RNA-단백질 상호 작용은 많은 세포 과정의 핵심에 있습니다. 여기에서는 특정 RNA를 분리하고 이와 관련된 새로운 단백질을 식별하는 in vivo 방법에 대해 설명합니다. 이것은 RNA가 세포에서 어떻게 조절되는지에 대한 새로운 빛을 비출 수 있습니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
RNA-단백질 상호 작용은 많은 세포 과정의 핵심에 있습니다. 여기에서는 특정 RNA를 분리하고 이와 관련된 새로운 단백질을 식별하는 in vivo 방법에 대해 설명합니다. 이것은 RNA가 세포에서 어떻게 조절되는지에 대한 새로운 빛을 비출 수 있습니다.
RNA 결합 단백질(RBP)은 RNA 대사 및 조절의 모든 측면에서 중요한 역할을 합니다. 이들의 정체는 현대 생물학에서 중요한 과제입니다. 소수의 in vitro 및 in vivo 방법만이 특정 표적 mRNA와 관련된 RBP를 식별할 수 있습니다. 그러나 주요 한계는 비세포 환경(in vitro)에서 RBP를 식별하거나 관심 RNA의 낮은 효율 분리(in vivo)입니다. RNA 결합 단백질 정제 및 식별(RaPID) 방법론은 효모에서 이러한 한계를 극복하고 in vivo와 관련된 단백질을 효율적으로 분리할 수 있도록 설계되었습니다. 이를 달성하기 위해 관심 RNA에 MS2 루프를 태그하고 MS2 결합 단백질 및 스트렙타비딘 결합 단백질(SBP)의 융합 단백질과 함께 발현합니다. 그런 다음 세포를 가교 결합 및 용해하고 스트렙타비딘 비드를 통해 복합체를 분리합니다. 태그된 RNA와 공동 정제하는 단백질은 질량 분석법으로 측정할 수 있습니다. 우리는 최근에 이 프로토콜을 사용하여 ER 관련 PMP1 mRNA와 관련된 새로운 단백질을 식별했습니다. 여기에서는 RaPID의 자세한 프로토콜을 제공하고 몇 가지 제한 사항과 장점에 대해 설명합니다.
RNA 결합 단백질 (RBPs)는 S.의 약 10 %를 차지 cerevisiae의 단백질 2 및 포유 동물 단백질의 약 3 ~ 15 %. 그들은 이러한 mRNA의 전사 후 처리 및 규제, 번역, 리보솜 생물 발생, tRNA의의 aminoacylation 및 수정, 크로 마틴 리모델링, 그리고 더 많은 세포 과정에 연루되어있다. RBPs의 중요한 하위 그룹은 mRNA에 결합 단백질 (mRNPs) 6,7입니다. mRNA의 성숙의 과정에서, 다른 RBPs은 성적 증명서를 결합하여 핵, 세포 현지화, 번역 및 열화 6-8에서 핵 처리, 수출을 중재. 따라서, 어느 시점에서 특정 성적 증명서에 바인딩 RBPs의 고유 한 세트의 처리 및 궁극적으로 운명을 결정합니다.
의 mRNA와 관련된 RBPs의 식별은 크게 자신의 전사 후 조절을 기본 프로세스에 대한 우리의 이해를 향상시킬 수 있습니다. 유전 다양한현미경, 생화학 및 생물 정보학 방법 (9-11 검토) mRNA의 조절에 관여하는 단백질을 식별하는 데 사용되어왔다. 그러나, 이들 방법의 일부는 특정 대상의 mRNA와 관련된 단백질의 식별을 가능하게한다. 참고로 효모 세포에서 발현 라이브러리를 화면에 미끼로 관심의 mRNA를 이용하는 효모 세 하이브리드 시스템 (Y3H)입니다. 양성 클론은 일반적으로 성장 선택 또는 리포터 식 12-14를 통해 관찰된다. 이 방법의 핵심 이점은, 셀룰러 환경과 RNA - 단백질 상호 작용의 강도를 측정 할 수있는 능력으로 스캔 할 수있는 단백질의 큰 수이다. 단점으로 인한 비특이적 결합에 위양성 결과의 상대적으로 큰 수 및 융합 단백질 먹이 또는 미끼 RNA의 미스 폴딩으로 인해 일부 위음성 결과에 대한 높은 가능성을 포함한다.
유전자 접근 방식에 대한 대안은 친 화성 purifi입니다관련 단백질과 RNA의 양이온. 폴리 A를 함유하는 mRNA를 올리고 DT 컬럼을 사용하여 분리 될 수 있고, 그와 관련된 단백질을 질량 분석에 의해 검출된다. RNA의 단백질 상호 작용은 단거리 공유 결합을하게 가교하여 그 세포 문맥에 보존된다. 올리고 DT 컬럼의 사용은 mRNA의 3,5,15를 A-포함 된 폴리와 관련된 전체 프로테옴의 글로벌 뷰를 얻을 수 있습니다. 그러나 이것은 특정의 mRNA와 관련된 단백질의 목록을 제공하지 않는다. 아주 몇몇 방법은 식별을 수행 할 수 있습니다. 한 쌍의 방법은 표적 mRNA의 16, 17에 상보성 핵산의 트랜 스펙 션을 수반한다. 핵산은 또한 상호 작용 부위에 가까운 부근에 가교 RBPs 허용하는 펩티드에 부착된다. 가교 후, RBP-펩티드 핵산을 분리 할 수 있고, 단백질 체학 분석을 실시한. 최근에, 앱타 머가 기반 방법이었다성공적으로 포유류 세포 선 (18)로부터 추출에 적용. 스트렙 타비 딘에 향상된 친 화성을 갖는 RNA 앱 타머 개발하고 (이 경우, AU 부유 요소 (ARE)) 관심의 서열에 융합되었다. 앱타 머는 ARE-RNA는 스트렙 타비 딘 비드에 부착 된 세포 용 해물과 혼합 하였다. ARE 시퀀스와 연관된 단백질을 정제하고, 질량 분석 (MS)에 의해 확인되었다. 이 방법은 셀룰러 설정 (즉, 생체 외) 외부에서 발생하는 연결을 검출되지만, 상기의 mRNA와 관련된 단백질의 분리를 게놈에 앱 타머를 도입함으로써 가능하도록 미래에 수정 될 가능성이있는 반면 셀룰러 환경 (즉, 생체 내). 유전자 조작이 잘 확립되어 효모에서, (교수 제프 Gerst의 실험실에서 개발) 빠른 방법은 생체 협회 (19)의 전망을 제공합니다. 급속한은 (특정과 MS2 코트 단백질의 결합 강한 MS2-을 결합등) 스트렙 타비 딘 - 결합 도메인 (SBP의 MS2의 RNA 서열 CP)는 공액 비드를 스트렙 타비 딘. 이 스트렙 타비 딘 비즈를 통해 MS2 - 태그의 mRNA를 효율적으로 정화 할 수 있습니다. 또한, MS2 루프 12 카피의 발현은 RNA에 동시에 결합 및 분리의 효율을 높이기 위해 여섯 MS2-CP를 최대 허용한다. 이 프로토콜에 따라서 용출 샘플을 질량 분석기에 의해 단백질 체학 분석을 실시한되면 신규 mRNA에 관련된 단백질의 식별 가능하도록 제안 하였다.
우리는 최근에 효모 PMP1의 mRNA (20)와 관련된 새로운 단백질을 식별하기 위해 빠른을 이용했다. PMP1 mRNA의 이전 ER 막과 연관 될 및 3 '번역되지 않은 지역 (UTR)이이 협회 21의 주요 결정 요인 인 것으로 밝혀졌다 줬습니다. 따라서 PMP1 3 'UTR 바인딩 RBPs은 자국어에 중요한 역할을하는 것으로 보인다. 빠른 액체 크로마토 그래프 다음Y 질량 분석 / 질량 분석기 (LC-MS / MS)은 PMP1 (20)와 상호 작용하는 많은 새로운 단백질의 동정 결과. 여기서, 우리는 빠른 방법에 대한 자세한 프로토콜을 제공해야 할 중요한 컨트롤을 수행하고, 수율 및 특이성을 향상시킬 수있다 기술적 인 조언한다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
참고 : 12 MS2 결합 부위로 이루어진 시퀀스를 삽입 (MS2 루프; MS2L)를 원하는 게놈 로커스로, 일반적으로 오픈 리딩 프레임 (ORF) 및 3 'UTR 사이. 이 통합을위한 상세한 프로토콜은 다른 곳에서 (22)가 제공된다. PCR, 북부 분석 또는 RT-PCR 20,23하여 적절한 삽입 및 발현을 확인합니다. 통합이 3'UTR의 합성에 개입하지 않았는지 확인하는 것이 중요합니다. 또한, 유도 성 프로모터 (메티오닌 고갈)의 식에 따라 SBP 융합 플라스미드 발현 MS2-CP는 셀 (24)에 도입한다. 도입 MS12 루프 제외한 동일한 균주, 비특이적 신호의 검출을위한 대조군으로 사용한다.
1. 빠른 정화
2. RNA 추출
3. 단백질 서쪽 오점 또는 질량 분광법 분석을위한 준비
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
급속한은 관련 단백질과 특정 대상 RNA의 분리 할 수 있습니다. 성공에 중요하여 단백질의 충분한 양을 얻을 최대한 그대로 RNA를 유지한다. RNA의 분리 효율과 품질을 확인하려면, 북부 분석 (그림 1A)를 수행한다. 노던 분석을 직접 신속의 효율성과 품질을보고하는 이점을 갖는다. 따라서, 전체 길이 및 분해 생성물의 상대적인 양 번의 실행에서 결정될 수있다. 리보솜의 RNA (rRNAs)는 에티 디움 브로마이드 염색으로 용이하게 검출되고, 용출 샘플 rRNAs 부족 정제의 엄격함을 나타낸다. 정제의 엄격도 및 특이성을 더욱 용출 시료에서 태그되지 않은 mRNA는 신호의 부재 (ACT1 하단 패널)에 의해 입증된다. ACT1의 크기에 있지 않은 FPR1 차선에서 명백한 신호는 사전에서 남은이고MS2L 프로브 vious 하이브리드. 북쪽 분석은 또한 입력 RNA 핫 페놀 프로토콜에 의해 정제하여 RNA에 비해 다소 저하되는 것을 알 ...
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
다양한 방법 관련 단백질 11,34 (35)를 식별하는 특정의 mRNA의 분리를 사용한다. 이러한 방법은 RNA 단백질 상호 작용을 조사하기 위해 생체 외 및 생체 전략에 적용됩니다. 체외 방법은 외생 RBPs를 캡처 RNP 단지 (36, 37)을 분리하는 세포 용 해물과 RNA를 전사 품어. 이 유형의 효과적인 방법은 규제 RNA 모티프 (18)에 결합 신규 단백질의 식별 가능하게하는 최근에 발표되었다. 협회는 셀룰러 환경 외부에서 발생하기 때문에 이들 방법의 결점은 비특이적 RBPs의 결합이다. 자연 설정에서 RNA 단백질 협회 더보기를 제공하면서 단백질 가교 결합 된 생체 방법. 또한, 가교 분리 동안 높은 엄격하기 때문에 더 높은 특이성을 할 수 있습니다. 쌍 방식 (17)는 안티센스 형질을 이용RBPs 근방에 펩티드 부분을 지시하기 위해 표적 RNA에 서열....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
저자는 경쟁하는 재정적 이해관계가 없음을 선언합니다.
우리는 빠른 프로토콜을 설정하고 필요한 플라스미드를 제공하는 그들의 도움이되는 조언을 교수 제프 Gerst와 보리스 Slobodin 감사합니다. 우리는 또한 LC-MS / MS 분석과 그녀의 도움을 Smoler 단백질 체학 센터에서이 프로토콜 박사 타마 지브을 설정하는 그녀의 도움 박사 Avigail ATIR - 란데 감사합니다. 우리는 YEF3 항체에 대해 교수 TG Kinzy (럿 거스)을 감사드립니다. 이 작품은 Binational 과학 재단에서 보조금 2,011,013에 의해 지원되었다.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 트리스 | 시그마 | T1503 | |
| SDS | 바이오 랩 | 1981232300 | |
| DTT | 시그마 | D9779 | |
| 산성 페놀 (pH 4.3) | 시그마 | P4682 | |
| 산성 페놀 : 클로로포름 (5 : 1, pH 4.3) | 시그마 | P1944 | |
| 클로로포름 | 바이오 랩 | 3080521 | |
| 포름 알데히드 | 프루타롬 | 5551820 | |
| 글리신 | 시그마 | G7126 | |
| NP-40 | 칼비오켐 | 492016 | |
| 헤파린 | 시그마 | H3393 | |
| 페닐메틸설포닐 플루라이드 (PMSF) | 시그마 | P7626 | |
| 류펩틴 | 시그마 | L2884 | |
| 아프로티닌 | 시그마 | A1153 | |
| 대두 트립신 억제제 | Sigma | T9003 | |
| Pepstatin | Sigma | P5318 | |
| DNase I | Promega | M610A | |
| Ribonuclease 억제제 | Takara | 2313A | |
| 유리 구슬 | Sartorius | BBI-8541701 | 0.4-0.6mm 직경 |
| Mini BeadBeater | BioSpec | Mini BeadBeater 16 | |
| Guanidinium | Sigma | G4505 | |
| Avidin | Sigma | A9275 | |
| Streptavidin Beads | GE Healthcare | 17-5113-01 | |
| 소 혈청 알부민 (BSA) | 시그마 | A7906 | |
| 효모 tRNA | 시그마 | R8508 | |
| 비오틴 | 시그마 | B4501 | |
| 효모 추출물 | Bacto | 288620 | |
| 펩톤 | Bacto | 211677 | |
| 포도당 | 시그마 | G8270 | |
| 1x 인산염 완충 식염수 (PBS) | |||
| 0.2 m NaOH | |||
| 4x Laemmli 샘플 버퍼 (LSB) | 0.2 m Tris-Hcl pH 6.8, 8 % SDS, 0.4 m DTT, 40 % 글리세롤, 0.04 % 브로 모페놀 블루. | ||
| 핫 페놀 용해 버퍼 | 10 mM Tris pH 7.5, 10 mM EDTA, 0.5% SDS | ||
| 3 M 아세테이트 나트륨 pH 5.2 | |||
| 100% 및 70% 에탄올 (EtOH) | |||
| RNase-free 물 | |||
| RaPID 용해 버퍼 | 20 mM 트리스 pH 7.5, 150 mM NaCl, 1.8 mM MgCl2, 0.5% NP-40, 5 mg/ml 헤파린, 1 mM 디티오트레이톨 (DTT), 1 mM 페닐메틸설포닐 플루라이드 (PMSF), 10 &마이크로; g/ml 류펩틴, 10 &마이크로; g/ml 아프로티닌, 10 & 마이크로; g/ml 대두 트립신 억제제, 10 µ g/ml 펩스타틴, 20 U/ml DNase I, 100 U/ml 리보뉴클레아제 억제제. | ||
| 2x 가교 반전 버퍼 | 100mM Tris pH 7.4, 10mM EDTA, 20mM DTT, 2% SDS. | ||
| RaPID 세척 버퍼 | 20 mM Tris-HCl pH 7.5, 300 mM NaCl, 0.5% NP-40 | ||
| 0.5 M EDTA pH 8 | |||
| Silver Stain Plus Kit | Bio-Rad | 161-0449 | 폴리아크릴아미드 겔 SD 선택적 매체에서 단백질을 검출하기 위해 |
| 아미노산 및 황산암모늄이 없는 1.7g/l 효모 질소 베이스, 5g/l 황산암모늄, 2% 포도당, 350mg/l 트레오닌, 40mg/l 메티오닌, 40mg/l 아데닌, 50mg/l 라이신, 50mg/l 트립토판, 20mg/l 히스티딘, 80mg/l 류신, 30mg/l 티로신, 40mg/l 아르기닌 | |||
| Anti-eEF3(EF3A, YEF3) | Kinzy TG의 선물. (UMDNJ 로버트 우드 존슨 의과대학) | 1:5,000 | |
| Anti GFP 항체 | Santa Cruz | sc-8334 | 1:3,000 |
| 안티 토끼 IgG-HRP 접합 | SIGMA | A9169 | 1:10,000 |
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.