실험 Q&A Mol. Biol.-RNA > Purification/Isolation
유전자 실험의 가장 중요한 재료중 하나인 RNA 추출 !!!
caron (비회원)
실험할때 중요한 것 중 하나가 실험 시료의 준비 입니다.! 다양한 Sample에서... 깨끗하게 많은 양의 RNA를 추출 하는 방법을 알고 계신분들~~~~ 기본적인 실험 방법과 종류, 좋은 결과를 보았던 제품, 꼭 지켜야 하는 실험 과정 등등... RNA를 추출 비법을 공유 해 주세요!!! 제안자 caron (2013.12.05) |
[나만의 노하우] 다른 분들이 중요한 점은 잘 짚어 주셔서 대부분 모르고도 넘어가고 알면서도 귀찮아서 안하게 되는 점에 대해 글 남길께요 RNA를 extraction하신 후 나노드롭으로만 측정하는 경우가 많은데 꼭 전기영동을 걸어봐야해요 밴드가 3개 나오는지 확인 (tRNA, 18S, 28S) 해야해요 아무리 나노드롭에서 잘 나오더라도 실험이 안되는 케이스는 RNA가 깨져서 그런경우가 많더라구요^^ 저희회사도 될 수 있으면 RNA추출 후 나노드롭과 전기영동 확인을 같이 추천해요 Realtime PCR을 하든, cloning을 하든 시간이 오래걸리고, 중요한 실험일수록 더 신중해야 겠죠^^ google에서 가져온 사진인데 total RNA를 전기영동하면 이렇게 나와야 합니다. | |
| |
|
[기본원리] RNA 뽑고 보존성이 낮으면 꽝 다들 나노 드랍등을 이용 정량과 순도만 체크하시져 quantity 와 purity는 다음 실험 절차에 영향을 미치지만 quality가 나쁘면 결과의 잘되고 잘못됨을 구분 못합니다 RNA의 보존성을 체크 못하면 과인것이져 같은 정량값 순도값을 갖더라도 RNA의 integrity는 다릅니다 integrity가 다르면 expression의 차이가 나져 같은 gene이라 해도 primer위치마다 차이가 납니다 이는 bioanalyzer로 측정이 가능합니다 RIN값이라는 값으로 결정되고요 공부해보세용 | |
|
[나만의 노하우] 온도보다는 속도 빠르게 할 수 있는 kit나 방법을 사용 하는게 더 보존성이 좋습니다. inhibitor나 protease를 넣고 낮은 온도에서 하기 보다는 빠르게 뽑고 보관하는것이 중요한것 같습니다. | |
|
[나만의 노하우] * RNase 오염 방지: Sample 1.Sample/Reagent 비율을 맞춰라. 실험자의 부주의를 제외한다면, 최대의 RNase 오염원은 샘플 자체입니다. Invxxxxxxx사의 T 모 제품 프로토콜 기준, 권장 사용량은 ~100 mg의 조직 샘플 혹은 지름 3.5cm plate (cultured cell) 당 1 ml 입니다. 사용 결과 권장량의 3배 정도까지 샘플을 늘려도 문제가 없었습니다만, 처음에 모르고 10여 배의 sample을 때려 넣은 경우에는 좋지 않았습니다. 물론 다 깨지고 이런다는 건 아니고 quality가 좀 떨어지는 정도였습니다만, 좋은 건 아닙니다. 핵심요약: 1~300 mg of sample / 1 ml of T- reagent 2. One by one! 여러 개의 frozen saple을 가지고 한 번에 작업해야 할 경우가 많은데, 절대로 deep freezer에서 한 번에 꺼내 오지 마세요. 1번을 열심히 깨는 동안 2~8번은 얼음에서 녹고 있겠죠? 얼음에서 sample이 녹아내리는 동안 여러분의 RNA도 같이 녹아내릴 겁니다. 저는 8개를 그리 작업했다가 RT-PCR에서 아름다운 gradient GAPDH band를 본 적이 있습니다 ㅠㅠ... 물론 1번은 빵빵하고 8번은... 음... 핵심요약: 냉장고에서 샘플을 꺼낼 땐 한 개씩만! 밖에서 녹으면 끝장! 3. Speed-up! 엘피스님께서 지적하신 바와 같이, 물에 RNA를 녹였으면 바로 다음 단계로 달리세요. RNA를 뽑던 중 집에 가거나 쉴 수 있는 단계는 아래 4 단계뿐입니다. Frozen sample / In trizol / in EtOH / cDNA 제작 완료 4. 자신 없다면 RNase inhibitor를 써 보자! Single cell RT-PCR을 할 때였습니다. 미세 유리관에 cell을 하나 넣고, cell을 buffer에 넣어 깬 뒤, 한 튜브에서 cDNA 제작과 PCR을 이어서 진행하는 방식이었죠. 제가 잘 넣었고, 후배에게 넣어보라고 했더니 글쎄 이 녀석이 말릴 틈도 없이 유리관을 뒤에서 훅 불어서 cell을 넣더군요(!!) 옆에서 침 튀기며 이야기해도 불안한 게 RNA인데 이 뭐;; 그런데 멀쩡했습니다. P사의 RNase inhibitor.. 이 놈 참 위엄 돋더군요. 물론 더럽게 비싼 게 흠입니다. 전문가 분들에게는 쓸데없는 사치입니다. 하지만 죽어도 못 해먹겠다 하시는 분들께는 하늘이 내려준 동앗줄이 될 지도 모를 일입니다. 핵심요약: 죽어도 안 된다면 돈을 들여 RNase inhibitor를 사자. 그게 차라리 싸다. * RNase 오염 방지: 부주의 1. 덜어 쓰자. 제발. 가장 심각한 RNase 오염은 부주의한 실험자에 의한 것입니다. 특히나 공용 시약을 오염시키면 안 그래도 비싼 시약을 다 갈아 없앨 수도 없고, 그렇다고 하나하나 바꿔가며 뭐가 오염됐는지 보는 것도 미친 짓인 데다, 오염시킨 범인을 잡는 것도 불가능에 가까우니 아주 사람을 미치게 만듭니다. 혼자 실험하는 것이 아니라면, 아니 혼자 실험하더라도 Original 병 / 50ml or 15ml Tube / e-tube의 2~3단계 aliquote을 반드시 거쳐서 사용하세요. 2단계부터는 덜어낸 병을 개인 시약으로 취급하여, 오염 발생 시 싹 버리고 Original 시약(공용)을 다시 덜어서 사용하면 됩니다. 핵심요약: 제발 좀 aliquote! 2. 자고로 실험자는 피펫 뿌리를 조심하시라. 고전 중의 고전 molecular cloning에서도 강조한 바 있듯, tip 보다는 pipette의 몸통 부분이 tube 벽에 닿으면서 많은 오염이 일어난다고 합니다. 이걸 강조한 뒤로, 후배들이 RNA 깨먹는 일이 사라졌습니다. 핵심요약: Tip은 웬만하면 문제 없다. pipette 몸통이 튜브 벽에 닿지 않게! 3. 기본적 사항들 이것도 안 지켜진다면 답이 없는 겁니다. 옆에서 재채기하지 말기, 침 튀기며 떠들지 말기. Clean bench까지 갈 것도 없어요. 그 정도로 "clean" 해야 하는 실험 아닙니다. 알콜로 바닥 잘 닦고, pipette 잘 닦고, tip하고 tube는 autoclave 해서 쓰고, 위의 사항들 지키고. * 소소한 tip들 1. RNA를 완전히 말리는 건 썩 좋지 않습니다. 수율에 악영향을 줍니다. 2. RNA pellet이 안 보인다면 co-precipitant (Glycogen 등)을 넣고 돌리세요. 3. RNA를 gel에 걸어 확인할 때, 대충 양만 볼 생각이라면 그냥 깨끗한 agarose gel에 잠깐 내려서 확인하시면 됩니다. 물론 size는 부정확하니, 그런 경우라면 denaturing gel을 만드세요. 4. 특별한 경우가 아니라면 Kit 를 쓰는 건 싸지도, 쉽지도 않습니다. 제 경험 상, DNase1 in-column digestion은 조건 잡기 의외로 까다롭습니다. 오래 돌리면 RNA도 깨지고, 적게 돌리면 gDNA가 남습니다. RNA prep이후 따로 DNase1 처리할 바에는 manual로 하는 편이.. Sample 양이 많은 경우라면 그냥 manual로 하세요. | |
|
[관련제품] 일반적으로 trizol이용해서 많이 뽑긴하는데 그실험방법을 이용할때는 DEPC 라던가 관련 Buffer 들에 상태를 먼저 확인이 가장 중요하다고 생각됩니다. 일반적으로 protocol은 거의 비슷하기 때문에 얼마나 깨끗한 환경에서 실험을 하느냐가 가장 중요합니다. trizol 방법이 번거러우시면 kit를 이용하는것도 나쁘진 않은거같네요. alphagen RNA mini kit를 주변 선생님들의 권유로 사용중인데 제품의 quality도 비교적 만족스럽고 sample의 농순도도 잘나옵니다. cDNA 합성하는데도 문제없구요. kit를 이용해보는 방법도 추천해 드리고 싶네요. | |
|
[관련제품] 실험실에서 RNA 추출을 하기 위해 invitrogen의 Trizol을 썻습니다. 근데 상당히 번거롭기도 하고 시간도 너무 오래걸려서 시간낭비를 많이 하게 되더라고요. 그래서 알아보다가 알파젠이라는 회사에 sample 요청을하여 RNA prep kit를 받았습니다. invitrogen의 Trizol과 알파젠의 RNA Kit를 비교하여 확인한 결과 알파젠의 RNA Kit가 훨씬 잘나오고 깨끗히 추출된것을 확인할수 있었습니다. 시간낭비를 하지 않아 실험할수 있는 시간이 더 늘어났고 추출결과도 상당히 만족스러웠습니다. | |
|
[관련제품] RT용으로 mRNA 추출을 하실때 보통 invitxxxxx 사의 Trizol 제품을 많이 사용하실듯 합니다. 마음만 먹으면 200ml한병으로 400 prep 까지도 가능 하니... 값비싼 Q사의 제품이나 기타 다른 column 사용하는 제품보다 5-10배가량 저렴한듯 합니다. 그래서 RT용으로는 phenol method 제품이 훨씬 메르트가 있는듯 합니다. invitxxxxx사의 Trizol 이외에도 molecular research center라는 회사에서 나오는 tri reagent 라는 제품이 있습니다. 이 제품은 플라스틱 병에 담겨져있는데, invitxxxxx에서 사다가 갈색 유리병에 담아서 판다고 하더군요. vendor들은 phenol이 빛과 플라스틱에 민감하다는 식으로 이야기를 하면서 invitxxxxx 제품을 권하지만, 막상 사용해보면 아무런 차이가 없습니다. 그리고 별다른 promotion이 없으면 같은 용량의 같은 내용물임에도 tri reagent 제품이 20% 더 저렴합니다. 개인적으로 RT용으로 mRNA뽑으실때는 tri reagent라는 제품을 추천드립니다. | |
|
[기본원리] 조직에서 RNA를 추출할때 RNA가 깨지는 것은 여러 이유가 있지만, 1) 근육이나 결합조직과 같이 homogenize가 잘 되지 않는 조직 : 조직을 빨리 갈지 않으면 외부로 노출된 부위부터 괴사가 일어나 세포내에 있는 RNase가 방출되어 RNA를 깨게 됩니다. Trizol에 있는 guandine isothiocyanate와 phenol은 강력한 RNase억제제이기 때문에 가급적 빨리 homogenize를 하는 것이 중요합니다. 이때 또한 homogenizer는 moter에 의해 blade가 작동하는 기계식이 좋으며, teflon glass homogenizer를 사용하면 100% 깨지는 결과를 얻기 쉽습니다. 2) RNsae가 많은 조직 : spleen등의 조직은 RNase를 많이 가지고 있어 RNA pellet와 함께 떨어진 Rnase가 물에 녹인 이후 RNA를 깨는 경우가 많습니다. 이런 경우엔 물에 녹인 RNA를 반드시 얼음위에 놓고 작업하는 것이 중요하며, 모든 작업은 가능한 빨리하는 것이 좋습니다. 3) 과도한 조심성으로 인한 시간낭비 : Trizol에 있을때 RNase는 작동할 수 없습니다. 이경우엔 좀 여유롭게 작업을 하시되, RNA를 물에 녹인 이후엔 조심성을 앞세우는 것보다는 속도를 높이는 것이 바람직합니다. 4) 충분히 않은 phase separation : 조직을 잘 가는 것도 중요하지만 phenol extration을 얼마나 잘해주느냐도 중요합니다. Phenol층과 물층 그리고 그 사이에 하얀 단백질 덩어리가 잘 보이는지 확인을 한 후 상층을 따내야 합니다. 이때 또한 과도한 욕심은 금물입니다. 5) Buffer의 capacity대비 과도한 조직양 : 말씀안드려도 아시겠지만, 많은 분들이 실수하는 대표적인 한 예입니다. 엘피스님글에서 발췌 | |
|
[기본원리] RNA 는 single strand이기 때문에Degradation이 쉽게 일어난다. 그래서 prep 할때 주의해야 할 사항들이 몇가지 있다. -prep 전 RNA prep에 사용되는 모든 공간, 기기, pipette 등을 70% EtOH을 이용해 닦아 RNase를 최대한 제거. -tubes and pipette tips 등 RNA prep 에 사용되는 모든 제품은 Nuclease-free lab ware를 사용 -RNA나 관련 시약을 핸들링 할 때, 반드시 latex glove 착용 -RNase-free reagents 사용 -RNase inhibitor 사용 | |
|
[나만의 노하우] 항상 지나만 가다가 민감한 문제의 하나인 듯 하여 제 의견을 좀 적어보고자 합니다. RNA가 다루기 어려운 것은 RNA가 잘 깨지기 때문이라는 것은 잘 아실 겁니다. 그런데, RNA를 깨는 주범이 다른 것이 아니라 자기 자신이란 것을 아시나요? RNA의 특성을 이해하지 못하고 자기 자신의 실험방법과 전체과정중 중요한 step이 무엇인지 이해하지 못하면 항상 같은 결과가 나옵니다. 20여년이 다된 얘기지만 한 연구실을 방문할 기회가 있었는데, 비싸기로 소문난 Q사의 RNA prep kit가 수십박스 쌓여져 있는 것을 보고 실소를 한적이 있습니다. 맨손으로 하던 kit를 사용하건 중요한 것은 실험을 하는 본인 자신이라는 것을 몰라도 너무 모른다고 생각했기 때문입니다. RNA가 잘 깨지는 이유가 RNase 때문이라는 것은 다 아시죠? 그럼 RNase의 근원이 무엇인지만 알면 다음은 문제될 것이 없습니다. 애초에 RNA를 정제하는 방법은 NP-40나 SDS를 이용하는 방법, 그리고 Hot phenol을 이용하는 방법 등으로 시작했습니다. 당연히 RNA는 정제하는 과정이나 보관과정에서 100% 깨지곤 했고 일부나마 RNA가 살아있다면 dot blot을 하는 정도로서 Northern blot을 할 수 있는 quality의 RNA를 얻는 것 자체가 불가능했습니다. 단백질인 RNase가 SDS가 있는 조건이나 phenol이 있는 조건에서 살아남을 수 있을까하는 궁금증을 한번에 해결해준 결과입니다. 다들 아시다시피 plasmid prep에 사용하는 RNase A는 끓인 후 사용을 하는데 이얘기는 RNase가 무척이나 열에 강하다는 것을 의미하며 조금이라도 남아 있으면 막강한 활성을 보인다는 것을 의미하는 얘기가 됩니다. 당연히 phenol처리를 하더라도 RNase 활성은 살아있습니다. 그후 80년대 후반 두명의 과학자가 보다 강력한 단백질 억제제인 guanidine thiocyanate를 고농도로 RNA prep에 사용하면서부터 RNA prep 방법에 있어서 일대 혁신을 일으키게 되었는데, thiocynate는 반응성 물질로서 단백질의 lysine잔기와 공유결합을 하여 단백질의 활성을 죽이는 물질입니다. 진정코 RNase를 완벽하게 죽일 수 있는 물질을 비로소 찾아낸 것이며, SDS, phenol 거기에 guanidine thiocyanate가 추가됨으로써 조직이나 cell로 부터 유래되는 RNase들을 원천봉쇄할 수 있게 된 것입니다. 하지만 여전히 pancrease와 같이 RNase가 많은 조직은 RNA를 깨끗이 정제하는 것이 여전히 어려웠는데, 그것은 lysis buffer대비 너무 과도한 무게의 조직을 사용했을 경우로서 조직을 작게 사용하거나 또는 extraction을 한두차례 더 해주는 것으로 해결가능한 문제입니다. 그럼 다시 처음으로 돌아가서 RNase가 문제가 된다면 어디로부터 오는 RNase가 문제가 될까요? 조직이나 cell에는 무척이나 많은 RNase들이 있으며 또한 내손이나 날라다니는 먼지에도 RNase는 뭍어 있고 물속에 있는 작은 박테리아도 엄청난 양의 RNase를 가지고 있습니다. 조직이나 cell을 갈아주는 과정에서 세포내에 있던 Rnase들은 lysis buffer로 터져 나오지만 lysis buffer에 포함된 각종 억제물질들에 의해 제 기능을 발휘하지 못하게 됩니다. 하지만 앞서 얘기한 대로 buffer에 비해 조직이나 cell이 많다면 RNase가 살아남을 가능성이 높아지게 되어 추후 DW에 녹였을 때 이것들이 RNA를 깰 수 있습니다. 따라서 조직을 갈 때 중요한 점 두가지는, 1) 한계치이상의 조직을 사용하지 말 것 (phenol extraction을 했을 때 phenol층과 물층사이의 단백질이 얇은 막 정도로 형성되는 것이 좋습니다. 너무 많은 단백질층이 보인다면 조직의 무게를 줄여야 합니다), 2) 조직을 직접 lysis buffer에서 갈 때는 가능한 빠르게 해야 합니다. 조직을 lysis buffer에 넣게 되면 바깥부분부터 cell이 터지게 되는데 이때 buffer가 닿지 못하는 중간부분에서는 괴사가 일어나며 RNase들이 작동을 하여 cell 안에서 RNA가 깨지게 됩니다. 또 하나가 있다면 pheno처리를 한 후 물층을 따낼때 너무 욕심을 내지 말란 것입니다. 가령 욕심을 내다가 단백질층이 딸려오게 되면 RNA침전과정에서 단백질이 같이 딸려나오게 되고 물에 녹였을 때 이중 일부가 refolding되면서 RNase활성을 보일 수도 있습니다. 그리되면 어렵게 작업해 얻은 귀한 RNA를 보관과정중 다 잃게 됩니다. 이러한 맥락에서, cell lysis를 하고 phenol extraction을 하는 과정중에 RNase inhibitor를 사용하거나 또는 DEPC treated water 또는 멸균된 기구나 도구를 사용하여 RNase free한 상태를 만들 필요가 있느냐하는 의문을 갖게 됩니다. 조직이나 cell이 어차피 RNase의 저장고인데.... 정답은 No 입니다. RNA를 다룰때는 항상 글러브를 끼고 해야하는데 처음 단계에서는 RNA보호차원이 아니라 내손을 보호하기 위함입니다. Phenol이 피부에 닿으면 끔찍한 결과가 나타나기 때문입니다. RNA pelleting과정전 까지는 아무데서나 해도 상관없고 아무 tip이나 써도 되며 옆사람과 말해도 상관없습니다. 하지만 phenol extraction후 수층을 따내는 과정부터는 가능하면 autoclaved tube와 tip을 사용하고 또한 말하는 것도 자제를 해야 합니다 (물론 저는 이를 지키지 않지만). 그리곤 alcohol을 넣고 저온에서 침전을 하거나 보관을 하면 되는데, 이후 RNA pellet을 얻고 이를 물에 녹인 후 부터는 젖먹던 힘까지 동원해 가능한 빠른 시간내에 모든 작업을 완료해야 합니다. 그것은 혹시나 RNA pellet에 오염되어 있을 수 있는 Rnase들이 작동할 수 있는 시간을 주지 않기 위함이며 또한 공기중에 노출되어 Rnase가 외부로 부터 오염될 가능성을 최대한 줄이기 위함입니다. 이때는 그누가 말을 시켜도 대꾸하지 않습니다. 또한 이때 사용하는 tip이나 pipette, tube, 물 등은 다른이가 사용하고 있는 것은 절대 사용하지 않으며 항상 RNA 용으로 별도의 공간에서 구분하여 보관을 합니다. 역시 오래전 얘기지만 공기중에 노출했을 때 RNase가 오염될까? 하는 의구심으로 tube를 여러개 놓고 뚜껑을 열어둔 시간 별로 RNA의 integrity를 확인해본 적이 있었습니다. 좀 과장하자면 노출정도에 따라 "그런 것 같기는 하군"하는 결과를 볼 수 있었습니다. 또한 그냥 밖에서 작업한 것과 cleanbench에서 작업한 것을 비교해 본 적도 있었는데, 오히려 cleanbench에서 한게 더 깨져 있는 것을 본적이 있습니다 (당연히 반복실험은 하지 않아 유의성이 없습니다). 그럼 뚜껑을 열어 놓고 침을 튀겨가며 말을 했을 경우엔 어떨까요? 이 경우엔 100% 의문의 여지가 없었습니다. 말이 길어졌지만, 결론은 하나입니다. 어디로부터 왔건 RNase의 근원만 차단한다면 좋은 품질의 RNA를 언제 어디서건 얻을 수 있습니다. Phenol을 제외하곤 Quality가 낮은 시약을 써도 전혀 문제가 되질 않습니다. 저는 Ethanol은 공업용을 쓰고, chloroform, isopropanol, sodium acetate는 그냥 국산을 씁니다. 물은 DEPC처리하여 사용해본 적이 한번도 없고 RNase inhibitor같은 것은 사용해 본적도 없습니다 (정제하여 잔뜩 보관해 놓고 있면서도). 다만 아무리 주의를 해도 RNase는 어디선가 오염이 되므로 RNA용액은 가능한 여러개로 분주하여 -70C에 보관을 하면서 녹이고 얼리는 일은 극히 자제하고 있습니다. 참고로 RNase는 -70C에서는 작동을 하지 않지만 녹여 온도가 올라가게 되면 엄청난 식욕으로 RNA를 먹기 시작합니다. 수십년간 들었던 얘기가 Northern이 너무 어려워요, RT-PCR 결과가 안나와요, 라는 결과론적인 얘기들이었는데, RNA가 깨지면 결과가 없는 것은 당연한 일입니다. 그래도 Northern이 않되요하는 사람이 더 실험을 잘 한다고 생각하는 것이 RT-PCR은 RNA가 왠만큼 깨져도 결과는 나오는 반면 Northern은 RNA가 일부만 깨져도 결과가 나오지 않기 때문입니다. 결과가 나오지 않거나 들쭉달쭉할 때, RT효소나 PCR 반응에 문제가 있는지 생각하기 전에 내가 뽑아놓은 RNA가 안녕하신지 먼저 확인해 보는 습관이 너무나 중요합니다. 그리곤 문제가 RNA였다면 부단히 노력을 해야 할 겁니다. 저는 RNA 정제를 처음 배워 Northern결과를 얻기까지 6개월이 걸렸습니다. 대신 그 이후 Northern이나 RT-PCR에 있어서 20년이 넘는 세월동안 단 한번도 실패한 적이 없습니다. 그리고 마지막으로 RNA를 뽑는 원리나 방법은 어떤 샘플이냐에 따라 다르지 않고 100% 동일합니다. | |
|
[나만의 노하우] 일단 RNA는 외부에 노출되면 분해되기 쉬우니까 가급적이면 클린벤치 안에서 분리하려고 합니다. 이렇게 하면 딱히 RNase inhibition sol을 따로 안써도 되겠더라구요. 벤치안에서는 왠만해서는 맨손으로 만지는 일이 없으니... 그리고 homogenization이 필요한 샘플의 경우, lysis 할때 질소에 한번 넣어 얼려준 다음에 homogenization을 하면 샘플이 점점 녹으면서 좀 더 잘 풀리는거 같아요. 그리고 질소로 얼려준 샘플이 좀 더 깨끗한 RNA를 얻어낼수 있었던거 같구요. 마지막으로 DNA의 완전한 제거가 필요할 때에는 DNase를 처리하게 되면 좀 더 pure한 RNA를 얻어 낼 수 있을 것이라 생각됩니다 ~ (DNase 는 처리하는 사람도 있고 안하는 사람도 있으니^^;) | |
|
[관련제품] 전 대장균의 total mRNA를 뽑기 위해서 invitrogen의 purelink RNA mini kit을 쓰고 있습니다. 이후 cDNA합성, real time PCR까지 하면 결과도 잘 나옵니다. | |
|
Bio마켓 프리미엄