Publicado

2017-01-01

Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp.

Evaluation of different RNA extraction methods from the native fungus Xylaria sp.

DOI:

https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v19n1.57114

Palabras clave:

biotecnología, investigación, microbiología, ascomicetes, β-tubulina, liofilización, nitrógeno líquido, RT-PCR (es)
ascomycete, β-tubulin, lyophilization, liquid nitrogen, RT-PCR (en)

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Autores/as

  • Jhon Felipe Sandoval Pineda Universidad Nacional de Colombia
  • Francisco Ochoa Corona Oklahoma State University
  • Esperanza Torres Rojas Profesora Asociada

La extracción de ARN de calidad constituye el primer paso para el análisis de la expresión génica. Sin embargo, su obtención no es sencilla debido a la susceptibilidad de esta molécula a la presencia de contaminantes como ARNasas, proteínas y polisacáridos. Adicionalmente, debido a la diversa composición de la pared celular de los hongos se requiere optimizar los procesos de extracción de ARN para organismos específicos. Este estudio evalúo el uso de diferentes metodologías de homogeneización de tejido (nitrógeno líquido y liofilización) y extracción de ARN (Trizol, CTAB y RNeasy mini kit) a partir del hongo nativo ascomiceto Xylaria sp. Se determinó la pureza, concentración e integridad del ARN obtenido por medio de espectrofotometría y electroforesis. Adicionalmente, se diseñaron cebadores de referencia para el gen β-Tubulina a partir del alineamiento de secuencias de este gen obtenidas de diferentes ascomicetes. Estos cebadores fueron utilizados para evaluar si el ARN extraído es amplificable mediante RT-PCR. Se determinó que la homogeneización de tejido por medio de liofilización generó mayores rendimientos de extracción independientemente del protocolo de extracción utilizado; sin embargo, éstos alteraron la integridad del ARN. Se obtuvo un ARN con mayor pureza con el protocolo CTABy un mayor rendimiento con el RNeasy mini kit. Los resultados indican que el ARN extraído, independientemente de la metodología de homogeneización y extracción utilizada, es amplificable mediante RT-PCR. No obstante, se recomienda homogeneizar el tejido con nitrógeno líquido y extraer con RNeasy mini kit por la brevedad del protocolo de extracción y calidad obtenida.

Obtaining high quality RNA is the first step for gene expression analysis. However, the low stability of this molecule and high presence of contaminants such as RNases, proteins and polysaccharides may trouble extractions. Fungi cell wall composition is highly diverse; therefore optimizing RNA extraction procedures is necessary when studying specific organisms. In this study, different methods of tissue homogenization (liquid nitrogen and lyophilization) and RNA extraction (Trizol, CTAB and RNeasy mini kit) were assessed with a native ascomycete, Xylaria sp. RNA purity, concentration and integrity were determined by spectrophotometry and electrophoresis. In addition, a set of housekeeping gene primers was designed targeting the β-tubulin gene. The primers were used to determine if the RNA extracted allowed RT-PCR amplification. It was demonstrated that homogenization of tissue by lyophilization allowed higher yields of RNA regardless of the extraction protocol used, however, the RNA integrity was affected. The higher RNA purity was obtained using CTAB and the higher yields using the RNeasy mini kit. The extracted RNA is amplifiable by RT-PCR regardless of the homogenization and extraction methodology used. However, it is recommended to homogenize the tissue with liquid nitrogen and to extract RNA with the RNeasy mini kit due the shortness and efficiency of these protocols.

Referencias

Arif M., Ochoa-Corona F. 2013. Comparative Assessment of 50 A/T-Rich Overhang Sequences with Optimal and Sub-optimal primers to Increase PCR Yields and Sensitivity. Mol Biotechnol. 55:17–26. doi: 10.1007/s12033-012-9617-5

Barlow J., Mathias A., Williamson R., Gammack D. 1963. A simple method for the quantitative isolation of undergraded high molecular weight ribonucleic acid. Bochem. Biophys. Res. Commun. 13:61–66.

Castaño J., Cruz C., Torres E. 2015. Optimization of the

production, purification and characterization of a laccase from the native fungus Xylaria sp. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology. 4:710–716.

Chang, S., Puryear, J., Cairney, J., 1993. A simple and efficient method for isolating RNA from pine trees. Plant Mol. Biol. Rep. 11:113–116.

Chen J., Zhang L., Xing Y., Wang Y., Xing X., Zhang D., Liang H., Guo S. 2013. Diversity and Taxonomy of Endophytic Xylariaceous Fungi from Medicinal Plants of Dendrobium (Orchidaceae). PLoS ONE 8(3):e58268. doi:10.1371/journal.pone.0058268.

Clarke J. 2009. Cetyltrimethyl Ammonium bromide (CTAB) DNA Miniprep for plant DNA isolation. Cold spring Harbor Protocols. 3:pdb.prot5177. doi:10.1101/pdb.prot5177. ISNN 1940-3402.

Dhouib A., Hamzal M., Zouaril H., Mechichil T., Hmidil R., Labat M., Martinez M., Sayadi S. 2005. Screening for ligninolytic enzyme production by diverse fungi from Tunisia. World Journal of Microbiology & Biotechnology. 21:1415–1423

Dieffenbach C., Lowe T., Dveksler G. 2011. General concepts for PCR primer design. Genome Res. 3:30–S37. ISSN 1054-9805/9.

Dorrie, J., Wellner, V., Kӓmpgen, E., Schuler, G., & Schaft, N. 2006. An improved method for RNA isolation and removal of melanin contamination from melanoma tissue: Implications for tumor antigen detection and amplification. Journal of Immunological Methods, 313:119–128. doi:10.1016/j.jim.2006.04.003.

Einax E., Voigt K. 2003. Oligonucleotide primers for the universal amplification of β-tubulin genes facilitate phylogenetic analyses in the regnum Fungi. Org. Divers. Evol. 3:185–194.

Faguy D., Doolittle W. 1998. Cytoskeletal proteins: the evolution of cell division. Curr. Biol. 8:R338–R341.

Fleige, S., Pfaffl, M.W., 2006. Impact of RNA integrity on the quantitative real-time RT-PCR performance and relative mRNA quantification models. Molecular Aspects of Medicine. 27:126–139.

Floudas D., Binder M., Riley R., Barry K., Blanchette R. 2012. The Paleozoic Origin of Enzymatic Lignin Decomposition Reconstructed from 31 Fungal Genomes. Science. 336:1715–1719. doi: 10.1126/science.1225473.

Giménez M., Pistón F., Atienza S. 2011. Identification of suitable reference genes for normalization of qPCR data in comparative transcriptomics analyses in the Triticeae. Planta. 233:163–173.

Hruz T., Wyss M., Docquier M., Pfaffl M., Masanetz S., Borghi L., Verbrugghe P., Kalaydjieva L, Bleuler S., Laule O., Descombes P., Gruissem W., Zimmermann P. 2011. RefGenes: identification of reliable and condition specific reference genes for RT-qPCR data normalization. BMC Genomics. 12:156.

IDT. 2010. Self-Dimer and Hetero-Dimer Results Guide. ISY-318. 1:1–2.

Kasajima I., Sasaki K., Tanaka Y., Terakawa T., Ohtsubo N. 2013. Large-scale extraction of pure DNA from mature leaves of Cyclamen persicum Mill. and other recalcitrant plants with alkaline polyvinylpolypyrrolidone (PVPP). Scientia Horticulturae. 164:65–72.

Kumar G., Iyer S., Knowles R. 2007. Extraction of RNA from Fresh, Frozen, and Lyophilized Tuber and Root Tissues. J. Agric. Food Chem. 55:1674−1678.

Kumar J. 2012. An RNA isolation protocol for recovery of high quality functional RNA from fungi and plants. Current Science. 102(9):1257–1260.

Kunamneni A., Ballesteros A., Plou F., Alcalde M. 2007. Fungal laccase – a versatile enzyme for biotechnological applications. Communicating Current Research and Educational Topics and Trends in Applied Microbiology. 233–245.

Lever M., Torti A., Eickenbusch P., Michaud A., Santl-Temkiv, Jorgensen B. 2015. A modular method for the extraction of DNA and RNA, and the separation of DNA pools from diverse environmental sample types. Front. Microbiol. 6(476):1–25. doi: 10.3389/fmicb.2015.00476

Liu S., Caia P., Houa N., Piaoa X., Wangb H., Hunga T., Chen Q. 2012. Genome-wide identification and characterization of a panel of housekeeping genes in Schistosoma japonicum. Molecular & Biochemical Parasitology 182:75–82.

Ma X., y Yang J. 2011. An optimized preparation method to obtain high-quality RNA from dry sunflower seeds. Genetics and Molecular Research 10(1):160-168.

Manchester, K.L., 1996. Use of UV methods for measurement of protein and nucleic acid concentrations. Biotechniques 20:968–970.

Melo S., Pungartnik C., Cascardo J., Brendel M. 2006. Rapid and efficient protocol for DNA extraction and molecular identification of the basidiomycete Crinipellis perniciosa. Genet. Mol. Res., 5:851–855.

Moya L., Torres E. 2012. Hydrolysis of cellulose and oil palm empty fruit bunches by using consortia of fungi isolated from the soil of Colombian high andean forest. Agronomía Colombiana. 30(3):411-418.

Ochoa-Corona F., Tang J., Lebas B., Alexander B. 2007. Validation of primer design for plant virus diagnostics using the Web-interface pathway Primer3-mFOLD-BLASTn. Phytopathology 97(7):S86.

Pearson G., Lago-leston A., Valente M., Serrao E. 2006. Simple and rapid RNA extraction from freeze-dried tissue of brown algae and seagrasses. Eur. J. Phycol. 41:97–104.

Quellhorst G., Rulli S. 2006. A Systematic Guideline for Developing the Best Real-Time PCR Cebadores. Sabiosciences Corporation.1–8.

Rojas L., Portal O., Jimenez E., 2011. Extracción de ARN total en plantas y hongos filamentosos. Biotecnología Vegetal. 11(4):213–222. ISSN 2074-8647.

Rossen L. Norskov P. Holmstromet K. Rasmussen F. 1992. Inhibition of PCR by components of food samples, microbial diagnostic assays and DNA-extraction solutions, Int. J. Food Microbiol. 17:37–45.

Sánchez A., Portal O., Rojas L., Ocana B., Mendoza M., Acosta M., Jimenez E., Hofte M. 2008. An Efficient Method for the Extraction of High-Quality Fungal Total RNA to Study the Mycosphaerella fijiensis–Musa spp. Interaction. Mol Biotechnol doi: 10.1007/s12033-008-9092-1

Schumann U., Smith N., Wang M. 2013. A fast and efficient method for preparation of high-quality RNA from fungal mycelia. BMC Research Notes 2013. 6:71

Sukumar S., Callahan F., Dollar D., Creech J. 1997. Effect of Lyophilization of Cotton Tissue on Quality of Extractable DNA, RNA, and Protein. The Journal of Cotton Science 1:10–14.

Sultan M., Amstislavskiy V., Risch T., Schuette M., Dökel S., Ralser M. Balzereit D., Lehrach H., Yaspo M. 2014. Influence of RNA extraction methods and library selection schemes on RNA-seq data. BMC Genomics. 15:675. doi:10.1186/1471-2164-15-675

Udvardi M., Czechowski T., Scheible W.R. 2008. Eleven golden rules of quantitative RT-PCR. Plant Cell, 20:1736–1737.

Vasanthaiah H., Katam R., Sheikh M. 2008. Efficient protocol for isolation of functional RNA from different grape tissue rich in polyphenols and polysaccharides for gene expression studies. Journal of biotechnology 11(3):1–8. doi: 10.2225/vol11-issue3-fulltext-5.

Vermeulen J., De preter K., Lefever S., Nuystens J., De Vloed F., Derveaux S., hellemans J., Speleman F., Vandesompele J. 2011. Measurable impact of RNA quality on gene expression results from quantitative PCR. Nucleic Acids Research. 39(9):e63. doi:10.1093/nar/gkr065.

Walker N. 2002. A Technique Whose Time Has Come. Science. 296:557–559.

Wilfinger W., Mackey K. 2015. The most common factors that reduce the quality or quantity of isolated RNA. Molecular Research Center, Inc. Technical Bulletin 10.

Zakaria Z., Umi S., Mokhtar S., Mokhtar U., Zaiharina A., Aziz A., Hoh B. 2013. An alternate method for DNA and RNA extraction from clotted blood. Genetics and Molecular Research 12(1):302–31. doi: 10.4238/2013.February.4.4

Cómo citar

APA

Sandoval Pineda, J. F., Ochoa Corona, F. y Torres Rojas, E. (2017). Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp. Revista Colombiana de Biotecnología, 19(1), 42–52. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v19n1.57114

ACM

[1]
Sandoval Pineda, J.F., Ochoa Corona, F. y Torres Rojas, E. 2017. Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp. Revista Colombiana de Biotecnología. 19, 1 (ene. 2017), 42–52. DOI:https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v19n1.57114.

ACS

(1)
Sandoval Pineda, J. F.; Ochoa Corona, F.; Torres Rojas, E. Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp. Rev. colomb. biotecnol. 2017, 19, 42-52.

ABNT

SANDOVAL PINEDA, J. F.; OCHOA CORONA, F.; TORRES ROJAS, E. Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp. Revista Colombiana de Biotecnología, [S. l.], v. 19, n. 1, p. 42–52, 2017. DOI: 10.15446/rev.colomb.biote.v19n1.57114. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/57114. Acesso em: 27 nov. 2024.

Chicago

Sandoval Pineda, Jhon Felipe, Francisco Ochoa Corona, y Esperanza Torres Rojas. 2017. «Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp». Revista Colombiana De Biotecnología 19 (1):42-52. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v19n1.57114.

Harvard

Sandoval Pineda, J. F., Ochoa Corona, F. y Torres Rojas, E. (2017) «Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp»., Revista Colombiana de Biotecnología, 19(1), pp. 42–52. doi: 10.15446/rev.colomb.biote.v19n1.57114.

IEEE

[1]
J. F. Sandoval Pineda, F. Ochoa Corona, y E. Torres Rojas, «Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp»., Rev. colomb. biotecnol., vol. 19, n.º 1, pp. 42–52, ene. 2017.

MLA

Sandoval Pineda, J. F., F. Ochoa Corona, y E. Torres Rojas. «Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp». Revista Colombiana de Biotecnología, vol. 19, n.º 1, enero de 2017, pp. 42-52, doi:10.15446/rev.colomb.biote.v19n1.57114.

Turabian

Sandoval Pineda, Jhon Felipe, Francisco Ochoa Corona, y Esperanza Torres Rojas. «Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp». Revista Colombiana de Biotecnología 19, no. 1 (enero 1, 2017): 42–52. Accedido noviembre 27, 2024. https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/57114.

Vancouver

1.
Sandoval Pineda JF, Ochoa Corona F, Torres Rojas E. Evaluación de diferentes métodos de extracción de ARN a partir del hongo nativo Xylaria sp. Rev. colomb. biotecnol. [Internet]. 1 de enero de 2017 [citado 27 de noviembre de 2024];19(1):42-5. Disponible en: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/57114

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