Почему выделение ДНК и РНК из растений - это отдельная история
Тот, кто хоть раз пробовал выделить ДНК из листа дуба или хвои сосны стандартным набором для животных тканей, хорошо знает это чувство: после центрифугирования на дне пробирки плавает бурая слизь, спектрофотометр зашкаливает по 230 нм, а ПЦР молчит. Растение не прощает универсальных решений. Целлюлозная клеточная стенка, вакуоль с фенольными соединениями, хлоропласты со своими собственными нуклеиновыми кислотами, обилие полисахаридов, которые соосаждаются с ДНК, - всё это требует отдельного подхода к лизису и очистке.
Хуже всего ведут себя образцы, богатые вторичными метаболитами. Полифенолы окисляются на воздухе, сшивают белки и нуклеиновые кислоты в нерастворимые комплексы. Полисахариды дают вязкий элюат, который не тянется в пипетку и ингибирует Taq-полимеразу. Гуминовые кислоты из почвы окрашивают пробу в коричневый и блокируют флуоресцентную детекцию. Если набор не рассчитан на конкретную матрицу, лаборант получает либо чистую воду вместо ДНК, либо грязный концентрат ингибиторов. И то и другое означает перезакладку анализа, потерянные реактивы и сдвиг по срокам.
Чем отличаются наборы в этом разделе
У нас не было задачи сделать одну универсальную коробку на все случаи жизни. Такой коробки не существует в природе. Вместо этого мы развели линейку по типам образцов и downstream-применениям.
D-Plants. Колоночное выделение ДНК из вегетативных и генеративных тканей. Листья, хвоя, корни, стебли, кора, плоды, ягоды, семена, мхи, лишайники, грибы, одноклеточные водоросли. Лизис подобран так, чтобы разбивать жёсткую клеточную стенку, но не фрагментировать геномную ДНК ниже приемлемого порога. Промывочные буферы содержат добавки, которые вымывают полифенолы и полисахариды с мембраны колонки, а не просто разбавляют их. На выходе - элюат, пригодный для ПЦР, ПЦР-РВ, ник-трансляции и секвенирования по Сэнгеру.
R-Plants. То же самое, но для РНК. Добавлен этап удаления ДНК, чтобы не требовалась отдельная обработка ДНКазой. Буферы оптимизированы под инактивацию РНКаз, которые в растительных тканях присутствуют в огромных количествах. На выходе - тотальная РНК, готовая к ОТ-ПЦР в реальном времени. Протокол занимает около часа, не требует ультрацентрифугирования и фенольно-хлороформной экстракции.
MagPlants. Магнитные частицы вместо колонок. Основной плюс - масштабируемость. Можно выделять ДНК из 96 образцов одновременно на автоматической станции, а можно вручную в пробирках на магнитном штативе. Набор заточен под зерновые, кормовые, технические, декоративные и бахчевые культуры, а также овощи открытого и закрытого грунта. Это выбор лабораторий с потоком больше двадцати образцов в день и тех, кто планирует автоматизировать рутинные операции.
D-Soils. Отдельная песня. Почва - самая сложная матрица для экстракции нуклеиновых кислот. Там есть всё: гуминовые и фульвокислоты, остатки пестицидов, внеклеточная ДНК на глинистых частицах, споры грибов с хитиновой оболочкой, бактериальные биоплёнки на песчинках. Набор работает с твёрдыми образцами почвы, густым илом, жидкими образцами с высоким содержанием влаги, включая морской, речной и озёрный грунт. Протокол включает стадию механической гомогенизации и несколько этапов отмывки от гуминовых кислот. На выходе - ДНК, которую можно ставить в ПЦР без дополнительной очистки на колонках. Объём элюции 60-100 мкл, концентрация достаточна и для качественного анализа, и для количественного.
Как не ошибиться с выбором
Если вы работаете с листьями, стеблями, корнями, плодами, семенами - берите D-Plants или R-Plants. Разница только в том, что вам нужно на выходе: ДНК или РНК. Если в лаборатории есть автоматическая станция для выделения на магнитных частицах или поток образцов переваливает за полсотни в неделю - смотрите MagPlants. Если вам нужно узнать, что живёт в почве, а не в растении, - D-Soils, и не пытайтесь сэкономить, взяв набор для растительных тканей на грунт. Грунт съест такой набор за две реакции, и вы потратите больше времени на перезакладки, чем стоит разница в цене.
Отдельный совет для тех, кто работает с хвойными, эвкалиптом, лавандой и прочими культурами, богатыми эфирными маслами и смолами. Берите D-Plants или R-Plants с запасом по объёму промывочных буферов. Такие образцы требуют дополнительной промывки, и если буфера в обрез, вы рискуете получить ингибирование в ПЦР.
Кто и для чего это покупает
Агрохимические лаборатории, которые мониторят фитосанитарный фон полей. Селекционные центры, ведущие генетическую паспортизацию сортов и гибридов. Научные институты, изучающие биоразнообразие почвенных микроорганизмов. Экологические службы, оценивающие состояние водоёмов по ДНК из донных отложений. Фитопатологические станции, выясняющие, какой именно гриб сидит в корневой системе увядающей культуры. И просто лаборатории, уставшие бороться с ингибированием ПЦР на растительных образцах и ищущие набор, который решит эту проблему, а не замаскирует её.
Выделение нуклеиновых кислот - это не та стадия, на которой стоит экономить. Плохой элюат не видно глазом. Он прозрачный, пахнет спиртом, спектрофотометр может даже показать приличные 260/280. Но эксперимент встанет колом. И вы поймёте это только после того, как потратите реактивы, время и образец. С нашими наборами таких сюрпризов бывает кратно меньше - проверено на сотнях экстракций из десятков видов растений, которые присылали нам клиенты со словами «у нас никогда не получалось выделить из этого нормальную ДНК, попробуйте вы». Пробовали. Получалось.