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分子互作研究

Molecular Interaction Research | 从体内筛选到体外定量热力学的全方位分子互作技术服务平台

蛋白-蛋白相互作用
蛋白-核酸相互作用
蛋白-小分子互作
亲和力·动力学·热力学

分子互作研究是生命科学和药物研发的核心领域,涵盖蛋白质-蛋白质、蛋白质-核酸、蛋白质-小分子、核酸-核酸等多种生物分子间的识别与结合机制。南京高斯生物提供从体内高通量筛选(酵母三杂交Y3H、荧光素酶互补LCA)到体外精确定量(RNA pull-down、SPR、MST、BLI、ITC)的全方位技术服务,覆盖互作发现、验证、亲和力测定、动力学分析和热力学表征全流程,根据研究目标和样品特性推荐**优技术组合,助力您的分子机制研究和药物开发项目。

详细内容

RNA pulldown

服务介绍

RNA pull-down(RNA沉降实验)是检测RNA结合蛋白(RNA-binding protein,RBP)与其靶RNA之间相互作用的主要实验手段之一,也是近年来研究lncRNA、circRNA、miRNA与蛋白质相互作用的核心技术。该技术基于生物素-链霉亲和素(Biotin-Streptavidin)高亲和力结合体系,在体外接近生理条件的缓冲液环境中,让细胞裂解液内成千上万的蛋白质与固定的RNA探针接触,能够与该RNA特异性结合的蛋白质(无论是直接结合还是通过蛋白复合物间接结合)会被"捕获"在磁珠上,经严格洗涤去除非特异性结合蛋白后,回收结合蛋白进行下游检测。根据下游检测方式的不同,RNA pull-down主要分为两种应用模式:①RNA pull-down + Western Blot(WB)验证:适用于已有候选RNA结合蛋白的验证研究,用候选蛋白的特异性抗体检测pull-down产物中是否富集该蛋白,通过比较正义RNA组与反义RNA对照组的信号差异判断结合特异性,是验证特定RNA-蛋白相互作用的经典方法;②RNA pull-down + 质谱(LC-MS/MS)鉴定:适用于筛选与目标RNA结合的未知蛋白,将pull-down产物进行SDS-PAGE分离、胶内酶解后进行液相色谱-串联质谱分析,通过数据库搜索鉴定蛋白,并比较实验组与对照组的差异蛋白,筛选候选RBP,配合Label-free或TMT定量质谱可获得更可靠的定量结果。

RNA pull-down技术的核心优势在于能够在体外接近生理条件下直接检测RNA与蛋白质的物理结合,既可验证已知候选蛋白,也可联合质谱筛选未知RNA结合蛋白。与酵母三杂交(Y3H)等体内筛选技术相比,RNA pull-down操作简便、周期短、不需要构建质粒和酵母转化,可直接使用细胞或组织样品,且能同时捕获直接结合和间接结合(通过蛋白复合物)的蛋白。RNA pull-down实验必须进行严格的对照设置以排除假阳性:反义RNA对照(Antisense RNA)是**关键的阴性对照,使用目标RNA的反义序列作为探针,反义RNA与正义RNA具有相同的核苷酸组成但二级结构和序列方向不同,能有效排除基于序列组成非特异性结合的蛋白;空磁珠对照(Beads only)不加RNA探针,排除蛋白与链霉亲和素磁珠本身的非特异性吸附;Input对照为总蛋白裂解液,用于验证蛋白提取质量和作为WB的阳性对照;阳性对照可使用已知的RNA-蛋白结合对(如铁蛋白IRE-IRP1、组蛋白茎环-SLBP)验证实验体系的可靠性。对于质谱筛选,建议采用定量质谱策略(Label-free或TMT标记),通过实验组与对照组的蛋白丰度比值(通常要求FC≥2且p<0.05)筛选特异性结合蛋白,有效降低假阳性。RNA pull-down筛选得到的候选RNA结合蛋白通常需要进一步通过RIP-qPCR/RIP-seq、EMSA、CLIP-seq、荧光素酶报告实验等技术进行独立验证,以确认相互作用的真实性和生物学意义。

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图:RNA pull-down实验原理与操作流程


服务优势

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体外直接验证互作

在接近生理条件的缓冲液中直接检测RNA与蛋白的物理结合,可区分直接结合与间接结合,结果直观可靠,操作简便周期短。

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可联合质谱筛选未知蛋白

支持WB验证已知候选蛋白和LC-MS/MS质谱筛选未知RNA结合蛋白两种模式,配合Label-free/TMT定量质谱,一次性获得多个候选RBP。

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对照体系严谨完整

设置反义RNA对照、空磁珠对照、Input对照和阳性对照,配合定量质谱差异分析,严格排除非特异性结合,有效降低假阳性率。

📊

交付内容完整

提供生物素RNA探针制备结果、RNA完整性检测图、pull-down实验原始图片、WB验证结果、质谱鉴定报告、差异蛋白分析及详细实验报告,可直接用于论文发表。

服务流程

1
接收订单及序列
确认实验方案
接收RNA序列/细胞样品
2
生物素RNA探针制备
T7模板构建+体外转录标记
RNA完整性与纯度检测
3
RNA探针固定化
生物素RNA与链霉亲和素磁珠结合
封闭非特异性位点
4
蛋白裂解液孵育
制备细胞/组织总蛋白裂解液
与RNA-磁珠复合物4°C孵育
5
洗涤与洗脱
高盐缓冲液多次洗涤
加热变性洗脱复合物
6
检测与分析交付
WB验证或LC-MS/MS质谱鉴定
差异蛋白分析报告交付

客户提供

样品与材料要求

  • 目标RNA序列:需提供目标RNA序列信息(如lncRNA、circRNA、mRNA的3'UTR/5'UTR、miRNA前体、病毒RNA元件等),或委托我司根据基因ID和转录本信息设计合成。

    ▶ 目标RNA长度建议50-2000nt,体外转录可覆盖大部分lncRNA片段;
    ▶ 如需研究特定RNA二级结构或基序(motif),请说明具体区域或提供结构预测结果;
    ▶ 短RNA(<100nt)可采用化学合成法,长RNA采用体外转录法;
    ▶ 也可提供已合成的生物素标记RNA探针(需提供纯度检测报告)。
  • 细胞或组织样品:

    ▶ 细胞样品:建议提供1-2×10⁷个细胞/样本(约1-2mg总蛋白),细胞沉淀需速冻后干冰运输,或提供已制备的蛋白裂解液;
    ▶ 组织样品:建议提供50-100mg组织/样本,液氮速冻后干冰运输;
    ▶ 需提供至少3组生物学重复以保证统计可靠性;
    ▶ 蛋白裂解液需在含RNase抑制剂和蛋白酶抑制剂的缓冲液中制备,蛋白浓度≥2μg/μL。
  • 候选蛋白抗体(WB验证用):如选择WB验证模式,需提供候选RNA结合蛋白的一抗(建议稀释比1:500-1:2000),或委托我司代购;候选基因数量建议1-10个;需确认抗体可用于Western Blot且有阳性表达样本。

  • 实验信息:需提供目标RNA名称、基因ID、RNA类型(lncRNA/circRNA/mRNA/miRNA/病毒RNA等)、检测方式(WB验证/质谱筛选/定量质谱)、样品来源(细胞系/组织类型)、细胞培养条件、是否需要设置反义RNA对照。如选择质谱筛选,需说明是否需要Label-free或TMT定量质谱。

服务说明

服务名称服务内容交付内容及标准服务周期(工作日)
RNA pull-down + WB验证生物素RNA探针制备T7模板构建+体外转录生物素标记,RNA完整性电泳检测图,探针浓度测定18
RNA探针固定与封闭生物素RNA与链霉亲和素磁珠结合,酵母tRNA封闭非特异性位点
pull-down孵育与洗脱蛋白裂解液制备(如客户未提供),RNA-磁珠与蛋白孵育,高盐洗涤,加热变性洗脱,设反义RNA对照和空磁珠对照
WB验证与结果分析SDS-PAGE电泳+转膜+抗体孵育+显影,Input/反义/正义三组对比,灰度分析富集倍数,详细实验报告
RNA pull-down + 质谱鉴定生物素RNA探针制备T7模板构建+体外转录生物素标记,RNA完整性检测,探针浓度测定30
pull-down富集大规模pull-down(≥5mg总蛋白/组),设正义RNA组和反义RNA对照组,高盐洗涤,洗脱收集结合蛋白
SDS-PAGE分离与胶内酶解pull-down产物SDS-PAGE分离,考马斯亮蓝染色,差异条带切割,胰蛋白酶胶内酶解,肽段提取
LC-MS/MS质谱分析液相色谱-串联质谱分析,数据库搜索(UniProt/Swiss-Prot),蛋白鉴定,FDR≤1%
生物信息学分析实验组vs对照组差异蛋白分析(FC≥2),GO功能富集,KEGG通路富集,蛋白互作网络(PPI),候选RBP列表及详细实验报告
RNA pull-down + 定量质谱生物素RNA探针制备T7模板构建+体外转录生物素标记,RNA完整性检测,探针浓度测定40
定量pull-down富集≥3组生物学重复,正义RNA组与反义RNA对照组平行pull-down,BCA蛋白定量,确保上样量一致
蛋白定量标记(TMT)或Label-freeTMT 6-plex/10-plex/16-plex同位素标记(或Label-free非标记定量),高pH反相分级分离
高分辨LC-MS/MS分析Orbitrap高分辨质谱分析,数据库搜索,蛋白定量,FDR≤1%,差异蛋白筛选(FC≥1.5或2,p<0.05)
深度生物信息学分析差异蛋白火山图/热图,GO/KEGG富集分析,RBP结构域分析(RRM/KH/RGG等),蛋白互作网络,候选RBP优先级排序,详细实验报告

案例展示

RNA pull-down联合质谱筛选鉴定与lncRNA NEAT1结合的RNA结合蛋白及其在肿瘤发生中的功能机制
期刊:Molecular Cell IF:19.300 发表时间:2023
研究利用RNA pull-down联合定量质谱技术筛选并鉴定了与长链非编码RNA NEAT1(核富集丰富转录本1)结合的RNA结合蛋白。NEAT1是paraspeckle亚核结构的核心骨架RNA,在多种肿瘤中高表达并与不良预后相关。研究者设计了覆盖NEAT1全长(约3.7kb)的4个重叠RNA片段(每个约1kb),分别通过T7体外转录合成生物素标记的正义RNA探针和反义RNA对照探针。以Hela细胞总蛋白裂解液为原料,进行大规模RNA pull-down实验,每组使用5mg总蛋白,设置3组生物学重复。pull-down产物经SDS-PAGE分离后进行TMT标记定量质谱分析。通过比较正义RNA组与反义RNA对照组的蛋白丰度,以FC≥2且p<0.05为阈值,共筛选到47个与NEAT1特异性结合的候选蛋白,其中包括已知的NEAT1结合蛋白NONO、PSPC1、FUS(阳性对照验证),以及12个尚未报道的新型NEAT1结合蛋白。GO富集分析显示这些蛋白显著富集于"RNA剪接"、"mRNA加工"和"基因表达调控"等生物学过程。进一步通过RNA pull-down-WB验证了排名前三的新型结合蛋白(DDX3X、HNRNPK、SRSF1)与NEAT1的直接结合,RIP-qPCR验证了这些蛋白在细胞内与NEAT1的相互作用。功能实验表明,HNRNPK通过与NEAT1的5'端区域结合,促进NEAT1介导的paraspeckle形成和靶基因转录抑制,HNRNPK敲低显著抑制肿瘤细胞增殖和迁移。该研究展示了RNA pull-down联合定量质谱在lncRNA结合蛋白筛选中的强大能力,为NEAT1的功能机制研究提供了新的调控因子。
RNA pull-down-WB验证circRNA CDR1as与RNA结合蛋白IGF2BP3的直接结合及其在肝癌中的ceRNA调控机制
期刊:Hepatology IF:13.500 发表时间:2022
研究利用RNA pull-down-Western Blot技术验证了环状RNA CDR1as(也称为ciRS-7)与RNA结合蛋白IGF2BP3(胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白3)的直接相互作用,并阐明了其在肝细胞癌(HCC)中的ceRNA调控机制。CDR1as是一种高度保守的环状RNA,含有超过70个miR-7结合位点,在肝癌中异常表达。研究者通过T7体外转录合成了生物素标记的CDR1as正义RNA探针和反义RNA对照探针,以HepG2肝癌细胞总蛋白裂解液进行RNA pull-down实验。Western Blot结果显示,IGF2BP3在CDR1as正义RNA pull-down产物中显著富集,而在反义RNA对照和空磁珠对照中几乎检测不到信号,Input对照显示IGF2BP3在总蛋白中正常表达,灰度分析显示正义组富集倍数达反义组的8.6倍,证明IGF2BP3与CDR1as存在特异性结合。进一步的RNA pull-down竞争实验显示,加入过量的未标记CDR1as RNA可剂量依赖性地竞争掉IGF2BP3的结合信号,而加入无关RNA则无竞争效果,进一步证实了结合的特异性。RIP-qPCR实验使用IGF2BP3抗体进行RNA免疫沉淀,结果显示CDR1as在IGF2BP3免疫沉淀物中富集约12倍,与RNA pull-down结果一致。功能机制研究表明,IGF2BP3通过结合CDR1as,保护CDR1as免受核酸外切酶降解,增强其稳定性,从而增强CDR1as作为miR-7海绵的ceRNA功能,上调miR-7靶基因(如EGFR、RAF1)的表达,促进肝癌细胞增殖和侵袭。该研究展示了RNA pull-down-WB在验证特定RNA-蛋白相互作用中的可靠性和直观性,是circRNA-蛋白互作研究的经典验证方案。

Q&A 常见问题

RNA pull-down和RIP有什么区别?应该如何选择?
RNA pull-down和RIP(RNA Immunoprecipitation,RNA免疫沉淀)是研究RNA-蛋白相互作用的两种互补技术,核心区别在于"垂钓方向"不同:①RNA pull-down以RNA为诱饵(Bait),用生物素标记的RNA探针从蛋白裂解液中"钓取"结合蛋白,属于"以RNA钓蛋白",适合筛选与特定RNA结合的未知蛋白(联合质谱)或验证特定RNA与候选蛋白的结合;②RIP以蛋白为诱饵,用目标蛋白的抗体从细胞裂解液中免疫沉淀蛋白及其结合的RNA,属于"以蛋白钓RNA",适合验证特定蛋白是否结合目标RNA,以及筛选该蛋白结合的所有RNA(联合测序即RIP-seq)。选择原则:研究目标是"这个RNA结合了哪些蛋白"→选RNA pull-down(联合质谱);研究目标是"这个蛋白结合了哪些RNA"→选RIP(联合测序);验证特定RNA-蛋白对→两种方法均可,建议同时使用互为验证(RNA pull-down-WB + RIP-qPCR是论文发表的经典组合);RNA pull-down是体外实验,RIP是体内(细胞内)实验,两者结合可提供更全面的证据。
RNA pull-down实验中如何有效排除假阳性?
RNA pull-down的假阳性主要来自蛋白与磁珠的非特异性吸附、蛋白与RNA的序列组成非特异性结合、以及RNA探针降解导致的背景升高。排除假阳性的关键策略包括:①反义RNA对照(**关键):反义RNA与正义RNA核苷酸组成相同但序列方向和二级结构不同,能有效排除基于核苷酸组成的非特异性结合蛋白,只有在正义组富集而反义组不富集的蛋白才是特异性结合蛋白;②空磁珠对照:不加RNA探针,排除蛋白与链霉亲和素磁珠本身的非特异性吸附;③严格洗涤:使用含300-500mM NaCl的高盐洗涤缓冲液多次洗涤(通常3-5次),去除弱非特异性结合;④封闭处理:孵育前用酵母tRNA、BSA或肝素封闭磁珠,减少蛋白的非特异性吸附;⑤定量质谱差异分析:对于质谱筛选,采用TMT或Label-free定量,以FC≥2且p<0.05为阈值筛选差异蛋白,统计显著性过滤假阳性;⑥竞争实验验证:加入过量未标记的同源RNA进行竞争,若信号被剂量依赖性竞争掉则为特异性结合;⑦独立技术验证:筛选到的候选蛋白需通过RIP-qPCR、EMSA、CLIP-seq等独立技术验证。
目标RNA的长度对RNA pull-down实验有什么影响?长链lncRNA如何处理?
目标RNA长度直接影响探针制备效率、RNA二级结构形成和蛋白结合能力:①短RNA(50-500nt):体外转录效率高,RNA完整性好,二级结构相对简单,是RNA pull-down的理想长度范围;②中等长度RNA(500-1500nt):体外转录可获得完整产物,但需注意RNA降解问题,建议转录后立即进行完整性检测;③长RNA(>1500nt):体外转录可能出现截短产物,长RNA易降解,且复杂的二级结构可能影响蛋白结合位点的可及性。对于全长lncRNA(通常>2kb),建议采用分段策略:将长RNA截短为多个重叠的片段(每个500-1000nt,重叠约100-200nt),分别进行RNA pull-down,以精确定位蛋白结合区域。这种分段策略不仅能提高实验成功率,还能将结合蛋白定位到具体的RNA结构域,为后续机制研究提供更精确的信息。此外,对于已知结合区域的RNA,可直接克隆该区域进行pull-down,提高特异性和灵敏度。
RNA pull-down得到的阳性结果如何进行后续验证?
RNA pull-down筛选或验证得到的RNA-蛋白相互作用需要通过多种独立技术交叉验证,以确保结果的可靠性和生物学意义:①RIP-qPCR/RIP-seq:用候选蛋白的抗体进行RNA免疫沉淀,qPCR检测目标RNA的富集程度,这是**常用的体内验证方法,与RNA pull-down(体外)互为补充;②EMSA(RNA-蛋白凝胶迁移实验):体外纯化候选蛋白,与标记的RNA探针孵育后进行非变性PAGE电泳,观察RNA-蛋白复合物的迁移率变化,可验证直接结合并测定结合亲和力(Kd);③CLIP-seq(交联免疫沉淀测序):通过UV交联在细胞内固定RNA-蛋白相互作用,免疫沉淀后测序鉴定结合位点,能提供体内直接结合和精确结合位点信息,是金标准级验证;④RNA pull-down竞争实验:加入过量未标记的同源RNA或突变体RNA,验证结合的特异性和关键结合区域;⑤荧光素酶报告实验:将目标RNA序列克隆到报告基因体系,验证RNA结合蛋白对目标RNA功能(如mRNA稳定性、翻译效率)的调控作用;⑥功能实验:基因过表达或敲低后检测目标RNA的表达、定位、翻译变化和细胞表型变化,阐明相互作用的生物学功能。论文发表通常要求至少2-3种独立技术验证。
RNA pull-down实验需要多少细胞或组织样品?样品如何保存和运输?
样品量取决于检测方式:①WB验证模式:每个pull-down反应建议使用500μg-1mg总蛋白,对应约5×10⁶-1×10⁷个细胞或20-30mg组织,加上Input和对照,建议提供2-3×10⁷个细胞或50-100mg组织/样本;②质谱筛选模式:由于质谱灵敏度要求,每个pull-down反应建议使用3-5mg总蛋白,对应约3-5×10⁷个细胞或100-200mg组织,加上对照组和生物学重复,总样品量需相应增加。样品保存与运输:细胞样品收集后用PBS洗涤一次,去除上清后将细胞沉淀直接置于液氮速冻,然后转移至-80°C保存,运输时使用干冰(确保干冰充足,运输时间不超过48小时);组织样品取材后立即用液氮速冻,-80°C保存,干冰运输。也可由客户在实验室制备蛋白裂解液(在含RNase抑制剂和蛋白酶抑制剂的裂解缓冲液中裂解,测定蛋白浓度后分装速冻),干冰运输。注意:样品切忌反复冻融,反复冻融会导致RNA和蛋白降解,严重影响实验结果。建议收到样品后立即进行实验或一次性分装保存。


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南京高斯生物为您提供从生物素RNA探针制备到WB验证/质谱鉴定的一站式专业服务

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