小さいヘアピン RNA (shRNA) とホタルのルシフェラーゼとマウス細胞における x 染色体不活性化のレギュレータを識別するの次世代シーケンス ベースのプロトコルについて報告して、メチル CpG 結合蛋白質 2 (hygromycin 抵抗性遺伝子融合MeCP2)不活性 X 染色体の遺伝子。
小さいヘアピン RNA (shRNA) とホタルのルシフェラーゼとマウス細胞における x 染色体不活性化のレギュレータを識別するの次世代シーケンス ベースのプロトコルについて報告して、メチル CpG 結合蛋白質 2 (hygromycin 抵抗性遺伝子融合MeCP2)不活性 X 染色体の遺伝子。
前方遺伝スクリーン、ヘテロクロマチンに挿入されたレポーター遺伝子を使用しては、モデル有機体のエピジェネティックな調節機構を調査するため広く使用されています。短いヘアピン Rna (Shrna) とクラスター化された空間定期的に短い回文繰り返し (CRISPR) などの技術は、二倍体の細胞でこのような画面を有効にしています。ここで説明の x 染色体の不活性化 (嘲りながら)、レギュレータの大規模 shRNA 画面マウス細胞株を用いたホタルのルシフェラーゼとメチル CpG 結合タンパク質の C 末端で hygromycin 抵抗性遺伝子ノックアウト 2 (MeCP2) 遺伝子非アクティブな x 染色体 (Xi)。レポーター細胞ラインの構造の再授与 hygromycin B 選択で、大きな shRNA ライブラリを選別し、ヘアピン、事後選択濃縮を使用して測定することによって、記者を再アクティブ化する私たちを有効に存続の利点次世代シーケンス。豊かなヘアピンが Xi のルシフェラーゼ レポーターを有効にする能力をテストすることによって個別に検証されます。
1 つ女性、レット症候群、遺伝性精神障害の最も一般的なフォームMeCP2、正常な神経機能1に不可欠なタンパク質をエンコードする x 染色体遺伝子のヘテロ変異が原因です。MeCP2表現の復元だったように病1,のマウスモデルで神経学的な欠損を逆に、この疾患の治療への潜在的なアプローチは、Xi に野生型のMeCP2遺伝子の再活性化になります。2,4しますただし、メスの細胞における染色体 X 2 つのエピジェネティックなサイレンシングはしっかりと生物3,4の場合は、生涯維持と Xi 遺伝子の強力な再活性化の主要な必要があります。複数のエピジェネティックな調節経路で中断。
MeCP2のサイレンシングのメンテナンスに必要な要因を識別するために我々 は最初にMeCP2- ルシフェラーゼ - hygromycin 抵抗遺伝子融合 (MeCP2 リュック HR) を乗せて X 染色体 2 つのトランスジェニック マウス モデルを開発 (XMeCP2-LUC-HR/XMeCP2)5。不安定で機能、(XMeCP2 リュック HR/Y) hemizygous 男性で模倣した表現型のMeCP2削除、レポーター遺伝子の表現の損失で起因したことが分かったMeCP2融合コンストラクトの表現が内因性 MeCP25の式と一致するパターンで容易に検出されました。非アクティブまたはアクティブのいずれかの x 染色体の構築と不死化線維芽細胞クローンを生成し、その元表現野生型 MeCP2 およびない記者の構築; 確認逆は、後者の本当だった。Xi (「レポーター細胞」) のレポーター細胞が作成を再アクティブ化することができることを示す生物発光アッセイの活動を得られる DNA 遺伝子サイレンシング廃止に知られているエージェントを demethylating 5-アザシチジン (5 字) に露出されたとき、したがって遺伝学的スクリーニングに使用されます。
次にMeCP2のサイレンシングのレギュレータのハイスループット遺伝学的スクリーニングを行った。記者のセルライン レトロ ウイルス ライブラリを含む感染した最初 > 60,000 異なる Shrna ターゲット >6マウスのゲノム5,の中の 25,000 の遺伝子 hygromycin B 選択を。ヘアピン周波数を事前に比較したし、次世代シーケンシングによる事後選択サンプル、記者として再活性化 hygromycin B 選択成長の優位性を与えられる責任のヘアピンの濃縮の結果します。このアプローチを使用して、我々 は 30 遺伝子サイレンシング、 MeCP2の関与し、個々 のヘアピンのレポーター細胞の伝達と、ルシフェラーゼ活性測定による調査結果を確認後。
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動物を含むすべての手順は、フレッド ・ ハッチンソンがん研究センター機関動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) によって承認されたプロトコルを使用して行われました。5-アザシチジン (5 字) を除いて重大な健康リスクを引き起こす知られていますここで使用する試薬はありません。
1. Xi にMeCP2- リュック ・ HR 遺伝子レポーター細胞ラインを生成します。
2. スクリーニング hygromycin B 選択を使用して再活性化のためのライブラリ
3. 識別されたヘアピン (「ヒット」) を検証します。
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マウス腱線維芽細胞が収穫されたMeCP2 リュック HR/X X 上記からMeCP2雌マウス、HPV 16 virus7 から E6 と E7 遺伝子のレトロ ウイルスの伝達によって不死化制限の希釈を使用してクローンを作成およびテストルシフェラーゼ活性と野生型の MeCP2 タンパク質 (図 1 a および 1 b) の発現。ルシフェラーゼ活性は記者は、Xa、堅牢性と検出されない場合 Xi;ネイティブの MeCP2 表現は、相互のパターンを示した。ルシフェラーゼ活動 (Xi-8) クローンと堅牢な活動 (Xa-3) さらに実験のためにクローンを選びました。Xi 8 セルは 5 字と扱われた、ルシフェラーゼ活性の用量依存的誘導 (図 1) が見られました。
Xi-8 および Xa 3 細胞 hygromycin B への感受性は、3 と 6 日間にわたる選択を実行することによってテストされ...
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私たちの最近の研究6ルシフェラーゼとマウス セルラインを生成、hygromycin 抵抗性遺伝子、Xi にMeCP2を融合し、ライブラリを導入 > 60,000 Shrna ターゲット > 25,000 の遺伝子。我々 有利さを見つけて 30 遺伝子がノックダウン授与生存 hygromycin B 選択で、 MeCP2と x 染色体のサイレンシングの制御における役割を示唆しています。これらの結果はあった個々 のヘアピンで報告されたセルラインを伝達とサイレント ルシフェラーゼ レポーターの再活性化の評価によって検証されました。
XISTを我々 の画面のすべての複製でトップ 4 つのヘアピンにターゲット発見には、嘲りながら11 XISTの極めて重要な役割を与えられた私たちのメソッドの強力な内部検証が用意されています。こうして私たちの方法12に対して追加の検証として、エピジェ...
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博士・ レコは、フレッド ・ ハッチンソンがん研究センターの従業員としてこの記事に貢献しました。 見解は、彼自身と国立衛生研究所やアメリカ合衆国政府の見解を必ずしも表さない
優雅、スクリーンで使用される shRNA ライブラリを提供するメルボルン大学のロス ディキンズに感謝いたします。この作業によって、レット症候群の研究を信頼 (a. b.) 資金を供給されました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 293FT Cell Line | Invitrogen | R700-07 | |
| 5-Azacytidine | Sigma | A2385-100MG | |
| Agencourt AMPure XP | Beckman-Coulter | A63881 | |
| 抗MECP2抗体 | Millipore | 07-013 | |
| コラゲナーゼ | Sigma | C2674-1G | |
| Corning 96ウェル固体白色ポリスチレンマイクロプレート | Fisher Scientific | 07-200-336 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | Gibco | 11965-092 | |
| Expression Arrest microRNA-adapted Retroviral Vector (pMSCV) | Open Biosystems | EAV4679 | |
| Expression Arrest pSM2 Retroviral shRNAmir library | Open Biosystems | RMM3796 | |
| Fetal Bovine Serum | Fisherbrand | 03-600-511 | |
| HiSeq 2500 | イルミナ | SY–401–2501 | または同等の |
| ハイグロマイシン | B Calbiochem | 400051-1MU | |
| リポフェクタミン 2000 | Invitrogen | 11668-019 | |
| Bright-Glo ルシフェラーゼアッセイシステム | Promega | E2610 | コロニースクリーニング用均質アッセイ |
| ルシフェラーゼアッセイシステム | Promega | E4530 | 個々のヘアピン |
| を検査するための非均質アッセイルミノメーター TopCount NXT | Perkin Elmer | N/A | または類似のルミノメーター |
| MiSeq 試薬キット v2 | イルミナ | MS-102-2001 | お使いの機器と互換性のあるキットを使用 |
| Opti-MEM | Gibco | 31985-070 | |
| ペニシリン-ストレプトマイシン | Gibco | 15140-122 | |
| pMD2.G | Addgene | #12259 | VSV-G エンベロープベクトル |
| ポリブレン | シグマ | TR-1003-G | |
| ポリエチレンポリ | サイエンス | 23966-1 | |
| psPAX2 | Addgene | #12260 | ベクター |
| ピュロマイシン | Gibco | A11138-02 | |
| プシンEDTA(0.05%)、フェノールレッド | Gibco | 25300-054 |
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