כאן, אנו מציגים פרוטוקול eCLIP כדי לקבוע מטרות של RNA הגדולות של מועמדים RBP בתוך בנות.
Method Article
כאן, אנו מציגים פרוטוקול eCLIP כדי לקבוע מטרות של RNA הגדולות של מועמדים RBP בתוך בנות.
הזרע מגדיר תהליך מאוד מסודר של הבחנה של תא נבט זכר ביונקים. בתוך הראש, התמלול והתרגום אינם מצמידים, מפנים את החשיבות של בקרת הגנים שלאחר ההמרה של הביטוי הגנטי שאורגן על ידי RBPs. כדי להבהיר תפקידים מכניסטיים של RBP, מתודולוגיית immunoprecipitation מקשרת (CLIP) ניתן להשתמש כדי ללכוד מטרות ה-RNA הישיר שלה ולהגדיר את אתרי האינטראקציה בפועל. ה-CLIP המשופר (eCLIP) הוא שיטה שפותחה לאחרונה ומציעה מספר יתרונות על פני הקליפים הקונבנציונליים. עם זאת, השימוש ב-eCLIP הוגבל עד כה לקווי תאים, הקורא ליישומים מורחבים. כאן, העסקנו eCLIP ללמוד MOV10 ו MOV10L1, שני ידוע האליסים מחייב RNA, בתוך ביקורות העכבר. כצפוי, אנו מוצאים כי MOV10 בעיקר נקשר ל 3 ' אזורים בלתי מתורגמים (UTRs) של mRNA ו MOV10L1 בררנית נקשר Piwi-אינטראקציה RNA (piRNA) התעתיקים הקודמי. שיטת ה-eCLIP שלנו מאפשרת הגדרה מהירה של מינים מרכזיים של RNA המאוגדים על ידי RBPs שונים באמצעות רצף בקנה מידה קטן של תת-שיבוטים ובכך זמינות של ספריות מאושרות, כצו להליך ברצף עמוק. מחקר זה מבסס את הבסיס הרלוונטי ל-eCLIP בתוך בנות היונקים.
התמיינות של מיונקים מייצגים מודל התפתחותי מעולה שבו תוכנית בידול התא מסובכים מפעילה מחזוריות להניב מספר רב של זרע. ערך ייחודי של מודל זה טמון הופעתה של הפעלה החוצה בשלבים מסוימים של הזרע, בדרך כלל כאשר כרומוזום הסקס meiotic הפעלה (msci) מתרחש1,2 וכאשר מסתובבים spermatogenesis קיצוני מדחס גרעיני במהלך spermiogenesis3. האירועים הללו ברציפות מחייבים את התקנה לאחר ההמרה של הגנים, שבו ה-RNA-כריכת חלבונים (RBPs) לשחק תפקיד מכריע, עיצוב הטרנססקריפט ושמירה על פוריות הגבר.
כדי לזהות את מטרות ה-RNA בתום בודד של rbp הפרט ב-vivo, השיטה מרובי קישור immunoprecipitation (קליפ) פותחה4,5, על בסיס אבל מעבר RNA רגיל immunoprecipitation (RIP)6,7 , על ידי שילוב של שלבים מרכזיים כולל אולטרה סגול (UV) הקישור, לשטוף מחמירים ולהעביר ג'ל כדי לשפר את האות ספציפיות. היישום המתקדם של ה-CLIP בשילוב עם רצף תפוקה גבוהה עורר עניין רב ביצירת פרופיל של אינטראקציה חלבון-RNA ברמותהגנום-שמונה. בנוסף למחקרים גנטיים על הפונקציה RBP, כגון שיטות ביוכימיים המזהות את הגומלין הישיר של חלבון אנדוסוגני ו-RNA היו הכרחי כדי להבהיר במדויק את תפקידי הרגולציה של ה-RNA של Rbp. לדוגמה, MOV10L1 הוא הליקאז RNA הספציפי ביותר הנדרש עבור פוריות הגברי ו-Piwi-אינטראקציה RNA (piRNA) biogenesis9. Paralogue MOV10 שלה הוא ידוע בתור אוביקוויל rna הליקאז ו משולבות עם תפקידים בהיבטים רבים של ביולוגיה rna10,11,12,13,14 , מיכל בן 15 , מיכל בן 16 , מיכל בן 17 , 18. על ידי העסקת קליפ קונבנציונאלי-seq, מצאנו כי MOV10L1 נקשר ומסדיר pirna הראשונית מראש כדי ליזום עיבוד pirna מוקדם19,20, וכי MOV10 נקשר mrna 3 ' utrs ו כמו גם שאינם קידוד RNA מינים בתאי נבט האשכים (נתונים לא מוצגים).
עם זאת, CLIP הוא במקור הליך מפרך ורדיואקטיבי ואחריו הכנה לספריות ברצף עם אובדן מרשים של תגי CLIP. ב-CLIP המקובל, ספריית cDNA מוכנה באמצעות מתאמים משני הקצוות של RNA. לאחר עיכול החלבון, polypeptides קצרים קצר להישאר מקושרים שברי RNA. מארק זה מקשר באופן חלקי בלוקים לאחור טרנססקריפט (התקדמות) במהלך סינתזה cdna, וכתוצאה מכך cdnas המייצגים כ 80% של ספריית cdna21,22. כך, רק שברי cDNA הנובע RTase בורסה עוקף את האתר המקשר (קריאה-דרך) הם ברצף. לאחרונה, מספר הגישות השונות של CLIP, כגון PAR-קליפ, iCLIP, eCLIP ועובדה, מועסקים כדי לזהות אתרים מרובי קישורים של RBPs בתאי החיים. PAR-CLIP כולל את היישום של 365 ננומטר קרינת UV ו-photoהפעלות מקבילים והוא ולכן בלעדית לתאי החיים בתוך-culturing, והתאגדות של האנלוגיות של נוקלאוטיד לתוך תעתיקים מסונתז החדש נוטה לייצר הטיה כאשר RNA אינטראקציה פיזית עם חלבון23,24. ב-iCLIP, רק מתאם יחיד מחובר ל -3 הגפיים של קטעי RNA מקושרים. לאחר תמלול הפוכה (RT), שניהם מעוגלים ולקרוא על-ידי cdnas מתקבלים על ידי מעגליות ולינריזציה מחדש ואחריו תגובת שרשרת פולימראז (PCR) הגברה25,26. עם זאת, היעילות של מעגליות מולקולארית היא נמוכה יחסית. למרות שפרוטוקולי קליפ ישנים יותר זקוקים לתיוג של RNA מקושר עם רדיואיזוטופ, אולטרה-סגול מקשר וטיהור אהדה (למחוא כף), עם תהליך של טיהור דו-מושביים מחמירים, אינו מסתמך על רדיואקטיביות27. אף על פי כן, עובדה מוגבלת לתאים מתורבתים שחייבים להיות מצוידים עם וקטור הביטוי נושאת 3x דגל-HBH תג עבור טיהור האהדה הדו.
ב eCLIP, המתאמים היו ליגלו הראשון ב 3 ' הגפיים של RNA ואחריו RT, ובהמשך ב 3 ' הגפיים של cDNAs במצב הבין-מולקולרי. מכאן, eCLIP מסוגל ללכוד את כל מעוגלים ולקרוא ב-cDNA28. גם, זה לא מוגבל תיוג רדיואקטיבי, וגם לא באמצעות קווי התאים המבוססים על העיקרון שלה, תוך שמירה על הרזולוציה יחיד-נוקלאוטיד.
כאן, אנו מספקים תיאור צעד אחר צעד של פרוטוקול eCLIP המותאם לגבי בעלי העכבר. בקצרה, זה הפרוטוקול eCLIP מתחיל עם מרובי UV המקשר של tubules האשכים, ואחריו העיכול חלקית RNase ו immunoprecipitation באמצעות נוגדן ספציפי חלבון. לאחר מכן, ה-RNA המאוגד לחלבון הוא בדיזאט, והמתאם מוגבל לקצה של שלושת האחרים. לאחר אלקטרופורזה ג'ל חלבונים ו ג'ל ל-ממברנה העברה, RNA מבודד על ידי חיתוך אזור הקרום של טווח בגודל צפוי. לאחר RT, מתאם DNA הוא ליגאל הקצה 3 ' של cDNA ואחריו הגברה PCR. הקרנה של תת-שיבוטים לפני רצף התפוקה הגבוהה נלקח כבקרת איכות בספרייה. פרוטוקול זה יעיל בזיהוי מינים עיקריים של רנ א חלבון מאוגד של RBPs, לידי ביטוי על ידי שתי הטיות ביטוי RNA האליסים MOV10L1 ו MOV10.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כל ניסויים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת נאנג'ינג באוניברסיטה הרפואית. זכר C57BL/6 עכברים נשמרו תחת התנאים photoperiod נשלט וסופקו עם מזון ומים.
1. קצירת רקמות ומקרוקישור UV
2. הכנת חרוזים
3. הליזה רקמה ועיכול חלקי RNA
4. Immunoprecipitation
5. דירחון של RNA 3 ' קצוות
6. מתאם רנ א ליטל RNA 3 ' קצוות
7. SDS-העברת עמוד וממברנה
8. בידוד רנ א
9. דירחון של כניסת RNA 3 ' מסתיים
10. מתאם רנ א הארכה לקלט RNA 3 ' קצוות
11. תעתיק הפוך, מתאם ה-DNA הארכה ל-cDNA 3 מסתיים
12. קוונפיקציה של cDNA על ידי בזמן אמת כמותי PCR (qPCR)
13. PCR הגברה של cDNA
14. ג'ל טיהור
15. כפיל TOPO של המוצר PCR
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
הליך eclip והתוצאות מומחשים באיור 1, איור 2, איור 3, איור 4. עכברים מורדמים עם דו תחמוצת הפחמן וחתך קטן נעשה בבטן התחתונה באמצעות מספריים כירורגיים (איור 2A,B). האשכים לעכבר הוסרו, detunicated ואז UV-crosslinked קושרים לאחר ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
עם ההבנה הגוברת של התפקיד האוניברסלי של rbps תחת שני ההקשרים ביולוגיים ופתולוגיים, שיטות הקליפ נוצל רבות כדי לחשוף את הפונקציה המולקולרית של rbps20,32,33, 34,35. הפרוטוקול המתואר כאן מייצג יישום מותאם של שיטת eCLIP לתוך החשבון של העכבר.
אתגר אחד בביצוע eCLIP ב בדיקת שמירה על יכולת הקיום והיושרה של תאי האשכים טריים, אשר גם חשוב עבור...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
. למחברים אין מה לגלות
אנו מודים לאריק ל ואן נוסטרנד ולג ' יו על הנחיות מועילות עם הפרוטוקול המקורי. K.Z. היה נתמך על ידי תוכנית מפתח לאומי R & D של סין (2016YFA0500902, 2018YFC1003500), הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (31771653). L.Y. נתמכת על ידי הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (81471502, 31871503) ותוכנית חדשנית ויזמית של מחוז ג'יאנגסו.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| <נוגדנים חזקים> | |||
| נגד עכבר MOV10 נוגדן | Proteintech, סין | 10370-1-AP | |
| נוגדן נגד עכבר MOV10L1 | Zheng et al.20109 | polyclonal antisera UP2175 | מסופק על ידי מעבדת P. Jeremy Wang, אוניברסיטת פנסילבניה |
| HRP עזים נגד ארנב IgG | ABclonal | AS014 | |
| ארנב IgG | Beyotime, סין | A7016 | |
| ציוד | |||
| צנטריפוגה | אפנדורף, המבורג, גרמניה | 5242R | |
| סוניפייר דיגיטלי | ברנסון, ארה"ב | BBV12081048A | 450 וואט; 50/60 הרץ |
| DynaMag-2 מגנט | Invitrogen, ארה"ב | 12321D | |
| מיני מודול כתם | Invitrogen, ארה"ב | B1000 | |
| מיני ג'ל טנק | Invitrogen, ארה"ב | A25977 | |
| חממת טלטול | אפנדורף, המבורג, גרמניה | Thermomixer נוחות | |
| מטחנת רקמות, Dounce | PYREX, ארה"ב | 1234F35 | בלבד העלי "הרופף" משמש בפרוטוקול זה |
| תקן פרופסיוני 96 שיפוע | ביומטרה, גרמניה | מספר סידורי: 2604323 | |
| אקדח צינור | קריסטל, ארה"ב | מס' סידורי: 3406051 | |
| UV-LIGHT CROSS-LINKER | UVP, USA | CL-1000 | |
| <חזק>חומרים | |||
| TC-טיפול בתרבית צלחות | קורנינג, ארה"ב | 430167 | 100 מ"מ |
| צינורות | קורנינג, ארה"ב | 430791 | צינורות מיקרו-צינורות 15 מ"ל |
| AXYGEN, USA | MCT-150-C | 1.5 מ"ל | |
| <ריאגנטים חזקים> | |||
| פנול חומצי/כלורופורם/אלכוהול איזואמיל | Solarbio, סין | P1011 | 25:24:01 |
| AffinityScript Enzyme | Agilent, ארה"ב | 600107 | |
| נוגד חמצון | Invitrogen, ארה"ב | NP0005 | |
| DH5 α חיידקים מוכשרים | Thermo Scientific, ארה"ב | 18265017 | התאים החסכוניים הללו מניבים >1 x 106 transformants/µ g בקרת DNA לכל 50 ומיקרו; תגובת L. |
| DMSO | Sigma-Aldrich, ארה"ב | D8418 | |
| DNA Ladder | Invitrogen, ארה"ב | 10416014 | |
| dNTP | Sigma-Aldrich, ארה"ב | DNTP100-1KT | |
| Dynabeads חלבון A | Invitrogen, ארה"ב | 10002D | |
| מגיב ECL | Vazyme, סין | E411-04 | |
| EDTA | Invitrogen, ארה"ב | קוקטייל | |
| רוש, ארה"ב | 04693132001 | להוסיף | |
| Exo-SAP-IT | Affymetrix טרי, ארה"ב | 78201 | PCR ריאגנט לניקוי מוצר |
| אנזים FastAP | Thermo Scientific, ארה"ב | EF0652 | |
| LDS מאגר מדגם | Thermo Scientific, ארה"ב | NP0007 | |
| MetaPhor Agarose | לונזה, שוויץ | 50180 | |
| MgCl2 | Invitrogen, ארה"ב | AM9530G | |
| מיצוי ג'ל MiniElute | QIAGEN, גרמניה | 28604 | חנות עמודות ב -4 ?; מאגר QG = מאגר המסת ג'ל; מאגר PE = מאגר כביסה (לשלב 14) |
| חרוזי סילאן MyONE | Thermo Scientific, ארה"ב | 37002D | מיצוי חומצות גרעין חרוזים מגנטיים |
| NaCl | Invitrogen,ארה"ב | AM9759 | |
| NP-40 | Amresco, ארה"ב | M158-500ML | |
| NuPAGE Bis-Tris ג'ל חלבון | Invitrogen, ארה"ב | NP0336BOX 4%– 12%, 1.5 מ"מ, ערכת | |
| חיץ NuPAGE MOPS SDS 15 בארות | Invitrogen, ארה"ב | NP0050 | |
| PBS | Gibco, ארה"ב | 10010023 | |
| צינור כבד ג'ל נעול פאזה (PLG) | טיאנגן, סין | WM5-2302831 | |
| PowerUp SYBR Green Master Mix | Applied Biosystems, ארה"ב | A25742 | |
| Proteinase K | NEB, ניו אינגלנד | P8107S | |
| Q5 PCR מאסטר מיקס | NEB, ניו אינגלנד | מאגר M0492L | |
| RLT | QIAGEN, גרמניה | 79216 | מאגר ליזה לטיהור RNA |
| RNA נקי & רכז-5 טורים | ZYMO RESEARCH, ארה"ב | עמודות טיהור וריכוז RNA | R1016 |
| RNase I | Invitrogen, ארה"ב | AM2295 | |
| מעכב RNase | Promega, ארה"ב | N251B | |
| RQ1 DNase | Promega, ארה"ב | M610A | |
| חומר להפחתת דגימה | Invitrogen, ארה"ב | NP0009 | |
| SDS Solution | Invitrogen, ארה"ב | 15553027 10% | |
| נתרן דאוקסיכולט | סיגמא-אולדריץ', ארה"ב | 30970 | להגן מפני |
| אנזים T4 PNK | NEB, ניו אינגלנד | M0201L | |
| T4 RNA ligase 1 גבוה קונק | NEB, ניו אינגלנד | M0437M | |
| TA / Blunt-Zero תערובת שיבוט | Vazyme, סין | C601-01 | |
| TBE | Invitrogen, ארה"ב | AM9863 | |
| Tris-HCI Buffer | Invitrogen, ארה"ב | 15567027 | |
| Triton X-100 | Sangon Biotech, סין | A600198 | |
| Tween-20 | Sangon Biotech, סין | A600560 | |
| אוריאה | סיגמא-אולדריץ', ארה"ב | U5378 | |
| סרטי רנטגן | Caresteam, קנדה | 6535876 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission