Ici , nous utilisons la méthodologie FISH pour suivre LINE-1 retrotransposition au niveau des noyaux unique étalements de chromosomes de lignées cellulaires HepG2 exprimant de façon stable LINE-1 synthétique.
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Article de méthode
Ici , nous utilisons la méthodologie FISH pour suivre LINE-1 retrotransposition au niveau des noyaux unique étalements de chromosomes de lignées cellulaires HepG2 exprimant de façon stable LINE-1 synthétique.
L’élément nucléaire intercalé long 1 (Line-1 ou L1) représente environ 17 % de l’ADN présent dans le génome humain. Alors que la majorité des L1sont inactifs en raison des troncatures de 5', ~80 à 100 de ces éléments restent compétents en rétrotransposition et se propagent à différents endroits du génome via des intermédiaires d’ARN. Alors que l’on pense que les anciennes L1 ciblent les régions riches en AT du génome, les cibles chromosomiques des L1 plus récentes et plus actives restent mal définies. Nous décrivons ici la méthodologie d’hybridation in situ en fluorescence (FISH) qui peut être utilisée pour suivre les modèles d’insertion de L1 et les taux d’incorporation ectopique de L1 au niveau du noyau unique. Dans ces expériences, des sondes de néomycine marquées à la fluorescéine isothiocyanate/cyanine-3 (FITC/CY3) ont été utilisées pour suivre la rétrotransposition in vitro de L1 dans des cellules HepG2 exprimant de manière stable L1 ectopique. Cette méthodologie permet d’éviter les erreurs dans l’estimation des taux de rétrotransposition posés par la toxicité et de tenir compte de l’apparition d’insertions multiples dans un seul noyau.
Human long Interspersed nucléaire Element-1 (Line-1 ou L1) est un élément mobile autonome qui se propage dans le génome par un "copier-coller" mécanisme de retrotransposition. A L1 humain typique est environ 6 kb et consiste en un 5'UTR (région non traduite) qui sert de promoteur, deux cadres de lecture ouverts (ORF): L1 et L1 -ORF1 -ORF2, et un 3'UTR avec un polyA . queue L1 protéine -ORF1 a trois domaines distincts: un domaine bobine-bobine, ARN reconnaissance Motif et domaine C-terminal, alors que la protéine L1 -ORF2 a endonucléase, la transcriptase inverse et cystéine riches domaines 1,2,3,4,5. L1 -ORF1 présente des activités chaperonnes d'acide nucléique, tandis que L1 -ORF2 fournit des activités enzymatiques, avec les protéines nécessaires à la rétrotransposition 1,2,6.
Un cycle de L1 retrotransposition commence par la transcription de la 5'UTR de L1 ARNm bicistronique par l'ARN polymérase II, translocation dans le cytoplasme, et la traduction. Dans le cytoplasme, L1 -ORF1 présente soit cis de liaison d' où elle conditionne son propre ARN ou trans liaison d' où elle emballe les autres ARN (c. -à- SINE / SVA / pseudogènes) pour former une particule de ribonucléoprotéine (RNP) avec L1 -ORF2p 7, 8. RNP translocation dans le noyau où l'activité d'endonucléase de L1 -ORF2p pseudos ADN génomique (ADNg) pour exposer un groupe OH - groupe 9, qui est à son tour utilisé par la transcriptase inverse pour amorcer et inverse l' ARN synthétisent l'ADN de l' extrémité 3 '. Lors de la synthèse inverse, le second brin d'ADN est entaillé 7-20 pb à partir du site nick d' origine pour créer des pauses décalées qui sont remplis pour former les signatures insertion L1 séquences (par exemple, TTTTAA) appelés duplications site cible (DNT) 9,10. Ce processus est connu comme cible principale transcription inverse (TPRT) et conduit à Insertisur des copies complètes ou tronquées de L1 / DNT avec d' autres ADN aux deux extrémités de la séquence insérée L1 rétrotransposition a également été démontré. médié par TPRT analogue à la fin de jonction non homologue dans certains types de cellules 11.
Le vecteur L1 rétrotransposition utilisé dans nos études est non épisomiques et se compose de tagged L1 -ORF1 & 2p commandés par des promoteurs CMV L1-5'UTR combinés (figure 1) 12. Les versions antérieures de cette construction ont été décrits dans des études utilisant des levures et des cultures de cellules humaines 13,14,15. Deux promoteurs CMV distincts situés aux extrémités 5 'et 3' du vecteur, à l'extrémité 3 'placé dans une orientation inverse pour diriger l'expression de la néomycine après épissage et d'intégration. La cassette d'indicateur de rétrotransposition à l' extrémité 3 ' se compose d'un gène inséré anti - sens à la néomycine L1 -ORFs et rendu inactif par séparation en deux moitiés par une bouledans l' intron avec le donateur épissage (SD) et accepteur épissage (SA) sites (figure 1). Lors de l' intégration dans un chromosome, L1 est transcrit à partir du promoteur commun pour produire un ARNm qui est constitué d'un ARNm bicistronique et de l' ARNm néomycine inactif. Au cours du traitement de l'ARN, l'intron de globine est épissé du gène de la néomycine pour restaurer un gène de néomycine complètement fonctionnel. L'ARNm hybride est emballé dans un RNP en cis et translocation dans le noyau où il est intégré dans le génome comme étant soit pleine longueur ou tronquées insertions en utilisant TPRT.
Nous décrivons ici une méthode qui utilise l' hybridation fluorescente in situ (FISH) avec des sondes spécifiquement dirigés au gène de la néomycine épissé (Sneo) pour suivre les habitudes de -retrotransposiition L1 et les taux d'insertion au niveau du noyau unique. L'efficacité et la spécificité de la détection a été confirmée en utilisant retrotransposition compétent et constructions incompétents et sondes pour detect Sneo ou la néomycine et globine intron jonction 16. Cette méthodologie représente pour certaines des lacunes des tests de rétrotransposition à base de culture cellulaire, tels que des insertions multiples, la résistance des colonies et l'expansion du clone favorable.
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Remarque: Toutes les étapes doit être effectuée à la température ambiante, sauf indication contraire. S'il vous plaît se référer à la section Réactifs pour plus de détails sur la façon de préparer des réactifs individuels.
1. Étiquetage L1 Sondes
REMARQUE: Les sondes peuvent être marquées par un marquage chimique ou PCR.
2. Préparation des étalements chromosomiques
3. Fluorescence In Situ Hybridation (FISH)
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Un diagramme schématique du vecteur rétrotransposition L1 est présenté dans la figure 1. Le vecteur est constitué d'un gène de la néomycine dans l' orientation antisens par rapport à L1 ORFs qui est interrompu par un intron de globine dans l' orientation sens et pris en sandwich par les sites SD et SA. Quand intégré de façon stable dans un chromosome, L1 ARNm est transcrit à partir du promoteur CMV et le combiné L1-5'UTR
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Des méthodologies telles que le séquençage du génome entier, PCR inverse et dans le sud - blot ont été utilisées pour étudier L1 retrotransposition. Bien que ces méthodes sont extrêmement utiles pour localiser où insertions L1 se produisent dans les génomes, un défi de confusion pour chacun d'eux est la nécessité pour la programmation in-silico pour réassembler des séquences. La méthodologie FISH décrite ici est conçue pour compléter ces méthodes, en particulier dans le cas des études néce...
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Les auteurs déclarent aucun conflit d'intérêts potentiels.
Ce travail a été soutenu en partie par des subventions de l’Institut national des sciences de la santé environnementale (ES014443 et ES017274) et d’AstraZeneca à KSR.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Sondes de marquage | |||
| Go Tag ADN polymérase | Promega | M3178 | |
| GO Tag 10x tampon incolore | Promega | M3178 | |
| Individual dNTP | Sigma | DNTP10 | Ajuster la concentration de dATP, dGTP, dCTP à 2 ; mM et dTTP à 1,5 ; mM dans de l’eau sans nucléases. |
| dUTP-16-Biotine (0,5 mM) | Roche | 11093070910 | |
| dUTP-FITC (0,5 € ; mM) | Thermo Scientific | R0101 | |
| dUTP-CY3 (0,5 ; mM) | Sigma | GEPA53022 | |
| MIRUS FISH Labellisation Kit d’étiquetage | MIRUS | MIR3625 | |
| MIRUS FISH | MIRUS | MIR3225 | |
| NucleoSpin PCR Clean-Up Kit ; | Qiagen | 1410/0030 | N’importe quel réactif de nettoyage PCR peut être utilisé à la place de NucleoSpin PCR Clean Up Kit |
| PCR Machine | N’importe quelle machine Thermocycler peut être utilisée pour amplifier le produit d’étiquetage. | ||
| Agarose | Sigma | A9539 | |
| Preparation chromosome spreads | |||
| Colcemid | Life Technologies ; | 15212-012 | Ajouter le colcémidé directement dans le milieu de croissance jusqu’à une concentration finale de 0,4 et micro ; g/ml |
| 1 ; M KCl | Sigma | P9541 | Dilué 1 ; M KCl solution à 75 ; Solution mM pour faire une solution hypotonique |
| fixatrice | Mélangez 3 volumes de méthanol et 1 volume d’acide acétique pour faire une solution fixatrice Carnoy. Make Fresh à chaque fois. | ||
| Méthanol | Sigma | 322415 | |
| Acide acétique | Sigma | 320099 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Dissoudre Hoechst-33342 dans le PBS jusqu’à une concentration finale de 1 ; mg/ml. |
| Marqueur à pointe de diamant | Thermo Scientific | 750 | |
| Lames givrées | Thermo Scientific | 2951-001 | |
| Trypsine-EDTA (0,25 %) | Life Technologies ; | R001100 | Pour détechiser les cellules, incubez la cellule dans de la trypsine pendant 5 min et inactive avec un volume égal de milieu complet. |
| Lames de couverture | VWR | 48366067 | |
| Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| Heat Block | N’importe quel bloc chauffant peut être utilisé à cet effet, bien que des blocs montés pour les lames chauffantes soient recommandés. | ||
| Bécher (600 ; ml) | Sigma | CLS1003600 | Remplissez le bécher d’eau, faites chauffer à ébullition, utilisez la vapeur chaude pour faire éclater les chromosomes. |
| Microscope Nikon | Nikon | 125690 | N’importe quel microscope peut être utilisé pour examiner la qualité de la diffusion. |
| Réactifs et matériaux pour FISH | |||
| Trisodium | citrate Sigma | S1804 | |
| Sodium Chroride | Sigma | S3014 | |
| Formamide | Sigma | F9037 | |
| Tween-20 | Sigma | F1379 | |
| Detran Sulfate | Sigma | D8906 | |
| SDS | Sigma | L3771 | |
| Saumon Spermatozoïde ADN | Life Technologies ; | 15632-011 | |
| Albumine sérique bovine (BSA) | Sigma | A8531 | |
| HCl (N) | Sigma | 38283 | |
| Alcool éthylique | Sigma | 459844 | |
| DPBS | Life Technologies ; | 14190-250 | |
| NaOH | Sigma | S8045 | |
| Rnase A | Sigma | R4642 | |
| Pepsin | Sigma | P6887 | |
| Paraformaldéhyde (PFA) | Sigma | P6148 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Dissoudre Hoechst-33342 dans le PBS à une concentration finale de 1 ; mg/ml. |
| Ciment de caoutchouc/Scellant Cytobond ; | 2020-00-1 | ||
| Seven Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| Dark Chambre humidifiée | Sigma | CLS2551 | |
| Lames de couverture | VWR | 48366067 | |
| Dry Digital Heat Block | VWR | 13259 | |
| Microscope | |||
| 20x Citrate salin-sodium (20x SSC) | Mélanger 175 g de NaCl et 88,2 g de citrate trisodique avec 800 ml de H2O. Agiter en ajustant le pH 7. Une fois que tous les sels se dissolvent, ajustez le volume à 1 L et filtrez à travers 0,22 & micro ; m Papier filtre. Conserver à 4 °C. | ||
| 1 ; mg/ml de Rnase A | Diluer 20x tampon SSC pour 2x tampon SSC. Dissoudre la RNase A dans 2 tampons SSC jusqu’à une concentration finale de 1 mg/ml. Préparez une solution fraîche à chaque fois. | ||
| Pepsine | Dissoudre la pepsine (P/V) dans 10 mM de HCl jusqu’à une concentration finale de solution à 1 %. Faites du frais à chaque fois. | ||
| 4 % de paraformaldéhyde (4 % de PFA) | Peser 4,0 g de PFA dans la hotte, ajouter 50 ml de 1xPBS, chauffer à 60 ; ° ; C en remuant et ajustez le pH avec des gouttes de NaOH jusqu’à ce que tout le PFA se dissolve et que la solution devienne claire. Réglez le volume à 100 ; ml, filtrer par 0,22 et micro ; m Papier filtre et stocker 5 ml d’aliquotes à -20 ; ° ;C. Aliquote de dégel de la PFA à 37 ° ; C pendant 10-15 min pour les utilisations ultérieures. Ajustez la taille du filtre en fonction de la quantité de paraformaldéhyde. | ||
| Combinez | 100 ml de Formamide (20 %) avec 2,5 ml de 20x SSC, ajustez à pH 7 avec 1,0 M HCl et portez le volume à 500 ml avec du grade moléculaire H2O. | ||
| Combinez | 50 % de formamide, 10 % de sulfate de dextran, 0,1 % de SDS et 300 ng/ml d’ADN de spermatozoïde de saumon dans 2 tampons SSC. La quantité de formamide détermine le degré de focalisation des chromatides ; Titrez la quantité. | ||
| Diluez | 20x le tampon SSC à 4x et ajoutez 0,2 % de Tween-20 pour obtenir un tampon de détection. | ||
| Combinez | 5 % d’albumine sérique bovine (BSA) avec 0,2 % de Tween-20 dans 4 tampons SSC. | ||
| de déshydratation | Préparez des solutions d’éthanol à 70 %, 80 % et 95 %. |
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