אנו מתארים פלטפורמה ניתוח העברה RNA המקורי בשם ספוט (פלטפורמה יעילה להתבוננות tRNA). המקום בו זמנית מודד רמות התאית של כל tRNAs בדגימות ביולוגיות, רק שלושה צעדים, פחות מ-24 שעות.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
אנו מתארים פלטפורמה ניתוח העברה RNA המקורי בשם ספוט (פלטפורמה יעילה להתבוננות tRNA). המקום בו זמנית מודד רמות התאית של כל tRNAs בדגימות ביולוגיות, רק שלושה צעדים, פחות מ-24 שעות.
העברת RNAs (tRNA) נמצאים בשפע קצר ללא קידוד RNA מינים שהם בדרך כלל 76 ל-90 נוקלאוטידים אורך. tRNAs אחראים ישירות על סינתזת החלבון על ידי מתרגם codons ב mRNA לתוך רצפים של חומצות אמיניות. tRNAs נחשבו זמן כמו מולקולות משק בית חסר פונקציות רגולטוריות. עם זאת, גוף גדל והולך של ראיות מציין כי רמות tRNA הסלולר משתנים בהתכתבות לתנאים משתנים כגון סוג התא, הסביבה מתח. התנודות של tRNA ביטוי השפעות ישירות ג'ין תרגום, העדפה או מדחיק את הביטוי של חלבונים מסוימים. בסופו של דבר בדיוק את הדינמיקה של סינתזת חלבונים מחייב בפיתוח שיטות מסוגל לספק פרופילים tRNA באיכות גבוהה. השיטה שבה אנו מציגים כאן נקרא המקום, אשר מייצג עבור פלטפורמה יעילה Observing tRNA. ספוט בנויות משלושה שלבים החל תיוג מטבולית של תרביות תאים עם האורטו רדיואקטיבי, ואחריו guanidinium thiocyanate-פנול-כלורופורם החילוץ של RNAs הכולל רדיואקטיבי והודפס סוף סוף הכלאה-ללא צורך במיקור חוץ macroarrays. רמות tRNA מוערך על ידי לכימות עוצמות קרינה רדיואקטיבית בנקודה כל בדיקה. בפרוטוקול המובאת כאן אנחנו פרופיל tRNAs Mycobacterium smegmatis mc2155, חיידק nonpathogenic משמש לעתים קרובות כאורגניזם מודל כדי ללמוד שחפת.
רמות tRNA הסלולר משתנים בהתאם לתנאים כגון סוג התא, הסביבה מתח1,2,3. ספוט, פלטפורמה יעילה להתבוננות tRNA, הוא המקורי, אמין, טכניקה פשוטה המאפשר כימות מהיר ומדויק של העברת RNA רמות אורגניזמים שגודלו במעבדה.
tRNAs יש מבנים משניות ושלישוניות יציב4. הם גם מציגים שינויים post-transcriptional מספר5. תכונות אלה מייצגים מבני משמעותי והמחסומים רצף ממתח או לפעמים מניעת לשחזור הישירים tRNA פרופיל משתמש ביצוע סטנדרטיים RNA כימות טכניקות6. קבוצות מחקר ברחבי העולם נאלצו לפתח טכניקות יצירתי אך לעיתים קרובות מפותל כדי להעריך את רמות tRNA הסלולר. כמה שיטות אלו כוללים: (1) הפרדת tRNAs סמויה שכותרתו electrophoretic דו-ממדית בשילוב עם הקצאה ספוט שיטתי על-ידי חשופה צפון1; (2) כימות בודדים על ידי צפון למחוק משתמש בזהירות מתוקננת רדיואקטיבי DNA הגששים7; (3) לאחר החילוץ תיוג עם cyanine fluorochromes ואחריו microarray ניתוח3ו (4) במבחנה בנוכחות אחר של tRNA ייודע אנזימים demodification רקומביננטי, אשר בשילוב עם שעתוק במהופך רצף תפוקה גבוהה8.
המקום פשוט ומקורי בשילוב של שתי הגישות רגילה וישירה: גוף (1) RNA תיוג, אשר מורכב ב הסינתזה, גדל אורגניזמים, רדיואקטיבי RNAs סה כ ו (2) tRNA macroarrays, כלי גנומית שיטתית, ולמחקר אופטימיזציה עבור tRNA סגרגציה.
דוגמאות בנויים אווירודינמית של אורגניזמים פלטפורמת כמת. הם מנותחים ישירות לאחר החילוץ, לא מעובד רחוק יותר אשר מגביל משמעותית את הטיות לעומת טכניקות הדורשות החילוץ שלאחר הגברה או טיפולים אנזימטיות. מקום רב תכליתי, ניתן לשלב בקלות כדי polysome fractionation כדי לזהות ולכמת subpopulations tRNA המשויכות פיזית לתרגם את הריבוזומים.
פרוטוקול המובאת כאן ממוטבת עבורו Mycobacterium smegmatis, גם בהצלחה שהשתמשו tRNAs פרופיל ב- Escherichia coli9 האפייה10, עכבר, תרביות תאים אנושיים11 .
1. תרבות, תיוג מטבולית
2. הכנת RNAs סה
הערה: RNAs הכולל המחולצים כדורי חיידקי באמצעות ריאגנט החילוץ RNA מסחרי (מכיל guanidinium thiocyanate, פנול, כלורופורם) ע פ הפרוטוקול של היצרן.
3. הכנת לוחות מדפסת טוב 96
הערה: מיקרו-מערכים tRNA מודפסים באופן ידני עם ארבעים ושניים 70-מר דנ א משלים 3' בסוף כל tRNA smegmatis מ' (מסוף המרכז לאמנות עכשווית נכלל) באמצעות arrayer 8 פינים של oligonucleotides. מסדרות את הגששים oligonucleotide דנ א, כמו גם את הפריסה החוקרת את הצלחת-. ובכן, את המערך מסופקים (1 קובץ משלים - גיליון 1 עד 3 בהתאמה).
4. מערך ההדפסה
5. מערך הכלאה
6. מערך כמת
שלושה ביולוגית עצמאית משכפל מראים כי, בכפוף לתנאים צמיחה שנבדקו, כל מ smegmatis tRNAs באים לידי ביטוי מעל פני רקע (איור 1). בניסוי מסוים זה, נצפתה סטיית התקן עבור כל בדיקה מורכבת בין 2% (Arg (TCT)) 22% (Cys (GCA)) עם חציון ב-5% (איור 1). שינויים שווא בין משכפל מושפעים באופן משמעותי גורמים כמו הכלאה והכנה של מערך. הפארמצבטית גבוהה מושגת באמצעות מערך זהיר ועקבית הדפסה, כמו גם אוטומטי מדגם הכלאה. יש הבדל 5-fold בין סינתזת איל (גת) ו- tRNA (Val (עיגול), המין הגבוה ביותר ושופע הנמוך ביותר בהתאמה. המקום מראה כי הביטוי של tRNA isoacceptors אינה אחידה. Isoacceptors הם מינים להחזיק את חומצת אמינו אותו אבל להציג רצפים שונים anticodon ופענוח ולכן שונים codons על mRNAs. לדוגמה, כל isoacceptors אלנין באים לידי ביטוי ברמות דומות, ואילו ארגינין הגבוהים והנמוכים ביותר tRNAs מקבל נבדלים מקופלים ל- 3.

איור 1: נציג tRNA macroarray תוצאות. (א) שנסרקו בקטריאלי, העכבר, macroarrays האנושית. מ smegmatis מערכים להשתמש רק 43 הגששים במקום 48 על העכבר ועל האדם. כתוצאה מכך, המערך חיידקי מציג כתמים ריקים 40 (הגששים משוכפלים שמונה פעמים על כל מערך) כי להתמזג עם הרקע. רובם מקובצים בפינה השמאלית העליונה. (B) ייצוגים היסטוגרמה, heatmap פרופילי tRNA smegmatis מ בתנאים מיטביים לצמיחה. אותות לווין הממוצע של 3 ניסויים עצמאית (כולל התפתחות חיידקים, תיוג מטבולית, הכלאה החילוץ ית), באים לידי ביטוי לפי אלף ערכים של tRNAs הכולל. סטיות תקן עבור שלושה משכפל מסומנים קווי שגיאה, גוונים של כתום על ההיסטוגרמה, heatmap בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
פליטת חלקיקי ביתא ידועים סוכנים אחרים bacteriostatic14, אולם קרינה בטווח שנבדקו יש השפעה משמעותית על כושר התא. נצנוץ ספירת הראה כי הרדיואקטיביות הוא שולב 25% סה כ- cell תמציות ובהמשך, 1% של RNAs הכולל מטוהרים.
את הגששים בגדלים זהים, טמפרטורת ההיתוך דומה ותוכן GC, יחד עם פרוטוקול אחיד לאיתור macroarray, הכלאה, כימות מאפשר למדידת רמות tRNA ישירות מן האותות ספוט לא משוחדת.
המקום הספציפי הדירים. שלה טווח גדול ודינמי, סף מתכוונן בקלות מאפשר יצירת פרופיל נמוך שופע מינים, כגון tRNAs הקשורים polysomes, פשוט על-ידי הארכת מערך החשיפה פעמים9. לאחר ההשקעה הראשונית עבור הציוד הנדרש, הפעלה עלות לדוגמה, כולל מתכלים, הממוצע של 15 דולר לכל דגימות.
ספוט חל כל אורגניזם הגנום של מי זמין עבור עיצוב המכשיר. אורגניזמים דוגמנית מגודלים במבחנה הם מועמדים אידיאליים עבור תיוג מטבולית. כמו הגנום יונקים לעתים קרובות לקודד רבים isodecoders (tRNAs לשתף anticodons זהה, אך הצגת הבדלים קטנים ברצפים הגוף שלהם) הגששים צריך להיות חלקית מנוונת לשמר הומוגנית הכלאה של מינים קרובים tRNA. לבסוף, תאים בתרבית של חסיד תשואה נמוכה יותר בדרך כלל כמויות של RNA הכולל לעומת אורגניזמים גדל ההשעיה כגון smegmatis מ', כך תרבויות צריך להיות קנה המידה באופן משמעותי.
אין ניגוד אינטרסים הכריז.
עבודה זו נתמכה על ידי מענק SC INBRE מ הלאומית המכון כללי רפואי למדע - NIH (P20GM103499 כדי R.G.), מעניקה CA555536 & CA154664 מן המכון הלאומי לסרטן P.H.H. תוכנית זו נתמכה בחלקו על ידי מענק מכללת צ'רלסטון הווארד יוז מכון רפואי דרך ה מכללה קדם & לתואר ראשון במדעי החינוך תוכנית על ידי מענקים של המרכז הארצי עבור משאבים למחקר (5 P20 RR016461) הלאומית המכון כללי רפואי למדעים (8 P20 GM103499) מ המכונים הלאומיים לבריאות.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מערכת אינדקס שקופיות זכוכית | V& פי סיינטיפיק בע"מ | VP 470 | |
| משכפל מערך שקופיות זכוכית | V& פי סיינטיפיק בע"מ | VP 478 | |
| 96 באר מערכת אינדקס מיקרופלייט | V& פי סיינטיפיק בע"מ | VP 472 | |
| תחנת שטיפה וכתמים | V& פי סיינטיפיק בע"מ | VP 475 | |
| מייבש פינים משכפל | V& פי סיינטיפיק בע"מ | VP 474 | |
| שקופיות מצופות אמין | מכשירים מולקולריים | K2615 | |
| היברידייזר / תחנת הכלאה ושטיפה אוטומטית | Digilab | Hyb10022 | |
| חממת שייקר | Eppendorf Themomixer | 05-400-200 | |
| מכסה בורג 2 מ"ל צינורות | Thermo Scientific | 21-403-201 | |
| [32P] Na2HPO4 | פרקין אלמר | ||
| גואנידיניום תיוציאנט-פנול-כלורופורם (טריזול) | Invitrogen | 15596026 | |
| חרוזי זכוכית 0.5 מ"מ | Research Products International Corp. | 9831 | |
| מיני טחנת חרוזים | VWR | 25-020 | |
| אחסון מסך זרחן | Fujifilm | BAS-IP SR 0813 | |
| זרחן GE | בריאות | טייפון FLA7000 | |
| DNA אוליגונוקלאוטידים | IDT | N/A | |
| UV crosslinker | ספקטרולין | סלקט סדרה 254 ננומטר | |
| צנטריפוגה מיקרו-מערך | Arrayit Corporation | MHC110V | |
| Mycobacterium smegmatis | ATCC | 700084 | |
| מחטים חד פעמיות | BD (Becton Dickinson)305185 | ||
| צינור צנטריפוגה 2 מ"ל | Fisherbrand | 14-666-317 | |
| משקעים (GlucoBlue) | Invitrogen | AM9516 | |
| 7H9 מרק | Difco | 271310 | |
| כלורופורם | פישר כימיקלים | C298-500 | |
| איזופרופנול | פישר כימיקלים | A451-4 | |
| 20 X SSC | Lonza | 51205 | |
| SDS | פישר ביוריאגנטים | BP166-100 | |
| קלטת הכלאה | GE Healthcare | 63-0035-44 | |
| גליצרול | פישר סיינטיפיק | BP229-1 | |
| Tween 80 | Amresco | M126-100ML | |
| NaCl | Fisher Scientific | BP358-212 | |
| כימיקלים ספקטרום | אלבומין | A3611 | |
| דקסטרוז | פישר כימיקלים | D16-1 | |
| EDTA (חומצה אתילנדיאמינטטראצטית) | פישר ביוריאגנטים | BP2482-500 | |
| 0.5 מ' חוצץ פוספט pH 7.2 | אלפא אסאר | AAJ63974AP |