Aquí, se describe un ensayo in vitro libre de anticuerpos para el análisis directo de la actividad de la metiltransferasa en ARN sintético o transcrito in vitro.
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Artículo de método
Aquí, se describe un ensayo in vitro libre de anticuerpos para el análisis directo de la actividad de la metiltransferasa en ARN sintético o transcrito in vitro.
Hay más de 100 modificaciones químicamente distintas del ARN, dos tercios de las cuales consisten en metilaciones. El interés por las modificaciones del ARN, y especialmente las metilaciones, ha resurgido debido a los importantes roles desempeñados por las enzimas que las escriben y borran en procesos biológicos relevantes para la enfermedad y el cáncer. Aquí, se proporciona un ensayo in vitro sensible para el análisis preciso de la actividad del escritor de metilación de ARN en ARN sintéticos o transcritos in vitro. Este ensayo utiliza una forma tritiada de S-adenosyl-metionina, lo que resulta en el etiquetado directo de ARN metilado con tritio. La baja energía de la radiación de tritio hace que el método sea seguro, y los métodos preexistentes de amplificación de la señal de tritio, permiten cuantificar y visualizar el ARN metilado sin el uso de anticuerpos, que son comúnmente propensos a los artefactos. Si bien este método está escrito para la metilación del ARN, pocos ajustes lo hacen aplicable al estudio de otras modificaciones de ARN que pueden ser etiquetadas radiactivamente, como la acetilación de ARN con 14C de coenzima A. En general, este ensayo permite evaluar rápidamente el ARN condiciones de metilación, inhibición con inhibidores de moléculas pequeñas, o el efecto de ARN o enzimas mutantes, y proporciona una poderosa herramienta para validar y expandir los resultados obtenidos en las células.
El ADN, el ARN y las proteínas están sujetos a modificaciones que regulan estrechamente la expresión génica1. Entre estas modificaciones, las metilaciones se producen en los tres biopolímeros. El ADN y las metilaciones de proteínas han sido muy bien estudiados durante las últimas tres décadas. Por el contrario, el interés por la metilación del ARN se ha reinado recientemente a la luzde las importantes funciones que desempeñan las proteínas que escriben, borran o unen las metilaciones del ARN en el desarrollo y la enfermedad 2. Además de las funciones más conocidas en los abundantes ARN ribosomales y de transferencia, las vías de metilación del ARN regulan la estabilidad específica del ARN mensajero3,4, empalme5 y la traducción6,7, procesamiento de miRNA8,9 y pausa transcripcional y liberación10,11.
Aquí, se informa de un método simple y robusto para la verificación in vitro de la actividad de la met-fitransferasa de ARN en el entorno de un laboratorio de biología molecular (resumido en la Figura1). Muchos estudios evalúan la actividad de un ARN metiltransferasa a través de la mancha de puntos con un anticuerpo contra la modificación del interés del ARN. Sin embargo, el punto-blot no verifica la integridad del ARN al incubar con el ARN metiltransferasa. Esto es importante porque incluso pequeñas contaminaciones de proteínas recombinantes con nucleasas pueden conducir a la degradación parcial del ARN y resultados de confunción. Además, incluso los anticuerpos de modificación de ARN altamente específicos pueden reconocer ARN no modificados con secuencias o estructuras específicas. El ensayo de ARN metiltransferasa in vitro notificado aquí aprovecha el hecho de que la S-adenosyl metionina puede ser tritida en el donante del grupo metilo (Figura1), lo que permite que el ARN metilado se detecte con precisión sin el uso de anticuerpos . Se proporcionan instrucciones para la transcripción in vitro y la purificación de una transcripción de interés y pruebas de la metilación de dicha transcripción por la enzima de interés. Este método es flexible y robusto, y se puede ajustar de acuerdo a las necesidades de cualquier proyecto dado. Por ejemplo, se pueden utilizar ARN transcritos y purificados in vitro, ARN sintetizados químicamente, pero también ARN celulares. Este ensayo proporciona información cuantitativa en forma de recuentos de centelleo, así como información cualitativa al mostrar dónde se ejecuta exactamente el ARN metilado en un gel. Esto puede proporcionar una visión única de la función de un ARN metiltransferasa, particularmente cuando se utiliza ARN celulares como sustrato, ya que proporciona un método para observar directamente el tamaño del ARN o ARN que están dirigidos a la metilación.
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1. Transcripción in vitro y purificación en gel del ARN objetivo
2. Ensayo de ARN metiltransferasa in vitro
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Reacción de transcripción in vitro
Figura 2 A representa una carrera típica de una reacción de transcripción in vitro con la polimerasa de ARN T7 del ARN 7SK, que es un ARN relativamente corto (331 nt) y altamente estructurado. Como se muestra en esa imagen sin procesar, hay varias bandas no deseadas, tanto más cortas como más largas que 7SK, probablemente resultantes de eventos de iniciación o terminación de transcripción aleatoria. Debido a esto, la pur...
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Aquí, se informa de un método simple y robusto para la verificación in vitro de la actividad de la metiltransferasa de ARN hacia transcripciones específicas. El ensayo aprovecha el hecho de que S-adenosyl metionina puede ser trititada en el donante del grupo metilo (Figura1), lo que permite que el ARN metilado se detecte con precisión sin el uso de anticuerpos. Sin embargo, es importante tener en cuenta que este ensayo no puede indicar qué residuo o grupo químico es metilado por la enzima. P...
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Los autores no tienen nada que revelar.
Los autores quieren agradecer al Dr. Turja Kanti Debnath por su ayuda con ChemDraw. La investigación en el laboratorio xhemalé e cuenta con el apoyo del Departamento de Defensa - Programa de Investigación Médica Dirigido por el Congreso - Premio De ruptura del cáncer de mama (W81XWH-16-1-0352), NIH Grant R01 GM127802 y fondos de puesta en marcha del Instituto de Celulares y Biología Molecular y la Facultad de Ciencias Naturales de la Universidad de Texas en Austin, EE. UU.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 10 bp DNA Ladder | Invitrogen | 10821-015 | 10 bp Kit de escalera de ADN. |
| Persulfato de amonio al 10% (APS) | N/A | N/A | Para el gel de poliacrilamida desnaturalizante con urea (Para 10 mL, disuelva 1 g en 8 mL de agua milliQ; ajuste el volumen a 10 mL con agua milliQ; filtre la solución con una jeringa de 10 mL equipada con un 0.45 µ Filtro M). |
| 10X Tampón | TBE N/A | N/A | Para gel de poliacrilamida desnaturalizante con urea (Para 1L, añadir 108 g de Tris Base, 55 g de Ácido Bórico a un cilindro con una barra agitadora; añadir 800 mL de agua destilada y dejar disolver; añadir 40mL de 0,5 M de Na2EDTA 0,5 M (pH 8,0); ajustar el volumen a 1L con agua milliQ; filtrar la solución con un 0,22µ Filtro M). |
| 10X TBS | N/A | N/A | Para 1L, añadir 60,5 g de Tris Base, 87,6 g de NaCl a un cilindro con una barra agitadora; añadir 800 mL de agua destilada y dejar disolver; ajustar el pH a 7,5 con HCl concentrado; ajustar el volumen a 1L con agua milliQ; filtrar la solución con un 0,22 µ Filtro M. |
| Acrilamida: Bis-Acrilamida 29:1 (40% Solución/Electroforesis), Fisher BioReagents | Fisher | BP1408-1 | Para gel de poliacrilamida desnaturalizante con urea. |
| ADENOSIL-L-METIONINA, S-[METIL-3H]; (SAM[3H]) | Perkin Elmer | NET155V250UC | Para la metilación in vitro del ARN; Concentración = 1,0 mCi/mL; Actividad específica = 17,1 Ci/mmol; Molaridad= (1.0 Ci/L)/(83.2 Ci/mmol) = 0.0584 mmol/L = 58.4 µM. Al recibir el tubo 3H-SAM congelado, descongélelo a 4 grados; C, hacer 20 y micro; L alícuotas, y congelarlas a -30°C. Nunca vuelva a congelar y reutilizar una alícuota parcialmente utilizada. |
| Casetes de autorradiografía Amersham Hypercassette | GE Healthcare | RPN11649 | para la exposición en gel de autorradiograma. |
| Amersham Hyperfilm MP GE | Healthcare 28906846 | Para la exposición en gel de autorradiograma. | |
| Contador de centelleo Beckman | Beckman | LS6500 | Para el conteo de centelleo líquido. |
| Biorad Mini Sistema de Electroforesis Horizontal | Biorad | 1704466 | Mini Sistema de Electroforesis Horizontal. |
| cOmplete Mini Inhibidor de la Proteasa sin EDTA Cocktail Tablets Roche | Applied Science | 4693159001 | Para una solución 20X, disuelva 1 tableta en 0,525 mL de agua libre de nucleasas. |
| Criterion Cell | Biorad | 345-9902 | Casete vacío sin RNasa para gel de poliacrilamida. |
| Criterio Cassettes vacíos | Biorad | 1656001 | Célula de electroforesis vertical de formato midi. |
| Espectrofotómetro de microvolumen DeNovix DS-11 Espectrofotómetro | DeNovix | DS-11-S | para medir la concentración de ADN y ARN. |
| Ecoscint Original | National Diagnostics | LS-271 | Para el recuento de centelleo líquido. |
| Fisherbrand 7mL HDPE Scintillation Vials Fisher | 03-337-1 | Para el conteo de centelleo líquido. | |
| Potenciador de autorradiografía de acción rápida Fluoro-Hance | RPI CORP | 112600 | Para el pretratamiento de gel de autorradiograma. |
| Secador de gel | Biorad | 1651745 | Para secar gel. |
| Tampón de carga de gel II | Ambion | AM8547 | Para cargar ARN en gel de urea de poliacrilamida desnaturalizante (composición: 95% Formamida, 18 mM EDTA y 0,025% SDS, Xileno Cianol y Azul de Bromofenol). |
| Puntas de escisión de gel desechable GeneCatcher | Gel Company NC9431993 | Para eliminar bandas de geles de agarosa y poliacrilamida. | |
| Kit Megascript | Ambion | AM1333 | Para transcripción in vitro con ARN polimerasa T7. |
| Contenedor Perfectwestern Extralarge | Genhunter Corporation | NC9226382 (transparente)/ NC9965364 (negro) | Caja de tinción en gel. |
| pRZ | Addgene | #27663 | Plásmido para producir transcripciones in vitro con extremos homogéneos |
| Qiagen RNeasy MinElute | Cleanup Qiagen | 74204 | Para la limpieza de ARN, utilice el protocolo modificado proporcionado en el protocolo. |
| Kit de extracción de gel QIAquick (50) | Qiagen | 28704 | Kit para la extracción de gel y limpieza de fragmentos de dsDNA utilizados para la transcripción in vitro. |
| Saran Premium Plastic Wrap | Saran Wrap | Amazon | Para secar gel. |
| SYBR Gold | Invitrogen | S11494 | Tinción de gel de ácido nucleico ultra sensible. |
| SYBR Safe | Invitrogen | S33102 | Tinción de gel de ácido nucleico. |
| TE | Sigma | 93283-100ML | 10 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA disódico, pH 8.0 |
| TEMED | Fisher | 110-18-9 | Para gel de poliacrilamida desnaturalizante con urea. |
| Termomezclador con SMARTBLOCK 24X 1.5mL TUBES | eppendorf | 5382000023/5361000038 | Para la incubación a temperatura controlada de tubos de 1.5mL. |
| TOPO TA Cloning Kit | technologies | Kits para la clonación rápida de la polimerasa Taq– productos de PCR amplificados en vectores que contienen promotores T7 y/o SP6 para la transcripción de ARN in vitro. | |
| TURBO DNasa (2 U⁄ y micro; L) | Ambion | AM2238 | Para la eliminación de ADN de reacciones de transcripción in vitro. |
| Urea | Sigma | 51456-500G | Para gel de poliacrilamida desnaturalizante de urea. |
| Papel Whatman 3MM | GE Healthcare | 3030-154 | Papel de cromatografía para gel de secado. |
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