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방법 논문

번역 개시 포유류 mRNAs에 복잡 한 대형의 Toeprinting 분석

12.6K 조회수

DOI:

10.3791/57519

2018년 5월 10일

이 논문에서

요약

Toeprinting 목표 체 외에서 의 능력을 측정 하는 다양 한 조건에서 리보솜과 양식 번역 개시 복합물에 RNA를 복사할 수 있습니다. 이 프로토콜 toeprinting 포유류 RNA에 대 한 메서드를 설명 하 고 모자-종속 및 IRES 기반 번역 공부 하는 데 사용할 수 있습니다.

초록

번역 개시 단백질 합성의 속도 제한 단계 이며, 세포 단백질 출력을 조절 하는 핵심을 나타냅니다. 단백질 합성의 세포질 긴장 응답, 열쇠 이며 dysregulation 암 등 많은 질병 상태에 중앙 이다. 예를 들어, 세포 스트레스 글로벌 번역의 억제를 약하게 모자 종속 개시 리드, 비록 특정 스트레스 응답 단백질에 모자 독립적인 방식으로 선택적으로 변환 됩니다. 신중한 RNA 규제 등의 요소, 세포 내부 리보솜 입장 위치 (IRESes),이 특정 한 mRNAs의 번역에 대 한 수 있습니다. 이러한 mRNAs의 식별 및 그들의 규제 메커니즘의 특성 분자 생물학에는 핵심 영역 되었습니다. Toeprinting 번역 개시에 관련 된 RNA 구조와 기능 연구에 대 한 방법입니다. Toeprinting의 목표는 생체 외에서 의 능력을 평가 하는 시퀀스, 구조 요소 또는 액세서리 요인 리보솜에 참여를 결정 하기 위해 다양 한 조건에서 리보솜과 안정 되어 있는 복합물을 형성 하는 RNA 베 껴 바인딩-효율적인 번역 개시에 대 한 사전 커서. 서쪽 분석 및 polysome 프로 파일링와 같은 다른 기술 함께 toeprinting 번역 개시의 규칙에 대 한 메커니즘의 강력한 특성에 대 한 수 있습니다.

서론

으로 번역 가장 세포 에너지 소비, 그것은 말 번역은 단단히 규제1. 반대로, 번역의 dysregulation-그리고 단백질 출력에 따른 변경-암1,2등, 스트레스 반응과 질병의 상태에서 자주 관찰 됩니다. 변환 제어의 주요 장점은 속도는 셀 다양 한 자극3에 대응 하기 위해 그들의 단백질 출력 변경할 수입니다. 번역 규정 따라서 세포 생존과 죽음1,2,3에 영향을 미칠 수 있는 중요 한 메커니즘을 나타냅니다. 번역의 단계의 개시는 대부분 높은 규제 하 고 복잡 한3입니다. 짧게, 가장 진 핵 mRNAs 포함 5' m7G 모자는 거의 항상 그들의 번역에 대 한 필수. 모자-종속 개시 진 핵 개시 요인 eIF4E, eIF4A, 및 eIF4G 필요 (모자 인식 복합)는 mRNA의 5' 끝에 상호 작용. 43S preinitiation 리보솜, eIF2 바인딩된 초기자를 포함 하는 ....

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프로토콜

참고: RNA는 ribonucleases (RNases)에 의해 저하에 매우 취약. RNA를 그대로 유지 하는 표준 예방 조치. 글러브를 자주 변경 합니다. 프로토콜의 모든 단계에서 필터링 된 피 펫 팁, nuclease 무료 plasticware 및 nuclease 없는 화학 물질을 사용 합니다. Nuclease 무료 사용 또는 diethyl pyrocarbonate (DEPC)-모든 솔루션에 대 한 물 처리.

1입니다. 솔루션의 준비

  1. Toeprinting 버퍼 준비: 20 mM Tris HCl (pH 7.6), 100 mM KOAc, 2.5 m m Mg(OAc)2, 5% (w/v) 자당, 2 m m dithiothreitol (DTT), 그리고 0.5 m m spermidine.
    1. DTT와 spermidine 반복된 freeze-thaw 주기를 피하기 위해-20 ° C에서 단일 사용 aliquots에 저장.
      참고: DTT와 spermidine는 사용 하기 바로 전에 toeprinting 버퍼에 추가 되어야 합니다. DTT와 spermidine 솔루션-20 ° c.에 저장 될 수 있다
  2. 85 m m 5'-guanylyl imidodiphosphat....

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결과

우리는 이전 모자 독립적인 번역 개시 생체 외에서8,10을 지원 하기 위해 XIAP IRES의 능력을 설명 했습니다. Toeprinting 복잡 한 XIAP IRES 개시의 기계적 세부가 핵심 기술 했다. 인코딩 XIAP IRES (그림 1A)를 포함 하는 mRNA는 DNA 구조에 생체 외에서 복사할 및 toeprinting 분석을 받게 했다. 여기 사용 IRES XIAP mRNA의 돌연변이 변종 그림 1B에 표시 됩니다. 반전 녹음 방송 XIAP mRNA 리보솜 복잡 한의 전형적인 toeprints + 17 + 19 나왔고 nt 하류 (

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토론

Toeprinting 직접 고도로 제어 된 상황에서 번역 개시 복합물의 대형을 지원 하기 위해의 RNA의 능력을 측정 하는 강력한 기술입니다. Toeprinting에 대 한 단순화 된이 프로토콜 설명 포유류 RNAs. 토끼 reticulocyte lysate (RRL) 리보솜, eIFs, 초기자의 편리한 원본으로 사용 되, tRNA와 IRES 트랜스-행동 요인 (ITAFs). 실험 선택의 그들의 RNA를 제공 하 고 또한 그들의 선택의 특정 공동 인자와 toeprinting 반응을 보충할 수 있다. 예를 들어, 번역 개시 단지 80 48S toeprints7의 형광 농도의 분포에 따라 분화 될 수 있습니다. 관찰 개시 복잡 한 사용 하는 구 아닌 뉴클레오티드의 종류에 따라 달라 집니다. 여기 논의 XIAP IRES 경우 GMP PNP 플러스 ATP 안정화 48S 전 개시 복합물, toeprint 메일 + 17≥ + 18 특징 > + 19. GMP PN.......

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공개 사항

저자 관심을가지고 아무 충돌-의-공개.

감사의 글

이 작품 혁신 존 R. 에반스 지도자 기금 (35017), 캠퍼스 앨버타 혁신 프로그램 및 앨버타 정부는 자연과학 및 공학 연구 위원회의 캐나다 발견 그랜트 (RGPIN-2017-05463), 캐나다 기초에 의해 투자 되었다 경제 개발 및 무역입니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
DEPC (디 에틸 피로 카보네이트)시그마D5758-100ML
트리스베이스, 초순수JT 베이커4109-01
KOAc (칼륨 아세테이트)바이오 베이직PB0438
mg (OAc) 2< / sub> (마그네슘 아세테이트 테트라 하이드레이트)바이오 베이직MB0326
자당, 분자 생물학 학년Calbiochem573113-1KG
스페르미딘시그마85558
GMP-PNP (구아노신 5 ′ -[β,γ -imido] 트리 포스페이트 트리 소듐 염 수화물) 0.1 M 용액시그마G0635
ATP (아데노신 5 &프라임; -트리 포스페이트) 디 소듐 염, 100 mM 용액시그마A6559
19 : 1 아크릴 아미드 : 비스- 아크릴 아미드, 40 %바이오 베이직A0006
UreaBio BasicUB0148
500mL 병 상단 여과 장치, 0.2 µ mSarstedt83.1823.101
포름 아미드시그마F9037-100ML
EDTA (디 소듐 염, 이수화 물)바이오 베이직EB0185
SDS바이오 베이직SB0485
브로모 페놀 블루바이오 베이직BDB0001
자일렌 시아놀 FF바이오 베이직XB0005
MEGA짧은 스크립트 T7 전사 키트AmbionAM1354
mMESSAGE mMACHINE T7 전사 키트AmbionAM1344
산성 페놀 : 클로로포름 (5 : 1)AmbionAM9722
25:24 : 1 페놀 : 클로로포름 : 이소 아밀 알코올Invitrogen15593-049
토끼 망상 적혈구 용해물 (RRL). 뉴클레아제 치료를 해서는 안 됩니다.Green Hectares, 미국Green Hectares에 연락하여 1:1 RRL:water
RiboLock RNase Inhibitor (40 U/µ L)Thermo FisherE00382
100 mM dNTPInvitrogen56172, 56173, 56174, 56175각각 25 mM의 재고에 대해 동일한 부품을 혼합합니다.
AMV-RT, 10 U/&마이크로; LPromegaM5101
Sequenase 버전 2.0 DNA 염기서열분석 키트Thermo Fisher707701KT
모델 4200 IR2 DNA 분석기LI-COR제품이 단종되었습니다
APS (Ammonium Persulfate)Bio BasicAB0072
TEMEDBio BasicTB0508
Phusion High Fidelity PolymeraseNew 잉글랜드 BiolabsM0530
터보 Dnase써모 피셔AM2238

참고문헌

  1. Holcik, M., Sonenberg, N. Translational control in stress and apoptosis. Nat Rev Mol Cell Biol. 6 (4), 318-327 (2005).
  2. Lacerda, R., Menezes, J., Romao, L. More than just scanning: the importance of cap-independent mRNA translation initiation for cellular stress response and cancer. Cell Mol Life Sci. 74

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재인쇄 및 허가

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