如何做一杯真正的「耗子尾汁」?這個東西不要忘了加

2020-11-27 騰訊網

文章來自「科學大院」公眾號

作者： 黑貓尼諾

生物實驗課上，老師推門進來了：「我看了個熱門視頻，馬老師勸年輕人耗子尾汁，看來他也很懂生物實驗啊。今天我們來講講『耗子尾汁』——鼠尾裂解液。」

（原圖：veer圖庫）

01 為啥要做「耗子尾汁」？

在以小鼠為模式生物進行科學研究的實驗室中，日常和基本的一個實驗就是提取它們的遺傳物質—DNA（核糖核酸）進行基因型鑑定，檢測這些小動物的基因組中是否含有特定的DNA。可以理解為給小動物做核酸檢測。

為了能夠從小鼠身上提取足夠的DNA，要從它們身上取下足量的細胞用於實驗。為了儘可能減少對動物的傷害和方便試驗人員的操作，剪下一小段鼠尾是一個不錯的選擇。

02 實驗室「耗子尾汁「的製作流程

在實驗中，科研人員首先需要用配製好的裂解液來裂解鼠尾組織，從細胞中提純小鼠的DNA。

（圖片來源：作者提供）

具體步驟是：

1. 準備好1.5 ml的離心管，放入新鮮的食材，啊，是鼠尾。

2. 之後加入100 ul的裂解液，蓋上蓋子。

3. 放入55 ℃水浴鍋裡咕嘟咕嘟一晚上。

話還沒說完，王二虎同學大聲說：「停停...老師你第2步忘了加重要的蛋白酶K。」

老師： 「我大意了啊！沒有加~所以，第2步要在裂解緩衝液中加入蛋白酶K，之後蓋上蓋子，放入55 ℃水浴鍋裡咕嘟咕嘟一晚上。第二天，新鮮的『耗子尾汁『就出鍋了。」

表1：裂解液各個成分及作用

製作「耗子尾汁」的裂解液所含的成分十分講究。利用蛋白酶K分解肌肉和結締組織中的彈性蛋白、膠原蛋白等，使得細胞暴露，還可以水解結合DNA的組蛋白，利於後期DNA純化。SDS則是陰離子洗滌劑，破壞主要由磷脂雙分子層構成的細胞膜結構，暴露細胞內容物。SDS又可以使蛋白質變性，促進蛋白酶K對蛋白質的分解。由於細胞中存在DNA酶，能降解DNA，而DNA酶需要鎂離子才能發揮作用。因此，加入EDTA和鎂離子結合可以抑制DNA酶活性使DNA免於降解。

值得注意的是，蛋白酶K在pH 7-12，溫度在25-60 °C之間能保持很好的穩定性和較高的酶活性。即使在變性劑SDS溶液中依然能很好發揮作用。

到了這裡，肯定有很多顧客不喜歡這富含營養卻成分雜亂的「耗子尾汁」，而是要純純的DNA粉末！那就要進行下面的純化步驟：在「耗子尾汁」中加入冰鎮乙醇。蛋白質在乙醇中溶解，而DNA不溶於乙醇。離心後，DNA出現在離心管底部。而細胞碎片懸浮在上清液，會被丟棄。最後風乾就得到了遺傳物質DNA，可以進行最後的基因型鑑定實驗啦。

03 「耗子尾汁」的廚房啟示

實驗完成後到了討論環節，老師問：「大家思考一下，做 『耗子尾汁』的方法，還可以用來幹啥呀？」

王二虎啪的一下站起來，「老師，我牛肉總是煮不爛，能不能......」

的確，日常生活中烹飪牛肉是件很折磨人的事情。牛肉肌肉組織結實，結締組織較多，肌肉纖維粗壯，肌肉纖維之間的彈性蛋白，膠原蛋白連接緊密，使得牛肉韌性十足。煮的時間不夠則不爛，煮的時間太長則會失去水分過多，口感變柴。

處理牛肉時可以單純使用物理方法：利用器械在煮之前狠狠敲打牛肉，使得肌肉纖維之間變得鬆散；或是用高壓鍋增加水的沸點，在高溫短時間內破壞牛肉的組織和纖維，達到軟爛的效果。

（圖片來源：veer圖庫）

或者，我們可以利用蛋白酶輕鬆解決。不過我們並不需要用實驗室的蛋白酶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裂解鼠尾類似。木瓜蛋白酶的有效作用溫度是20-80℃，pH 5-7。只需要在常溫下加入少許對牛肉進行醃製半個小時以上，就能輕鬆分解肌肉纖維、結締組織中的蛋白質，使原本緊實的肉質變得水潤細嫩。除了嫩肉粉，我們還可以直接用木瓜或者最常見的雞蛋用來醃製牛肉，只要是富含蛋白酶的食材都可以進行利用。

嗯，你不一定要在實驗室做一杯「耗子尾汁」，學會知識後還可以在廚房裡用嘛~

參考文獻：

[1] Zhenshan, Wang, and D.R.Storm. "Extraction of DNA from mouse tails. " BioTechniques 41.4(2006):410, 412.

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[4] 吳彤等. "蛋白酶K的研究進展." 食品工業科技 34.014(2013):380-384.

[5] 劉楊柳等. "蛋白酶K的性質及其在核酸提取中的應用." 食品研究與開發 10(2017):196-199.

[6] https://www.sigmaaldrich.com/china-mainland/life-science/metabolomics/enzyme-explorer/analytical-enzymes/proteinase-k.html

[7] https://www.sigmaaldrich.com/china-mainland/life-science/metabolomics/enzyme-explorer/analytical-enzymes/papain.html

[8] http://howbiotech.com/genomic-dna-extraction-principle-steps-and-functions-of-reagents/#post-53-_Toc518910913

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