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。”
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(脱氧核糖核酸)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。
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。具体步骤是:准备好1.5 ml的离心管,放入新鲜的食材,啊,是鼠尾。之后加入100 ul的裂解液,盖上盖子。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。”
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(十二烷基硫酸钠)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pH 7-12,温度在25-60 °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。
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℃,pH 5-7。
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~