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Western blot (sezione 6 del protocollo) è il modo più conveniente per valutare preliminarmente il successo di un esperimento. Quando le membrane vengono sondate con streptavidina-HRP, il lisato proveniente dalle cellule in cui erano presenti tutti i componenti del sistema dovrebbe contenere una banda corrispondente a L31-FTA biotinilata (Figura 2A, corsia 20). La stessa banda dovrebbe essere presente, solitamente a maggiore intensità, se le cellule sono state trasfettate con BirA a tutta lunghezza come controllo positivo (Figura 2A, corsie 1–4). Questa banda dovrebbe essere più debole o assente nei campioni in cui uno o più componenti del sistema sono stati omessi (Figura 2A, tutte le altre corsie). Poiché le cellule di mammiferi contengono diverse proteine endogene biotinilate carbossilasi nell'intervallo 70–80 e 120–130 kDa34,35, tipicamente vediamo bande a questi pesi molecolari in tutti i campioni di lisato. Le membrane possono anche essere sondate con anticorpi anti-V5 per confermare l'espressione dei frammenti di BirA spacciati.
Il western blot dei campioni di lisse, flusso attraverso ed eluati può valutare se un esperimento di purificazione di affinità sia stato riuscito (Figura 2B). Una diminuzione della L31-FTA biotinilata nel flusso rispetto al lisato indica che una percentuale sostanziale dei ribosomi biotinilati è stata catturata tramite purificazione di affinità. Poiché la streptavidina si coniuga con AviTag distale rispetto al sito di clivatura TEV su L31-FTA, la porzione biotinilata di L31-FTA viene scindita durante l'eluzione mediata dal TEV e quindi nessuna L31-FTA biotinilata dovrebbe essere presente nell'eluato. L31-FTA negli stati non biotinilato, biotinilato e scindito TEV è tutto rilevabile dall'anticorpo anti-FLAG, il che dovrebbe rivelare che l'eluato contiene una banda L31-FTA tagliata con un peso molecolare leggermente inferiore rispetto a L31-FTA intatta. Si noti che le bande L31-FTA nel lisato e nel flusso attraverso spesso avranno un'intensità comparabile quando sondate con anticorpi anti-FLAG; poiché l'attivazione viene eseguita brevemente, solo una piccola frazione del totale di L31-FTA viene biotinilata e catturata per affinità. L'indagine di altre proteine ribosomiche come Rps12 dimostra la presenza della piccola sottounità ribosomica nell'eluato, suggerendo che la purificazione per affinità della L31-FTA biotinilata cattura interi ribosomi. Al contrario, la sondaggio con anticorpi anti-V5 mostra che le proteine che non legano il ribosoma, come i frammenti di BirA spaccati stessi, sono assenti dall'eluato.
Determinare il rapporto ottimale perla:lisato è importante, e la Figura 2C dimostra l'utilità decrescente di aumentare la quantità di lisato oltre la capacità delle perle. In questo esperimento, è stato utilizzato 2,5 volte più lisato con gli stessi 450 μL di perle rivestite di streptavidina. Di conseguenza, una quantità significativa di L31-FTA biotinilata rimaneva nel flowthrough. Ciò è avvenuto in parte perché le proteine endogene biotinilate occupano anche siti di legame sulle perle rivestite di streptavidina, come dimostrato dalla loro parziale esaurimento nel flowthrough. Le proteine biotinilate endogene non sono rilevabili nell'eluato perché non vengono rilasciate dalle sfere durante l'eluzione mediata dal TEV, ma vengono recuperate quando le sfere post-eluzione vengono riscaldate nel tampone di Laemmli.
Immagini di immunofluorescenza che mostrano la localizzazione degli enzimi divisi negli organi mirati, così come i risultati di altri esperimenti basati su sistemi come RNA-seq e la proteomica MS degli eluati, si possono trovare nella nostra recentepubblicazione 30.

Figura 1: Schema per componenti ALIBi e flusso di lavoro degli esperimenti. (A) Ruolo di ogni componente durante l'attivazione, la purificazione dell'affinità e l'eluzione. (B) Posizione di FLAG-TEV-AviTag nella sequenza di codifica Rpl31 e posizione di Rpl31 sulla struttura del ribosoma (PDB 4V6X). (C) Struttura del frammento N (rosa) e del frammento C (viola) dell'enzima BirA spaccato, con la punta della freccia che indica il sito diviso (PDB 1BIB). (D) Esempi di coppie costrutte usate per indirizzare i frammenti di enzima BirA divisi negli organelli. (E) Cronologia di un esperimento tipico. Questa figura è stata adattata da Zhang et al.30. Abbreviazioni: ? = proteine copurificatrici ipotetiche; ALIBi = Biotinilazione potenziata con illuminazione limitata specifica per AviTag; TEV = virus dell'incisione del tabacco; MS = spettrometria di massa; CDS = sequenza di codifica; ER = reticolo endoplasmatico; eMag = Magnete potenziato; NES = sequenza di esportazione nucleare; MAVS = proteina antivirale mitocondriale. Adattato con il permesso di Zhang et al.30. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: Risultati rappresentativi del western blot. (A) Biotinilazione di L31-FTA, rilevata dalla streptavidina-HRP, in condizioni che includono diverse combinazioni di componenti ALIBi. l'anticorpo anti-V5 rileva i frammenti N- e C-terminale rispettivamente a pesi molecolari inferiori e più alti. Il GAPDH funge da controllo di carico. Il BirA a lunghezza intera funge da controllo positivo. Le corsie con GFP espressa in sostituzione degli enzimi divisi, o con mESC non marcate, fungono da controlli negativi. Questo pannello è stato adattato da Zhang et al.30 (B) Abbondanza di L31-FTA biotinilata (rilevata da streptavidina-HRP), L31-FTA totale (rilevata dall'anticorpo anti-FLAG), frammenti di enzima spacciati (rilevati dall'anticorpo anti-V5) e la piccola subunità ribosomica Rps12 nelle frazioni di lisato, flusso attraverso ed eluati. Le percentuali indicano la proporzione del volume totale del campione caricato. (C) Abbondanza di L31-FTA biotinilato, L31-FTA totale e frammenti enzimatici spezzati in frazioni da un esperimento di pulldown di affinità in cui è stata utilizzata 2,5 volte la quantità di lisato con i standard 450 μL di perle rivestite di streptavidina. Per la corsia 4, le sfere dopo l'eluzione sono state riscaldate a 95 °C per 10 minuti in 450 μL di 1x tampone di Laemmli. Abbreviazioni: ALIBi = Biotinilazione potenziata con illuminazione limitata specifica AviTag; HRP = perossidasi di rafano; GFP = proteina fluorescente verde; mESC = cellule staminali embrionali di topo. Il pannello (A) è stato adattato con il permesso di Zhang et al.30. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Tabella 1: Sequenze di localizzazione subcellulare. Sequenze peptidiche utilizzate per indirizzare gli enzimi divisi agli organelli diinteresse 36,37,38,39,40,41. Adattato con il permesso di Zhang et al.30. Clicca qui per scaricare questa tabella.
Tabella 2: Ricette per il buffer. Include tamponi utilizzati per la coltura cellulare, la lisi cellulare, la purificazione/eluzione di affinità e il western blot. Clicca qui per scaricare questa tabella.
Tabella 3: condizioni del western blot. Include diluizioni di sonde/anticorpi e condizioni per bloccare, lavaggio e fasi di incubazione di sonda/anticorpi. Clicca qui per scaricare questa tabella.
File supplementare 1: Esempio di strategia per inserire FTA in un gene endogeno della proteina ribosomica tramite CRISPR. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura supplementare S1: Esempio di strategia CRISPR per l'inserimento di FLAG-TEV-AviTag in un gene endogeno della proteina ribosomica. Due plasmidi a base di PX459, ciascuno dei quali esprime una proteina Cas9 fusa a T2A e una proteina di resistenza alla puromicina, oltre a un RNA guida, vengono trasfettati in mESC di tipo selvatico per produrre due GRNA Cas9. Contemporaneamente, viene anche trasfetato un plasmide donatore. I Cas9-gRNA tagliano quindi il DNA genomico nei siti che circondano il codone di arresto e il plasmide del donatore per liberare un modello linearizzato di riparazione del dsDNA. Questo consente la riparazione diretta all'omologia del DNA genomico. Nel DNA genomico editato con successo, i punti di taglio originali del gRNA ora ospitano mutazioni per impedire il ritaglio del taglio. Abbreviazioni: CRISPR = ripetizioni palindromiche brevi raggruppate regolarmente interspaziate; TEV = virus dell'incisione del tabacco; puroR = proteina di resistenza alla puromicina; gRNA = RNA guida; mESCs = cellule staminali embrionali di topo; RP = proteina ribosomica. Clicca qui per scaricare questo file.
Figura supplementare S2: Progettazione consigliata del primer per lo screening del genotipo dei cloni post-CRISPR. Le configurazioni A e B sono posizionamenti consigliati per l'innesco, dove almeno un primer per ogni coppia è distale rispetto alle regioni laterali a 300 bp. La configurazione C non è raccomandata, a causa del rischio di falso positivo dovuto all'amplificazione del plasmide residuo del donatore. Abbreviazioni: CRISPR = ripetizioni palindromiche brevi raggruppate regolarmente interspaziate; gRNA = RNA guida; RP = proteina ribosomica. Clicca qui per scaricare questo file.