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方法論記事

トリパノソーマにおけるRNA編集に対する薬剤をスクリーニングするためのレポーターとして、RNA触媒

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DOI:

10.3791/51712

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2014年7月22日

 ,  , 

* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

>jove_content<この論文では、トリパノソーマチド病原体におけるRNA編集のユニークなプロセスを標的とする化学物質のハイスループットスクリーニングに適用可能な、高感度のリボザイムベースのアッセイについて説明しています。阻害剤は、RNA編集プロセスの仮説駆動型解析のツールとして、また最終的には治療薬として使用することができます。

要約

実質的な進歩は、トリパノソーマにおけるミトコンドリアRNA編集のメカニズムを決定する際になされたものである。同様に、かなりの進歩は、RNA編集を触媒editosome複合体の成分を同定してなされたもの。しかし、これらのタンパク質がどのように連携するか、まだ明らかではない。 editosomeに対するハイスループットスクリーニングから得られた化学化合物は、編集サイクルにおける1つ以上のステップをブロックするか、または影響を及ぼし得る。したがって、新規な化学化合物の同定はeditosome機能およびアセンブリを切開するための貴重な分子プローブを生成する。以前の研究において、 インビトロ編集アッセイは、放射標識RNAを用いて行った。これらのアッセイは、ハイスループット目的のために非効率的で時間のかかる不適当である。ここでは、均質な蛍光ベース「ミックスと測定」RNA編集を監視するためにハンマーヘッドリボザイムのin vitroレポーターアッセイを、提示されている。唯一のRNA編集の結果としてハンマーヘッド型リボザイム蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)オリゴリボヌクレオチド基質は、切断を受ける。これは、順番に、それによって信号を生成するクエンチャーからのフルオロフォアの分離をもたらす。 editosome機能が阻害されると対照的に、蛍光シグナルをクエンチする。これは、 インビトロ RNA編集またはeditosomeの機能を阻害することができる化学物質のハイスループットスクリーニングで監視することが一般的に適用可能であるべきで高感度かつ簡単なアッセイである。

概要

RNA編集、mRNAの転写後修飾のプロセスは、第1 trypanosomatidsに発見された。それ以来、かなりの作業がトリパノソーマ 2,3におけるRNA編集のメカニズムを研究してなされた。一連の酵素反応において、editosome、約20のタンパク質のコア複合体は、エネルギー発生の酸化的リン酸化系の複数のコンポーネントのための成熟したミトコンドリアmRNAを作成する。触媒のイベントの順序は、ガイドRNA(gRNAs)によって指示されるように、ヌクレオチド鎖切断、ウリジレート(U)追加や削除、および連結される4。

コアeditosome複合タンパク質に加えて、補因子の数も5-7同定されている。これらのタンパク質は、主に独立した複合体にグループ化が見られる。しかし、コアeditosome複合体におけるタンパク質集合の順序や小物とのコア複合体の相互作用パターン複合体は、まだ決定されている。 trypanosomatidsにおけるRNA編集処理をターゲットとすると、そのeditosome複合体の構築と機能を研究する際の補助化学解剖器具を提供することがあります。さらに、いくつかのeditosomeタンパク質に関する機能的研究は、薬剤が8月12日を対象として、その可能性を示す、様々なライフステージ全体の本質を示している。したがって、editosome見出さ....

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プロトコル

以下のプロトコルは、蛍光ベースのRNA編集アッセイを実施するための手順について説明します。アッセイは、96ウェルまたは384ウェルプレートを実験の範囲に応じて、単一PCRチューブで行うことができる。続いて、蛍光シグナルは、適切なリアルタイムPCR検出システムで読み取ることができる。ここでアッセイは、384ウェルプレートの文脈で説明されている。

1。培養T.トリパノソーマ細胞

  1. Tの増殖培地を準備しますトリパノソーマプロサイクリック型細胞。培地1Lの場合:
    1. 800ミリリットルミリQ水に25.4グラムSDM-79粉末を溶解。
    2. 10 M NaOHで7.3にNaHCO 3およびpHを2グラムを加える。
    3. 900ミリリットル、濾過滅菌の最終容量にナノ純水を追加します。
    4. 10%の最終濃度までウシ胎児血清(FBS)、ペニシリン - ストレプトマイシン溶液及びヘミン(2.5 mg / mlで)を加える(v / v)で、100 U / mlおよび7.5 mg / Lであった。
  2. の300ミリリットルを育てる1.5×10 7細胞/ mlの密度に70rpmで振盪em>のトリパノソーマ1.7A野生型(プロサイクリック型)28℃での細胞。注:これは60....

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結果

大型画面を設定するために必要な必要な手順を示すために、2〜5がアッセイの品質に関する代表対照実験である図 。これらは、スクリーニングの数日にわたって一貫性のあるアッセイのための、または異なる画面を比較するための不可欠な対照実験である。

蛍光信号対雑音比を評価すること

大規模なセットアップのフルオレセイン標識オリゴリボヌクレオチド基質の安定性と品質を確保するために、アッセイバックグラウンドおよび最大シグナルの差として定義Z'-因子は、活性リボザイム分子(A6Rbz)を用いて計算した。 0.5は、ハイスループットスクリーニングのために許容できると考えている> Z '因子を用いたアッセイ図2 5'フルオレセイン(FAM、エミッタ)および3 'で標識したFRET基質を用いて代表的なデータを示しています。 のN、N' -テトラローダミンイ.......

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ディスカッション

トリパノソーマのRNA編集複合体に対する阻害剤を同定するための新規のハイスループットスクリーニング方法はtrypanosomatidsによって引き起こされる疾患に対抗する創薬のための新しいツールを提供し、提示された。 FRETベースのリボザイムアッセイは広範囲に異なる目的のために20〜22に使用されている;しかしながら、我々は、RNA編集アクティビティ19 のインビトロ監視のためのFRET-ベースのリボザイムアッセイの能力を利用している。このアッセイは、潜在的に、哺乳類23の核コードされるRNAのヌクレオチド置換編集などの真核生物のRNA編集の他のタイプに適合させることができる。

このアッセイの新規性は、それ自体FRETベースのリボザイムアッセイを確立していないが、editosomeに対する化学物質のハイスループットスクリーニングに適しているRNA編集アッセイにこの技術を組み込む方法を開発する。リボザイムアッセイに基づく方法は、他の画面とお尻に比べていくつかの利点がありますAYSは、現在、この目的の.......

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開示事項

著者らは開示するものは何もない。

謝辞

Najmeh NikpourとFiona Alumが提案を提供し、この原稿を編集しました。マギル大学の生化学科は、CIHR Training Initiative in Chemical BiologyでHMとVMをサポートしました。この研究は、カナダ衛生研究所(CIHR)の助成金119464(R.S.)の支援を受けました。

....

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
SDM-79 MediumGibco by Life Technologies
Fetal Bovine SerumLife Technologies12483-02055 ° での熱不活性化;C for 1 hr
Hemin, minimum 80%SigmaH5533-10G
Penicillin-Streptomycin SollutionFisher ScientificMT-30-002-CI
Dnase 1 recombinant, Rnase Free ロシュ社 4716728001
T7 リボマックス エクスプレス ラージ  スケール RNA  生産システムプロメガP1320
キンブル コンテス デュース ティッシュグラインダー  フィッシャー・サイエンティフィックK885300-0040  
グラディエントマスター、ver 5.25 Biocomp107-201M
ウルトラクリアチューブ 13.2 mlベックマン・コールター344059
オプティマ L-100XP 超遠心分離機 ベックマン・コールター392052
SW 41 Ti ローターベックマン・コールター331336
MicroSeal 'B' シール、シールBioradMSB1001
CFX 384 タッチリアルタイム PCR 解析システムBiorad185-5484
アクリル/ビス溶液 (19:1)、40% (w/v)Bio BasicA0006-500ML
尿素、分子生物学グレード、1 kgライフテクノロジーAM9902
ズ

参考文献

  1. Benne, R., et al. transcript of the frameshifted coxII gene from trypanosome mitochondria contains four nucleotides that are not encoded in the DNA. Cell. 46, 819-826 (1986).
  2. Hajduk, S., Ochsenreiter, T. RNA editing in kinetoplastids. RNA biology....

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