$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
כדי להדגים את היעילות של פרוטוקול החיסון שלנו, ניתחנו חלבוני בקרה תרגומיים מתויגים ואנדוגניים בשלושה סוגים של דגימות X. laevis: ביציות שלב VI, עוברים שלב 7 (בלסטולה) ועוברים שלב 10.5 (גסטרולה). שלבים אלה נבחרו מכיוון שהם משתרעים על פני מעבר אמצע הבלסטולה (שלב 8.5), המסמן את תחילתו של שעתוק זיגוטי חזק13,14. מכיוון שהתפתחות לפני המעבר לאמצע הבלסטולה מתרחשת בהיעדר שעתוק, עוברים פרה-זיגוטיים (כלומר, נשלטים על ידי האם) מסתמכים במידה רבה על מנגנוני בקרה תרגומיים כדי לבטא חלבוני גורל תאים ברזולוציה הזמנית והמרחבית הנכונה15. לכן, המעבר באמצע הבלסטולה הוא הקשר חיוני לחקר אינטראקציות RNA-חלבון.
כדי לנתח את ביטוי החלבון באמצעות אימונובלוטינג, הוזרקו ביציות ועוברים של X. laevis עם 500 pg של mRNA המקודד את המחצית הטרמינלית C של X. laevis Bicaudal-C (Bicc1) שהתמזגה ל-3x תגי זיקה של המגלוטינין (HA). בחרנו לנתח את Bicc1 בשל הרלוונטיות שלו לביולוגיה של Xenopus ולאינטראקציות חלבון-RNA. Bicc1 הוא חלבון קושר mRNA ומדכא תרגומי המנחה את החלטות גורל התא בעובר המוקדם 16,17,18. מאוחר יותר בהתפתחות, הוא משפיע על דפוס שמאל-ימין 19,20,21 ועל תפקוד האיברים, כולל הכליות 22,23,24,25. Bicc1 מכיל אזור המכוון דיכוי תרגומי5 ותחומי הומולוגיה של hnRNP K (KH) המתווכים קשירה ל-mRNAs ספציפיים 5,26,27,28.
תמציות הוכנו מחמש ביציות או עוברים שהוזרקו על ידי HA-Bicc1, יחד עם דגימות תואמות שלא הוזרקו כבקרות שליליות. עשירית מכל תמצית עברה אלקטרופורזה על ג'ל ביס-טריס בשיפוע של 4-12% והועברה רטובה על קרום ניטרוצלולוזה. צביעת פונסו של הממברנה כדי לזהות את החלבון הכולל אישרה העברה מוצלחת (איור 3A). כחלק מהמחקרים שלנו, יצרנו נוגדן בארנבים שמזהה את המחצית הטרמינלית C של חלבון Bicc1 האנושי. הנוגדן הזה שימש לאיתור חלבון Xl-Bicc1 אנדוגני ואקסוגני (איור 3B). עבודות קודמות הראו כי חלבון Bicc1 נעדר מביציות X. laevis , אך מתבטא בעוברים טרום-MBT, לפני שהגנום הזיגוטי פעיל16. זה מצביע על כך שבעוד ש-Bicc1 mRNA מצטבר במהלך הביציות, הוא מדוכא בתרגום. בהסכמה עם עבודה קודמת זו, Bicc1 אנדוגני לא זוהה בביציות. לעומת זאת, הנוגדן זיהה Bicc1 אנדוגני (~MW 107 kDa) בעוברים בשלב 7 ו-10.5. יחד, התוצאות האלה מאמתות שהנוגדן מזהה את החלבון האנדוגני Bicc1 (איור 3B, פאנל עליון, ראש חץ אדום). נוגדן Bicc1 זיהה חלבון קטן יותר של כ-70 kDa בתמציות שהוכנו מדגימות שהוזרקו על ידי mRNA (איור 3B, פאנל עליון, ראש חץ שחור, השווה נתיבים 2, 4 ו-6 עם נתיבים 1, 3 ו-5). כבקרה על הספציפיות של נוגדן Bicc1, הממברנה הופשטה ונבדקה מחדש עם נוגדן כנגד תג הזיקה של HA. נוגדן ה-HA זיהה את החלבון 70 kDa בדגימות שהוזרקו, אך לא זיהה את ה-Bicc1 האנדוגני (איור 3B, פאנל שני, ראש חץ שחור). זיהוי ה-HA-Bicc1 C-term משתנה בעוצמתו בין השלבים עקב הבדלים בביטוי החלבון מה-mRNA המוזרק בסוגי התאים השונים.
לאחר מכן, הרחבנו את התוצאות על ידי בדיקת הביטוי של חלבונים רגולטוריים תרגומיים אנדוגניים המקיימים אינטראקציה עם Bicc1. ראשית, ניתחנו את הביטוי של Ccr4-Not Transcription Complex Subunit 1 (Cnot1), חלבון פיגום גדול וחלק מקומפלקס Ccr4-Not deadenylase (CNOT). קומפלקס CNOT מרובה תת-יחידות הוא אחד הדדנילאזים האיקריוטיים העיקריים וידוע בעיקר בגיזום זנב הפולי (A) בקצה ה-mRNA השליח כהקדמה לפירוקם. עם זאת, לקומפלקס זה יש תפקידים מגוונים בבקרת תרגום המשתרעים מעבר לדדנילציה29. היינו מעוניינים לבחון את ביטוי Cnot1 בשל חשיבותו של קומפלקס CNOT לוויסות mRNA ותצפיות קודמות ש-Cnot1 מקיים אינטראקציה עם Bicc120,30. כדי לנתח את ביטוי Cnot1, השתמשנו בנוגדנים המזהה את החלבון האנדוגני Cnot1. הוא זיהה שני חלבונים ב-250 kDa ו-270 kDa בכל דגימה, הגודל החזוי של Cnot1 (איור 3B, פאנל שלישי). לפיכך, פרוטוקול זה מאפשר לנו לזהות בקלות מרכיב קריטי של קומפלקס רגולטורי. בנוסף, נתונים אלה תומכים ביכולתו של הפרוטוקול לזהות בהצלחה חלבונים בעלי משקל מולקולרי גבוה.
כדי לבחון עוד יותר את יכולת ההכללה של תוצאות אלה, ניתחנו לאחר מכן דגימות לנוכחות של הליקאז בולט DEAD-box המעורב בדיכוי תרגומי, הליקאז 6 (Ddx6, שנודע בעבר כ-xp54 ב-Xenopus ו-me31b בדרוזופילה). Ddx6 הוא מרכיב חשוב בגרגירי ריבונוקלאופרוטאין, מעורב באחסון mRNA ומקיים אינטראקציה עם Bicc1 ו-Cnot1 6,31,32. נוגדן שזיהה את ה-Ddx6 האנדוגני זיהה חלבון של כ-54 kDa בכל דגימה (איור 3B, פאנל רביעי). הביטוי הופחת בעוברים זיגוטיים (איור 3B, השווה נתיבים 5 ו-6 ל-1-4), כפי שדווח קודם לכן33.
לבסוף, כדי להבטיח שההבדלים שראינו בין הדגימות נובעים מהבדלים בביטוי, הפשטנו וחקרנו מחדש את הכתם החיסוני עם נוגדן המזהה את האנזים גליצרלדהיד 3-פוספט דהידרוגנאז (Gapdh). Gapdh משמש כ"בקרת העמסה" המתבטאת בכל מקום. רמות שוות ערך של ביטוי Gapdh מאשרות את צביעת פונסו: כמות שווה של חלבון כולל מנותחת על פני דגימות (איור 3B, פאנל חמישי).
יחד, תוצאות אלו מאשרות את יעילותה של שיטת אימונו-בלוט זו. הצלחנו לזהות Bicc1 אקסוגני ואנדוגני על פני שלבי התפתחות מרובים של X. laevis הרלוונטיים לחקר אינטראקציות RNA-חלבון: ביציות ועוברים טרום-MBT, המכילים רק mRNA שהושקעו על ידי האם, ועוברים לאחר MBT, הכוללים גם mRNA משועתקים זיגוטית. הצלחנו להכליל את התוצאות הללו על ידי ניתוח הביטוי של חלבוני בקרה תרגומיים מרובים במגוון משקלים מולקולריים (Bicc1, Cnot1 ו-Ddx6) ובקרת העמסה (Gapdh). אנו גם מראים שפרוטוקול זה יכול לשמש עבור עוברי X. tropicalis עם שינוי כדי להגדיל את כמות החומר המשמשת כדי להסביר את גודלם הקטן יותר (איור משלים 1).

איור 3: זיהוי רמות של חלבונים רגולטוריים תרגומיים באמצעות אימונובלוטינג ב- X. laevis. (A) צביעת Ponceau של הכתם החיסוני לזיהוי חלבון כולל מביציות X. laevis שלב VI, עוברים בשלב 7 ועוברים בשלב 10.5. כל נתיב מייצג 10% מהחלבון המוכן מתמצית (0.5 ביצית או עובר). (B) ניתוח אימונובלוט של חלבונים רגולטוריים תרגומיים נבחרים של X. laevis בביציות שלב VI, עוברים בשלב 7 ועוברים בשלב 10.5. נתיבים 2, 4 ו-6 תואמים לדגימות שהוזרקו עם מיקרו-RNA HA-Bicc1 לפני הניתוח, בעוד שנתיבים 1, 3 ו-5 משמשים כבקרות שליליות (לא מוזרקות). נוגדן α-Bicc1 שימש לבדיקת ביטוי של Bicc1 אנדוגני על פני שלבים (פאנל עליון). לאחר מכן הכתם הופשט ונבדק מחדש עם נוגדן לתג הזיקה HA כבקרה על ספציפיות נוגדנים α-Bicc1 (פאנל שני). כתמים הופשטו ונבדקו מחדש עבור חלבונים רגולטוריים נוספים באמצעות α-Cnot1 (פאנל שלישי) ו-α-Ddx6 (פאנל רביעי). α-Gapdh (הפאנל התחתון) שימש כבקרה להעמסת חלבון שווה. ראשי חץ אדומים מסמנים את המיקום של Bicc1 אנדוגני, בעוד ראשי חץ שחורים מסמנים את המיקום של HA-Bicc1 C-term המתבטא באופן אקסוגני. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
איור משלים 1: ניתוח אימונובלוט של חלבון Bicc1 ב-Xenopus laevis לעומת Xenopus tropicalis. נוגדן α-Bicc1 שימש לבדיקת ביטוי של Bicc1 אנדוגני ואקסוגני על פני כמויות שונות של תמצית עובר X. laevis ו-X. tropicalis . נתיב 1: 0.5 עובר X . laevis לא מוזרק. נתיב 2: 0.5 HA-Bicc1 הוזרק לעובר X. laevis . נתיב 3: 3 עוברי X. tropicalis לא מוזרקים. נתיב 4: 1 עובר X. tropicalis לא מוזרק. נתיב 5: 0.5 עובר X. tropicalis לא מוזרק. נעשה שימוש בשני נוגדנים המזהים את Bicc1 האנדוגני: האחד מורם כנגד Bicc1 אנושי (פאנל עליון) והשני מורם כנגד X. laevis Bicc1 (פאנל אמצעי). α-Gapdh (פאנל תחתון) שימש לבקרה על עומס חלבון שווה. אנא לחץ כאן להורדת קובץ זה.