방법 논문

1 차적인 폐포 상피 세포에 있는 mRNA 전사체의 안정성의 조사를 위한 능률적으로 통제된 플라스미드 발현 시스템

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DOI:

10.3791/60654

2020년 3월 6일

이 논문에서

요약

여기서, 우리는 파이펫 전기화 기술에 결합된 유도성 발현 시스템을 이용하여 1차 폐포 상피 세포에서 전사체의 전사체의 후전사 변조를 연구하는데 사용될 수 있는 도구를 제시한다.

초록

사후 전사 조절을 연구하는 것은 주어진 메신저 RNA (mRNA)의 변조와 세포 항상성 및 대사에 미치는 영향을 이해하는 데 기본적입니다. 실제로, 전사체 발현의 변동은 번역 효율성과 궁극적으로 전사체의 세포 활성을 수정할 수 있다. 몇몇 실험적인 접근은 이 방법의 몇몇이 사후 전사 변조의 적당한 연구 결과 방지하는 한계가 있더라도 mRNA의 반감기를 조사하기 위하여 개발되었습니다. 프로모터 유도 시스템은 합성 테트라사이클린 조절 프로모터의 제어 하에 관심 있는 유전자를 발현할 수 있다. 이 방법은 세포 항상성을 방해하지 않고 임의의 실험 조건 하에서 주어진 mRNA의 반감기 추정을 허용한다. 이 방법의 한 가지 주요 단점은 기존의 형질 감염 기술에 매우 저항력이있는 고립 된 1 차 세포에서이 기술의 사용을 제한하는 트랜스 펙트 세포의 필요성입니다. 1 차적인 문화에서 폐포 상피 세포는 폐포 상피의 세포 및 분자 생물학을 공부하기 위하여 광범위하게 이용되었습니다. 1 차적인 폐포 세포의 유일한 특성 그리고 표현형은 이 세포에 있는 관심 있는 유전자의 사후 전사 변조를 공부하는 것이 필수적입니다. 따라서, 우리의 목표는 1 차적인 배양에 있는 폐포 상피 세포에 있는 관심있는 mRNAs의 사후 전사 변조를 조사하기 위하여 새로운 공구를 개발하는 것이었습니다. 우리는 1 차적인 폐포 상피 세포로 전사로 통제된 plasmid 발현 시스템을 삽입하기 위하여 빠르고 능률적인 과도 형질 감염 프로토콜을 디자인했습니다. 이 복제 전략은 바이러스 성 에피토프를 사용하여 구문에 태그를 붙이면 내인성 mRNAs의 구성발식을 쉽게 차별할 수 있습니다. 수정된 ΔΔ 정량화 주기(Cq) 방법을 사용하여, 전사체의 발현은 그 반감기를 측정하기 위해 상이한 시간 간격으로 정량화될 수 있다. 우리의 데이터는 1 차적인 폐포 상피 세포에 있는 각종 병리생리학 조건에 있는 사후 전사 적 조절을 공부에 있는 이 새로운 접근의 효율성을 보여줍니다.

서론

mRNA의 반감기를 결정하기 위하여 몇몇 기술이 개발되었습니다. 표지된 mRNAs를 이용하는 펄스 추적 붕괴 기술은, 최소한의 세포 소요를 가진 mRNAs의 큰 풀의 동시 평가를 허용합니다. 그러나, 이러한 접근법은 단일 유전자 전사체의 반감기에 대한 직접적인 추정을 허용하지 않으며 성장 인자, ROS, alarmins, 또는 염증1을가진 자극에 따른 mRNA의 사후 전사 변조를 연구하기 위해 구현될 수 없다.

actinomycin D 및 α-amanitin과 같은 전사 억제제의 사용은 시간이 지남에 따라 mRNA 분해 역학을 측정하는 비교적 간단한 방법입니다. 이전 기술에 비해이 방법의 한 가지 주요 장점, (즉, 펄스 추적) 직접 주어진된 성적 증명서의 반감기를 추정 하 고 다른 치료 그것의 저하 역학에 영향을 미칠 수 있는 방법을 비교 하는 능력에 의존. 그러나, 세포 생리학에 대한 전사 억제제의 유의한 해로운 영향은 접근법2의주요 단점을 나타낸다. 실제로, 이들 약물을 사용하는 전체 세포 전사체의 억제는 마이크로RNA(miRNA)와 같은 mRNA 안정성에 관여하는 주요 원소의 합성을 교란시키는 부정적인 부작용뿐만 아니라 MRNA 결합 단백질의 발현 및....

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프로토콜

모든 동물 절차는 동물 관리에 대한 캐나다 위원회의 지침에 따라 수행되었으며 센터 병원 디 l'Université 드 몬트리올 (CRCHUM)의 연구 센터의 기관 동물 관리위원회의 승인을 받았습니다.

1. 관심 있는 유전자를 발현하는 반응 플라스미드의 설계 및 생성(GOI)

  1. pTRE-Tight와 같은 유도가능한 테트라사이클린 오프 벡터를 사용합니다.
  2. 벡터의 GOI 및 다중 복제 부위(MCS)의 서열을 분석하여 GOI내부에 존재하지 않는 MCS내의 제한 부위를 식별한다.
  3. 앞서19,20에기재된 바와 같이 수컷 스프라그-다울리 쥐 폐로부터 1차 폐포 상피 세포를 분리한다.
  4. 페놀/클로로폼 추출 또는 실리카 계 RNA 스핀 컬럼의 사용과 같은 표준 방법을 사용하여 RNA 추출에 의해 폐포 상피 세포로부터의 총 RNA를 정제한다.
  5. 리고고(dT) 및 고충실도 역전사를 사용하여 mRNA를 상보적 DNA(cDNA)로 역전시.
  6. 고충실도 Taq 폴리머라제와 표준 중첩 PCR 기술을 사용하여 설계된 프라이머를 사용하여 선택된 두 개의 제한 효소 인식 사이....

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결과

이 프로토콜은 1차 폐포 상피 세포에서 전사성 안정성의 변조에서 αENaC 3' UTR의 상이한 부분의 중요성을 평가하기 위해 Tet-Off 전사적으로 제어된 플라스미드 발현 시스템을 생성하는 데 성공적으로 사용되었다.

이 시스템의 구현의 첫 번째 단계는 치포 상피 세포를 위한 빠르고 쉽고 효율적인 형질감염 기술을 확립하는 것이었는데, 이는 치질이 어렵습니다. 도 1에도시된 바와 같이, 피펫 전기화 기술은 형광 현미경 및 유세포측정법에 의해 검출된 eGFP 세포의 비율에 의해 도시된 바와 같이 25-30% 형질감염 효율을 허용하였다.

테트라 사이클린과 그 유도체에 의해 제어되는이 유도 시스템을 적용하기 .......

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토론

1차 배양에서 폐포 상피 세포의 낮은 형질감염속도는 이들 세포에서 mRNA 안정성을 평가하기 위해 Tet-Off 시스템의 사용에 대한 심각한 제한이었다. 그러나, 이러한 한계는 파이펫 전기개공에 의해 극복되었고, 25-30% 형질감염 효율을 허용하였다(도1도 3)26.

전사체 안정성의 측정은 주어진 mRNA의 변조와 세포 항상성 및 대사에 미치는 영향을 이해하는 데 근본적입니다. GOI의 생체 이용률의 변화는 번역 효율을 변화시키고 세포에서 GOI의 발현에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 이러한 이유로, mRNA의 반감기를 결정하기 위하여 몇몇 기술이 개발되었습니다. 위에서 논의한 바와 같이, 이들 각각의 기술에는 관심 있는 성적증명서의 적절한 연구를 방해하는 제한과 제약이 있다. 다른 기술에 비해, 여기서 개발된 TET-of.......

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공개 사항

저자는 공개할 이해상충이 없습니다.

감사의 글

프랜시스 미뉴올트는 퀘벡 호흡기 건강 네트워크와 캐나다 보건 연구소(CIHR) 폐 훈련 프로그램, FRSQ 학생, 그리고 학부 데 에투데스 수페리어(Faculté des Études Supérieures) 학생의 지원을 받았습니다. 박사 후, 몬트리올 대학교. 이 작품은 임상 연구에서 Gosselin-Lamarre 의자와 건강 연구의 캐나다 연구소 [YBMOP-79544]에 의해 지원되었다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
악티노마이신 D, 시그마-알드리치A9415
암피실린,시그마-알드리치,A1593
브라이트-라인, 혈구계시그마-알드리치, Z359629
클로로포름 - 분자생물학 등급시그마-알드리치C2432
ClaI뉴잉글랜드 Biolabs,R0197S,
사이클로헥시미드Sigma-AldrichC7698
DM IL LED 위상차 도립 현미경Leica-DNase
I, 증폭 등급Invitrogen18068015
Doxycycline hyclateSigma-AldrichD9891-1G
Dulbecco' s 칼슘 및 마그네슘 없는 인산염 완충 식염수(D-PBS)Wisent Bioproducts311-425-CL
에탄올 - 분자 생물학 등급Fisher ScientificBP2818100
Excella E25 ConsoleIncubatorShakerEppendorf1220G76
GlycerolSigma-AldrichG5516
HEPES pH 7.3Sigma-AldrichH3784
Heracell 240iThermoFisher Scientific51026420
iScript cDNA 합성 키트Bio-Rad Laboratories1708890
이소프로판올 - 분자 생물학 등급Sigma-AldrichI9516
LB 국물(Lennox)Sigma-AldrichL3022
LB 한천이 있는 국물(Lennox)Sigma-AldrichL2897
L-글루타민시그마-알드리치G7513
리포다당그마-알드리치L9143
MEM, 분말Gibco61100103
MicroAmp 광학 96-웰 반응 플레이트적용 BiosystemsN8010560
MSC-Advantage Class II 생물 안전 캐비닛ThermoFisher Scientific51025413
Mupid-exU 전기영동 시스템Takara BioAD140
NanoDrop 2000cThermoFisher ScientificND-2000
Neon Transfection System 10 µ L 키트InvitrogenMPK1025
Neon Transfection System 스타터 팩InvitrogenMPK5000S
New England BiolabsR0131S
One Shot OmniMAX 2 T1RHemically CompetentE. 대장균InvitrogenC854003
pcDNA3 vectorThermoFisher ScientificV790-20
pcDNA3-EGFP 플라스미드Addgene13031
PlatinumTaqDNA Polymerase High FidelityInvitrogen11304011
pTet-Off Advanced vectorTakara Bio631070
pTRE-Tight vectorTakara Bio631059
Purified alveolar epithelial cells
II Gel Extraction KitQIAGEN20021
QIAGEN Plasmid Maxi KitQIAGEN12162
QIAprep Spin Miniprep KitQIAGEN27104
QuantStudio 6 및 7 Flex Real-Time PCR 시스템 소프트웨어Applied Biosystemsn.a.QuantStudio
6 Flex Real-Time PCR System, 96-well FastApplied Biosystems4485697
Recombinant Rat TNF-alpha ProteinR& 앰프; D Systems510-RT-010
SeptraSigma-AldrichA2487
새우 알칼리성 포스파타제(rSAP)New England BiolabsM0371S
중탄산나트륨시그마-알드리치S5761
SsoAdvanced Universal SYBR Green SupermixBio-Rad Laboratories1725270
SuperScript IV 역전사효소Invitrogen18090010
T4 DNA LigaseThermoFisher ScientificEL0011
Tet 시스템 승인 FBSTakara Bio631367
Sigma-AldrichT4014
TRIzol 시약Invitrogen15596018
Trypsin-EDTA (0.05%), 페놀 레드Gibco25300054
UltraPure AgaroseInvitrogen16500500
물, 분자 생물학 급료Wisent Bioproducts809-115-EL
, , , , , 녹농균의 류, 시 MicroAmp 광학 접착 필름 적용 Biosystems 4360954 n.a.n.a.QIAEX

참고문헌

  1. Munchel, S. E., Shultzaberger, R. K., Takizawa, N., Weis, K. Dynamic profiling of mRNA turnover reveals gene-specific and system-wide regulation of mRNA decay. Molecular Biology of the Cell. 22 (15), 2787-2795 (2011).
  2. Ljungman, M. The transcription stress response.

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mRNAV5qPCRRNA3 UTR

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