Hier maken we gebruik van FISH methodologie op te sporen LINE-1 retrotransposition bij de enkele kernen niveau chromosoom spreads van HepG2-cellijnen stabiel tot expressie synthetische LINE-1.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Hier maken we gebruik van FISH methodologie op te sporen LINE-1 retrotransposition bij de enkele kernen niveau chromosoom spreads van HepG2-cellijnen stabiel tot expressie synthetische LINE-1.
Long interspersed nucleair element-1 (Line-1 of L1) maakt ongeveer 17% uit van het DNA dat aanwezig is in het menselijk genoom. Hoewel de meeste L1's inactief zijn vanwege 5'-truncaties, blijven ~80-100 van deze elementen retrotranspositie-competent en verspreiden zich via RNA-intermediaten naar verschillende locaties in het genoom. Terwijl oudere L1s worden geacht AT-rijke regio's van het genoom als doel te hebben, blijven de chromosomale doelen van nieuwere, actievere L1s slecht gedefinieerd. Hier beschrijven we de fluorescentie in situ hybridisatie (FISH) methodologie die kan worden gebruikt om patronen van L1-insertie en tarieven van ectopische L1-incorporatie op het niveau van een enkele kern te volgen. In deze experimenten werden fluoresceïne-isothiocyanaat/cyanine-3 (FITC/CY3) gelabelde neomycine-probes gebruikt om L1-retrotranspositie in vitro te volgen in HepG2-cellen die stabiel ectopische L1 tot expressie brengen. Deze methodologie voorkomt fouten in de schatting van tarieven van retrotranspositie die worden veroorzaakt door toxiciteit en houdt rekening met het voorkomen van meerdere inserties in een enkele kern.
Human Lange afgewisseld Nuclear Element-1 (Lijn-1 of L1) is een autonome mobiele element dat zich voortplant in het genoom door middel van een "kopieer en plak" retrotransposition mechanisme. Een typische menselijke L1 ~ 6 kb lang en bestaat uit een 5 'UTR (niet getranslateerd gebied) dat als een promotor, twee open leesramen (ORFs): L1 -ORF1 en L1 -ORF2 en een 3'UTR met een polyA . staart L1 -ORF1 eiwit heeft drie verschillende domeinen: een spoel-coil domein, RNA erkenning Motif en C-terminale domein, terwijl L1 -ORF2 eiwit heeft endonuclease, reverse transcriptase en cysteïne-rijke domeinen 1,2,3,4,5. L1 -ORF1 vertoont nucleïnezuur chaperon activiteiten, terwijl L1 -ORF2 biedt enzymatische activiteiten, met beide eiwitten vereist retrotransposition 1,2,6.
Een cyclus van L1 retrotransposition begint transcriptie van het 5'UTR van L1 bicistronische mRNA door RNA-polymerase II, translocatie in het cytoplasma, en vertaling. In het cytoplasma, L1 -ORF1 exposities ofwel cis bindingsplaats waar het pakketten zijn eigen RNA of trans bindingsplaats waar het pakketten andere RNA's (dat wil zeggen, SINE / SVAs / pseudogenes) om een ribonucleoprotein deeltje (RNP) te vormen met L1 -ORF2p 7, 8. RNP transloceren naar de kern, waar het endonuclease activiteit van L1 -ORF2p namen genomisch DNA (gDNA) aan een OH bloot - groep 9, dat op zijn beurt door reverse transcriptase te primen en reverse synthetiseren RNA DNA uit het 3 'uiteinde. Tijdens achterwaartse synthese wordt de tweede streng van DNA gekerfd 7-20 bp van de oorspronkelijke nick plaats gespreide pauzes die zijn gevuld met de handtekening L1 insertie sequenties (bijvoorbeeld TTTTAA) genoemd target site duplicatie (TSD) 9,10 vorming maken. Dit proces staat bekend als doelwit prime reverse transcriptie (TPRT) en leidt tot insertiop volledige of verkorte kopieën van L1 / andere DNAs met TSD aan beide einden van de ingebrachte sequentie. L1 retrotransposition is ook aangetoond worden gemedieerd door TPRT-achtige niet-homologe eind mee in sommige celtypen 11.
De L1 retrotransposition vector gebruikt in onze studies niet-episomale en bestaat uit L1 hebben -ORF1 & 2p aangedreven door combinatie CMV-promoters L1-5'UTR (figuur 1) 12. Eerdere versies van dit construct zijn beschreven in studies met gist en humane celculturen 13,14,15. Twee verschillende CMV promoters gelegen aan de 5 'en 3' uiteinden van de vector met het 3 'uiteinde in omgekeerde oriëntatie geplaatst om expressie neomycine rijden na splicing en integratie. De retrotransposition indicator cassette aan het 3 'uiteinde omvat een neomycine geïnsereerd antisense L1 -ORFs en inactief wordt door scheiding in twee helften door een klodderin intron met gesplitste donor (SD) en splicing acceptor (SA) plaatsen (Figuur 1). Na integratie in een chromosoom, is L1 getranscribeerd van een gemeenschappelijke promoter een mRNA dat uit een bicistronische mRNA en inactieve neomycine mRNA produceren. Tijdens RNA processing, is de globine intron splicing van het neomycine gen een volledig functionele neomycinegen herstellen. De hybride mRNA wordt verpakt in een RNP in cis en translocatie naar de kern waar het wordt geïntegreerd in het genoom als ofwel de volledige lengte of afgeknotte inserties gebruikt TPRT.
Hier beschrijven we een methode die gebruik maakt van fluorescentie in situ hybridisatie (FISH) met probes die specifiek gericht zijn op de gesplitste neomycinegen (Sneo) naar L1 -retrotransposiition patronen en invoeging tarieven volgen op de enkele kern niveau. De efficiëntie en specificiteit van de detectie werd bevestigd met behulp retrotransposition competente en incompetente constructies en sondes naar detect Sneo of neomycine en globine intron knooppunt 16. Deze methode vertegenwoordigt een aantal tekortkomingen van celkweek gebaseerde retrotransposition assays, zoals meerdere inserties, kolonie weerstand en positieve kloon expansie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Opmerking: Alle stappen worden uitgevoerd bij kamertemperatuur tenzij anders aangegeven. Raadpleeg reagentia gedeelte voor meer informatie over hoe u de individuele reagentia te bereiden.
1. Labeling L1 Probes
OPMERKING: Probes kunnen worden gemerkt door chemische of PCR labeling.
2. Voorbereiden Chromosome Spreads
3. Fluorescentie In Situ Hybridisatie (FISH)
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Een schematisch diagram van de L1 retrotransposition vector wordt getoond in Figuur 1. De vector omvat een neomycine-gen in antisense oriëntatie L1 ORF dat wordt onderbroken door een globine intron in sense oriëntatie en kern met SD- en SA sites. Wanneer stabiel geïntegreerd in een chromosoom, is L1 mRNA getranscribeerd van de gecombineerde CMV en L1-5'UTR promoter (Figuur 1). Tijdens de RNA processing, is de globine intron...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Methodes zoals whole genome sequencing, inverse PCR en Southern blotting zijn gebruikt om L1 retrotransposition bestuderen. Hoewel deze methoden zijn zeer waardevol bij het lokaliseren waar de L1 inserties plaatsvinden binnen genomen, een verstorende uitdaging voor alle van hen is de noodzaak van in-silico programmeren sequenties weer in elkaar zetten. De FISH werkwijze hierin beschreven is ontworpen om deze werkwijzen te vullen, met name bij studies die analyses van ectopische L1 r...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren geen potentieel tegenstrijdige belangen.
Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door subsidies van het National Institute of Environmental Health Sciences (ES014443 en ES017274) en AstraZeneca aan KSR.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Labeling Probes | |||
| Go Tag DNA polymerase | Promega | M3178 | |
| GO Tag 10x colorless buffer | Promega | M3178 | |
| Individual dNTP | Sigma | DNTP10 | Stel de concentratie van dATP, dGTP, dCTP in op 2 mM en dTTP op 1,5 mM in nucleasevrij water. |
| dUTP-16-Biotin (0,5 mM) | Roche | 11093070910 | |
| dUTP-FITC (0,5 mM) | Thermo Scientific | R0101 | |
| dUTP-CY3 (0,5 mM) | Sigma | GEPA53022 | |
| MIRUS FISH Labeling Kit | MIRUS | MIR3625 | |
| MIRUS FISH Labeling Kit | MIRUS | MIR3225 | |
| NucleoSpin PCR Clean-Up kit | Qiagen | 1410/0030 | Elk PCR-reinigingsreagens kan worden gebruikt in plaats van NucleoSpin PCR Clean Up Kit |
| PCR-machine | Elke thermocycler kan worden gebruikt om het labelproduct te amplificeren. | ||
| Agarose | Sigma | A9539 | |
| Preparing chromosome Spreads | |||
| Colcemid | Life Technologies | 15212-012 | Voeg Colcemid direct toe aan groeimedia tot een eindconcentratie van 0,4 µg/ml |
| 1 M KCl | Sigma | P9541 | Verdun 1 M KCl-oplossing tot 75 mM-oplossing om hypotone oplossing te maken |
| Carnoy Fixative Solution | Meng 3 volumes methanol en 1 volume azijnzuur om Carnoy Fixative Solution te maken. Maak elke keer vers. | ||
| Methanol | Sigma | 322415 | |
| Azijnzuur | Sigma | 320099 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Los Hoechst-33342 op in PBS tot een eindconcentratie van 1 mg/ml. |
| Diamond Point Marker | Thermo Scientific | 750 | |
| Frosted Slides | Thermo Scientific | 2951-001 | |
| Trypsin-EDTA (0,25%) | Life Technologies | R001100 | Om cellen te detecteren, incubeer de cel in Trypsin gedurende 5 minuten en deactiveer met een gelijk volume van compleet medium. |
| Cover slides | VWR | 48366067 | |
| Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| Heat Block | Elke hitteblok kan voor dit doel worden gebruikt, hoewel blokken die zijn uitgerust voor het verwarmen van slides worden aanbevolen. | ||
| Beker (600 ml) | Sigma | CLS1003600 | Vul de beker met water, verhit tot kookpunt, gebruik de hete stoom om chromosomen te laten barsten. |
| Nikon-microscoop | Nikon | 125690 | Elke microscoop kan worden gebruikt om de kwaliteit van de verspreiding te bekijken. |
| Reagents and Materials for FISH | |||
| Trisodiumcitraat | Sigma | S1804 | |
| Natriumchloride | Sigma | S3014 | |
| Formamide | Sigma | F9037 | |
| Tween-20 | Sigma | F1379 | |
| Detransulfaat | Sigma | D8906 | |
| SDS | Sigma | L3771 | |
| Salmon Sperm DNA | Life Technologies | 15632-011 | |
| Bovine Serum Albumine (BSA) | Sigma | A8531 | |
| HCl (N) | Sigma | 38283 | |
| Ethylalcohol | Sigma | 459844 | |
| Methanol | Sigma | 322415 | |
| DPBS | Life Technologies | 14190-250 | |
| NaOH | Sigma | S8045 | |
| Rnase A | Sigma | R4642 | |
| Pepsine | Sigma | P6887 | |
| Paraformaldehyde (PFA) | Sigma | P6148 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Los Hoechst-33342 op in PBS tot een eindconcentratie van 1 mg/ml. |
| Rubber Cement/Cytobond Sealant | 2020-00-1 | ||
| Zeven Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| Donkere bevochtigde kamer | Sigma | CLS2551 | |
| Cover slides | VWR | 48366067 | |
| Dry Digital Heat Block | VWR | 13259 | |
| Fluorescentiemicroscoop | |||
| 20x Saline-Natriumcitraat (20x SSC) | Combineer 175 g van NaCl en 88,2 g van trinatriumcitraat met 800 ml van moleculair kwaliteits H2O. Roer onder het aanpassen aan pH 7. Zodra alle zouten zijn opgelost, pas het volume aan tot 1 L en filter door 0,22 µm Filterpapier. Bewaar bij 4 °C. | ||
| 1 mg/ml van Rnase A | Verdun 20x SSC-buffer tot 2x SSC-buffer. Los RNase A op in 2x SSC-buffer tot een eindconcentratie van 1 mg/ml. Maak elke keer een verse oplossing. | ||
| 1% Pepsine | Los pepsine (W/V) op in 10 mM HCl tot een eindconcentratie van 1% oplossing. Maak elke keer vers. | ||
| 4% Paraformaldehyde (4% PFA) | Weeg 4,0 g van PFA in fume hood, voeg 50 ml van 1xPBS toe, verhit tot 60 °C onder roeren en pas de pH aan met druppels NaOH totdat alle PFA is opgelost en de oplossing helder wordt. Pas het volume aan tot 100 ml, filter door 0,22 µm Filterpapier en bewaar 5 ml aliquots bij -20 °C. Ontdooi een aliquot van PFA bij 37 °C gedurende | ||
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.