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Telomere sind die sich wiederholenden DNA-Sequenzen, die am Ende der Chromosomen vorhanden sind. Sie haben Tandemwiederholungen von TTAGGG und bewahren die Genomintegrität, indem sie das Chromosom sowohl vor dem Ausfransen als auch vor dem Endreplikationsproblem schützen, was bedeutet, dass ein Teil des 3'-Überhangs nicht von der DNA-Polymerase 1,2 repliziert werden kann. Kurze Telomere führen zu Chromosomenanomalien in den Zellen, wodurch die Zellen in einem Stadium, das als replikative Seneszenz bezeichnetwird, dauerhaft blockiert werden 3. Kurze Telomere verursachen auch eine Vielzahl anderer Probleme, wie z. B. die Dysfunktion der Mitochondrien 4,5 und die Dysfunktion der Zellen.
DNA-Telomerwiederholungen gehen verloren, wenn sich die Zelle teilt, mit einem durchschnittlichen Verlust von 25 bis 200 bp pro Jahr 6, was nach einer bestimmten Anzahl von Teilungen zu einer zellulären Seneszenz führt6. Das Altern ist mit einer höheren Häufigkeit von Komorbiditäten verbunden, die durch eine Verkürzung der Telomerlänge gekennzeichnet ist7. Die Analyse von Telomerrestriktionsfragmenten (TRF), wie sie von Mender beschrieben wird, ist eine sehr teure Methode8. Aus diesem Grund wird es in den meisten Studien bei der Quantifizierung der Telomerlänge nicht implementiert.
Gegenwärtig verwenden die meisten epidemiologischen Studien quantitative Messungen der Telomerlänge auf Basis der quantitativen Polymerase-Kettenreaktion (qPCR). Die qPCR-basierte Methode ist jedoch eine relative Messmethode, da sie das Verhältnis zwischen Telomeren und Einzelkopien-Genamplifikationsprodukten und nicht die absolute Telomerlänge misst. Die Telomerlängenmessung mit dem TRF-Protokoll ist die Goldstandardmethode, da sie die Telomerlängenverteilung in der Probe messen kann und die Messungen in absoluten Werten in Kilobasen (kb) ausgedrückt werden können. Seine Verwendung ist jedoch begrenzt, da es umständlich, arbeitsintensiv und kostspielig ist. In dieser Arbeit stellen wir ein optimiertes Protokoll zur Telomerlängenmessung mit Chemilumineszenz-basierten TRFs vor.
Die TRF-Analyse umfasst sieben Hauptschritte: 1) Kultivierung von Zellen für die genomische DNA-Extraktion, 2) genomische DNA-Extraktion mit der Phenol:Chloroform:Isoamylalkohol (P:C:I)-Methode, 3) Restriktionsverdauung genomischer DNA, 4) Agarose-Gelelektrophorese, 5) Southern-Blotting des Restriktionsverdau-DNA-Fragments, 6) Hybridisierung und Detektion über Chemilumineszenz-Die immobilisierte Telomersonde wird durch ein hochempfindliches chemilumineszentes Substrat für alkalische Phosphatase, Dinatrium-2-Chlor-5-(4-methoxyspiro[1,2-dioxetan-3,2′-(5-chlortricyclo[3.3.1.13.7]decan])-4-yl]-1-phenylphosphat (CDP-Star)-und 7)-Analyse visualisiert, um Informationen über die mittlere Telomerlänge und -reichweite aus diesen Telomerausstrichen zu erhalten.