RNA에 N 6 -methyladenosine (m 6 A) 변형을 측정하기위한 수정 북부 블로 팅 방법을 설명한다. 현재의 방법은 여러 가지 실험 설계에 따라 다양한 RNA를에서 수정 및 컨트롤을 감지 할 수 있습니다.
방법 논문
RNA에 N 6 -methyladenosine (m 6 A) 변형을 측정하기위한 수정 북부 블로 팅 방법을 설명한다. 현재의 방법은 여러 가지 실험 설계에 따라 다양한 RNA를에서 수정 및 컨트롤을 감지 할 수 있습니다.
N 6-Methyladenosine (m6A) RNA의 변형은 진핵생물 사이에서 다양하고 어디에나 있습니다. mRNA, rRNA, tRNA 및 microRNA에서 발생합니다. 최근 연구에 따르면 이러한 가역적 RNA 변형은 RNA 접합, 번역, 분해 및 국소화에 영향을 미친다고 합니다. 일주기 리듬, 줄기 세포 다능성, 섬유증, 트리글리세리드 대사 및 비만과 같은 여러 생리학적 과정도m6A 변형에 의해 제어됩니다. 면역침전/염기서열분석법, 질량분석법 및 변형된 노던 블로팅은m6A 변형을 측정하기 위해 일반적으로 사용되는 방법 중 일부입니다. 여기서, 우리는m6A 변형을 측정하기 위한 북동 블로팅 기술을 제시한다. 현재 프로토콜은 RNA의 우수한 크기 분리, 다양한 실험 설계를 위한 더 나은 수용 및 표준화, 다양한 RNA 소스에서 m6A 변형의 명확한 묘사를 제공합니다. m6A 변형은 일주기 리듬 및 비만과 관련하여 인간 생리학에 결정적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있지만, 다른 (병리적) 생리학적 상태에서의 역할은 불분명합니다. 따라서 m6A 변형에 대한 연구는 분자 생리학에 대한 핵심 통찰력을 제공할 수 있는 엄청난 가능성을 가지고 있습니다.
역동적이고 가역적인 RNA 변형은 RNA 항상성에 중요한 역할을 합니다. 40년 전, N6-메틸아데노신(m6A) 변형이 진핵생물 전사체에서 풍부한 것으로 밝혀졌습니다1. 이들은 메신저 RNA(messenger RNA, mRNA), 리보솜 RNA(ribosomal RNA, rRNA), 소핵 RNA(small nucleolar RNA), 전달 RNA(transfer RNA), 마이크로RNA2(microRNA)에서 다양한 기능을 합니다. mRNA의 m 6 A 변형은 스플라이싱(splicing)3, 번역(translation)4, 분해(degradation)5, 국소화(localization)2에 영향을 미친다. 또한 리보솜 생물 발생 및 microRNA 기능에 영향을 미칩니다6. m6RNA의 변형은 단세포 박테리아에서 다세포 인간에 대한 진화적 보존이 관찰됩니다7. m6A 수정의 역할에 대한 묘사는 현재 광범위한 연구가 진행 중입니다. 이러한 노력은 전사 제어에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것으로 기대됩니다. 최근 연구에 따르면 mRNA8의 다른 화학적 변형도 RNA 대사에 중요한 역할을 합니다.
일주기 리듬9, 줄기세포 다능성10, 트리글리세리드 대사4, 섬유증11, 비만12, 주요 우울증13은 m6A 변형이 결과를 조절하는 것으로 알려진 과정의 몇 가지 예입니다. 많은 생체 시계 유전자 전사체는 m6A 부위14를 가지고 있습니다. m6A 메틸 라제 또는 탈 메틸 라아제의 조절은 일주기 변화를 유도합니다15. m6A 전이효소인 Mettl3는 줄기세포 다능성의 조절제입니다. Mettl3의 결핍은 조기 배아 치사율과 착상 후단계 10에서 비정상적인 혈통 프라이밍으로 이어집니다. 지방세포에서 지방량 및 비만 관련(FTO), m6A demethylase의 결핍은 Angptl44의 전사 후 조절을 통해 지방산 동원과 체중에 영향을 미칩니다. 이러한 연구는 m6A가 mRNA 처리를 제어 할뿐만 아니라 발생 학적 발달 및 병태 생리학에서 중요한 역할을한다는 것을 밝혔습니다. m6 A 변형의 기능은 향후 치료적 고려에 대한 함의를 갖는다.
RNA16-18의 m6A 변형을 측정하기 위해 여러 가지 방법을 사용할 수 있습니다. 전통적으로 박층 크로마토 그래피 (TLC) 및 고성능 액체 크로마토 그래피 (HPLC)는 여러 RNA19,20에서 m6A의 분포를 연구하는 데 사용됩니다. 질량분석법은 RNA에서 m6A 변형을 검출하기 위한 민감한 도구입니다. 그러나 RNA는 질량 분석법21에 의한 분석 전에 RNase에 의해 짧은 단편으로 절단되어야 합니다. 메틸-RNA 면역침전 및 염기서열분석(m6A-Seq)22 면역침전은m6A 특이적 항체로 단편화된 RNA를 분석하고 병렬 RNA 염기서열분석을 수행합니다. 이 방법은 전사체 너비의 m6A 랜드스케이프를 생성합니다. m6 A 개별 뉴클레오티드 해상도 가교 및 면역침전(miCLIP)의 고해상도 매핑은 단일 뉴클레오티드 해상도23에서m6A 변형을 추가로 매핑합니다. 두 방법 모두 특정 유전자 정보와 함께 전체 전사체에 걸쳐 m6A 변형에 대한 세부 정보를 제공합니다. 그러나 실험에서 여러 조건의 비교가 필요한 경우 두 방법 모두에서 정량화 및 표준화가 어렵습니다. 더욱이,m6A-Seq에 대한 RNA의 단편화는 원래의 RNA 구조를 변화시켜 본래의m6A 수치에 영향을 미칠 수 있습니다. 다양한 실험 조건에서의 RNA의 글로벌 m6A 변형 및 그 변화를 검출하기 위해 당사는 변형된 노던 블로팅 프로토콜을 사용하는 방법을 보고합니다. 이 방법은 겔 전기영동18을 사용하여 분자량으로 RNA를 분해합니다. 이 절차는 여러 조건 또는 샘플과 관련된 실험에 대해 더 나은 표준화 및 정량화를 제공합니다. 또한 rRNA, mRNA 또는 microRNA와 같은 다양한 RNA에 대한 특정 m6A 변형 정보를 제공합니다.
참고 : 6 수준은 rRNA의, mRNA를, 및 기타 소형의 RNA를 포함 총 RNA의 m. 리보솜 RNA 풍부한 m 6 수정,도 6a 레벨이 사실을 고려할 필요가 m의 측정을 가지고 있기 때문이다.
1. RNA 분리
2. 젤 전기 영동 및 전송
참고 : 버퍼 준비 프로토콜은 표 1에 제시되어있다.
N 6 -methyladenosine 3. 검출
정상 명암 주기성 단계 14 일 후에 야생형 마우스 상수 어둠 속에 넣었다. 간에서 RNA를 4 시간 간격으로 샘플링 및 수정 북부 블로 팅으로 연구 하였다. rRNAs, mRNA를, 작은 RNA를의 메틸화는 명확하게 (그림 2) 검출되었다. 상이한 주기성 시간 사이의 비교 (CT)을 정확하게 18S rRNA의 기준을 산출 할 수있다. rRNA의, mRNA를, 작은 RNA를에서 m 6 수준의 강력한 일중 진동이 있었다.
rRNA의 proffered 의해 간섭을 방지하기 위해, 폴리아 데 닐화 RNA를 단계 1.2.2와 같이 정제 될 수있다. 정제 후, rRNA의 크게 다른 RNA를 (도 3)의보다 나은 시각화를 허용하도록 제거 될 수있다.

g>도 1 : 오 이송 유닛 조립. 멤브레인에 블 롯팅을위한 RNA를 모세관 반송 유니트가 도시되어있다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2 : C57BL / 6J 마우스의 m 6 수준의 활동 일주기. 이 그림은 m 6 야생형 생쥐의 간에서 총 RNA의 얼룩은 4 시간 간격으로 정상 명암 단계 14 일 이후에 어두운 어두운 단계의 첫 번째 날에 희생 보여줍니다. 정량화는 6 m 18S와 28S rRNA의 사이의 화상 농도의 차이를 사용하여 수행 하였다. m 개의 6 풍요 로움은 맨 아래에있는 포름 알데히드 겔에서 18S rRNA의 대역으로 표준화되었다.등 = "_ 빈">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3 : 또는 rRNA의없는 m 6의 말. 대표 m는 총 RNA와 야생형 생쥐의 간에서 폴리아 데 닐화 RNA의 6 롯이 표시됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
표 1 : 버퍼 및 솔루션을 제공합니다.
| 1 | 10 배 MOPS 완충액 (pH 7.0, 빛으로부터 보호) | |||||
| MOPS | 41.85 | 지 | 0.2 M | |||
| 아세트산 나트륨 | 4.1 | 지 | 0.05 M | |||
| EDTA,이 나트륨 소금 | 3.7 | 지 | 0.01 M | |||
| DEPC 물 | ||||||
| 합계 | 1 | 엘 | ||||
| 실온에서 교반 | ||||||
| 이 | 20 배의 SSC 완충액 (pH 7.0) | |||||
| 염화나트륨 | 175.3 | 지 | 3 M | |||
| 트리 소듐 시트 레이트 | 88.3 | 지 | 0.3 M | |||
| DEPC 물 | ||||||
| 합계 | 1 | 엘 | ||||
| 실온에서 교반 한 후, 오토 클레이브 | ||||||
| 삼 | 추적 염료 | |||||
| 10 배 MOPS 버퍼 | (500) | μL | 1 배 | |||
| 피콜 (400) | 0.75 | 지 | 15 % | |||
| 블루 브로 모 페놀 | 0.01 | 지 | 0.2 % | |||
| 크실렌 Cyanol | 0.01 | 지 | 0.2 % | |||
| DEPC 물 | ||||||
| 합계 | (5) | mL의 | ||||
| 스토어 -20 ° C에서 | ||||||
| 4 | DEPC 물 | |||||
| 1 비율로 희석 : DEPC의 1,000 DDH 2 O에 | ||||||
| 실온에서 밤새 교반 한 후, 오토 클레이브 | ||||||
| (5) | 샘플 버퍼 (빛으로부터 보호) | |||||
| 10 배 MOPS 버퍼 | (200) | μL | ||||
| 37 % 포름 알데히드 | (270) | μL | ||||
| 포름 아미드 | (660) | μL | ||||
| 스토어 -20 ° C에서 | ||||||
RNA의 변형은 세포 기능과 생리학에서 중요한 역할을 합니다. 이러한 변형의 조절, 기능 및 항상성에 대한 현재 이해는 여전히 탐구되고 확장되고 있습니다8. 따라서 RNA의 변형을 평가하기 위한 정확하고 표준적인 방법이 필요합니다. 수정된 노던 블로팅 방법은 RNA 변형의 정확한 정량화와 다양한 RNA의 변형을 명확하게 묘사합니다. 이 방법은 최소 3일이 필요하지만 표준화될 수 있으며 다양한 실험 설계에 사용할 수 있습니다. 또한, 다른 항체를 사용하여 다른 RNA 변형을 검출할 수 있습니다27.
RNA 변형을 분석할 때 서로 다른 RNA를 분리하는 것이 중요합니다. 리보솜 RNA는 RNA28,29의 총량의 상당 부분을 포함한다. 전체 RNA에서만 RNA 변형을 분석한 결과는 대부분 rRNA의 변화를 나타냅니다. rRNA의 메틸화 및 기타 변형은 잠재적으로 다른 RNA의 변화를 가릴 수 있습니다. 겔 분리 절차를 통해 mRNA 및 기타 작은 RNA의 변형을 보다 정확하게 분석할 수 있습니다.
m6A 면역침전 및 시퀀싱을 통한 전사체 전체 매핑은 각 유형의 RNA22의 변형에 대한 자세한 통찰력을 제공합니다. 특정 RNA에 대한 정보와 약 80-120bp의 분해능을 제공합니다. m6A-Seq는 서로 다른 실험 조건 간의 수정을 비교할 수 있지만 이러한 실험을 위한 적절한 표준과 대조군을 선택하는 것은 어렵습니다18. 면역침전은 재현하기 어렵고 종종 반복 간에 상당한 차이를 나타냅니다. 또한, m6A-Seq는 면역침전 및 시퀀싱30 전에 RNA 샘플의 단편화를 필요로 한다. 단편화 과정은 잠재적으로 원래 RNA 변형에 과도한 영향을 미칠 수 있습니다. 실험에 특정 유전자의 정보가 필요하지 않지만 비교를 위해 다른 조건이 필요한 경우 현재 방법은 다양한 실험 설정에 대해 더 나은 시각화 및 제어를 제공합니다.
RNA의 변형은 전사 조절을 조절하는 중요한 단계입니다31. 그러나 다양한 생리학적 영역에서 다양한 RNA 변형의 항상성과 조절 메커니즘은 아직 불분명합니다. 현재의 변형된 노던 블로팅 방법을 사용하여 다양한 RNA 변형을 정량화하고 비교할 수 있습니다. 또한, RNA 변형의 변화와 규제를 더 자세히 조사할 수 있습니다. 미래에는 고전적인 노던 블로팅과 수정된 노던 블로팅 프로토콜의 실험 데이터를 결합하여 RNA 생물학에 대한 더 큰 통찰력을 제공할 수도 있습니다.
수정된 노던 블로팅 프로토콜의 성공을 결정하는 가장 중요한 요소는 RNA 샘플의 무결성입니다. 어느 정도 분해된 RNA는 좋은 고전적 노던 블로팅 결과를 생성할 수 있지만 이는 잠재적으로 수정된 노던 블로팅 결과에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 다른 조직이나 세포주에서 RNA의 변형도 크게 다를 수 있습니다. 최종 실험을 수행하기 전에 다양한 조직에 적합한 RNA 샘플 부하를 테스트하는 것이 중요합니다.
블로팅 절차는 전통적으로 Dr. Southern과 다양한 지리적 방향의 이름을 따서 명명되었기 때문에 현재 기술에 대해 "북동부" 블로팅이라는 이름을 제안합니다.
저자는 공개 아무것도 없어.
C.Y.W.는 국립보건연구원(NHRI-EX101-9925SC), 국가과학위원회(101-2314-B-182-100-MY3, 101-2314-B-182A-009), 장궁기념병원(CMRPG3B1643, CMRPG3D1002, CMRPG3D0581, CMRPG380091, CMRPG3C1763)의 지원을 받았습니다.
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