[发明专利]用于从单个样品中分离基因组DNA、RNA和蛋白质的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求享有于2007年11月30日提交的美国临时专利申请第60/991337号和于2008年9月17日提交的美国临时专利申请第61/097604号的优先权；其公开内容在此全部引作参考。

发明领域

本发明涉及用于分离基因组DNA、总RNA和蛋白质的方法。更具体地，本发明涉及用于从单个样品中提取和纯化基因组DNA、总RNA和蛋白质的简单且快速的系统和方法。

发明背景

近三十年来已看出，在开发用于从生物来源中分离和纯化核酸和蛋白质的改良方法的方面付出了相当大的努力。这主要是由于核酸和蛋白质在医学和生物科学中应用的不断增加。从血液、组织或培养细胞中分离基因组RNA有几种用途，其包括PCR、测序、基因分型、杂交和DNA印迹法。质粒DNA已被用于测序、PCR、疫苗开发和基因治疗。分离的RNA有多种下游应用，包括：体外翻译、cDNA合成、RT-PCR以及用于微阵列基因表达分析。在蛋白质领域中，通过蛋白印迹鉴定蛋白已成为基础研究中研究基因表达以及为了诊断目的鉴定特定蛋白(例如病毒蛋白的检测)的重要工具。

通常在核酸和蛋白质的分析和体外操作之前要进行分离步骤，以便使样品从不需要的污染物中游离出来，所述污染物可能会干扰后续的处理步骤。对于研究和诊断用分子生物学中的大部分方法来说，需要提取的核酸和蛋白质作为第一步。

RNA、DNA和蛋白质的用途增加为用于分离DNA、RNA和蛋白质的快速、简单且可靠的方法和试剂创造了需要。在许多应用中，若可从单个样品中同时分离出三种细胞组分(RNA、DNA和蛋白质)，则将极大简化收集生物材料样品及其后续分析。当样品量小(例如在活检时)到不允许将其分成更小的样品来进行针对DNA、RNA和蛋白质的单独分离方案时，同时分离尤为重要。

此外，出于不同原因，DNA、RNA和蛋白质的全部三种水平提供了有价值的信息。DNA或基因型提供了关于遗传易感性和获得性突变/局部重排的重要信息。mRNA谱和蛋白质谱得到了生物学阶段/状态或疾病的“分子肖像(molecular portrait)”，并且还可用于疾病的发展和治疗的分期和监测。与DNA相反，mRNA谱和蛋白质谱代表了细胞生物学的“快照”，这是由于它们会随周围环境作出反应而不断变化。由于调节机制作用于转录、翻译和翻译后水平三者，mRNA水平和蛋白质水平并不总是相互关联。因此研究同一样品中的mRNA和蛋白质是极其重要的。

因此，如上所述，然而mRNA水平和蛋白质水平之间并非一定存在1∶1的相关性。若将蛋白质水平和相应的mRNA水平作比较，那么对于mRNA与蛋白质之比并不为1∶1的每种蛋白质而言，所述蛋白质受到了一些形式的感兴趣的转录后调节和/或翻译后调节。针对特定基因的mRNA/蛋白质之比往往在疾病条件下会转变。为了能够研究调节机制并解释mRNA/蛋白质之比转变背后的原因，从同一样品中分离mRNA和蛋白质是极其重要的。

此外，微小RNA(miRNA)调节基因表达，并且miRNA的失调牵涉到许多疾病或病况。若微小RNA可从同一样品中与总蛋白质、基因DNA和总RNA一同被分离，则对于我们理解它们之间的相互作用和效应会有明显的好处。用于分离微小RNA的有效方法还有助于癌症、神经学、心脏病学及其它领域中基于微小RNA的诊断学和治疗学的发展。

本文提供了用于从同一样品中进行基因组DNA、RNA和蛋白质的分离的新型且有益的方法。

发明简述

一般而言，本发明提供了用于从同一样品中快速分开和分离双链核酸和单链核酸的改良的方法、系统和试剂盒。所述双链核酸在高浓度的离液盐存在下选择性吸附到矿物支持体(mineral support)。调节含单链核酸的流过液以使单链核酸吸附到第二矿物支持体。所述核酸分别从各自的矿物支持体洗脱下来，而蛋白质可从第二矿物支持体的流过液中纯化。

因此，本发明的一个方面提供了用于分离和/或纯化至少两种细胞组分的方法，所述细胞组分选自基因组DNA、RNA和蛋白质。所述方法包括：首先裂解生物样品，得到含细胞组分的水溶液；随后将所述水溶液在使基因组DNA结合的条件下上样(apply)至第一矿物支持体；收集含有未结合的RNA和蛋白质的流过液。所述方法还包括将所述流过液在使RNA结合的条件下上样至第二矿物支持体，并收集包含蛋白质的流过液。