Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Een UV-gebaseerde ChIRP-methode voor de verifieerbare identificatie van eiwitten die direct interageren met LncRNA: van gekweekte cellen tot muistestikels

301 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/71732

⸱

10 juli 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

In dit artikel

Samenvatting

Een UV-gebaseerde ChIRP-methode om directe interacties tussen lncRNA en eiwitten te identificeren.

Samenvatting

Lange niet-coderende RNA's (lncRNA's) zijn uitgegroeid tot belangrijke regulatoren van diverse biologische processen. De moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de functies van de meeste lncRNA's blijven echter slecht begrepen. Het identificeren van interacterende eiwitten, met name RNA-bindende eiwitten (RBP's), is een belangrijke strategie om de functie van lncRNA te verduidelijken. Onder de beschikbare benaderingen wordt uitgebreide identificatie van RNA-bindende eiwitten (ChIRP) in combinatie met massaspectrometrie veel gebruikt vanwege het eenvoudige probe-ontwerp en de eenvoudige workflow. Conventionele ChIRP maakt gebruik van paraformaldehyde (PFA) crosslinking, die zowel directe RNA-eiwitcontacten als indirecte interacties die worden gemedieerd door brugfactoren vastlegt. Daarentegen behoudt UV-crosslinking gecombineerd met strenge wasvoorwaarden bij voorkeur directe RNA-eiwitinteracties. Met behulp van het lncRNA Tug1 als model werden UV-crosslinking en PFA-crosslinking vergeleken binnen het ChIRP-kader in gekweekte cellen, wat aantoonde dat UV-gebaseerde ChIRP verrijkt voor directe lncRNA-eiwitinteracties. Deze UV-gebaseerde workflow werd later uitgebreid naar muistestikels, waarbij weefsels werden gedissocieerd in single-cel suspensies voorafgaand aan UV-crosslinking, waardoor de identificatie van Tug1-bindende eiwitten in een native weefselcontext mogelijk werd. Vergelijking met cellijn-afgeleide interactomen toonde zowel gedeelde als weefselspecifieke interactoren aan. Twee gedeelde directe interacties werden onafhankelijk gevalideerd door enhanced crosslinking immunoprecipitation (eCLIP). Deze UV-gebaseerde ChIRP-benadering wordt cPDiRT genoemd (het vangen van eiwitten die direct interacteren met een RNA-doel). Samen maakt cPDiRT de identificatie van lncRNA-bindende eiwitten mogelijk in zowel gekweekte cellen als inheemse weefsels. De combinatie van weefseldissociatie en UV-kruisbinding biedt een breed toepasbare strategie voor het bestuderen van directe lncRNA-eiwitinteracties over diverse orgaansystemen.

Inleiding

Recente high-throughput transcriptomische studies hebben duizenden lange niet-coderende RNA's (lncRNA's) blootgelegd die deelnemen aan diverse biologische processen, variërend van chromatineorganisatie tot cellulaire signalering 1,2. Ondanks hun brede expressie en functionele belang blijven de moleculaire mechanismen van de meeste lncRNA's slecht gedefinieerd. Een groot obstakel is de identificatie van hun fysische eiwitpartners, met name RNA-bindende eiwitten (RBP's)3,4,5.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

Alle oplossingen werden bereid met nucleasevrij, proteasevrij ultrazuiver water en reagentia. Alle reagentia en apparatuur staan vermeld in de Materiaaltabel.

Alle dierproeven werden goedgekeurd door de Animal Ethics Committee van de Nanjing Medical University (Goedkeuringsnummer: IACUC-1812003-4) en werden uitgevoerd in overeenstemming met de Gids voor de Zorg en het Gebruik van Laboratoriumdieren (National Research Council, 8e editie). Houd mannelijke C57BL/6 muizen (4 weken oud) onder een 12 uur licht/12 uur donker cyclus met ad libitum toegang tot voedsel en water. Minimaliseer....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Om Tug1-bindende eiwitten te identificeren, werd UV-crosslinking opgenomen in de ChIRP-workflow, waarbij een methode werd vastgesteld met de naam cPDiRT (Figuur 1). Conventionele ChIRP werd voor het eerst uitgevoerd in GC2-cellen om Tug1-interagerende eiwitten te verrijken (Figuur 2A, B). Massaspectrometrieanalyse identificeerde meer dan 190 eiwitten die verrijkt waren ten opzichte van de negat.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

cPDiRT is ontwikkeld als een aangepast ChIRP-gebaseerd protocol dat paraformaldehyde (PFA) crosslinking vervangt door UV-crosslinking om selectief directe lncRNA-eiwitinteracties vast te leggen. Door enzymatische dissociatie van vers testikelweefsel in individuele cellen te combineren met UV-crosslinking, werd direct-interactie mapping uitgebreid van gekweekte cellijnen naar native weefsels. Parallelle experimenten in gekweekte cellen maakten een vergelijking naast elkaar mogelijk van PF.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

Alle auteurs geven geen concurrerende financiële belangen aan.

Dankbetuigingen

De auteurs bedanken Qiangfeng Zhang (Tsinghua Universiteit) en Ci Chu (Howard Chang laboratorium) voor nuttige discussies over het oorspronkelijke ChIRP-protocol. K.Z. werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (32170858) en de Excellent Academic Leader van het Shanghai Oriental Talents Program (BJKJ2025057). L.Y. werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (82571836, 32070843 en 82371617).

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
0.25% Trypsin-EDTA SolutionGibco25200056voor weefsel dissociatie en bereiding van eencellen suspensie
100% EthanolSigma-Aldrich459844voor RNA opruiming
AffinityScript Reverse TranscriptaseAgilent600107voor eCLIP cDNA synthese
Anti-CCT3 AntilichaamAbcamAb225878antilichaam voor eCLIP
Anti-PABPC1 AntilichaamAbcamAb312314antilichaam voor eCLIP
ChloroformSigma-AldrichC2432voor RNA extractie
Collageenase Type IVSigma-AldrichC5138voor enzymatische dissociatie van testiculaire weefsel
Defosforyleringsreagentia (T4 PNK)New England BiolabsM0201Svoor eCLIP RNA defosforylering
DMEM Hoog Glucose MediumGibco11965092voor celkweek en weefsel dissociatie buffer
Dynabeads MyOne Streptavidin C1 Magnetische KralenThermo Fisher Scientific65001voor het vastleggen van biotinyleerde probe-RNA-eiwit complexen
DynaMag-15 MagneetThermo Fisher Scientific12301Dvoor magnetische kralenscheiding
DynaMag-2 MagneetThermo Fisher Scientific12321Dvoor magnetische kralenscheiding
EDTASigma-AldrichE9884voor het cheleren van divalente cationen in lysis- en wasbuffers
Exonuclease INew England BiolabsM0293Svoor eCLIP cDNA zuivering
Foetaal Rund Serum (FBS)Gibco10099141Cvoor het stoppen van trypsine spijsvertering
FormamideThermo Fisher ScientificAM9342voor hybridisatie buffer bereiding
Hybridisatie OvenTUOHELF-Ivoor sonde hybridisatie en kralen wassen
Laag-Smelt Temperatuur AgaroseSigma-AldrichA9414voor eCLIP bibliotheek grootte selectie
MinElute Gel Extractie KitQiagen28604voor eCLIP bibliotheek grootte selectie
miRNeasy Mini KitQiagen217004voor RNA zuivering
NaClSigma-AldrichS7653voor het bereiden van hoge zout wasbuffer
Nitrocellulose MembraanGE Healthcare / Amersham10600002voor eCLIP western blot overdracht
NP-40Thermo Fisher Scientific85125voor wasbuffer detergent
Nuclease- en protease-vrij waterThermo Fisher Scientific10977035voor het bereiden van nuclease-vrije oplossingen
NuPAGE 4-12% Bis-Tris GelThermo Fisher ScientificNP0322BOXvoor eCLIP grootte selectie
NuPAGE Bis-Tris Precast GelsThermo Fisher ScientificNP0321BOXvoor SDS-PAGE eiwitscheiding
PBS (pH 7.4)Thermo Fisher Scientific10010023voor cel wassen en resuspenderen
Fenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF)Sigma-AldrichP7626serine protease remmer voor cel lysis buffer; vers toegevoegd voor gebruik
Protease Inhibitor CocktailRoche4693132001breed-spectrum protease remmer voor cel lysis buffer; vers toegevoegd voor gebruik
Proteinase KSigma-AldrichP4850voor eiwit spijsvertering in RNA extractie
qRT-PCR Master MixThermo Fisher Scientific11704044voor kwantitatieve RT-PCR om RNA verrijking te bevestigen
RNase/Protease-Vrije DNase I OplossingThermo Fisher ScientificEN0521voor weefsel dissociatie
RNeasy Mini KitQiagen74104voor RNA zuivering
SDS-PAGE Sample Loading BufferBeyotimeP0286voor eiwit monster voorbereiding
Garnaal Alkalische FosfataseNew England BiolabsM0371Svoor eCLIP cDNA zuivering
Zilver Stain KitBeyotimeP00175voor het visualiseren van eiwitten in SDS-PAGE gels
Natrium DeoxycholateSigma-AldrichD6750voor wasbuffer detergent
Natrium dodecylsulfaat (SDS)Sigma-AldrichL3771voor cel lysis en eiwit denaturatie
Superase-in RNase RemmerThermo Fisher ScientificAM2694speciale RNase remmer; vers toegevoegd voor gebruik
T4 RNA LigaseNew England BiolabsM0204voor eCLIP adapter ligatie
Tris–HCl (pH 7.0)Sigma-AldrichT5941voor het bereiden van lysis, hybridisatie en was buffers
TRIzol ReagentThermo Fisher Scientific15596026CNvoor RNA extractie
Ultrasoon cel brekerATPIOATPIO-650Dvoor cel lysis en DNA fragmentatie
Ultraviolet CrosslinkerAnalytik JenaUVP CL-1000voor UV crosslinking van RNA-eiwit interacties
ureumSigma-AldrichU5128voor eCLIP eiwit degradatie op membraan

Referenties

  1. Mattick JS, et al. Long non-coding RNAs: definitions, functions, challenges and recommendations. Nat Rev Mol Cell Biol. 2023;24(6):430-447.
  2. Chen LL, Kim VN. Small and long non-coding RNAs: past, present, and future. Cell. 2024;187(23):6451-6485.
  3. Ferrè F, Colantoni A, Helmer-Citterich M. Revealing protein-lncRNA interaction. Brief Bioinform. 2016;17(1):106-116.
  4. Yi W, Yan J. Decoding RNA-protein interactions: Methodological advances and emerging challenges. Adv Genet (Hoboken). 2025;6(2):2500011.
  5. Elguindy MM, Mendell JT. NORAD-induced PUMILIO phase separation is required for genome stability. Nature. 2021;595(7866):303-308.
  6. ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Meer artikelen verkennen

Biochemieeditie 233editie 233Lege waardeeditieTug1RNA-bindend eiwit (RBP)eCLIPUV-crosslinkingdirecte interactieorthogonale validatie