ここでは、安定的に合成LINE-1を発現したHepG2細胞株の染色体スプレッドの単核レベルでのLINE-1レトロ転位を追跡するためにFISH法を採用しています。
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ここでは、安定的に合成LINE-1を発現したHepG2細胞株の染色体スプレッドの単核レベルでのLINE-1レトロ転位を追跡するためにFISH法を採用しています。
長い散在する核要素-1(Line-1またはL1)は、ヒトゲノムに存在するDNAの約17%を占めています。L1sの大部分は5'切り捨てのために不活性ですが、これらの要素のうち~80-100はレトロトランスポジションコンピテントを維持し、RNA中間体を介してゲノム全体の異なる場所に伝播します。古いL1はゲノムのATリッチ領域を標的とすると考えられていますが、より新しく、より活性なL1の染色体標的は、まだ十分に定義されていません。ここでは、L1挿入のパターンと異所性L1の取り込み速度を単一核レベルで追跡するために使用できる蛍光in situハイブリダイゼーション(FISH)法について説明します。これらの実験では、フルオレセインイソチオシアネート/シアニン-3(FITC/CY3)標識ネオマイシンプローブを使用して、異所性L1を安定して発現するHepG2細胞のL1レトロトランスポジションをin vitroで追跡しました。この方法論は、毒性によって引き起こされる逆転位率の推定におけるエラーを防ぎ、単一の核への複数の挿入の発生を説明します。
人間の長い散在要素-1( ライン1またはL1)は 、「コピー&ペースト」レトロ転位機構を介してゲノム内を伝播する自律移動要素です。典型的なヒトL1は 〜6キロバイトの長さであり、プロモーターとして機能5'UTR(非翻訳領域)で構成され、2つのオープンリーディングフレーム(ORF):L1 -ORF1とL1 -ORF2、およびポリAとの3'UTR 。コイルコイルドメイン、RNA認識モチーフとC末端ドメイン、L1 -ORF2タンパク質はエンドヌクレアーゼを持っていながら、転写酵素およびシステインリッチドメイン1,2,3,4,5リバース :尾L1 -ORF1タンパク質は、3つの異なるドメインを持っています。 L1 -ORF2はレトロ転位1,2,6-に必要な両方のタンパク質と、酵素活性を提供しつつ、L1 -ORF1は、核酸シャペロン活性を示します。
L1のレトロ転位のサイクルは、L1の5'UTRからの転写で始まりますの二シストロン性mRNAを。細胞質では、L1 -ORF1展示どちらかそれは独自のRNAまたはそれがL1 -ORF2p 7とリボ核タンパク質粒子(RNP)を形成するために他のRNA( すなわち、SINE / SVAS /偽)をパッケージ化し、トランス -結合をパッケージ化シス -結合、 8。 RNPはOHを露出させるために、L1 -ORF2pニックのエンドヌクレアーゼ活性ゲノムDNA(gDNAを)核内に移行-グループ9、それが素数に逆転写酵素によって使用される順番で、3 '末端からDNAにRNAを合成する逆。逆合成の間、DNAの第二鎖は、署名のL1挿入配列( 例えば 、TTTTAA)と呼ばれる標的部位の重複(TSD)9,10を形成するために充填されている互い違いの休憩を作成するために、オリジナルのニック部位7から20塩基対をニックが入っています。このプロセスは、ターゲットプライム逆転写(TPRT)として知られており、insertiにつながります挿入配列の両端にTSDSとL1 /他のDNAの完全または切断型コピーの上。L1のレトロ転位はまた、いくつかの細胞型11にTPRT状の非相同末端結合を介して媒介されることが示されています。
私たちの研究で採用さL1のレトロ転位ベクターは、非エピソームであるとタグ付けされたL1 -ORF1&2P組み合わせたCMV-L1-5'UTRプロモーターによって駆動される( 図1)12から構成されています。この構築物の以前のバージョンでは、酵母とヒトの細胞培養物13,14,15を用いた研究に記載されています。スプライシングおよび統合後ネオマイシンの発現を駆動するために逆方向に配置された3 '末端を有する、ベクターの5'および3 '末端に位置する2つの別個のCMVプロモーター。 3 '末端のレトロトランスポジションインジケーターカセットは、L1 -ORFsにネオマイシン遺伝子挿入アンチセンスで構成され、グロブによって半分に分離することによって不活性化さスプライスドナー(SD)およびスプライスさアクセプター(SA)部位( 図1)とイントロンインチ染色体への組み込みの際に、L1はシストロン性mRNAおよび非アクティブネオマイシンのmRNAから構成されてmRNAを生成するために、共通のプロモーターから転写されます。 RNAプロセシングの間に、グロビンイントロンは完全に機能するネオマイシン遺伝子を復元するために、ネオマイシン遺伝子の外にスプライスされます。ハイブリッドmRNAはシスでRNPにパッケージ化し、それがTPRTを使用して、完全長または切断のいずれかの挿入などゲノムに組み込まれている核内に移行されます。
ここでは、単一の核レベルでのL1 -retrotransposiitionパターンと挿入率を追跡するために、具体的スプライシングされたネオマイシン遺伝子(SNeo)に向けプローブを用いたin situハイブリダイゼーション(FISH) の蛍光を使用する方法について説明します。検出の効率と特異性は、DETにレトロ転位有能と無能な構築物およびプローブを用いて確認しました電気ショック療法SNeoまたはネオマイシンおよびイントロン接合部16をグロビン。この方法論は、このような複数の挿入、コロニー抵抗、良好なクローンの拡大などの細胞培養ベースのレトロ転位アッセイの欠点のいくつかを占めます。
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注:特に指定のない限り、すべてのステップは室温で実施されるべきです。個々の試薬を準備する方法の詳細については、試薬のセクションを参照してください。
1.ラベリングL1プローブ
注:プローブは、化学的またはPCRの標識によって標識することができます。
2.準備染色体スプレッド
in situハイブリダイゼーション(FISH)3.蛍光
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L1のレトロ転位ベクターの模式図を図1に示されている。ベクターは、センス配向でグロビンイントロンによって中断され、SDおよびSA部位により挟まれているL1のORFに対してアンチセンス配向のネオマイシン遺伝子から成ります。安定して染色体に組み込まれた場合、L1 mRNAが組み合わさCMVおよびL1-5'UTRプロモーター( 図1)から転写されます。 RNAプロセシングの間に、グロビンイントロンはネオマイシン遺伝子の外にスプライスされます。ネオL1 RNAは、パッケージ化された転座および全長又は切断挿入のいずれかとしてゲノムに組み込まれます。示されるように、L1のレトロ転位は、スプライスネオマイシン( 図1)に特異的なプローブを用いてFISHによって追跡することができます。
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このような全ゲノムシーケンシング、逆PCRおよびサザンブロッティングなどの方法論は、L1のレトロ転位を研究するために使用されてきました。これらの方法論は、L1の挿入がゲノム内で発生する場所位置で非常に貴重であるが、それらのすべてのための交絡課題は、シーケンスを再構成するためのインシリコプログラミングの必要性があります。ここで説明するFISH法は、特に培養細胞における異所性のL1レトロ転位の分析を必要とする研究の場合には、これらの方法を補完するように設計されています。アプローチは、レトロ転位事象の定量的および定性的評価の両方のために使用し、核を間期に適用することができます。この方法は、異所性L1挿入部位16を決定するために用いられる後続のインシリコ配列アラインメント方法の精度を誇ります。反復配列のアラインメントは、反復sequenながら、によるホモポリマーの形成にあいまいにすることができますCESは、反復配列の過少に結果のテンプレートのプライマー増幅の間に失われる可能性があります。 FISHプローブはホモポリマ...
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著者らは、潜在的な競合する利益を宣言しません。
この作業は、国立環境衛生科学研究所(ES014443およびES017274)およびアストラゼネカからのKSRへの助成金によって部分的に支援されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Labeling Probes | |||
| Go Tag DNAポリメラーゼ | Promega | M3178 | |
| GO Tag 10x 無色バッファー | Promega | M3178 | |
| Individual dNTP | Sigma | DNTP10 | dATP、dGTP、dCTPの濃度を2に調整します。mMとdTTPを1.5 mMはヌクレアーゼフリー水に溶解しています。 |
| dUTP-16-ビオチン (0.5 mM) | Roche | 11093070910 | |
| dUTP-FITC (0.5 mM) | Thermo Scientific | R0101 | |
| dUTP-CY3 (0.5 mM) | Sigma | GEPA53022 | |
| MIRUS FISHラベリングキット | MIRUS | MIR3625 | |
| MIRUS FISHラベリングキット | MIRUS | MIR3225 | |
| NucleoSpin PCR Clean-Up kit | Qiagen | 1410/0030 | NucleoSpin PCRクリーンアップキット |
| マシン | サーモサイクラーマシンを使用して、ラベル製品を増幅することができます。 | ||
| アガロー | シグマ | A9539 | |
| 染色体の準備 Spreads | |||
| colcemid | Life Technologies | 15212-012 | コルセミドを成長培地に直接添加し、最終濃度を0.4 にします。&マイクロ;g/ml |
| 1 M KCl | Sigma | P9541 | 希釈 1 M KClの解から75 低張液を作るためのmM溶液 |
| カルノイ固定液 | 3容量のメタノールと1容量の酢酸を混ぜて、カーノイ固定液を作ります。毎回新鮮に作る。 | ||
| メタノール | Sigma | 322415 | |
| 酢酸 | Sigma | 320099 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Hoechst-33342をPBSに溶解し、最終濃度1 mg/mLです。 |
| ダイヤモンドポイントマーカー | Thermo Scientific | 750 | |
| つや消しスライド | Thermo Scientific | 2951-001 | |
| トリプシン-EDTA (0.25%) | Life Technologies | R001100 | 細胞をデテックするには、細胞をトリプシンで5分間インキュベートし、等量の完全な培地で不活性にします。 |
| カバースライド | VWR | 48366067 | |
| Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| ヒートブロック | この目的には、任意のヒートブロックを使用できますが、スライドの加熱用に取り付けられたブロックをお勧めします。 | ||
| ビーカー(600 ml) | シグマ | CLS1003600 | ビーカーに水を入れ、加熱して沸騰させ、高温の蒸気を使用して染色体を破裂させます。 |
| ニコン顕微鏡 | ニコン | 125690 | どの顕微鏡でもスプレッド品質を見ることができます。 |
| FISH | |||
| 三ナトリウムクエン酸 | シグマ | S1804 | |
| クロライドナトリウム | シグマ | S3014 | |
| ムアミド | シグマ | F9037 | |
| Tween-20 | グマ | F1379 | |
| トラン硫酸シ | グマ | D8906 | |
| SDS | シグマの試薬と材料 | L3771 | |
| サケ精子DNA | ライフテクノロジーズ | 15632-011 | |
| ウシ血清アルブミン (BSA) | Σ | A8531 | |
| HCl (N) | Σ | 38283 | |
| エチルアルコール | Σ 459844 | ||
| メタノール | Σ | 322415 | |
| DPBS | Life Technologies | 14190-250 | |
| NaOH | Sigma | S8045 | |
| Rnase A | Sigma | R4642 | |
| Pepsin | Sigma | P6887 | |
| パラホルムアルデヒド (PFA) | Sigma | P6148 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Hoechst-33342をPBSに溶解し、最終濃度1 mg/mLです。 |
| ラバーセメント/サイトボンドシーラント | 2020-00-1 | ||
| Seven Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| ダーク加湿チャンバー | Sigma | CLS2551 | |
| カバースライド | VWR | 48366067 | |
| ドライデジタルヒートブロック | VWR | 13259 | |
| 蛍光顕微鏡 | |||
| 20x 生理食塩水-クエン酸ナトリウム (20x SSC) | 175 gのNaClと88.2 gの分子グレードのH2Oの800mlのクエン酸三ナトリウムをpH 7に調整しながら攪拌します。すべての塩が溶解したら、容量を1 Lに調整し、0.22µでろ過します。m濾紙。4°Cで保管してください。 | ||
| 1 Rnase A | は、20x SSCバッファーを2x SSCバッファーに希釈します。RNase Aを2x SSCバッファーに溶解し、最終濃度1 mg/mLです。毎回新鮮な解決策を作ります。 | ||
| 1%ペプシン | ペプシン(W / V)を10 mM HClに溶解し、最終濃度1%溶液にします。毎回新鮮に作ってください。 | ||
| 4% パラホルムアルデヒド (4% PFA) | ドラフト内で PFA 4.0 g を秤量し、1xPBS 50 ml を加え、60 °Cを攪拌しながら、すべてのPFAが溶解して溶液が透明になるまで、NaOHの滴でpHを調整します。音量を100 に調整します。ml、0.22 µ でろ過します。m濾紙と5mlのアリコートを-20 で保存します。°C. 37 °その後の使用のために10〜15分間C。パラホルムアルデヒドの量に応じてフィルターサイズを調整します。 | ||
| ウォッシュバッファー | 100 ml のホルムアミド (20%) と 2.5 ml の 20x SSC を組み合わせ、1.0 M HCl で pH 7 に調整し、分子グレードの H2O で容量を 500 ml にします。 | ||
| ハイブリダイゼーションバッファー | 50%ホルムアミド、10%デキストラン硫酸塩、0.1%SDS、および300 ng/mlのサケ精子DNAを2x SSCバッファーに組み合わせます。ホルムアミドの量は、染色分体の焦点がどの程度であるかを決定します。量を滴定します。 | ||
| 検出バッファー | 20x SSCバッファーを4倍に希釈し、0.2% Tween-20を加えて検出バッファーを作成します。 | ||
| ブロッキングバッファー | 5%ウシ血清アルブミン(BSA)と0.2%Tween-20を4x SSCバッファーに組み合わせます。 | ||
| 脱水液 | 70%、80%、95%のエタノール溶液を作ります。 |
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