April 10th, 2018
この RNA プルダウン法は、長い非コード RNA (lncRNA) の RNA ターゲットを識別することができます。自家製、設計されたアンチセンス DNA のオリゴヌクレオチドのプローブ適切に固定ティッシュまたは細胞のこの lncRNA に固有の交配に基づいて、それは効率的に、lncRNA のすべての RNA ターゲットの捕獲をできます。
この手順の全体的な目標は、培養細胞または組織内で、目的の長いノンコーディングRNAのRNA分子パートナーを同定することです。この方法は、長鎖ノンコーディングRNAによるRNA制御に関する新たな重要な知識を提供することにより、長鎖ノンコーディングRNAの生物学的機能を解読するのに役立ちます。この方法の主な利点は、最初にいくつかの長いノンコーディングRNAに最適化し、次に培養細胞と組織抽出物の両方に最適化しているため、ほとんどのアプリケーションで使用できることです。
私たちの方法は、Chromatin Isolation by RNA Purificationsの略であるChIRPと、RNAターゲットのCapture Hybridization AnalysisであるCHARTという、従来の2つの方法を組み合わせたものです。私たちの方法の特異性は、オリゴヌクレオチドプローブが長いノンコーディングRNAの二次構造のバイオインフォマティクスモデリングを使用して設計され、その目標がRNAターゲットを特定することであったことです。この手順を実演するのは、私のチームから2人の技術者、ベネディクト・ボワイエとセヴリーヌ・ギエンです。
テキストプロトコールに従ってGH4C1細胞を培養した後、細胞培養プレートから培地を取り出し、1容量のPBSを使用して細胞をすすぎます。PBSに10ミリリットルの1%PFAを加えて細胞を固定します。次に、室温で10分間撹拌した状態で細胞を架橋します。
1.25モルグリシン1ミリリットルを加えてPFA作用を急冷し、サンプルを室温で5分間撹拌します。次に、溶液を吸引して廃棄し、10ミリリットルのPBSを使用してプレートを5分間ずつ2回すすぎます。次に、PBSを1ミリリットル加え、セルスクレーパーで細胞を採取し、遠心チューブに移します。
サンプルを510 g、摂氏4度で5分間回転させます。次に、上澄みをできるだけ取り除き、ペレットを摂氏マイナス80度で無期限に保管します。組織架橋を行うには、新たに得られたマウス下垂体組織5ミリグラムをPBS中の1%PFAの10倍容量に沈め、サンプルを室温で10分間撹拌します。
0.05ミリリットルの1.25モルグリシン溶液を加えてPFAを急冷し、室温で組織を5分間撹拌します。培地を吸引し、0.5ミリリットルのPBSを使用して組織を2回すすぎます。上清をできるだけ取り除いた後、架橋組織を無期限にマイナス80°Cで保存してください。
次に、溶解バッファーを調製し、事前に解凍せずにサンプルを溶解します。このバッファーを使用して、細胞ペレットまたは組織100ミリグラムあたり約1ミリリットルにサンプルを再懸濁します。溶解したサンプルを摂氏4度の水浴に入れ、テキストプロトコルに従って最適化された超音波処理シリーズを開始します。
超音波処理の直後に、サンプルを12, 000g、摂氏4度で5分間遠心分離します。次に、上清を新しいチューブに移します。超音波処理シリーズは、他の断片化されたRNAを得ることなくDNAからの粘度を下げるのに十分な効率になるように最適化されなければならない。
超音波処理されたサンプルでハイブリダイゼーションを行うには、2容量のハイブリダイゼーションバッファーをチューブとボルテックスに加えます。各サンプルの20マイクロリットルを遠心分離管に移し、摂氏マイナス20度で保存します。各サンプルに100ピコモルのビオチン化オリゴヌクレオチドプローブを添加します。
次に、適度な攪拌下で、室温のチューブローテーターでサンプルを4〜6時間インキュベートします。インキュベーション後、50マイクロリットルの磁性ストレプトアビジンビーズに、1ミリリットルあたり200ユニットのRNase阻害剤溶液と5マイクロリットル/ミリリットルのプロテアーゼ阻害剤カクテルをサンプルに加えます。チューブを室温で適度に攪拌し、チューブローテーターで一晩インキュベートします。
翌日、チューブを磁気支持体に置き、上清を捨ててRNA単離を行います。次に、900マイクロリットルの洗浄バッファーをビーズに加え、チューブを室温で5分間ローテーターに置きます。次に、サンプルを磁石に置き、バッファーを廃棄し、洗浄を5回繰り返します。
最終洗浄液を取り出した後、95マイクロリットルのプロテイナーゼKバッファーと5マイクロリットルの20ミリグラム/ミリリットルのプロテイナーゼ-Kをサンプルに加えます。次に、氷上でインプットサンプルを解凍し、75マイクロリットルのプロテイナーゼKバッファーと5マイクロリットルのプロテイナーゼ-Kを加えます。サンプルを摂氏50度で45分間インキュベートし、次に摂氏95度で10分間インキュベートします。
サンプルを氷上で3分間冷やした後、磁石の上に置き、RNAを含む上清を採取してビーズを捨てます。RNA精製キットを使用してRNAを精製します。最後に、RNAをマイナス80°Cで保存し、RTおよびqPCRを実施し、テキストプロトコルに従ってDNAライブラリを構築します。
ここに示すlncRNA二次構造のバイオインフォマティクスモデリングに基づいて、GH4C1培養細胞用のラットNeat1またはMalat1と下垂体組織抽出物用のマウスNeat1の2つのlncRNAに対してプローブを設計しました。Neat1またはMalat1の相対濃縮は、入力サンプルに対する非特異的プローブと特異的プローブについて計算しました。この図は、ラットGH4C1下垂体細胞株およびマウス下垂体組織抽出物中のNeat1を引き下げる特異的プローブの効率を示しています。
特定のオリゴヌクレオチドまたは SO プローブのプロトコールを Malat1 に向けると、1 つの効率的なプローブが生成され、1 つの非効率的なプローブが破棄されました。RNAプルダウンおよびRT qPCRの後、GH4C1細胞抽出物中のNeat1に関連するRNAは、下垂体組織抽出物中のNeat1とも関連していました。実際、Neat1 RNAのプルダウン後、Malat1はGH4C1細胞株と下垂体マウス組織抽出物の両方でNeat1によって標的とされることがわかりました。
さらに、Neat1は、GH4C1細胞のプローブを用いてMalat1 RNAのプルダウンを行った後、有意に濃縮されました。2つのlncRNA間で同定された密接な関係は、Neat1とMalat1の共調節の役割の可能性と一致しており、Neat1 RNA発現の変動を示すMalat1ノックアウトマウスによって示唆されています。この手法を習得すると、2〜3日で目的の長鎖ノンコーディングRNAのRNAターゲットを捕捉できるようになります。
バイオインフォマティクスアプローチでは、細胞溶解物の調製によってプローブの効率が変化する可能性があるため、いくつかのアンチセンスプローブを設計し、それらの効率を実験的に比較することが重要です。この手順に続いて、目的の長いノンコーディングRNAの全RNAインタラクトームを提供するために、ハイスループットRNAシーケンシングを行うことができます。このビデオを見れば、その二次構造のバイオインフォマティクスモデリングによって決定される、長鎖ノンコーディングRNAの利用可能な領域にハイブリダイズする効率的で特異的なプローブを使用して、長鎖ノンコーディングRNAのRNAパートナーを捕捉する方法を十分に理解できるはずです。
このRNAプルダウン法は、特定のアンチセンスDNAオリゴヌクレオチドプローブを使用して、長鎖非コーディングRNA(lncRNA)のRNAターゲットを同定します。培養細胞と組織抽出物の両方に適用可能で、RNA制御の理解を深めます。
Identifying RNA interactors of long non-coding RNAs (lncRNAs) is critical for de-risking target validation in early discovery, particularly for regulatory RNAs with poorly defined mechanisms. This pull-down method enables mechanistic interrogation of lncRNA function by mapping direct and indirect RNA partners, supporting hypothesis-driven target assessment. The approach provides predictive confidence in target selection by revealing co-regulatory networks that may influence disease-relevant pathways.
The method fits within the discovery continuum from target identification to lead optimization, providing RNA interaction data that informs target suitability and mechanistic rationale.