הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

בדיקת נקודת כתם לזיהוי רמות שינוי RNA גלובליות של N 6-מתילאדנוזין

553 צפיות

DOI:

10.3791/69860

6 בפברואר 2026

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

כאן אנו מציגים פרוטוקול להערכת רמות m⁶A גלובליות באופן חצי-כמותי באמצעות נקודת כתם נקודות. ה-RNA הכולל מופק, מנותק, מנוקד על ממברנת ניילון, נבדק בנוגדן אנטי-m⁶A, ומוצג באמצעות כימילומינסנציה. עוצמת האות, שנמדדה על ידי ניתוח גווני אפור של ImageJ, משקפת שפע מתילציה יחסי, ומספקת זרימת עבודה ניתנת לשחזור למחקר.

תקציר

N 6-מתילאדנוזין (m⁶A) הוא השינוי הפנימי השכיח ביותר ב-RNA שליח אאוקריוטי (mRNA) ומשמש כרגולטור מרכזי לביטוי גנים לאחר שעתוק. שיטות לחקירת m⁶A יכולות להיות מיושמות ברמות שונות של רזולוציה, כולל כימות גלובלי, גילוי ספציפי לנוקלאוטידים וניתוח תמלילים מסוימים בעלי עניין. מבין אלה, בדיקת dot blot מספקת גישה פשוטה, מהירה וחסכונית להערכה חצי-כמותית של רמות שינוי גלובליות ב-m⁶a. במבחן זה, תאים מעובדים תחילה להפקת RNA כולל, אשר מדולל ומפורק. דגימות ה-RNA מסומנות על ממברנת ניילון, נבדקות בנוגדן אנטי-m⁶A, ומוצגות באמצעות כימילומינציה, כאשר עוצמת האות מצביעה על שפע יחסי של מתילציה. לבסוף, כימות והשוואת עוצמות האות מתבצעים על ידי מדידת ערכי גווני גווני אפור באמצעות ImageJ. בהשוואה לשיטות ריצוף או שיטות מבוססות ספקטרומטריית מסה, כתם נקודות דורש מינימום מכשור ומומחיות טכנית, מה שהופך אותו למתאים במיוחד לסינון שגרתי, מחקרים תפקודיים ראשוניים וניתוחים השוואתיים. פרוטוקול זה מספק תהליך עבודה מפורט וניתן לשחזור ליישום מבחן נקודת הכתם m⁶A הן במחקר בסיסי והן ביישומים תרגומיים.

מבוא

N 6-מתילאדנוזין (m⁶A) הוא השינוי הפנימי הנפוץ ביותר ב-RNA שליח אאוקריוטי (mRNA) ומשחק תפקיד חיוני בוויסות לאחר שעתוק, כולל יציבות, חיבור, פירוק, תרגום וייצוא 1,2,3. דיסרגולציה של שינוי m⁶a הייתה מעורבת בתהליכים פיזיולוגיים ופתולוגיים מגוונים, כולל התחלה, התקדמות וגרורה של גידול. באוסטאוסרקומה, רמות m⁶a גבוהות נצפו הן בקווי תאים והן ברקמות, מה שמרמז על תפקיד למתילציה חריגה של RNA בביולוגיה של מחלה 6,7. לכן, הערכה שיטתית של שפע m⁶a העולמי, יחד עם השינויים בתמלילים ובמסלולים הרגולטוריים הקשורים לאוסטאוסרקומה, חיונית להבהרת המנגנונים הביולוגיים וההשלכות הקליניות של מתילציה של RNA באוסטאוסרקומה.

קיימות מספר שיטות אנליטיות ללימוד שינויים ב-m⁶A 8,9. כרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה/ספקטרומטריית מסה (LC-MS/MS)10 ובדיקות11 מבוססות ELISA, שניות משמשות למדידת רמות m⁶A גלובליות. הראשון מציע רגישות גבוהה אך דורש ציוד מיוחד ומומחיות, בעוד שהשני מספק רמות m6Aיחסית ותורם לעלות גבוהה יותר מבדיקת dot blot. MeRIP-qPCR מאפשר הערכה ממוקדת של תמלולים מסוימים, אך הוא מושפע מאוד מיעילות אימונופרציפיטציה12. MeRIP-seq13, m⁶A-seq 14, ו-m⁶A-SAC-seq15 הם גישות מבוססות ריצוף, שיכולות למפות בדיוק אתרי m⁶A מתילציה; עם זאת, הם יקרים ודורשים ניתוח ביו-אינפורמטי נרחב.

מבחן m⁶A dot blot מציע שיטה פשוטה, מהירה וחסכונית לקביעת רמות שינוי גלובליות של m⁶A ב-RNA. כאימונואסיה חצי-כמותית, היתרון העיקרי שלה הוא יצירת תמונה כוללת של שפע m⁶A ללא צורך בציוד מיוחד או ניתוח ביואינפורמטי מורכב. דבר זה הופך את בדיקת ה-m⁶a dot blot לכלי חשוב לסינון שגרתי, אימות תפקודי ראשוני ומחקר קליני, וכן להשלים מעשי לגישות מתקדמות בריצוף וספקטרומטריית מסה. הפרוטוקול הנוכחי מציע תהליך עבודה מפורט שלב-אחר-שלב, המבטיח זיהוי שניתן לשחזור ויישום רחב.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

הערה: הפרוטוקול מאורגן לשלושה חלקים: הכנת RNA, בדיקת נקודת כתם וכימות. טבלת החומרים מסכמת את החומרים הנדרשים, טבלה משלימה 1 מפרטת את נוסחאות התגובה, ואיור 1 ממחיש את תהליך הניסוי.

1. הכנת RNA

  1. הכנת תאים
    1. הסר 143B תאי SNHG21-knockdown יציבים (shSNHG21), תאי ביקורת שליליים (shCtrl), ותאים שטופלו ב-3-דיאזאדנוזין (3-DAA; [100 מיקרומטר, 24 שעות]) וחומצה מקלופנמית (MA; [100 מיקרומטר, 24 שעות]) מהאינקובטור בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס.
    2. ודאו שהמפגש התאים הוא בערך 80-90% והתאים במצב טוב תחת מיקרוסקופ.
    3. הסר את מדיום התרבית, ואז שטוף את התאים פעמיים עם 1 מ"ל PBS.
    4. הסר את ה-PBS, ואז הוסיף 1 מ"ל טריפסין לכל צלחת של 6 ס"מ.
    5. נערו בעדינות כדי לפזר את הטריפסין באופן שווה ודגרו את הטריפסין למשך דקה.
    6. הסר את הטריפסין, ואז הוסיף 1 מ"ל מדיום המכיל 10% FBS כדי לסיים את העיכול.
    7. מבצע פיפט של תליית התא מספר פעמים כדי לפזר את התאים.
    8. העבר את תליית התא לצינור מיקרוצנטריפוגה ללא RNase בנפח 1.5 מ"ל.
      הערה: יש לסמן את השפופרת לפני השימוש. שלבים 1.1.3 עד 1.1.8 חייבים להתבצע בתנאים סטריליים.
    9. צנטריפוגה ב-1000 × גרם למשך 3 דקות, ואז הסרת הסופרנטנט לחלוטין.
  2. חילוץ RNA
    הערה: חילוץ RNA מתבצע באמצעות ערכת טיהור RNA ב-EZ-press.
    1. הוסיפו 600 מיקרוליטר של בופר ליזיס (הנמצא בערכת טיהור ה-RNA) לכדור ולמערבולת ליסודיות כדי לעבור את התאים ללוזק לחלוטין, ותנו לזה לעמוד במשך 5 דקות.
      הערה: כ-2 ×-106 תאים משמשים לבידוד RNA.
    2. הוסף נפח שווה של 100% אתנול ומערבולת היטב.
    3. הוסיפו 600 מיקרוליטר מהתערובת על עמודת ספין המורכבת מצינור איסוף.
      הערה: הרכיבו את עמודת הסיבוב וצינור האיסוף לפני השימוש, וסמנו את הצינור לפני השימוש.
    4. צנטריפוגה ב-12,000 × גרם למשך דקה אחת וזרוק את הנוזל בצינור האיסוף.
      הערה: הימנעו ממגע בין תחתית העמודה לנוזל או למפעיל.
    5. חזור על השלבים הנ״ל 1.2.3-1.2.4 עבור התערובת שנותרה.
    6. הוסף 500 מיקרוליטר של בופר שטיפה (הנמצא בערכת טיהור ה-RNA) לכל עמוד סיבוב, ותן לו לעמוד בטמפרטורת החדר למשך דקה.
    7. צנטריפוגה ב-12,000 × גרם למשך דקה וזרקו את הנוזל בצינור האיסוף.
    8. צנטריפוגה שוב בעמודה הריקה ב-12,000 × גרם למשך דקה אחת כדי להסיר נוזל שנותר.
    9. העבר את עמוד הסיבוב לצינור חדש בנפח 1.5 מ"ל ללא RNase, פתח את המכסה וייבש באוויר למשך 2 דקות.
      הערה: יש לסמן את השפופרת לפני השימוש.
    10. הוסיפו 25-50 מיקרוליטר של בופר שחרור (מים ללא אנזימים) למרכז עמודת הספין.
    11. דגירה בטמפרטורת החדר למשך 2 דקות.
    12. צנטריפוגה ב-12,000 × גרם למשך דקה אחת כדי לשחרר RNA.
    13. השליכו את עמודת הסיבוב והניחו את ה-RNA על הקרח.
      הערה: יש לאחסן את ה-RNA בטמפרטורה של -80°C עד לשימוש.
  3. דילול RNA
    1. מדידת ריכוז RNA של תאי shSNHG21 של 143B, תאי shCtrl ב-143B, ותאים שטופלו ב-3-DAA ו-MA באמצעות ספקטרופוטומטר DS-11.
    2. הכינו 1 מיקרוגרם RNA כולל מכל קו תאים.
    3. מדלל סדרתי RNA ל-400 ng, 200 ng ו-100 ng עם מים מטופלים בדיאתיל פירוקרבונט (DEPC).
      הערה: כוון את שיפוע הריכוז לפי הצורך.
  4. דנאטורציה של RNA
    1. דגימות RNA מדוללות בחום בטמפרטורה של 95 מעלות צלזיוס למשך 3 דקות.
    2. העבר מיד את הדגימות לקרח כדי להתקרר.
      הערה: RNA מנותק יכול להישמר בטמפרטורה של 4°C עד שבוע.

2. נקודת כתם

  1. זיהוי RNA
    1. חתוך את ממברנת הניילון החיובית לגודל הרצוי.
    2. צייר קווי ייחוס ותייג את הממברנה בשם הדגימה.
    3. ערבב היטב את ה-RNA על ידי וורטקס עדין או פיפטינג.
    4. נקודה של 1-2 מיקרוליטר מכל דגימת RNA על המיקומים המיועדים על הממברנה.
      הערה: השתמש בקצות פיפטות ללא RNase בכל עת. הימנע ממגע ישיר בין קצה הפיפטה לממברנה. אפשר ל-RNA להתפשט באופן טבעי על הממברנה. השתמש בקצה פיפטה חדש לכל דגימה. אין לעלות על 2 מיקרוליטר לנקודה כדי למנוע דיפוזיה לא סדירה.
  2. קישור חוצה-RNA
    1. ייבשו את הממברנה באוויר למשך 3 דקות.
    2. לבצע קישור RNA על ידי הקרנת הממברנה ב-UV crosslinker ב-254 ננומטר, 120 mJ/cm².
      הערה: דגרו את הממברנה בטמפרטורה של 37 מעלות צלזיוס למשך 30 דקות כאופציה חלופית.
    3. שטוף את הממברנה עם 10 מ"ל של 1x TBST על פלטפורמת נדנדה למשך 5 דקות כדי להסיר RNA לא קשור.
  3. חסימת ממברנה
    1. הכן פתרון של 5% BSA.
      הערה: הכינו את התמיסה טרייה לפני השימוש.
    2. דגרו את הממברנה בתמיסת החסימה בטמפרטורת החדר למשך שעתיים.
  4. דגירה של נוגדנים
    1. דגרו את הממברנה בנוגדן אנטי-m⁶A למשך הלילה בטמפרטורה של 4°C.
      הערה: מדלל נוגדן 1:1000 בתמיסת BSA של 5% לפני השימוש. דגור את הממברנה על פלטפורמת נדנודה עם ניעור עדין (50 סל"ד).
    2. שטוף את הממברנה שלוש פעמים עם 10 מ"ל של 1x TBST על פלטפורמת נדנדה למשך 10 דקות.
    3. דגרו את הממברנה בנוגדן משני מצומד לפרוקסידאז חזרת (HRP) למשך שעה בטמפרטורת החדר.
      הערה: מדלל נוגדן 1:1000 בתמיסת BSA של 5% לפני השימוש.
    4. שטוף את הממברנה שלוש פעמים עם 10 מ"ל של 1x TBST על פלטפורמת נדנדה למשך 10 דקות.
  5. גילוי כימילומינסנציה
    1. מרחו באופן שווה את מצע ה-HRP הכימילומינסנטי בזרם על הממברנה.
      הערה: דגרו את הממברנה עם מצע למשך דקה אחת בטמפרטורת החדר עם נדנוד עדין.
    2. לזהות אות באמצעות מערכת הדמיה כימילומינסנציה.
    3. השתמשו בפונקציית חשיפה אוטומטית במערכת ההדמיה הכימילומינסצנטית כסריקה מקדימה ראשונית.
      הערה: קבל זמן אוטומטי רק אם האות הבהיר ביותר רווי פחות מ-65%; אחרת, חצי-החשיפה ואיסוף מחדש עד שהאות השיא יורד ל-30-60%.
  6. צביעת מתילן כחול (MB)
    1. דגרו את הממברנה בתמיסת הצביעה של MB למשך דקה.
    2. שטוף את הממברנה שלוש פעמים עם 10 מ"ל של 1x TBST על פלטפורמת נדנדה למשך 5 דקות, וצלם תמונה כבקרת טעינה.
      הערה: צבעו את אותה ממברנה המשמשת לכימילומינסנציה. הימנעו מהפרעת משקעים בתמיסת הצביעה. ללבוש בגדים מגנים ומסכה, כי MB קשה להסרה.
    3. הסרת צבע הממברנה המוכתמת ב-MB לאחר הדמיה באמצעות תמיסה המכילה 1% SDS על פלטפורמת נדנדה למשך 15 דקות כדי להקל על תיעוד או אפשרות לבדיקה מחודשת.

3. כימות

  1. מדידת ערכים בגווני אפור
    1. ייבא את התמונה לתוכנת ImageJ.
    2. המרו את התמונה לפורמט 8 ביט באמצעות Image > Type > 8 ביט.
    3. חיסור רקע עם תהליך > חיסור רקע.
      הערה: רדיוס: 50.0 פיקסלים, בדוק רקע אור.
    4. השתמש בכלי Rectangle כדי לבחור את אזור הניתוח.
    5. הגדר נתיבים ברצף עם Analyze > Gels > Select First Lane.
    6. יצירת פרופילי עוצמה באמצעות ניתוח > ג'לים > גרף נתיבים ומדידת פיקים.
    7. מדדו את ערכי גווני האפור של m⁶A ו-MB, בהתאמה.
  2. העתק את הנתונים לטבלה לניתוח.
  3. השוו את עוצמות האות להערכת רמות השינוי גלובליות ב-m⁶a.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

כדי לאמת בקפדנות את ביצועי בדיקת dot blot ולבחון את תפקיד SNHG21 בוויסות רמות גלובליות של m6 A, תאי 143B היו נתונים להפרעות פרמקולוגיות שמדכאות או מחזקות את מתילציה שלm 6 A, ועקבו אחר שפע m6 A בשני הכיוונים.

כימות כתם נקודה של שפע גלובלי m6 A
תחילה הערכנו את יכולת הבדיקה לזהות ירידות ברמותm 6 A על ידי עיכוב מתילציהשל m 6 A (איור 2). כפי שמוצג

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

במחקר זה, הפחתת SNHG21 בתאי אוסטאוסרקומה 143B הביאה לירידה בעוצמת האות m⁶A, מה שהדגים את ערך הבדיקה הזו להערכת האם שינויים גנטיים משפיעים על מתילציה של RNA. בנוסף, בדיקה זו משמשת ככלי ליישומים רבים, כולל: 1) מחקרים פונקציונליים ואימות מכניסטי: בדיקה זו יכולה לשמש לסינון ראשוני מהיר כדי לקבוע האם רמות m⁶A גלובליות קשורות לתהליכים ביולוגיים מסוימים, כגון התמיינות תאים, תגובת לחץ או התקדמות גידול16. הוא גם משמש להערכת התפקידים הפונקציונליים של רגולטורים של m⁶A ("כותב...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים מדווחים שאין ניגודי עניינים.

תודות

עבודה זו נתמכה במענקים מהקרן הלאומית למדעי הטבע (82174408, 82374477 ו-82474535). איור 1 נוצר עם BioRender.com.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
3-דאזאדנוזין (3-DAA)MCEהיי-W013332A1 מ"ג
נוגדן מונוקלונלי אנטי-m6Aפרויטנטק68055-1-Ig50 & mu; L
אלבומין סרום בקר (BSA, Fraction V)BioFroxx4240GR100 100 גרם
מערכת הדמיה MP של ChemiDocBIO RAD12003154
רמת סוכר גבוהה DMEMבהכרח319-005-CL500 מ"ל
ספקטרופוטומטר DS-11DeNOVIXDS-11
ערכת טיהור RNA EZ-pressEZB B0004DP100 Preps
FBS - איכות מעולהבהכרח086-150500 מ"ל
IgG נגד עכבר עזים עם HRP קונצוגטי (H+L)ביוטייםA02161 מ"ל
מצע HRP כימילומינסנטי מערבי של Immobilon  מיליפורWBKLS05002 &פעמים; 250 מ"ל
חומצה מקלופנמית (MA)MCEHY-1172751 מ"ג
תמיסת צביעת מתילן כחולהסולרביולוגיהG13000.1%, 100 מ"ל
ממברנת העברת ניילוןLABSELECTTM-NY-XS-457.4 & פעמים; 8.5 ס"מ, 0.45 & מיו; זכר, 10 PCS/BAG
PBS buffer (אבקה יבשה מוכנה לשימוש)ביושארפBL601ApH: 7.2-7.4, 2 ליטר לשקית
נתרן דודציל סולפט (SDS)סיגמאL5750-500G500 גרם
אבקת TBS Buffer Premixסאנגון  A510025-00011EA (אבקה 243.9 גרם)
אנזים TrypLE Expressגיבקו12604-0211&פי;, 500 מ"ל
טווין-20סאנגוןA600560-0500500 מ"ל
קרוסלינקר UVUVPCL-1000

מקורות

  1. Wang, X., et al. N6-methyladenosine-dependent regulation of messenger RNA stability. Nature. 505 (7481), 117-120 (2014).
  2. Zhang, Z., Wei, W., Wang, H., Dong, J. N6-methyladenosine-sculpted regulatory landscape of noncoding RNA. Front Oncol. 11 (1), 743990(2021).
  3. Hsu, P. J., et al. The RNA-binding protein FMRP facilitates the nuclear export of N6-methyladenosine-containing mRNAs. J Biol Chem. 294 (52), 19889-19895 (2019).
  4. Chen, X. -Y., Zhang, J., Zhu, J. -S. The role of m6A RNA methylation in human cancer. Mol Cancer. 18 (1), 103(2019).
  5. Li, Y., et al. Molecular characterization and clinical relevance of m6A regulators across 33 cancer types. Mol Cancer. 18 (1), 137(2019).
  6. Hu, Y., Zhao, X. Role of m6A in osteoporosis, arthritis and osteosarcoma (review). Exp Ther Med. 22 (3), 926(2021).
  7. Zhang, Y., et al. N6-methyladenosine (m6A) modification in osteosarcoma: expression, function and interaction with noncoding RNAs-an updated review. Epigenetics. 18 (1), 2260213(2023).
  8. Zhu, W., et al. Detection of N6methyladenosine modification residues (review). Int J Mol Med. 43 (6), 2267-2278 (2019).
  9. Wang, Y., Jia, G. Detection methods of epitranscriptomic mark N6-methyladenosine. Essays Biochem. 64 (6), 967-979 (2020).
  10. Stejskal, S., et al. Global analysis by LC-MS/MS of N6-methyladenosine and inosine in mRNA reveal complex incidence. RNA. 31 (4), 514-528 (2025).
  11. Ensinck, I., et al. m6A-ELISA, a simple method for quantifying N6-methyladenosine from mRNA populations. RNA. 29 (5), 705-712 (2023).
  12. Liu, J., et al. m6A mRNA methylation regulates AKT activity to promote the proliferation and tumorigenicity of endometrial cancer. Nat Cell Biol. 20 (9), 1074-1083 (2018).
  13. Zhang, M., Li, Q., Xie, Y. A Bayesian hierarchical model for analyzing methylated RNA immunoprecipitation sequencing data. Quant Biol (Beijing). 6 (3), 275-286 (2018).
  14. Dominissini, D., et al. Topology of the human and mouse m6A RNA methylomes revealed by m6A-seq. Nature. 485 (7397), 201-206 (2012).
  15. Mishra, T., Phillips, S., Zhao, Y., Wilms, B., He, C., Wu, L. Epitranscriptomic m6A modifications during reactivation of HIV-1 latency in CD4+ T cells. mBio. 15 (11), e0221424(2024).
  16. Li, J., et al. METTL16 promotes lipid metabolic reprogramming and colorectal cancer progression. Int J Biol Sci. 21 (11), 4782-4797 (2025).
  17. Ren, F., Cai, Y., Song, Y. OTUD7B stabilization by METTL14-mediated m6A methylation drives HIF-1α expression in esophageal squamous cell carcinoma. Oncol Res. 33 (8), 2055-2074 (2025).
  18. Chen, Y., et al. WTAP facilitates progression of hepatocellular carcinoma via m6A-HuR-dependent epigenetic silencing of ETS1. Mol Cancer. 18 (1), 127(2019).
  19. Gu, Y., et al. Upregulation of circGDI2 inhibits tumorigenesis by stabilizing the expression of RNA m6A demethylase FTO in oral squamous cell carcinoma. Noncoding RNA Res. 10 (1), 140-152 (2025).
  20. Ura, Y., et al. Quantitative dot blot analyses of blood-group-related antigens in paired normal and malignant human breast tissues. Int J Cancer. 50 (1), 57-63 (1992).
  21. Reed, K. C., Mann, D. A. Rapid transfer of DNA from agarose gels to nylon membranes. Nucleic Acids Res. 13 (20), 7207-7221 (1985).
  22. Herrin, D. L., Schmidt, G. W. Rapid, reversible staining of northern blots prior to hybridization. Biotechniques. 6 (3), 196-200 (1988).
  23. Rio, D. C., Ares, M., Hannon, G. J., Nilsen, T. W. RNA: A Laboratory Manual. , Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor. NY. (2010).
  24. Sambrook, J., Russell, D. W. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. , 3rd ed, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY. (2001).
  25. Helm, M., Motorin, Y. Detecting RNA modifications in the epitranscriptome: Predict and validate. Nat Rev Genet. 18 (5), 275-291 (2017).
  26. Meyer, K. D., Jaffrey, S. R. The dynamic epitranscriptome: N6-methyladenosine and gene expression control. Nat Rev Mol Cell Biol. 15 (5), 313-326 (2014).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

N6 Methyladenosinem6ARNAethylene blueImageJ