tomato;ProC and rho have been tested as reference genes in similar studies of other bacteria,although no plant pathogens;The genes rplI and rplQ are part of a group of ribosomal proteins that have also recently been used as reference genes in real-time PCR experiments on both prokaryotes and eukaryotes; RecA is a common housekeeping gene that has been used as reference gene in studies on various bacteria and was recently found to be a good reference gene for certain studies of P.atrosepticum;The genes ffh, topA, tsx and malE have, to our knowledge, not been
reported as reference genes previously. The latter four genes were selected merely on the basis of either being well-known housekeeping genes in other bacteria (ffh,topA), or known to be expressed during different growth conditions in P. atrosepticum (tsx, malE)。
Expression analysis of reference gene candidates in cultures
An initial study of expression of all the genes selected as reference gene candidates (ffh, glnA, gyrA, proC, recA, rho, rplI, rplQ, topA, tsx, malE, 16S) was performed in three different growth media (MMcap, MMg and LB) at 15°C. The genes rplI, rplQ, tsx and malE showed large variations in Ct values in the different media , and were therefore discarded from further studies. The eight remaining reference gene candidates (ffh, glnA, gyrA, proC, recA, rho, topA,16S) were subjected to a second experiment testing the effect of increased temperature (27°C), different pectin (citrus) and growth phase (exponential vs. stationary) on expression. The genes glnA, rho, topA and 16S were expressed at varying levels while the expression of the reference gene candidates ffh, gyrA, proC and recA was relatively stable under all culture conditions (Fig. 1BC).《Evaluation of reference genes for real-time RT-PCR expression studies in the plant pathogen Pectobacterium atrosepticum》BMC Plant Biology 2007, 7:50 doi:10.1186/1471-2229-7-50
红球菌real-time PCR中内参基因的选择:
①As an internal standard,multiplex reactions additionally quantified the gene encoding DNA polymerase
IV. This gene was selected because it showed high and constant expression levels on all substrates, including the PYR control.《Transcriptomic Assessment of Isozymes in the Biphenyl Pathway of Rhodococcus sp. Strain RHA1》APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, Sept. 2006, p. 6183–6193
②The expression ratios of selected genes were determined relative to the expression of a housekeeping
gene encoding a probable DNA polymerase IV (GeneID ro01702). The expression of this housekeeping gene is steady under a variety of growth conditions(①文的条件), including the water stress experiments reported here。《Global Response to Desiccation Stress in the Soil Actinomycete Rhodococcus jostii RHA1》APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, May 2008, p. 2627–2636
③按照上文提取红球菌的RNA等并逆转录
④DNA polymerase IV 引物及探针序列