EDTA preserves high molecular weight DNA across tissues of diverse species stored at room temperature for more than five years
本研究表明,尽管在室温下长期保存多种组织样本于 EDTA 中会导致部分组织溶解,但与乙醇或新鲜提取相比,EDTA 能更有效地保存高分子量 DNA,同时研究还发现 EDTA 上清液本身也是可回收基因组 DNA 的重要来源。
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在生物研究领域,遗传物质的质量往往是获得明确答案与陷入死胡同之间的区别。科学家们经常需要长而完整的 DNA 链,以拼接复杂的基因组或高精度地读取遗传密码。这些长链被称为高分子量 DNA。然而,一旦动物死亡,其细胞就会开始分解,体内天然存在的酶会开始将这些长链啃噬成细小且无用的碎片。为了阻止这种衰减,研究人员通常会将样本保存在液氮或极低温度中。虽然这种方法效果完美,但在电力匮乏且设备沉重的偏远野外地点,维持这种条件往往是不可能的。几十年来,科学家一直依赖将组织样本浸泡在酒精中以在室温下保存,但这种方法存在一个隐藏的缺陷:经过多年后,酒精往往无法使 DNA 保持足够完整的状态,以满足现代高科技分析的需求。
一支研究团队着手测试另一种被长期忽视的、更简单的液体存储方案:EDTA 溶液。EDTA 是一种常见的化学物质,广泛存在于从食品防腐剂到洗发水的各种产品中,以其能够捕捉有助于破坏性酶发挥作用的金属离子而闻名。研究人员想知道,将动物组织浸泡在这种溶液中数年,在无需任何冷藏的情况下,是否能比标准的酒精法更好地保护长链 DNA。他们收集了来自五种截然不同的水生动物的样本,包括一种蠕虫、一只小龙虾、一只螯虾、一条鱼和一只硬壳蛤蜊。他们将每种动物的组织块分别放入两个容器中:一个装有 9 5% 的乙醇,另一个装有经过高 pH 值调节的特定浓度 EDTA 溶液。他们将这些容器放在黑暗中的架子上,在室温下放置了五年多。
当检查结果时,两种方法之间的差异令人震惊。研究人员从保存的组织中提取 DNA,并测量了剩余长链的数量。与储存在酒精中的样本相比,储存在 EDTA 溶液中的样本一致表现出更高比例的长链、高质量 DNA。事实上,对于五种物种中的四种,EDTA 保存的组织中所含的长链 DNA 甚至比采集动物后立即提取(即在任何保存措施采取之前)的样本还要多。这表明 EDTA 不仅阻止了 DNA 随时间的降解,还可能防止了在提取过程中通常会发生的某些损伤。
或许最令人惊讶的发现是,DNA 并没有被困在组织内部。随着岁月的流逝,EDTA 溶液本身成为了遗传物质的丰富来源。在许多情况下,组织周围的液体所含的长链 DNA 与组织本身一样多,甚至更多。这意味着,如果研究人员需要分析以这种方式存储的样本的遗传数据,他们甚至不需要切开组织;他们只需分析它所浸泡的液体即可。然而,这种“化学魔力”也带来了物理上的代价。虽然酒精能保持组织坚挺且易于操作,但 EDTA 会使组织变得柔软、黏糊,在某些情况下甚至完全溶解。大约 3 0% 的 EDTA 样本已经分解得如此彻底,以至于无法用镊子夹起组织。
该研究得出结论,对于需要高质量 DNA 进行先进基因测序,且在没有冷冻设备的环境下工作的科学家来说,即使组织本身会失去形状,EDTA 也是一种更优越的长期存储选择。这种液体防腐剂充当了遗传密码的守护者,使其在室温下保持完整超过五年。相反,如果首要任务是让物理标本看起来像一个动物以用于博物馆展示,那么酒精仍然是更好的选择。这一发现为在野外保存物种的遗传遗产提供了一个实用的低技术解决方案,确保了生命蓝图那长而脆弱的链条能够顺利完成从海洋到实验室的旅程。
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