The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.

Recommend to Librarian

Automatic Translation

This translation into Hebrew was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages

 JoVE General

PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

1, 2, 3, 3, 4, 4, 1, 1, 2, 2, 1, 1, 5, 3, 1

1Howard Hughes Medical Institute, Laboratory of RNA Molecular Biology, Rockefeller University, 2Berlin Institute for Medical Systems Biology, Max-Delbrück-Center for Molecular Medicine, 3Biozentrum der Universität Basel and Swiss Institute of Bioinformatics (SIB), 4Biozentrum der Universität Basel and Swiss Institute of Bioinformatics (SIB), 5Genomics Resource Center, Rockefeller University

 

Video Article Chapters

Cite this Article: PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

Hafner, M., Landthaler, M., Burger, L., Khorshid, M., Hausser, J., Berninger, P., et al. PAR-CliP - A Method to Identify Transcriptome-wide the Binding Sites of RNA Binding Proteins. J. Vis. Exp. (41), e2034, doi:10.3791/2034 (2010).

Abstract: PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

תעתיקי רנ"א כפופים לרגולציה שלאחר תעתיק הגן על ידי אינטראקציה עם מאות RNA מחייב חלבונים (RBPs) ו microRNA המכילים קומפלקסים ribonucleoprotein (miRNPs), אשר באים לידי ביטוי לעתים קרובות סוג תא dependently. כדי להבין כיצד יחסי הגומלין הללו RNA מחייב גורמים משפיעים על ויסות תעתיקי אדם, מפות ברזולוציה גבוהה של חלבון in vivo-RNA אינטראקציות הכרחיים 1.

שילוב של גישות גנטיים ביוכימיים חישוביים מיושמים בדרך כלל לזהות RNA-RBP או RNA-RNP אינטראקציות. פרופיל microarray של RNAs הקשורים RBPs immunopurified (RIP-Chip) 2 מגדיר מטרות ברמה transcriptome, אבל היישום שלה מוגבל אפיון של אינטראקציות יציב kinetically ורק במקרים נדירים 3,4 מאפשר לזהות את מרכיב ההכרה RBP (RRE ) בתוך RNA היעד ארוך. עוד יעד ישיר RBP המידע באתר מתקבל על ידי שילוב של crosslinking UV vivo 5,6 עם immunoprecipitation 7-9 ואחריו הבידוד של crosslinked קטעי RNA ו רצפי cDNA (קליפ) 10. CLIP היה להשתמש בו כדי לזהות מטרות של מספר RBPs 11-17. עם זאת, CLIP הוא מוגבל על ידי היעילות הנמוכה של crosslinking UV 254 ננומטר RNA-חלבון, את המיקום של crosslink אינו לזיהוי בקלות בתוך שברי crosslinked רצף, ולכן קשה להפריד UV-crosslinked פלחי יעד RNA מרקע שאינו crosslinked RNA שברי נוכחת גם במדגם.

פיתחנו גישה חזקה מבוססי תאים crosslinking לקבוע ברזולוציה גבוהה transcriptome רחב של אתרי הקישור RBPs ו miRNPs הסלולר שאנחנו המונח PAR-Clip (Photoactivatable-Ribonucleoside משופרת Crosslinking ו immunoprecipitation) (ראה איור. 1A עבור מתאר של השיטה). השיטה מסתמכת על שילוב של אנלוגים ribonucleoside photoreactive, כגון 4-thiouridine (4-SU) ו - 6-thioguanosine (6-SG) לתוך המתהווה תעתיקי רנ"א על ​​ידי תאים חיים. הקרנה של תאים על ידי אור UV של 365 ננומטר גורמת crosslinking יעיל של nucleoside שכותרתו RNAs photoreactive הסלולר RBPs אינטראקציה. Immunoprecipitation של RBP ריבית מלווה הבידוד של RNA crosslinked ו coimmunoprecipitated. RNA בודד מומר ספריית cDNA ו רצף עמוק באמצעות טכנולוגיית Solexa. אחד המאפיינים של ספריות cDNA שהוכן על ידי Clip-PAR היא כי מיקום מדויק של crosslinking ניתן לזהות על ידי מוטציות המתגוררים רצף cDNA. בעת שימוש 4-SU, רצפים crosslinked thymidine המעבר cytidine, ואילו באמצעות 6-SG תוצאות guanosine כדי אדנוזין מוטציות. הנוכחות של מוטציות ברצפי crosslinked מאפשרת להפריד אותם מהרקע של רצפי נגזר RNAs הסלולר בשפע.

יישום השיטה למספר מגוונים חלבונים RNA מחייב דווח Hafner et al. 18

Protocol: PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

פרוטוקול להלן מתאר את הליך PAR-קליפ HEK293 תאים להביע הדגל / HA-tagged IGF2BP1 על אינדוקציה עם דוקסיציקלין. נשתמש נוגדן אנטי דגל immunoprecipitation.

PAR-Clip יעבוד עם כל שורת תאים להביע רמות לגילוי של אנדוגני, לא מתוייגת חלבון RNA מחייב (RBP) של עניין אם נוגדן יעיל immunoprecipitation זמין.

הרחבת תאים

  1. הרחב FlpIn-HEK293/TO/FLAG/HA-IGF2BP1 תאים במדיום הגידול. אנו ממליצים להשתמש בין 100-400 x 10 6 תאים (כ 10-40 ס"מ תא 15 צלחות תרבות) כנקודת מוצא. לגדל אותם כ 80% confluency.
  2. 14 שעות לפני crosslinking להוסיף) 4 thiouridine לריכוז סופי של 100 מיקרומטר (1:1000 v / v של 1 מ 4-thiouridine פתרון המלאי) ישירות אל המדיום תרבית תאים ו ב) להשרות ביטוי של דגל / HA מתויג IGF2BP1 על ידי תוספת של 1 מיקרוגרם / מ"ל ​​של דוקסיציקלין (1:10,000 v / v פתרון דוקסיציקלין 10 מ"ג / מ"ל ​​המלאי). הערה: במקום 4-thiouridine ניתן להשתמש גם 100 מיקרומטר של thioguanosine-6.

UV-Crosslinking

  1. שטפו תאים פעם אחת עם 10 מ"ל קר כקרח PBS לכל צלחת ולהסיר PBS לחלוטין.
  2. המקום הצלחות על מגש עם קרח מקרינים חשפו אור 0.15 J / cm 2 של 365 ננומטר UV ב Stratalinker 2400 (Stratagene) או מכשיר דומה.
  3. גרדו את התאים עם שוטר גומי 1 מ"ל PBS לכל העברה צלחת, עד 50 מ"ל צינורות צנטריפוגה ולאסוף ידי צנטריפוגה XG ב 500 דקות 5 ב 4 ° C ו להתעלמות supernatant. 100 x 10 6 HEK293 תאים (10 צלחות 15 ס"מ) תניב כ. 1 מ"ל של תא גלולה רטוב.
  4. (אופציונלי) אם ברצונך להמשיך ישירות עם תמוגה התא, הלם להקפיא את התא גלולה בחנקן נוזלי חנות ב -80 ° C. כדורי Cell יכול להיות מאוחסן במשך 12 חודשים לפחות.

תא תמוגה ו RNaseT1 לעכל

  1. קח את התא גלולה של תאים crosslinked ב 3 כרכים של חיץ NP40 1x תמוגה ו לדגור על קרח למשך 10 דקות.
  2. תא lysate נקה ידי צנטריפוגה ב XG 13,000 עבור 15 דקות ב 4 ° C.
  3. נקה את lysate נוספת היא על ידי סינון דרך ממברנה 0.2 מיקרומטר מזרק מסנן (Acrodisc מל או שווה ערך).
  4. הוסף RNase T1 (Fermentas, 10,000 U / μl) לריכוז סופי של 1 U / μl ו דגירה באמבט מים במשך 15 דקות על 22 ° C. תגובה Cool לאחר מכן במשך 5 דקות על הקרח לפני שתמשיך.

Immunoprecipitation והתאוששות של שברי היעד crosslinked RNA

שימוש ב מפריד מגנטי

פעל לפי ההנחיות ברחבי הכנת המדגם כדי למנוע חרוזים מגנטיים מהתייבשות.

  1. מניחים את הצינור המכיל את החרוזים על דוכן מגנטי עבור 1 2 דקות.
  2. מוסיפים את חיץ הצינור תוך הצינור הוא על מפריד מגנטי.
  3. שווי הצינור, להסירו מפריד מגנטיים, ועל resuspend את החרוזים. אתה יכול resuspend את החרוזים על ידי מצליף את הצינור בעזרת האצבע או להשתמש vortexer להגדיר 5 6.
  4. צנטריפוגה בקצרה לאסוף כל כך חרוזים עשויים להישאר בכובע הצינור.
  5. חזור על שלבים 1 עד 4 כנדרש.

הכנת חרוזים מגנטיים

  1. העברת 10 μl של Dynabeads חלקיקי חלבון G מגנטית (Invitrogen) לכל מ"ל lysate תא (עבור ניסוי טיפוסי יש כ. 40 50 μl של חרוזים) לצינור מ"ל 1.5 microfuge. שטפו פעמיים עם חרוזים מ"ל 1 של חיץ ציטרט, פוספט.
  2. Resuspend בהיקף של פעמיים חיץ ציטרט, פוספט יחסית לנפח המקורי של השעיה חרוז.
  3. הוסף 0.25 מיקרוגרם של נוגדנים חד שבטיים אנטי הדגל M2 (Sigma) לכל מ"ל ההשעיה ו לדגור על גלגל מסתובב במשך 40 דקות בטמפרטורת החדר.
  4. לשטוף חרוזים פעמיים מ"ל 1 של חיץ ציטרט, פוספט להסיר נוגדן מאוגד.
  5. Resuspend חרוזים בהיקף של פעמיים חיץ ציטרט, פוספט יחסית לנפח המקורי של השעיה חרוז.

Immunoprecipitation (IP), השני העיכול RNase T1 ו dephosphorylation

  1. הוסף 20 μl של נוגדנים מצומדות חרוזים מוכן טרי מגנטי לכל מ"ל של lysate חלקית RNase T1 תא מטופלים דגירה של 15 צינורות צנטריפוגה מ"ל על גלגל מסתובב במשך שעות 1 ב 4 ° C.
  2. איסוף חרוזים מגנטיים על אספן החלקיקים המגנטיים של 15 ו -50 צינורות צנטריפוגה מ"ל (Invitrogen) ולהעביר צינורות microfuge 1.5 מ"ל.
  3. לשטוף חרוזים 3 פעמים מ"ל 1 של חיץ לשטוף IP.
  4. הוסף RNaseT1 (Fermentas, 10,000 U / μl) לריכוז סופי של U 100 / μl ו דגירה ההשעיה חרוז באמבט מים במשך 15 דקות על 22 ° C. לאחר מכן מצננים על הקרחבמשך 5 דקות.
  5. לשטוף חרוזים 3 פעמים מ"ל 1 של חיץ גבוה מלח לשטוף.
  6. חרוזים Resuspend בנפח 1 של חיץ dephosphorylation
  7. הוסף phosphatase מעיים עגל אלקליין (CIAP, חוד) לריכוז סופי של 0.5 U / μl, ו דגירה ההשעיה על 10 דקות בשעה 37 ° C.
  8. לשטוף חרוזים פעמיים מ"ל 1 של חיץ לשטוף phosphatase
  9. לשטוף חרוזים פעמיים חיץ polynucleotide קינאז (PNK) ללא DTT (ריכוז DTT הכרחי התגובה האנזימטית גבוה מספיק כדי לגרום נזק חרוזים מגנטיים).
  10. חרוזים Resuspend בכרך אחד חרוז המקורי של PNK חיץ

Radiolabeling קטעי RNA crosslinked לחלבונים immunoprecipitated

  1. כדי השעיית חרוז שתואר לעיל, להוסיף Υ-32-P-ATP לריכוז סופי של PNK μCi / μl 0.5 ו-T4 (חוד) עד 1 U / μl בכרך אחד חרוז המקורי. דגירה ההשעיה למשך 30 דקות ב 37 ° C.
  2. הוסף הלא רדיואקטיבי ATP לקבל ריכוז סופי של 100 מיקרומטר ו דגירה של 5 דקות אחר על 37 ° C.
  3. שטפו את חרוזים מגנטיים 5 פעמים עם 800 μl של PNK חיץ ללא DTT.
  4. Resuspend את החרוזים μl 70 של חיץ SDS-PAGE הטעינה.

SDS-PAGE ו electroelution של RNA-חלבון מתחמי crosslinked מן פרוסות ג'ל

  1. לדגור על השעיית radiolabeled 5 דקות בתוך גוש חום 95 מעלות צלזיוס עד לפגל ולשחרר את RBP immunoprecipitated עם RNA crosslinked ו מערבולת.
  2. הסר את חרוזים מגנטיים על מפריד ולהעביר את supernatant אל צינור נקי מ"ל 1.5 microfuge.
  3. טען 40 μl של supernatant לכל היטב Novex Bis-טריס 4-12% (Invitrogen) ג'ל precast polyacrylamide ולהפעיל את ג'ל 55 דקות ב 200 V.
  4. לפרק את תא ג'ל ולפרק את הג'ל, והשאיר אותו רכוב על צלחת אחת. כדי להקל על יישור של הג'ל על תדפיס הנייר phosphorimager, אנו ממליצים על השתלת שלוש חתיכות זעירות ג'ל רדיואקטיבי סימטרית על שלושה מתוך ארבעת הפינות של הג'ל. חלקים רדיואקטיביים ג'ל ניתן שנאספו ג'לים אשר שימשו בעבר כדי לטהר oligonucleotides סינתטי radiolabeled. עטפו את ג'ל סרט פלסטי (למשל ניילון נצמד), כדי למנוע זיהום.
  5. לחשוף את הג'ל למסך phosphorimager אטומים עבור h 1 ולדמיין על phosphorimager.
  6. יישר את הג'ל על גבי התדפיס phosphorimager באמצעות חתיכות ג'ל מושתל להתמצאות. חותכים את רצועות המתאימים בגודלם הצפוי של RBP (IGF2BP1, כ. 75 KDA) והעברה Tube D-Tube Midi Dialyzer ולהוסיף 800 חיץ μl 1x SDS פועל.
  7. Electroelute crosslinked RNA-RBP מורכבים 1x SDS ריצה חוצץ ב V 100 ל 2 ח נכרת מן הג'ל ו electroeluted ב D-Tube Dialyzer Midi (Novagen) במאגר 800 SDS μl פועל על פי ההוראות של היצרן.

Proteinase העיכול K

  1. הוסף נפח שווה של הצפת 2x K proteinase ביחס electroeluate, ואחריו תוספת של proteinase K (Roche) לריכוז סופי של 1.2 מ"ג / מ"ל. דגירה למשך 30 דקות ב 55 ° C.
  2. שחזר את הרנ"א על ​​ידי חומצי פנול / כלורופורם / רשות העתיקות החילוץ (25:24:1, pH 4.0) ואחריו החילוץ כלורופורם. הוסף 1 μl של גליקוגן (10 מ"ג / מ"ל ​​המלאי) לזרז את הרנ"א על ​​ידי הוספת 3 כרכים של אתנול. ממיסים את גלולה במים μl 10.5.

ספריית הכנה cDNA וסדר עמוק

קח את הרנ"א התאושש באמצעות פרוטוקול סטנדרטי ספריית cDNA הכנה תיאר במקור עבור שיבוט של RNAs הרגולציה קטן 19. הצעד הראשון, קשירת מתאם '3, בוצע כפי שתואר על סולם של 20 μl 10.5 באמצעות μl של ה-RNA התאושש. השתמש רצף Solexa מתאם מערכות תיאר. בהתאם לכמות של רנ"א התאושש, 5'-מתאם-3'-מתאם מוצרים ללא מוסיף עשוי להתגלות אחרי הגברה של cDNA להקות נוספות כמו PCR. במקרים כאלה, בלו המוצר PCR יותר של גודל הצפויה NuSieve 3% נקודת התכה נמוכה agarose ג'ל, elute המוצר PCR מן חתיכות ג'ל באמצעות ערכת GelElute (Qiagen) ורצף באמצעות טכנולוגיית Solexa. אחת Solexa רצף לרוץ בדרך כלל מאפשר רצף בין 6 ו - 10,000,000 נכתב כי הם מספיק לכיסוי רחב transcriptome של אתרי הקישור של חלבונים RNA מחייב.

Bioinformatic ניתוח

ניתוח bioinformatic זהירות של רצף קורא צריך לעשות כדי להשיג תובנות משמעותיות לתוך האתרים RNA ומחייבת את RBP שנבדקו, כגון אלמנט ההכרה RNA, באזורים מחייב המועדפת RBP יש (exonic לעומת intronic, קידוד רצף לעומת מתורגמים רצף). רצף קורא צריך להיות מתואם מול מסדי נתונים הגנום EST. אנחנו בדרך כלל להשתמש קורא mapping ייחודי בגנום עם עד הכניסה one אי התאמה, או מחיקה לבנות אשכולות של רצף נכתב כי אז יכול להיות מנותח נוספת. תדירות של מוטציות מאפיין את רצף באשכולות קורא, T למעברים C בעת שימוש 4-SU ו-G על מעברים בעת שימוש 6-SG, מעידים על רצפים crosslinked בהצלחה. מניסיוננו RNAs uncrosslinked שכותרתו עם 4-SU להראות מוטציה רקע שיעור של 20%. שיעור זה עולה ל כ. 50-80% על crosslinking.

תיאור מפורט של ניתוח bioinformatic ניתן למצוא חומר משלים לפרסום על ידי Hafner et al. 18

אופציונלי שלבים

קביעת רמות שילוב של 4-RNA thiouridine לתוך מסך

RNA בודד הכולל מקו ביציבות התא המבטא את RBP עניין לאחר גידול בינוני בתוספת 100 מיקרומטר 4SU 16 שעות לפני הקציר. כמו שליטה, תאים הקציר גדל ללא תוספת 4SU. RNA בודד הכולל על ידי תוספת של 3 כרכים של מגיב Trizol (Sigma) כדי לשטוף את כדורי תא ההנחיות של היצרן. בהמשך היה לטהר RNA סך באמצעות Qiagen RNeasy על פי פרוטוקול של היצרן. כדי למנוע חמצון של 4SU במהלך בידוד RNA וניתוח, להוסיף 0.1 מ"מ dithiothreitol (DTT) של מאגרים לרחוץ צעדים האנזימטית הבאים. תקציר ו-RNA סך dephosphorylated כדי נוקלאוזידים יחיד לניתוח HPLC כפי שתואר קודם לכן 20. בקצרה, בנפח 30 μl, דגירה 40 מיקרוגרם של מטוהרים RNA סה"כ היו 16 שעות ב 37 ° C עם phosphatase U 0.4 אלקליין חיידקי (וורטינגטון ביוכימיים) ו - 0.09 U ארס הנחש phosphodiesterase (וורטינגטון ביוכימיים). כסטנדרט התייחסות, להשתמש RNA 4SU שכותרתו סינתטיים, (אנחנו standardly להשתמש CGUACGCGGAAUACUUCGA (4SU) U) וגם נושא זה כדי להשלים עיכול אנזימטי. הפרד את תערובות כתוצאה של ribonucleosides ידי HPLC על גילוי Supelco C18 (סיליקה מלוכדות החלקיקים שלב 5 מיקרומטר, 250 x 4.6 מ"מ) טור שלב הפוכה (Bellefonte הרשות הפלסטינית, ארה"ב). מאגרים HPLC הם 0.1 M TEAA ב אצטוניטריל 3% (א) ו אצטוניטריל 90% במים (B). השתמש שיפוע isocratic: 0 B% במשך 15 דקות, 0-10-B% עבור 20 דקות, 10-100-B% למשך 30 דקות. החלת 5% ב 100 דקות לשטוף מיושם בין פועל כדי לנקות את הטור HPLC.

נציג תוצאות

איור 1
איור 1 (פאנל מימין) מראה תוצאה נציג של קליפ-PAR הופיע עם שורות תאים להביע את הדגל / HA-tagged IGF2BP1 עם 4-SU ו - 6-SG. ראוי לציין, כי יעילות crosslinking של 6-SG עבור IGF2BP1 נמוך יותר יעילות crosslinking עבור 4-SU. Crosslinking יעילות נמוכה תגרום רקע גבוהה יותר של רצפים נגזר שברי RNAs הסלולר בשפע ולכן כדאי לשקול קנה המידה את הניסוי בעת שימוש נוקלאוזידים photoreactive פחות יעיל.

הפאנל השמאלי של איור 1 מציג השוואה של שימוש שונה אנלוגים uridine photoreactive שיכול לשמש פוטנציאל עבור קליפ-PAR לעומת crosslinking המסורתית UV 254 ננומטר.

האינטנסיביות של הלהקה רדיואקטיבי באורך הנכון נותן לך רעיון טוב אם הניסוי PAR-Clip עבד ויש לך מבודדים רנ"א מספיק לבצע דרך קטן RNA רצף פרוטוקול (צעד אחר צעד תיאור להכנת ספריית cDNA של קטן רצף RNAs ניתן למצוא 19). תדירות של מוטציות אופייני קורא רצף, T למעברים C בעת שימוש 4-SU ו-G על מעברים בעת שימוש 6-SG, מעידים על רצפים crosslinked בהצלחה. מניסיוננו RNAs uncrosslinked שכותרתו עם 4-SU להראות מוטציה רקע שיעור של 20%. שיעור זה עולה ל כ. 50-80% על crosslinking.

Disclosures: PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

TT הוא יועץ ממייסדי מדעי כדי פרמצבטיקה Alnylam ויועץ רגולוס Therapeutics.

Acknowledgements: PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

אנו מודים לחברי במעבדה Tuschl לדיונים מועילים. MH נתמך על ידי Akademischer דויטשר Austauschdienst (DAAD). עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית השוויצרית גרנט # 3100A0 114,001 ל-MZ: TT הוא חוקר HHMI, ולעבוד במעבדה שלו נתמך על ידי NIH מענקים GM073047 ו MH08442 וקרן סטאר.

Materials: PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

Buffers and reagents

Growth medium HEK293 cells

  • DMEM
  • 10% FBS
  • 2 mM L-Glutamine
  • 100 U/ml penicillin
  • 100 U/ml streptomycin
  • 100 μg/ml hygromycin
  • 15 μg/ml blasticidin

4-thiouridine stock solution (1 M)

  • 260.27 mg 4-thiouridine
  • 1 ml DMSO

Doxycyclin stock (10 mg/ml)

  • 10 mg doxycyclin
  • 1 ml DMSO

1x NP40 lysis buffer

Prepare a stock of 5x buffer without DTT and protease inhibitors. Add DTT and protease inhibitor directly before the experiment.

  • 50 mM HEPES, pH 7.5
  • 150 mM KCl
  • 2 mM EDTA
  • 1 mM NaF
  • 0.5% (v/v) NP40
  • 0.5 mM DTT
  • complete EDTA-free protease inhibitor cocktail (Roche)

Citrate-Phosphate buffer

  • 4.7 g/l citric acid
  • 9.2 g/l Na2HPO4
  • pH 5.0

IP-wash buffer

  • 50 mM HEPES-KOH, pH 7.5
  • 300 mM KCl
  • 0.05% (v/v) NP40
  • 0.5 mM DTT (add directly before experiment)
  • complete EDTA-free protease inhibitor cocktail (Roche) (add directly before experiment)

High-salt wash buffer

  • 50 mM HEPES-KOH, pH 7.5
  • 500 mM KCl
  • 0.05% (v/v) NP40
  • 0.5 mM DTT (add directly before the experiment)
  • complete EDTA-free protease inhibitor cocktail (Roche) (add directly before the experiment)

Dephosphorylation buffer

  • 50 mM Tris-HCl, pH 7.9
  • 100 mM NaCl
  • 10 mM MgCl2
  • 1 mM DTT

Phosphatase wash buffer

  • 50 mM Tris-HCl, pH 7.5
  • 20 mM EGTA
  • 0.5% (v/v) NP40

Polynucleotide kinase (PNK) buffer without DTT

  • 50 mM Tris-HCl, pH 7.5
  • 50 mM NaCl
  • 10 mM MgCl2

PNK buffer

  • 50 mM Tris-HCl, pH 7.5
  • 50 mM NaCl
  • 10 mM MgCl2
  • 5 mM DTT

SDS PAGE loading buffer

  • 10% glycerol (v/v)
  • 50 mM Tris-HCl, pH 6.8
  • 2 mM EDTA
  • 2% SDS (w/v)
  • 100 mM DTT
  • 0.1% bromophenol blue

2x Proteinase K buffer

  • 100 mM Tris-HCl, pH 7.5
  • 150 mM NaCl
  • 12.5 mM EDTA
  • 2% (w/v) SDS

References: PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

  1. Keene, J. D., RNA regulons: coordination of post-transcriptional events. Nat. Rev. Genet 8 (7), 533 (2007).
  2. Tenenbaum, S. A. et al., Identifying mRNA subsets in messenger ribonucleoprotein complexes by using cDNA arrays. Proc. Nat. Acad. Sci. 97 (26), 14085 (2000).
  3. Gerber, A. P. et al., Genome-wide identification of mRNAs associated with the translational regulator PUMILIO in Drosophila melanogaster. Proc. Nat. Acad. Sci. 103 (12), 4487 (2006).
  4. Lopez de Silanes, I. et al., Identification of a target RNA motif for RNA-binding protein HuR. Proc. Nat. Acad. Sci. 101 (9), 2987 (2004).
  5. Greenberg, J. R., Ultraviolet light-induced crosslinking of mRNA to proteins. Nucl. Acids Res. 6 (2), 715 (1979).
  6. Wagenmakers, A. J. et al., Cross-linking of mRNA to proteins by irradiation of intact cells with ultraviolet light. Eur. J. Biochem. 112 (2), 323 (1980).
  7. Mayrand, S. et al., Structure of nuclear ribonucleoprotein: identification of proteins in contact with poly(A)+ heterogeneous nuclear RNA in living HeLa cells. The Journal of Cell Biology 90 (2), 380 (1981).
  8. Dreyfuss, G. et al., Characterization of heterogeneous nuclear RNA-protein complexes in vivo with monoclonal antibodies. Mol. Cell. Biol. 4 (6), 1104 (1984).
  9. Adam, S. A. and Dreyfuss, G., Adenovirus proteins associated with mRNA and hnRNA in infected HeLa cells. J. Virol. 61 (10), 3276 (1987).
  10. Ule, J. et al., CLIP identifies Nova-regulated RNA networks in the brain. Science 302 (5648), 1212 (2003).
  11. Licatalosi, D. D. et al., HITS-CLIP yields genome-wide insights into brain alternative RNA processing. Nature 456 (7221), 464 (2008).
  12. Yeo, G. W. et al., An RNA code for the FOX2 splicing regulator revealed by mapping RNA-protein interactions in stem cells. Nat. Struct. Mol. Biol. 16 (2), 130 (2009).
  13. Sanford, J. R. et al., Splicing factor SFRS1 recognizes a functionally diverse landscape of RNA transcripts. Genome Res. 19 (3), 381 (2009).
  14. Granneman, S. et al., Identification of protein binding sites on U3 snoRNA and pre-rRNA by UV cross-linking and high-throughput analysis of cDNAs. Proc. Nat. Acad. Sci. (2009).
  15. Guil, S. and Caceres, J. F., The multifunctional RNA-binding protein hnRNP A1 is required for processing of miR-18a. Nat. Struct. Mol. Biol. 14 (7), 591 (2007).
  16. Chi, S. W. et al., Argonaute HITS-CLIP decodes microRNA-mRNA interaction maps. Nature 460 (7254), 479 (2009).
  17. Zisoulis, D. G. et al., Comprehensive discovery of endogenous Argonaute binding sites in Caenorhabditis elegans. Nat. Struct. Mol. Biol. advance online publication (2010).
  18. Hafner, M. et al., Transcriptome-wide identification of RNA-binding protein and microRNA target sites by PAR-CLIP. Cell manuscript accepted for publication (2010).
  19. Hafner, M. et al., Identification of microRNAs and other small regulatory RNAs using cDNA library sequencing. Methods 44 (1), 3 (2008).
  20. Andrus, A. and Kuimelis, R. G., Base composition analysis of nucleosides using HPLC. Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Chapter 10, Unit 10 6 (2001).

Ask the Author: PAR-Clip - שיטה לזהות Transcriptome רחב אתרי קישור של חלבונים RNA הכבילה

18 Comments

great for learning

1

Reply

Posted by: AnonymousJuly 19, 2010, 6:37 PM

Dear Researchers,

Thank you for an excellent paper and presentation on your PAR-CLIP procedure. We are attempting to use your method on some of our own research questions.
A question regarding the crosslinking. The protocol asks for 0.15J/cm2. We are assuming the cm2 refers to the area of cells in the Petri dish, which for a 15cm plate is 177cm2. For crosslinking, that requires 26.55 J (265500 uJx100), which far exceeds the capacity of the Stratalinker.
Would you be so kind as to provide further details for the crosslinking procedure. I thank you for your time.

Sincerely,

Craig Tomlinson
Dartmouth Hitchcock Medical Center

2

Reply

Posted by: Craig TomlinsonAugust 6, 2010, 2:34 PM

Hi Craig,

I'm not from the Tuschl lab but I noticed your question (it was one I previously had myself). If you look in the stratalinker 2400 manual, they state the units of energy is actually in j/cm2, despite what it says on the front of the machine. So your good to go.
Good hunting,
MW

2.1

Reply

Posted by: MichaelNovember 21, 2011, 10:50 PM

How stable if the RNA-RNA and RNA-Protein photocrosslinking? Is it possible to denature tU-A crosslinking?

3

Reply

Posted by: QFDecember 11, 2010, 2:15 PM

The RNA-protein interaction in all CLIP procedures irreversibly creates a covalent bond between RNA and protein. You will not be able to reverse it.

3.1

Reply

Posted by: Markus HafnerDecember 13, 2010, 4:46 PM

why do we need to do dephosphorylation after IP

4

Reply

Posted by: Danny TangApril 3, 2011, 3:22 PM

It appears that in #2 under "Expanding Cells" there is an important typo ... it says to dilute the 4-SU 1:1000 from a 1M stock to get 100uM ... that's not possible. A 1:1000 dilution would be 1,000uM, but to get a 100uM working concentration you would have to do a 1:10,000 dilution. I presume that the error is in the dilution factor because the video makes it explicit that the final concentration should be 100uM. Could someone confirm this for me, either here in the comments or by sending me an email? Thanks!

5

Reply

Posted by: MatthewNovember 2, 2011, 7:15 PM

It appears that there is indeed a typo. The concentration should be 100 µM (even though 1 M also shows no toxicity - however, we did not check the incorporation rate) and the appropriate dilution from a 1 M stock is 1:10,000.

5.1

Reply

Posted by: Markus H.November 7, 2011, 2:29 PM

Thanks for getting back to me so quickly! I just finished my first PAR-CLIP experiment and have RNA in hand. Two more questions:

1) Your 2008 Hafner reference for making a cDNA library uses a starting pool of RNAs that is different from that in PAR-CLIP because there should be phosphates at both the 5' and 3' ends in PAR-CLIP (based on the way RNase T1 cuts and the use of T4 PNK to add a radiophosphate to the 5'). The Hafner 2008 protocol uses 5' -Phosphate and 3' hydroxyl, so what adapters or modified protocol did you use for the PAR-CLIP RNAs with phosphates at both ends...?

2) What was the size range of RNA fragments/sequence reads from the library? From what I gather in your Cell paper it ranged from 23-35 nucleotides, but I'm not sure if that's a limit of the sequence/cycle length...

5.1.1

Reply

Posted by: MatthewNovember 30, 2011, 5:12 PM

Hi Matthew,
1.) there is no 3'P after CIP treatment (this is also the reason for the CIP). It is also important to chase the hot PNK labeling with cold ATP to make sure that every 5' end is phosphorylated.
2.) I usually cut out everything between 19 and ~50 nt. When you try the experiment and run the recovered RNA on a gel you will find that the majority will be of ~20-25 nt length - hence the size distribution after sequencing.

I hope this helps.

5.1.1.1

Reply

Posted by: Markus H.December 1, 2011, 10:08 AM

Thanks for your quick reply, though I'm still a bit confused. 1) I thought CIP removes phosphates only at 5' end of ssRNA, and PNK would add phosphates only to the 5' end ... ? Can you tell me the phospho/hydroxy status of all RNAs at the end of a PAR-CLIP RNA extraction just to be clear? 2) When you say "cut out everything" you mean after the addition of the adapters when you purify via PAGE, right? (sorry for all the questions, I'm just not sure how to proceed to library making based on the status of the RNA fragments at the end of PAR-CLIP)

5.1.1.1.1

Reply

Posted by: MatthewDecember 1, 2011, 1:15 PM

Just checked with NEB and you're right: CIP removes phosphates at both 5' and 3' ends, and T4 PNK adds phosphates to the 5' end and removes any leftover phosphoryl groups at the 3' end. So the resulting RNAs should be 5' phospho and 3' hydroxyl!

5.1.1.1.2

Reply

Posted by: MatthewDecember 1, 2011, 1:41 PM

Yes - this is the way the cDNA preparation protocol is supposed to work.

5.1.1.1.2.1

Reply

Posted by: Markus H.December 1, 2011, 4:00 PM

Hi Markus,
I have one question about cutting out the band. You mentioned you usually cut out between 19 and ~50 nt, that is between ~6 kDa and ~17 kDa. Supposing my protein of interest is ~40 kDa, do I need to cut between 46 and 57 kDa?
Thanks,
Nian

5.1.1.1.3

Reply

Posted by: Nian L.April 26, 2013, 4:06 PM

Upon delivery the Stratalinker is equipped with 254nm bulbs; when changing the bulbs to 365nm did you re-calibrate the device? Or did you just trust it anyways and enter 1500 uJ/cm2x100? Measuring with an external UV-meter leads to highly different exposure times than using this setting (exposure would just be around 4-8 seconds in this case). Do you remember how long the exposure time normally is?
Thanks

6

Reply

Posted by: RomanJanuary 5, 2012, 12:53 PM

When reequipping the Stratalinker with 365 nm bulbs it has to be recalibrated by the company.
Also take care not to obscure the UV detector with the trays holding the samples. With us the irradiation time is somewhere around 2 mins.
Hope this helps.

6.1

Reply

Posted by: Markus H.January 5, 2012, 3:03 PM

Hi, I have a stupid question. The eluted RNA-protein complex is radioactive. Will there be residual radioactivity carried over to the cDNA library that might jeopardize my ability to send samples to outside vendor for high throughput sequenicing?

7

Reply

Posted by: JonFebruary 23, 2012, 12:49 AM

The RNA gets hydrolyzed before PCR (or during the PCR) and the PCR product purified on a gel, so no. There should not be any radioactivity left in the sample.

7.1

Reply

Posted by: Markus H.February 23, 2012, 11:56 AM

Hi, Do you have any good antibody to recommend as a positive control?

R

8

Reply

Posted by: RMarch 6, 2012, 12:12 PM

Hi R,
we have successfully used the AGO2 antibody (Millipore, http://www.millipore.com/catalogue/item/04-642).
There was a problem with one lot number, but this should have been corrected.

8.1

Reply

Posted by: Markus H.March 12, 2012, 12:08 PM

Hi, I was wondering why the RNaseT1 digest is done at 22C and not 37C? Thanks.

10

Reply

Posted by: Priya B.June 11, 2012, 4:31 PM

Hi,

We were looking into purchasing a stratalinker for Clip and northern blot analyses. However, Stratagene was bought out and the stratalinker has been discontinued. Does anyone know of a recommendable alternative?

Thank you,
LR

11

Reply

Posted by: Labib R.July 12, 2012, 6:13 PM

I've been trying to run experiments with 4-SU and 365nm crosslinking, but it seems that the crosslinking efficiency is not good and I do not know what else to troubleshoot. Do you have any advice? I saw above that it took about 2 minutes for you to crosslink. My crosslinker doesn't take that long; should I extend the time to ensure better results? Is the distance from the bulbs important? Is there something special about the 4-SU (sigma) before adding it to your cells? Sorry for the simple question, but I'm out of ideas.
-Matt

12

Reply

Posted by: AnonymousSeptember 17, 2012, 6:27 PM

The Sigma 4SU should be fine. But I would suggest using a positive control - e.g. HEK293 and compare uptake via HPLC (as described in the various Methods publications) - or check the intensity of a PAR-CLIP band for an RBP for which a good antibody is available. Check IP efficiency. If you find out that the incorporation rate of 4SU is low, vary the 4SU concentration (1 mM is still fine e.g. in HEK293) - you can also vary the incorporation time; if the cells proliferate very rapidly, the 4SU may already be used up in the overnight labeling.
It appears that insect cells have a hard time taking up 4SU - it might help to split them directly into the $SU containing medium. Yeast are able to take up 4-thiouracil (the base itself).

Just a number of suggestions off the top of my head.

12.1

Reply

Posted by: Markus H.September 17, 2012, 7:18 PM

Another quick question: did you just buy 4-SU from Sigma and add it directly to the cells? I see that it has to be phosphorylated before it can be incorporated into RNA. Does this happen in vivo after uptake?

14

Reply

Posted by: AnonymousSeptember 18, 2012, 3:17 PM

4SU from Sigma worked perfectly fine for us. All nucleoside analogues have to be triphosphorylated before they can be incorporated into nascent RNA. This happens after uptake. Note that triphosphorylated and therefore highly charged compounds cannot cross the membrane.

14.1

Reply

Posted by: Markus H.September 18, 2012, 7:14 PM

I did a miseq run with an Ago2 precipitated sample and see that 40% of my reads are clusters of "As". Not sure why. According to the RNase T1 that I checked by radioactivity, it looked like it gave me a good band on the gel which I purified and then proceeded with the experiment. So it should not be polyadenylated RNA. Have any of you seen anything like this?

15

Reply

Posted by: Go G.November 1, 2012, 7:20 PM

check with your sequencing expert. It may be that the miseq software reports an A by default if there is no signal in the cycle. This means that your inserts were very short - and then the software added the A's after sequencing out of the adapter.

15.1

Reply

Posted by: Markus H.November 2, 2012, 12:36 PM

What percentage of your reads in a Hiseq sequencing are expected to align to human? Is there noise due to increased RNAseT1?

18

Reply

Posted by: Go G.December 12, 2012, 7:13 PM

the fraction of reads mapping to the genome depends on 1.) the amount of RNA recovered and 2.) on the purity of the RNA ligase enzymes used in the cDNA preparation. if they contain bacterial RNA sequences you can get a substantial (up to 70% or more) fraction of sequences mapping to bacterial rRNA.

20

Reply

Posted by: Markus H.December 17, 2012, 9:18 AM

Hi Dr.
I am Renata Romero, I'm from Mexico City and I wonder if this technique can be implemented in tissues.

Thank you.

Best regards

21

Reply

Posted by: RENATA R.February 26, 2013, 8:06 PM

You need to find a way to get 4SU into the tissues - at least for worms that is possible (Jungkamp et al., Mol. Cell, 2012). Otherwise you will have to rely on another method, such as iCLIP.

21.1

Reply

Posted by: Markus H.February 27, 2013, 1:31 PM

Hello, could you please explain why there is a high-salt wash step at 500mM KCl? Thank you!

22

Reply

Posted by: Al A.March 27, 2013, 6:32 PM

Hello,

Could you help me with some problems?
1. I am wondering what control (IgG coupled beads or just beads only) did you use for PAR-CLIP and further bioinformatics analysis?
2. Why you choose small RNA library but custom cDNA library. I want to purify pull-downed RNAs after second RNase T1 for cDNA library construction and RNA-seq. So the steps for RNA end modificatin could be omitted. Do you think it is feasible?

Thanks very much.

23

Reply

Posted by: Xu Z.May 10, 2013, 6:46 AM

1. Please read the review by Ascano et al in WIRes RNA (2012) - there we discuss the issues with the controls.
2. The standard RNAseq cDNA library construction of course never works for small RNAs. Here you need to go for small RNA cDNA construction.

23.1

Reply

Posted by: Markus H.May 10, 2013, 8:43 AM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Waiting
simple hit counter