如何做一杯“耗子尾汁”?这个东西不要忘了加
2020-11-26 19:00

如何做一杯“耗子尾汁”?这个东西不要忘了加

本文来自微信公众号:科学大院(ID:kexuedayuan),作者:黑猫尼诺,题图来自:视觉中国


生物实验课上,老师推门进来了:“我看了个热门视频,马老师劝年轻人耗子尾汁,看来他也很懂生物实验啊。今天我们来讲讲‘耗子尾汁’——鼠尾裂解液。”


为啥要做“耗子尾汁”?


在以小鼠为模式生物进行科学研究的实验室中,日常和基本的一个实验就是提取它们的遗传物质—DNA(核糖核酸)进行基因型鉴定,检测这些小动物的基因组中是否含有特定的DNA。可以理解为给小动物做核酸检测。


为了能够从小鼠身上提取足够的DNA,要从它们身上取下足量的细胞用于实验。为了尽可能减少对动物的伤害和方便试验人员的操作,剪下一小段鼠尾是一个不错的选择。


实验室“耗子尾汁“的制作流程


在实验中,科研人员首先需要用配制好的裂解液来裂解鼠尾组织,从细胞中提纯小鼠的DNA。


(图片来源:作者提供)


具体步骤是:


1. 准备好1.5 ml的离心管,放入新鲜的食材,啊,是鼠尾。


2. 之后加入100 ul的裂解液,盖上盖子。


3. 放入55 ℃水浴锅里咕嘟咕嘟一晚上。


话还没说完,王二虎同学大声说:“停停……老师你第2步忘了加重要的蛋白酶K。”


老师: “我大意了啊!没有加~所以,第2步要在裂解缓冲液中加入蛋白酶K,之后盖上盖子,放入55 ℃水浴锅里咕嘟咕嘟一晚上。第二天,新鲜的‘耗子尾汁‘就出锅了。”


表1:裂解液各个成分及作用


制作“耗子尾汁”的裂解液所含的成分十分讲究。利用蛋白酶K分解肌肉和结缔组织中的弹性蛋白、胶原蛋白等,使得细胞暴露,还可以水解结合DNA的组蛋白,利于后期DNA纯化。SDS则是阴离子洗涤剂,破坏主要由磷脂双分子层构成的细胞膜结构,暴露细胞内容物。


SDS又可以使蛋白质变性,促进蛋白酶K对蛋白质的分解。由于细胞中存在DNA酶,能降解DNA,而DNA酶需要镁离子才能发挥作用。因此,加入EDTA和镁离子结合可以抑制DNA酶活性使DNA免于降解。


值得注意的是,蛋白酶K在pH7~pH12,温度在25°C~60 °C之间能保持很好的稳定性和较高的酶活性。即使在变性剂SDS溶液中依然能很好发挥作用。


到了这里,肯定有很多顾客不喜欢这富含营养却成分杂乱的“耗子尾汁”,而是要纯纯的DNA粉末!那就要进行下面的纯化步骤:在“耗子尾汁”中加入冰镇乙醇。蛋白质在乙醇中溶解,而DNA不溶于乙醇。离心后,DNA出现在离心管底部。而细胞碎片悬浮在上清液,会被丢弃。最后风干就得到了遗传物质DNA,可以进行最后的基因型鉴定实验啦。


“耗子尾汁”的厨房启示


实验完成后到了讨论环节,老师问:“大家思考一下,做 ‘耗子尾汁’的方法,还可以用来干啥呀?”


王二虎啪的一下站起来,“老师,我牛肉总是煮不烂,能不能......”


的确,日常生活中烹饪牛肉是件很折磨人的事情。牛肉肌肉组织结实,结缔组织较多,肌肉纤维粗壮,肌肉纤维之间的弹性蛋白,胶原蛋白连接紧密,使得牛肉韧性十足。煮的时间不够则不烂,煮的时间太长则会失去水分过多,口感变柴。


处理牛肉时可以单纯使用物理方法:利用器械在煮之前狠狠敲打牛肉,使得肌肉纤维之间变得松散;或是用高压锅增加水的沸点,在高温短时间内破坏牛肉的组织和纤维,达到软烂的效果


或者,我们可以利用蛋白酶轻松解决。不过我们并不需要用实验室的蛋白酶K,市面上的嫩肉粉就可以。嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶,作用的方式和蛋白酶K裂解鼠尾类似。木瓜蛋白酶的有效作用温度是20℃~80℃,pH5~pH7。只需要在常温下加入少许对牛肉进行腌制半个小时以上,就能轻松分解肌肉纤维、结缔组织中的蛋白质,使原本紧实的肉质变得水润细嫩。除了嫩肉粉,我们还可以直接用木瓜或者最常见的鸡蛋用来腌制牛肉,只要是富含蛋白酶的食材都可以进行利用。


嗯,你不一定要在实验室做一杯“耗子尾汁”,学会知识后还可以在厨房里用嘛~


参考文献:

[1] Zhenshan, Wang, and D.R.Storm. "Extraction of DNA from mouse tails. " BioTechniques 41.4(2006):410, 412.

[2] Wolfgang, et al. "Proteinase K from Tritirachium album Limber." European Journal of Biochemistry (1974).

[3] Kilara, A. , K. M. Shahani , and F. W. Wagner . "Preparation and properties of immobilized papain and lipase." Biotechnology & Bioengineering 19.11(2010):1703-1714.

[4] 吴彤等. "蛋白酶K的研究进展." 食品工业科技 34.014(2013):380-384.

[5] 刘杨柳等. "蛋白酶K的性质及其在核酸提取中的应用." 食品研究与开发 10(2017):196-199.

[6] https://www.sigmaaldrich.com/china-mainland/life-science/metabolomics/enzyme-explorer/analytical-enzymes/proteinase-k.html

[7] https://www.sigmaaldrich.com/china-mainland/life-science/metabolomics/enzyme-explorer/analytical-enzymes/papain.html

[8] http://howbiotech.com/genomic-dna-extraction-principle-steps-and-functions-of-reagents/#post-53-_Toc518910913


本文来自微信公众号:科学大院(ID:kexuedayuan),作者:黑猫尼诺

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