miRNA 靶基因预测与验证实验指南
中级分子生物学·2-3天
miRNA 通过与靶 mRNA 的 3' UTR 结合抑制翻译或降解 mRNA。验证 miRNA 与靶基因的直接调控关系需要生物信息学预测结合双荧光素酶报告基因实验。
1实验步骤
- 1【生物信息学靶基因预测】
- 2常用数据库:TargetScan(保守性预测)、miRanda(结合自由能)、miRDB(功能注释)
- 3预测内容:miRNA 结合位点(seed region: 2-8nt)、保守性、AU 含量、UTR 长度
- 4筛选标准:选择 score 高、保守性好的候选靶基因
- 5交叉验证:用多个数据库取交集,提高预测可靠性
- 6功能富集:KEGG/GO 分析预测靶基因参与的通路
- 7
- 8【双荧光素酶报告基因实验】
- 9构建报告载体:
- 10 - 将靶基因 3' UTR(含 miRNA 结合位点)克隆至 psiCHECK-2 载体的海肾荧光素酶基因下游
- 11 - 或构建突变型 UTR(突变 miRNA 结合位点)作为阴性对照
- 12细胞接种:HEK293T 或目标细胞,24孔板 60-70% 汇合度
- 13共转染:
- 14 - 实验组:psiCHECK-2-3'UTR + miRNA mimics
- 15 - 对照组:psiCHECK-2-3'UTR + NC mimics
- 16 - 突变组:psiCHECK-2-mut-3'UTR + miRNA mimics
- 17培养:37℃培养 24-48 小时
- 18裂解: Passive Lysis Buffer 裂解细胞
- 19检测:Dual-Luciferase Reporter Assay System 检测萤火虫和海肾荧光素酶活性
- 20计算:海肾/萤火虫 比值(RLuc/FLuc)代表报告基因活性
- 21
- 22【内源性靶基因验证】
- 23mRNA 水平:qPCR 检测靶基因 mRNA 表达变化
- 24蛋白水平:Western Blot 检测靶蛋白表达变化
- 25预期结果:过表达 miRNA → 靶基因 mRNA 降解或翻译抑制 → 蛋白表达下降
- 26注意:如果仅抑制翻译而不降解 mRNA,蛋白下降但 mRNA 不变
- 27
- 28【功能验证(可选)】
- 29 Rescue 实验:inhibitor 封闭 miRNA 同时过表达靶基因,验证表型是否恢复
- 30染色质免疫沉淀(如靶基因是转录因子):ChIP-qPCR 验证转录调控
注意事项
- TargetScan、miRanda、miRDB 三个数据库取交集提高预测可靠性
- 双荧光素酶实验需设置突变型 UTR 对照,验证结合位点特异性
- 突变型构建时只突变 seed region(2-8nt),保持其他序列不变
- 过表达 miRNA 同时检测靶基因 mRNA 和蛋白,双重验证
- Rescue 实验:共转 miRNA inhibitor + 靶基因过表达,验证直接调控