כאן, אנו מציגים פרוטוקול להעשיר את אתרי ה-RNA האנדוגניים או "עקבות" של RNA: מכלולי חלבון (RNP) מתאי יונקים. גישה זו כוללת שני immunoprecipitations של RNP תת יחידות, ולכן המכונה RNA immunoprecipitation בטנדם (RIPiT).
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן, אנו מציגים פרוטוקול להעשיר את אתרי ה-RNA האנדוגניים או "עקבות" של RNA: מכלולי חלבון (RNP) מתאי יונקים. גישה זו כוללת שני immunoprecipitations של RNP תת יחידות, ולכן המכונה RNA immunoprecipitation בטנדם (RIPiT).
רנ א immunoprecipitation בטנדם (RIPiT) היא שיטה להעשרת עקבות RNA של שני החלבונים בתוך RNA: חלבון (RNP) קומפלקס. RIPiT מעסיקה שני צעדי טיהור. ראשית, immunoprecipitation של RNP מתויג משנה לאחר מכן העיכול מתון RNase ובעקבות הימנעות האהדה הבאה. הimmunoprecipitation השנייה של יחידת משנה RNP נוספת מאפשרת להעשיר מתחם מוגדר. בעקבות הימנעות של RNAs וחלבונים, עקבות ה-RNA מומרים לספריות רצפי DNA של תפוקה גבוהה. בניגוד לאולטרה סגול פופולרי (UV) החוצה קישור ואחריו immunoprecipitation (CLIP) גישה להעשיר RBP אתרי כריכה, RIPiT הוא UV-crosslinking עצמאי. מכאן RIPiT יכול להיות מיושם על חלבונים רבים הנמצאים ב-RNA interactome ומעבר כי הם חיוניים רגולציה RNA אבל לא ישירות ליצור קשר עם RNA או UV-crosslink גרוע RNA. שני צעדי הטיהור בריבור מספקים יתרון נוסף של זיהוי אתרי קשירה שבהם חלבון הריבית מתפקד בשותפות עם קופקטור אחר. אסטרטגיית הטיהור הכפולה משמשת גם להגברת האות באמצעות הגבלת הרקע. כאן, אנו מספקים הליך מבחינת צעד כדי לבצע RIPiT ולייצר התפוקה גבוהה ברצף ספריות מתוך עקבות RNA מבודדים. כמו כן, אנו מתווה את היתרונות והיישומים של RIPiT ודנים בחלק מהמגבלות שלה.
בתוך תאים, RNA קיים מורכב עם חלבונים כדי ליצור RNA: מכלולי חלבון (RNPs). RNPs מקובצים סביב ה-RNA כריכת חלבונים (Rnps, אלה אשר לאגד ישירות RNA) אבל גם מהווים ללא Rnps (אלה לאגד Rnps אך לא RNA), ולעתים קרובות דינמי בטבע. RBPs והקופדים שלהם פועלים באופן קולקטיבי בתוך Rbps כדי לבצע פעולות רגולטוריות. לדוגמה, ב-mRNA בתיווך שטויות (NMD) מסלול, החלבונים UPF (UPF1, UPF2, ו UPF3b) מזהים את ריבוכמה הסתיים בטרם עת. כל אחד מחלבונים UPF יכול לאגד RNA, אבל זה רק כאשר הם להרכיב יחד כי מורכבת NMD פעיל מתחיל להיווצר. בתוך מתחם זה, UPF1 מופעל עוד על ידי זירחון על ידי SMG1 שאינו rbp, והפעלת UPF1 כגון בסופו של דבר מובילה לגיוס של מקדם ריקבון mrna הגורם1,2. בדוגמה זו, RBPs דורש שחקנים שאינם מבוססי RBPS עבור גיוס והפעלה של מתחם RBPS המפעיל את NMD. מאפיין נוסף של RNPs הוא הטרוגניות שלהם. שקול את הספצאוחלק, אשר קיים ברורים E, A, B או C מתחמים. מתחמים שונים מתחמי יש לחפוף חלבונים ברורים3. כדי ללמוד פונקציות RNP, חשוב להבהיר אילו Rnp מאוגדים על ידי RNP ואת החלבונים המשויכים שלה. שיטות רבות קיימות כדי להשיג זאת, עם כל גישה יש יתרונות וחסרונות ברורים שלה4,5,6,7.
השיטות הנפוצות ביותר כדי לזהות אתרי כריכה RBP-הקישור ואחריו immunoprecipitation (קליפ) ואת הווריאציות השונות שלה-להסתמך על אולטרה סגול (UV) אור כדי crosslinking RBP ל-RNA8. עם זאת, זו אינה גישה אפקטיבית עבור non-RBPs בתוך Rbps, אשר אינם פונים אל RNA ישירות. כאן, אנו מתארים גישה חלופית הישימה ל-RBPs וללא RBPs כאחד, כדי לבודד ולזהות את אתרי איגוד ה-RNA שלהם. גישה זו נקראת RNA immunoprecipitation בטנדם (ripit) מורכב משני שלבים immunoprecipitation, אשר לעזור להשיג ספציפיות יותר לעומת טיהור אחד (איור 1)9,10. כפי שניתן לבצע את הצעדים הבודדים immunoprecipitation (IP) באופן מוגזם לעומת הקליפ, RIPiT אינו תלוי בזמינות של נוגדנים שיכולים לעמוד בפני נוכחות של חומרי ניקוי חזקים במהלך immunoprecipitation. היתרון הייחודי ביותר של RIPiT הוא היכולת למקד שני חלבונים שונים בשני שלבי טיהור; הדבר מספק דרך רבת-עוצמה להעשיר את מתחם ה-RNP שונה ומורכב מתסביכים דומים אחרים11.
וריאציות קטנות להליך RIPiT יכול לשפר עוד יותר את העשרה RNP. למשל, כמה אינטראקציות RNA-חלבון או חלבון-חלבון בתוך RNPs הם ארעי וזה עלול להיות קשה לטהר ביעילות את העקבות של תסביכים כאלה. כדי לייצב אינטראקציות כאלה, RNPs יכול להיות מקושר בתוך תאים עם פורמלדהיד לפני הליזה תא ו RIPiT. לדוגמה, ראינו כי אינטראקציה חלשה בין מורכבות הצומת אקסון (ejc) הליבה גורם, EIF4AIII וגורם פירוק ejc, pym12 ניתן לייצב עם טיפול פורמלדהיד כגון זה יותר העקבות RNA מועשרים (נתונים לא מוצג). לפני איסוף התא RIPiT, תאים יכולים גם להיות מטופלים עם תרופות כדי לייצב או להעשיר RNPs במצב מסוים. לדוגמה, כאשר לומדים חלבונים שהוסרו מ-mRNA במהלך התרגום (למשל, EJC13, UPF114), טיפול במעכבי תרגום כגון puromycin, cycloheximide או harringtonine יכול להוביל לאכלוס מוגבר של חלבונים ב-RNAs.
כמות ה-RNA ששוחזר מ-RIPiT נמוך בדרך כלל (0.5-10 שומות, כלומר, 10-250 ng RNA בהתחשב באורך RNA ממוצע של 75 nt). הסיבה העיקרית לכך היא כי רק חלק קטן של חלבון נתון קיים מורכב עם חלבונים אחרים בתוך RNPs (כל "חינם" החלבון IP'ed בשלב הראשון הוא איבד במהלך ה-IP השני). כדי לייצר ספריות rna-Seq מן ה-rna הזה, אנחנו גם מתווה כאן עיבוד של פרוטוקול שפורסם בעבר מתאים כגון RNA נמוך כגון15,16 (איור 2), אשר מניב את התפוקה הגבוהה ברצף מוכן דגימות של 3 ימים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הקמת HEK293 אורווה קווים תאים הבעת טטרציקלין-inducible דגל-מתויג חלבון של עניין (פוי)
2. תאים culturing עבור טטרציקלין האינדוקציה נוהל RIPiT
3. לקצור תא, טיפול פורמלדהיד, ולליזה תא
4. דגל Immunoprecipitation
5. RNase העיכול
6. הימנעות אהדה
7. חרוז מגנטי-הנוגדן הקוניוגציה
8. הImmunoprecipitation השנייה
9. הללויה
10. RNA החילוץ והסיום אשפרה
11. הערכה של גודל טביעת הרגל RNA שפע
12. היטל מתאם
13. תמלול הפוך
14. טיהור של מוצר RT
15. סיקולריזציה של מוצר RT
16. מבחן ה-PCR
17. PCR בקנה מידה גדול
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
RIPiT מוצלח יביא את הimmunoprecipitation של שני החלבונים של הריבית ואת החלבונים אינטראקציה אחרים הידועים, ואת העדר חלבונים שאינם באינטראקציה. כפי שנראה באיור 3A, הן MAGOH ו EIF4AIII זוהו בשנת הללויה, אבל HNRNPA1 לא היה (ליין 6). במקביל, העקבות של RNA כי יש מטוהרים משותפת עם מכלולי RNP זוהה באמצעות האדיגרפיה האוטומטית (איור 3ב) או bioanalyzer (איור 3ג). הטיפול Puromycin צפוי להגדיל א...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אנו דנים כאן כמה שיקולים מרכזיים כדי לבצע בהצלחה RIPiT. בראש ובראשונה, כתובות Ip בודדות חייבות להיות ממוטבות להשגת היעילות הגבוהה ביותר בכל שלב. כמות חרוזים הדגל העלה עבור מספר הקלט של תאים שתוארו כאן הוכיחה להיות חזקים עבור מגוון רחב של חלבונים שבדקנו. כמו רק חלק קטן של חלבונים שותפים הוא co-immunoprecipitated עם חלבון הדגל, כמות הנוגדן הדרוש עבור IP השני יעיל הוא בדרך כלל נמוך (פחות מ 10 μg). RIPiT בקנה מידה קטן (מ 1 10 ס מ) ואחריו אימות כתמי המערבי של חלבונים בכל שבר במהלך שני שלבים immunoprecipitation להוכיח מאוד שימ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו נתמכת על ידי מענק NIH GM120209 (GS). המחברים מודים לליבה של משאבים משותפים גנומיקה של אוסוקCC עבור שירותיהם (מענק תמיכת CCC NCI P30 CA16058).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Anti-FLAG Affinity Gel Gel | Sigma | A2220 | |
| ATP, [γ-32P]- 3,000 Ci/mmol 10 mCi/mL EasyTide, 250 µ Ci | PerkinElmer | BLU502A250UC | |
| BD מזרקים חד פעמיים עם קצות Luer-Lok (200) | Fisher | 14-823-435 | |
| Betaine 5M | Sigma | B0300 | |
| biotin-dATP | TriLink | N-5002 | |
| biotin-dCTP | Perkin Elmer | NEL540001EA | |
| סוניפייר ברנסון, דגם SSE-1 | ברנסון | ||
| CircLigase I | VWR | 76081-606 | ssDNA ligase I |
| DMEM, גלוקוז גבוה | ThermoFisher | 11995-065 | |
| מאגר עומס DNA NEB | NEB | ||
| Dynabeads חלבון A | LifeTech | 10002D | |
| Flp-In-T-REx 293 קו תאים | ThermoFisher | R78007 | |
| GeneRuler סולם | DNA בטווח נמוךThermoScientific | FERSM1203 | |
| Hygromycin B | ThermoFisher | 10687010 | |
| Mini-PROTEAN TBE ג'ל 10 בארות | Bio-Rad | 4565013 | |
| Mini-PROTEAN TBE-Urea Gel | Bio-Rad | 4566033 | |
| miRCAT-33 מתאם 5′-TGGAATTCTCGGGTGCCAAGGddC-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| Mirus transIT-X2 מגיב טרנספקציה | Mirus | MIR 6004 | |
| Mth RNA ligase | NEB | E2610S | |
| PE1.0 5′-AATGATACGGCGACCACCGAGATCTACACT CTTTCCCTACACGACGCTCTTCCGATC*T-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| PE2.0 5′-CAAGCAGAAGACGGCATACGATCGGTCTC GGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATC*T-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| Phenol/Chloroform/Isoamyl Alcohol (25:24:1, pH 6.7, 100 mLl) | Fisher | BP1752I-100 | |
| צבע טעינת ג'ל סגול (6x) | NEB NEB | #7025 | |
| Q5 DNA Polymerase | NEB | M0491S/L | |
| RNase I, E. coli, 1,000 | U Eppicenter | N6901K | |
| עמודת SPIN-X | קורנינג | CLS8160-24EA חרוזי | |
| סטרפטווידין | ThermoFisher | 60210 | |
| Superscript III (SSIII) | ThermoScientific | 18080044 | אנזים טרנסקריפטאז הפוך |
| SybrGold | ThermoFisher | S11494 | כתם ג'ל חומצת גרעין זהב |
| T4 פולינוקלאוטיד קינאז-2500U | NEB | M0201L | |
| T4RNL2 Tr. K227Q | NEB | M0351S | |
| טטרציקלין | סיגמא | 87128 | |
| יציב בחום 5&חריף; App DNA/RNA Ligase | NEB | M0319S | |
| TruSeq_SE1 5′-pGGCACTANNNNNAGATCGGAAGA GCGTCGTGTAGGGAAAGAGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTC TTCCGATCTCTGGCACCACCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE10 5′-pGGTGTTCNNNNNAGATCGGAAG AGCGTCGTGTAGGGAAAGAGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCT CTTCCGATCTCTGGCACCACCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE11 5′-pGGTAAGTNNNNNAGATCGGAA GAGCGTCGTCGTGTAGGGAAAGAGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTC TTCCGATCTCCTTGGCACCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE12 5′-pGGAGATGNNNNNAGATCGGAAGA GCGTCGTGTAGGGAAAGAGTGT-SPACER 18-CTCGGCTCTCTGCTGAACCGCTC TTCCGATCTCCTTGGCACCACCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE2 5′-pGGGTAGCNNNNNAGATCGGAAGAG CGTCGTGTAGGGAAAGAGTGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCT CTTCCGATCTCTCTGGCACCACCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE35′-pGGTCGATNNNNNAGATCGGAAG AGCGTCGTGTAGGTAGGGAAAGAGTGT-SPACER 18-CTCGGCTCTCTGCTGAACCGCT CTTCCGATCTCCTTGGCACCCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE4 5′-pGGCCTCGNNNNNAGATCGGAAGA GCGTCGTGTAGGGAAAGAGT-SPACER 18-CTCGGCTCTCTGCTGAACCGCTC TTCCCTCTCTGGCACCACCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE5 5′-pGGTGACANNNNNAGATCGGAAGA GCGTCGTGTAGGGAAAGAGTGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTC TTCCGATCTCCTTGGCACCCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE6 5′-pGGTAGACNNNNNAGATCGGAAGAG CGTCGTGTAGGGAAAGAGTGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTC CGATCTCCTTGGCACCCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE7 5′-pGGGCCCTNNNNNAGATCGGAAG AGCGTCGTCGTGTAGGGAAAGAGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCT TCCGATCTCCTTGGCACCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE8 5′-pGGATCGGNNNNNAGATCGGAAGAG CGTCGTGTAGGGAAAGAGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTT CCGATCTCCTTGGCACCCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| TruSeq_SE9 5′-pGGACTGANNNNNAGATCGGAAGAG CGTCGTGTAGGGAAAGAGTGT-SPACER 18-CTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTC CGATCTCCTTGGCACCACCGAGAATTCCA-3′ | כל | פרוטוקול זה תואם רק לפלטפורמת הריצוף של Illumina | |
| Typhoon 5 Bimolecular Imager | GE Healthcare Life Science | 29187191 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.