כאן אנחנו מעסיקים מתודולוגיה FISH לעקוב ורטרו-טרנספוזיציה LINE-1 ברמת הגרעינים היחידה בפערי כרומוזום של שורות תאי HepG2 להביע LINE-1 הסינטטי ביציבות.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן אנחנו מעסיקים מתודולוגיה FISH לעקוב ורטרו-טרנספוזיציה LINE-1 ברמת הגרעינים היחידה בפערי כרומוזום של שורות תאי HepG2 להביע LINE-1 הסינטטי ביציבות.
יסוד גרעיני ארוך-1 (Line-1 או L1) מהווה כ-17% מה-DNA הקיים בגנום האנושי. בעוד שרוב ה-L1אינם פעילים עקב חיתוכים של 5', ~80-100 מהאלמנטים הללו נשארים מוכשרים לטרנספוזיציה ומתפשטים למקומות שונים ברחבי הגנום באמצעות חומרי ביניים של RNA. בעוד ש-L1 ישנים יותר מאמינים כי הם מכוונים לאזורים עשירים ב-AT בגנום, המטרות הכרומוזומליות של L1 חדשות ופעילות יותר נותרו מוגדרות בצורה גרועה. כאן אנו מתארים מתודולוגיית הכלאה פלואורסצנטית באתרה (FISH) שניתן להשתמש בה כדי לעקוב אחר דפוסים של החדרת L1 ושיעורי שילוב L1 חוץ רחמי ברמת הגרעין היחיד. בניסויים אלה, נעשה שימוש בבדיקות ניאומיצין המסומנות על ידי פלואורסצאין איזותיוציאנט/ציאנין-3 (FITC/CY3) כדי לעקוב אחר רטרוטרנספוזיציה של L1 במבחנה בתאי HepG2 המבטאים ביציבות L1 חוץ רחמי. מתודולוגיה זו מונעת טעויות בהערכת שיעורי הרטרוטרנספוזיציה הנוצרת על ידי רעילות ומסבירה את התרחשותן של החדרות מרובות לגרעין יחיד.
אדם הארוך וביניהם גרעיני Element-1 (קו-1 או L1) הוא מרכיב נייד אוטונומי, המתקדם בתוך הגנום באמצעות "העתק ודבק" מנגנון ורטרו-טרנספוזיציה. L1 אדם טיפוסי הוא ~ 6 kb ארוך ומורכב 5'UTR (אזור מתורגם) המשמש כמקדם, שתי מסגרות קריאה פתוחות (ORFs): L1 -ORF1 ו L1 -ORF2, וכן 3'UTR עם פולה יש זנב L1 חלבון -ORF1 שלושה תחומים נפרדים:. תחום סליל סליל, RNA הכרת Motif ו- C- מסוף תחום, בעוד חלבון L1 -ORF2 יש endonuclease, הפוך transcriptase ותחומים עשירים ציסטאין 1,2,3,4,5. L1 -ORF1 מפגין פעילות המלווה חומצות גרעין, בעוד L1 -ORF2 מספק פעילות אנזימטית, עם שני החלבונים הדרושים עבור ורטרו-טרנספוזיציה 1,2,6.
מחזור של L1 ורטרו-טרנספוזיציה מתחיל עם תעתיק מן 5'UTR של L1 mRNA bicistronic ידי RNA פולימראז II, טרנסלוקציה לתוך הציטופלסמה, ותרגום. בציטופלסמה, מיצגים L1 -ORF1 או ציס -binding בו חבילות RNA משלה או -binding טרנס בו חבילות RNAs אחרים (כלומר, סינוס / SVAs / פסוידו) כדי ליצור חלקיק ribonucleoprotein (RNP) עם L1 -ORF2p 7, 8. RNPs translocate לתוך הגרעין שבו פעילות endonuclease של ניקס L1 -ORF2p הדנ"א הגנומי (gDNA) כדי לחשוף את OH - קבוצה 9, כי הוא בתורו שמוצג טרנסקריפטאז הפוך הממשלה הפוכה לסנתז RNA ל- DNA מסוף '3. במהלך סינתזה הפוכה, הגדיל השני של ה- DNA הוא פצע 7-20 נ"ב מאתר ניק המקורי כדי ליצור הפסקות מעד אשר מלאות ליצירת רצפי כניסת L1 החתימה (למשל, TTTTAA) בשם כפילויות אתר היעד (TSD) 9,10. תהליך זה ידוע בשם שעתוק לאחור ממשלת היעד (TPRT) ומוביל insertiעל של עותקים מלאים או קטועה של DNAs L1 / אחרים עם TSDs בשני קצותיו של רצף מוכנס. ורטרו-טרנספוזיציה L1 הוכח גם להיות מתווכת דרך הקצה שהצטרף שאינם הומולוגיים TPRT דמוי בסוגי תאים מסוימים 11.
וקטור ורטרו-טרנספוזיציה L1 המועסקים המחקרים שלנו הוא בלתי episomal והוא מורכב מתויג L1 -ORF1 & מונע 2p ידי היזמים CMV-L1-5'UTR משולב (איור 1) 12. גרסאות מוקדמות יותר של מבנה זה תוארו במחקרים באמצעות שמרים תרביות תאים אנושיים 13,14,15. שני היזמים CMV ברורים הממוקם 5 'ו 3' מסתיים של וקטור, עם הסוף '3 להציב אוריינטציה הפוכה לנהוג ביטוי של neomycin לאחר שחבור ואינטגרציה. הקלטת מחוון ורטרו-טרנספוזיציה בסוף '3 מורכב antisense מוכנס גנים neomycin כדי L1 -ORFs ויהפכו פעיל על ידי הפרדה לשני חצאים על ידי גושב אינטרון עם תורם שחבור (SD) ו acceptor שחבור (SA) אתרים (איור 1). עם האינטגרציה לתוך כרומוזום, L1 הוא עבד מן האמרגן המשותף לייצר mRNA שמורכבת mRNA bicistronic ו mRNA neomycin הפעיל. במהלך עיבוד RNA, האינטרון גלובין עובר שחבור מתוך הגן neomycin לשחזר גן neomycin מתפקדת במלואה. ה- mRNA ההיברידית ארוזה לתוך RNP ב CIS ו translocated לתוך הגרעין שם הוא משולב לתוך הגנום גם בתור הוספות באורך מלא או קטומים באמצעות TPRT.
כאן אנו מתארים מתודולוגיה המשתמשת קרינת כלאה באתרו (FISH) עם בדיקות המכוונות באופן ספציפי על גן neomycin השחבור (SNeo) כדי לעקוב אחר דפוסי L1 -retrotransposiition ושיעורי כניסה ברמת הגרעין היחידה. היעיל והספציפי של זיהוי אושר באמצעות ורטרו-טרנספוזיציה מוסמכת ובונה חסרה ו חלליות Detect SNeo או neomycin ו גלובין אינטרון צומת 16. מתודולוגיה זו מהווה חלק מן החסרונות של מבחנים ורטרו-טרנספוזיציה מבוססת תרבית תאים, כגון הוספות מרובות, התנגדות מושבה והרחבת שיבוט חיובית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: כל הצעדים צריכה להתבצע בטמפרטורת החדר אלא אם צוין אחרת. עיין בסעיף ריאגנטים לפרטים על איך להכין ריאגנטים בודדים.
1. בדיקות תיוג L1
הערה: בדיקות יכולות להיות מתויגות על ידי תיוג כימי או PCR.
2. ממרחי כרומוזום הכינו
3. הקרינה הכלאה באתרו (FISH)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תרשים סכמטי של וקטור ורטרו-טרנספוזיציה L1 מוצג באיור 1. וקטור מורכב גן neomycin באוריינטציה antisense כדי ORFs L1 כי מופרעת על ידי אינטרון גלובין באוריינטציה השכל ליברפול זכתה SD ואתרי SA. כאשר משולבים ביציבות לתוך כרומוזום, L1 mRNA הוא עבד מן CMV המשולב אמרגן L1-5'UTR (איור 1). במהלך עיבוד RNA, האינטרון גלובין עובר שחבור מתוך הגן neomycin. רנ"א הניא L1 ארוז, translocate...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מתודולוגיות כמו רצף הגנום כולו, הפוך PCR סופג דרומי הועסקה ללמוד ורטרו-טרנספוזיציה L1. למרות מתודולוגיות אלה הן בעלי ערך רב באיתור שבו הוספות L1 להתרחש בתוך הגנום, אתגר מבלבל עבור כל אחד מהם הוא הצורך תיכנות ב-סיליקון לצרף יחד רצפים. המתודולוגיה FISH המתואר כאן נועדה להשלים שיטות אלה, במיוחד במקרה של מחקרים הדורשים ניתוח ורטרו-טרנספוזיציה L1 אקטופי בתאים בתרבית. הגישה יכולה לשמש הן הערכה כמותית ואיכותית של אירועים ורטרו-טרנספוזיציה וכן להחיל שלב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שום אינטרסים מתחרים פוטנציאליים.
עבודה זו נתמכה בחלקה על ידי מענקים מהמכון הלאומי למדעי בריאות הסביבה (ES014443 ו-ES017274) ואסטרהזניקה ל-KSR.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Labeling Probes | |||
| Go Tag DNA פולימראז | Promega | M3178 | |
| GO Tag 10x מאגר חסר צבע | Promega | M3178 | |
| Individual dNTP | Sigma | DNTP10 | התאם את הריכוז של dATP, dGTP, dCTP ל-2 mM ו-dTTP עד 1.5 mM במים ללא נוקלאז. |
| dUTP-16-ביוטין (0.5 mM) | Roche | 11093070910 | |
| dUTP-FITC (0.5 mM) | Thermo Scientific | R0101 | |
| dUTP-CY3 (0.5 mM) | של Sigma | GEPA53022 | |
| MIRUS ערכת תיוג דגים | MIRUS | MIR3625 | |
| ערכת ניקוי MIRUS | |||
| NucleoSpin PCR | Qiagen | 1410/0030 | ניתן להשתמש בכל מגיב נקי PCR במקום מכונת PCR של NucleoSpin PCR Clean Up |
| Kit PCR | להשתמש בכל מכונת Thermocycler כדי להגביר את מוצר התווית. | ||
| Agarose | Sigma | A9539 | |
| הכנת ממרחי כרומוזומים | |||
| Colcemid | Life Technologies | 15212-012 | הוספת קולצמיד ישירות למצע הגידול לריכוז סופי של 0.4 ומיקרו; גר'/מ"ל |
| 1 M KCl | Sigma | P9541 | מדלל 1 פתרון M KCl ל-75 תמיסת mM להכנת תמיסה היפוטונית |
| תמיסת | מערבבים 3 נפחים של מתנול ונפח אחד של חומצה אצטית להכנת תמיסת קיבוע קרנוי. הפוך טרי בכל פעם. | ||
| מתנול | סיגמא | 322415 | |
| חומצה אצטית | סיגמא | 320099 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | ממיסים את Hoechst-33342 ב-PBS לריכוז סופי של 1 מ"ג/מ"ל. |
| Diamond Point Marker | Thermo Scientific | 750 | |
| Frosted Slides | Thermo Scientific | 2951-001 | |
| Trypsin-EDTA (0.25%) | Life Technologies | R001100 | כדי לנטרל תאים, דגרו תאים בטריפסין למשך 5 דקות ולא פעילים עם נפח שווה של מדיה שלמה. |
| שקופיות כיסוי | VWR | 48366067 | |
| צנצנות קופלין | Thermo Scientific | 107 | |
| בלוק | ניתן להשתמש בכל בלוק חום למטרה זו, אם כי מומלץ להשתמש בלוקים המותאמים למגלשות חימום. | ||
| (600 מ"ל) | סיגמא | CLS1003600 | מלאו את הכוס במים, חממו לרתיחה, השתמשו באדים החמים כדי לפוצץ כרומוזומים. |
| מיקרוסקופ ניקון | ניקון | 125690 | ניתן להשתמש בכל מיקרוסקופ כדי להסתכל על איכות ההתפשטות. |
| <>ריאגנטים וחומרים חזקים לדגים | |||
| טריסודיום ציטראט | סיגמא | S1804 | |
| נתרן כרוריד | סיגמא | S3014 | |
| פורממיד | סיגמא | F9037 | |
| טווין-20 | סיגמא | F1379 | |
| דטראן סולפט | סיגמא | D8906 | |
| SDS | סיגמא | L3771 | |
| זרע סלמון DNA | טכנולוגיות חיים | 15632-011 | |
| אלבומין בסרום בקר (BSA) | Sigma | A8531 | |
| HCl (N) | Sigma | 38283 | |
| אתיל אלכוהול | סיגמא | 459844 | |
| מתנול | סיגמא | ||
| Life Technologies | 14190-250 | ||
| NaOH | Sigma | S8045 | |
| Rnase A | Sigma | R4642 | |
| Pepsin | Sigma | P6887 | |
| Paraformaldehyde (PFA) | Sigma | P6148 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | ממיסים את Hoechst-33342 ב-PBS לריכוז סופי של 1 מ"ג/מ"ל. |
| גומי צמנט/איטום ציטובונד | 2020-00-1 | ||
| שבע צנצנות קופלין Thermo | Scientific | 107 | |
| תא לח כהה | סיגמא | CLS2551 | |
| כיסוי שקופיות | VWR | 48366067 | |
| יבש בלוק חום דיגיטלי | VWR | 13259 | |
| מיקרוסקופ פלואורסצנטי | |||
| 20x מלח-נתרן ציטראט (20x SSC) | ערבבו 175 גרם NaCl, ו-88.2 גרם טריסודיום ציטראט עם 800 מ"ל H2O. יש לערבב תוך התאמה ל-pH 7. לאחר שכל המלחים מתמוססים, כוונו את הנפח ל-1 ליטר וסננו דרך 0.22 ומיקרו; מ נייר סינון. יש לאחסן בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס. | ||
| 1 מ"ג/מ"ל של Rnase A | יש לדלל 20x SSC buffer למאגר SSC 2x. ממיסים RNase A במאגר SSC 2x לריכוז סופי של 1 מ"ג/מ"ל. הכינו פתרון חדש בכל פעם. | ||
| 1% פפסין | ממיסים פפסין (W/V) ב-10 מ"מ הידרוכלוריד לריכוז סופי של תמיסה של 1%. הפוך טרי בכל פעם. | ||
| 4% פרפורמלדהיד (4% PFA) | שוקלים 4.0 גרם PFA בקולט אדים, מוסיפים 50 מ"ל של 1xPBS, מחממים ל-60 ° C תוך כדי ערבוב והתאם את ה-pH עם טיפות NaOH עד שכל ה-PFA מתמוסס והתמיסה מתבהרת. כוונן את עוצמת הקול ל-100 מ"ל, מסנן דרך 0.22 ומיקרו; m לסנן נייר ולאחסן 5 מ"ל ב-20 °C. הפשרה של PFA ב-37 ° C למשך 10-15 דקות לשימושים הבאים. התאם את גודל המסנן בהתאם לכמות הפרפורמלדהיד. | ||
| חוצץ | שלבו 100 מ"ל פורממיד (20%) עם 2.5 מ"ל של 20x SSC, התאימו ל-pH 7 עם 1.0 M HCl והביאו את הנפח ל-500 מ"ל עם H2O בדרגה מולקולרית. | ||
| מאגר | שלב 50% פורממיד, 10% דקסטרן סולפט, 0.1% SDS ו-300 ננוגרם/מ"ל DNA של זרע סלמון במאגר SSC 2x. כמות הפורממיד קובעת עד כמה כרומטידות ממוקדות; טיטרציה של הסכום. | ||
| מאגר | מדלל 20x מאגר SSC ל-4x והוסף 0.2% Tween-20 כדי ליצור מאגר זיהוי. | ||
| מאגר | שלב 5% אלבומין בסרום בקר (BSA) עם 0.2% Tween-20 במאגר SSC 4x. | ||
| תמיסת | הכינו תמיסות אתנול של 70%, 80% ו-95%. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.