Qui ci avvaliamo di una metodologia per monitorare FISH LINE-1 retrotrasposizione a livello di nuclei singolo degli spread dei cromosomi di linee cellulari HepG2 esprimono stabilmente sintetica LINE-1.
È richiesta un abbonamento a JoVE per visualizzare questo contenuto. Accedi o inizia la tua prova gratuita.
Articolo metodologico
Qui ci avvaliamo di una metodologia per monitorare FISH LINE-1 retrotrasposizione a livello di nuclei singolo degli spread dei cromosomi di linee cellulari HepG2 esprimono stabilmente sintetica LINE-1.
L'elemento nucleare lungo intervallato-1 (Linea-1 o L1) rappresenta circa il 17% del DNA presente nel genoma umano. Mentre la maggior parte degli L1sono inattivi a causa di troncamenti 5', ~80-100 di questi elementi rimangono competenti per la retrotrasposizione e si propagano in diverse posizioni in tutto il genoma tramite intermedi di RNA. Mentre si ritiene che gli L1 più vecchi abbiano come bersaglio le regioni ricche di AT del genoma, i bersagli cromosomici degli L1 più recenti e più attivi rimangono scarsamente definiti. Qui descriviamo la metodologia di ibridazione in situ a fluorescenza (FISH) che può essere utilizzata per tracciare i modelli di inserzione di L1 e i tassi di incorporazione ectopica di L1 a livello di singolo nucleo. In questi esperimenti, sono state impiegate sonde di neomicina marcate con fluoresceina isotiocianato/cianine-3 (FITC/CY3) per tracciare la retrotrasposizione di L1 in vitro in cellule HepG2 che esprimono stabilmente L1 ectopico. Questa metodologia previene gli errori nella stima dei tassi di retrotrasposizione posti dalla tossicità e tiene conto del verificarsi di inserzioni multiple in un singolo nucleo.
Umana Lungo intersperse nucleare Element-1 (Linea-1 o L1) è un elemento mobili ed autonome che si propaga all'interno del genoma attraverso un "copia e incolla" meccanismo di retrotrasposizione. Un tipico L1 umano è lunga ~ 6 kb e consiste di un 5'UTR (Regione Untranslated) che serve come un promotore, due telai di lettura aperti (ORF): L1 -ORF1 e L1 -ORF2, e un 3'UTR con polyA . coda L1 proteina -ORF1 ha tre ambiti distinti: un dominio della bobina a bobina, RNA riconoscimento Motif e dominio C-terminale, mentre la proteina L1 -ORF2 ha endonucleasi, trascrittasi inversa e cisteina domini ricchi 1,2,3,4,5. L1 -ORF1 presenta attività chaperone acidi nucleici, mentre L1 -ORF2 fornisce attività enzimatiche, con entrambe le proteine necessarie per la retrotrasposizione 1,2,6.
Un ciclo di L1 retrotransposition inizia con la trascrizione dal 5'UTR di L1 mRNA bicistronico dalla RNA polimerasi II, traslocazione nel citoplasma, e la traduzione. Nel citoplasma, L1 -ORF1 mostre sia -Binding cis dove si confeziona il proprio RNA o -Binding trans dove confeziona altri RNA (vale a dire, seno / SVAS / pseudogeni) per formare una particella ribonucleoproteina (RNP) con L1 -ORF2p 7, 8. RNP traslocano nel nucleo dove l'attività endonucleasi di L1 -ORF2p nick DNA genomico (gDNA) per esporre un OH - gruppo 9, che è a sua volta utilizzato per la trascrittasi inversa per innescare e invertire RNA sintetizzare il DNA dalla fine del 3 '. Durante la sintesi inverso, il secondo filamento di DNA viene scalfito 7-20 bp dal sito originale nick per creare interruzioni sfalsati che sono riempiti per formare le firme sequenza di inserzione L1 (per esempio, TTTTAA) chiamati duplicazioni del sito di destinazione (TSD) 9,10. Questo processo è noto come primo obiettivo trascrizione inversa (TPRT) e porta a Insertisu di copie complete o tronco di L1 / altri DNA con TSDS a entrambe le estremità della sequenza inserita. L1 retrotrasposizione ha anche dimostrato di essere mediata attraverso TPRT come non omologa end-joining in alcuni tipi di cellule 11.
Il vettore L1 retrotransposition impiegato nei nostri studi è non-episomiale e consiste contrassegnati L1 -ORF1 e 2p guidata da promotori CMV-L1-5'UTR combinate (Figura 1) 12. Le versioni precedenti di questo costrutto sono stati descritti in studi utilizzando lievito e colture di cellule umane 13,14,15. Due promotori CMV distinti situati al 5 'e 3' estremità del vettore, con estremità 3 'collocato in orientamento inverso per guidare l'espressione di neomicina dopo splicing e integrazione. L'indicatore retrotransposition cassette all'estremità 3 'è costituito da un neomicina gene inserito antisenso per L1 -ORFs e reso inattivo mediante separazione in due metà da una globin introni con donatore impiombato (SD) e siti accettore impiombato (SA) (Figura 1). Dopo integrazione in un cromosoma, L1 è trascritto dal promotore comune per produrre un mRNA che consiste di un mRNA bicistronico e inattiva mRNA neomicina. Durante l'elaborazione RNA, l'introne globina è impiombato dal gene neomicina per ripristinare un gene neomicina completamente funzionale. L'mRNA ibrido è confezionato in un RNP in cis e traslocato nel nucleo dove è integrato nel genoma sia come lunghezza totale o troncate inserimenti utilizzando TPRT.
Qui si descrive un metodo che utilizza ibridazione in situ fluorescente (FISH) con sonde specificamente dirette al gene neomicina impiombato (Sneo) per monitorare i modelli -retrotransposiition L1 e tassi di inserimento a livello di nucleo singolo. L'efficienza e la specificità di rilevazione è stata confermata usando retrotrasposizione competente e costrutti incompetenti e sonde per detect Sneo o la neomicina e globina giunzione introne 16. Questa metodologia rappresenta per alcune delle carenze di analisi retrotrasposizione a base di coltura cellulare, ad esempio più inserimenti, resistenza colonia e l'espansione del clone favorevole.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
NOTA: Tutte le fasi deve essere effettuata a temperatura ambiente a meno che diversamente specificato. Si prega di fare riferimento alla sezione Reagenti per i dettagli su come preparare i singoli reagenti.
1. Etichettatura L1 Sonde
NOTA: Le sonde possono essere etichettati, mediante l'etichettatura chimica o PCR.
2. Preparazione spread cromosomiche
3. ibridazione in situ fluorescente (FISH)
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Un diagramma schematico del vettore retrotrasposizione L1 è presentato in Figura 1. Il vettore costituito da un gene neomicina in orientamento antisenso per L1 ORF che è interrotta da un introne globina in orientamento senso e intramezzato da SD e siti SA. Quando stabilmente integrato in un cromosoma, L1 mRNA è trascritto dal combinato CMV e promotore L1-5'UTR (Figura 1). Durante l'elaborazione RNA, l'introne globin...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Metodologie come il sequenziamento dell'intero genoma, inversa PCR e Southern blotting sono stati impiegati per studiare L1 retrotrasposizione. Sebbene queste metodologie sono estremamente utili nel localizzare dove si verificano inserimenti L1 all'interno di genomi, una sfida confusione per tutti loro è la necessità per la programmazione in-silico per riassemblare sequenze. La metodologia FISH descritta qui è concepito per integrare questi metodi, soprattutto nel caso di studi che ric...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Gli autori dichiarano assenza potenziali interessi in competizione.
Questo lavoro è stato supportato in parte da sovvenzioni del National Institute of Environmental Health Sciences (ES014443 e ES017274) e di AstraZeneca a KSR.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Labelling Probes | |||
| Go Tag DNA polimerasi | Promega | M3178 | |
| GO Tag 10x tampone incolore | Promega | M3178 | |
| Individual dNTP | Sigma | DNTP10 | Regola la concentrazione di dATP, dGTP, dCTP a 2 mM e dTTP a 1,5 mM in acqua priva di nucleasi. |
| dUTP-16-Biotina (0,5 mM) | Roche | 11093070910 | |
| dUTP-FITC (0,5 mM) | Thermo Scientific | R0101 | |
| dUTP-CY3 (0,5 mM) | Sigma | GEPA53022 | |
| MIRUS FISH | MIRUS | MIR3225 | |
| NucleoSpin PCR | Qiagen | 1410/0030 | Qualsiasi reagente per la pulizia della PCR può essere utilizzato al posto del kit |
| Qualsiasi macchina per termociclatore può essere utilizzata per amplificare il prodotto dell'etichetta. | |||
| Agarosio | Sigma | A9539 | |
| Preparazione delle creme cromosomiche | |||
| Colcemid | Life Technologies | 15212-012 | Aggiungere Colcemid direttamente al terreno di coltura fino a una concentrazione finale di 0,4 µ g/ml |
| 1 M KCl | Sigma | P9541 | Diluire 1 Soluzione M KCl a 75 Soluzione mM per preparare la soluzione ipotonica |
| Soluzione fissativa | Mescolare 3 volumi di metanolo e 1 volume di acido acetico per ottenere la soluzione fissativa Carnoy. Prepara Fresh ogni volta. | ||
| Metanolo | Sigma | 322415 | |
| Acido acetico | Sigma | 320099 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Sciogliere Hoechst-33342 in PBS alla concentrazione finale di 1 mg/ml. |
| Marcatore a punta di diamante | Thermo Scientific | 750 | |
| vetrini smerigliati | Thermo Scientific | 2951-001 | |
| tripsina-EDTA (0,25%) | Life Technologies | R001100 | Per detecare le cellule, incubare la cellula in tripsina per 5 minuti e inattiva con lo stesso volume di terreno completo. |
| Vetrini di copertura | VWR | 48366067 | |
| Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| Blocco | Qualsiasi blocco termico può essere utilizzato per questo scopo, anche se si consigliano blocchi montati per vetrini riscaldanti. | ||
| Bicchiere (600 ml) | Sigma | CLS1003600 | Riempire il becher con acqua, scaldare fino a ebollizione, utilizzare il vapore caldo per far scoppiare i cromosomi. |
| Microscopio Nikon | Nikon | 125690 | Qualsiasi microscopio può essere utilizzato per osservare la qualità della diffusione. |
| Reagenti e materiali per FISH | |||
| Citrato trisodico | Sigma | S1804 | |
| Croride di sodio | Sigma | S3014 | |
| Formamide | Sigma | F9037 | |
| Tween-20 | Sigma | F1379 | |
| Detran Solfato | Sigma | D8906 | |
| SDS | Sigma | L3771 | |
| Sperma di salmone DNA | Life Technologies | 15632-011 | |
| Albumina sierica bovina (BSA) | Sigma | A8531 | |
| HCl (N) | Sigma | 38283 | |
| Alcool etilico | Sigma | 459844 | |
| Metanolo | Sigma | 322415 | |
| DPBS | Life Technologies | 14190-250 | |
| NaOH | Sigma | S8045 | |
| Rnase A | Sigma | R4642 | |
| Pepsina | Sigma | P6887 | |
| Paraformaldeide (PFA) | Sigma | P6148 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Dissolvere Hoechst-33342 in PBS alla concentrazione finale di 1 mg/ml. |
| Sigillante per cemento di gomma/citobond | 2020-00-1 | ||
| Sette barattoli Coplin | Thermo Scientific | 107 | |
| Camera umidificata scura | Sigma | CLS2551 | |
| Vetrini di copertura | VWR | 48366067 | |
| Blocco termico digitale a secco | VWR | 13259 | |
| fluorescenza | |||
| 20x citrato di sodio-soluzione salina (20x SSC) | Unire 175 g di NaCl e 88,2 g di citrato trisodico con 800 ml di H2O. Agitare regolando a pH 7. Una volta che tutti i sali si sono sciolti, regolare il volume a 1 L e filtrare con 0,22 µ m Carta da filtro. Conservare a 4 °C. | ||
| 1 mg/ml di Rnasi A | Diluire 20 volte il tampone SSC in 2 volte il tampone SSC. Sciogliere la RNasi A in 2 tamponi SSC a una concentrazione finale di 1 mg/ml. Prepara una soluzione fresca ogni volta. | ||
| Pepsina | Sciogliere la pepsina (P/V) in 10 mM di HCl fino a una concentrazione finale di soluzione all'1%. Prepara fresco ogni volta. | ||
| 4% Paraformaldeide (4% PFA) | Pesare 4,0 g di PFA nella cappa aspirante, aggiungere 50 ml di 1xPBS, riscaldare a 60 ° C mescolando e regolare il pH con gocce di NaOH fino a quando tutto il PFA si dissolve e la soluzione diventa limpida. Regola il volume a 100 ml, filtrare 0,22 µ m Carta da filtro e conservare 5 ml di aliquote a -20 C. Aliquotazione di disgelo di PFA a 37 gradi C per 10-15 min per gli utilizzi successivi. Regolare la dimensione del filtro in base alla quantità di paraformaldeide. | ||
| Combinare | 100 ml di formammide (20%) con 2,5 ml di 20x SSC, regolare a pH 7 con 1,0 M di HCl e portare il volume a 500 ml con H2O di grado molecolare. | ||
| Tampone | Combina il 50% di formammide, il 10% di destrano solfato, lo 0,1% di SDS e 300 ng/ml di DNA spermatico di salmone in 2 tamponi SSC. La quantità di formammide determina quanto sono focalizzati i cromatidi; Titolate la quantità. | ||
| Tampone | Diluire 20x il tampone SSC a 4x e aggiungere lo 0,2% di Tween-20 per creare un buffer di rilevamento. | ||
| Combina | 5% di albumina sierica bovina (BSA) con lo 0,2% di Tween-20 in 4 tamponi SSC. | ||
| disidratante | Prepara soluzioni di etanolo al 70%, 80% e 95%. |
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.