$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Przegląd eksperymentalny, zobacz Rysunek 1.
1. Przygotowanie plazmidów reporterowych zawierających promotor alfa-synukleiny
Elementy regulatorowe genu alfa-synukleiny (Rysunek 2) obejmują około 10 kb, od sekwencji powtórzeń dinukleotydowych NACP (non-A beta składnik peptydu amyloidowego)1,2 przez intron 2 3. Uwzględniamy część tego regionu w naszym zestawie reporterskim. Odkryliśmy, że plazmidy zawierające intron 2 wymagały specjalnych procedur wzrostu, jak opisano poniżej. Plazmidy lucyferazy, pGL4.10 i pGL4.75 (ryc. 3), są komercyjnie dostępne w Promega i mogą być rozmnażane przy użyciu konwencjonalnych protokołów biologii molekularnej.
- Amplifikować 2 składniki promotora alfa-synukleiny w oddzielnych PCR, stosując wzór w Tabeli 1 i startery w Tabeli 2.
- Sprawdź produkty PCR na żelu agarozowym i wyczyść za pomocą zestawu do oczyszczania Qiaquick PCR (Qiagen), eluując w 50 μl TE (Tris-EDTA). Uwolniony fragment o wielkości 0,9 kb należy przechowywać w temperaturze -20 °C do wykorzystania w przyszłości.
- Strawić całą objętość fragmentu PCR o objętości 3,4 kb, a także 5 μg pGL4.10 za pomocą SacI i XhoI. Potraktuj wektor fosfatazą alkaliczną jelita cielęcego (Roche) i oczyść żelem za pomocą zestawu do szybkiej ekstrakcji żelem PureLink (Invitrogen).
- Zliguj fragment i wektor za pomocą ligazy DNA T4 (NEB). Oczyść zakończoną reakcję za pomocą zestawu PureLink PCR Micro (Invitrogen), eluując w 10 μl buforu TE.
- Przekształć 2 μl oczyszczonej reakcji ligacji w 20 μl kompetentnych ogniw ElectroMAX Stbl4 (Invitrogen) i elektroporować zgodnie z instrukcjami producenta. Wytrząsać w inkubatorze o temperaturze 30 °C przy 225 obr./min przez 90 min. Rozprowadzić 2 objętości na płytkach LB zawierających 100 mg/ml ampicyliny i inkubować w temperaturze 30 °C przez 2 dni.
- Za pomocą wykałaczki wybierz 4-6 małych kolonii do zaszczepienia w 2 ml TB (Terrific Broth). Uprawiaj te miniprep kultury w wytrząsarce o temperaturze 30 °C O/N.
- Oczyść plazmidowe DNA z 1,5 ml każdej kultury miniprep za pomocą zestawu PureLink HiPure Plasmid Miniprep (Invitrogen).
- Trawić minipreparaty z BamHI i elektroforezą na żelu agarozowym. Prawidłowy klon powinien wytworzyć fragmenty o wielkości 2,8 kb i 4,9 kb.
- Pozostałą kulturę miniprep z odpowiedniego klonu należy ponownie umieścić na świeżej płytce LB (bulion Luria) i rosnąć w temperaturze 30 °C przez 2 dni.
- Wybierz małą kolonię i zaszczep 1,5 ml kultury starterowej gruźlicy. Wstrząsnąć O/N w temperaturze 30 °C. Nie pozwól, aby kultura starterowa urosła do nasycenia.
- Rozcieńczyć całą kulturę starterową w 150 ml podgrzanej gruźlicy i wstrząsać w temperaturze 30 °C przez 2 dni. Przed przejściem do następnego kroku użyj 1,5 ml tej kultury do dodatkowego miniprzygotowania i trawienia, aby potwierdzić, że klon nie zmutował podczas replikacji.
- Oczyść plazmidowe DNA z pozostałej kultury za pomocą zestawu PureLink HiPure Plasmid Maxiprep (Invitrogen). Oczekiwana wydajność tego plazmidu pośredniego wynosi 50-150 μg na 150 ml hodowli.
- Rozmrozić fragment o rozmiarze 0,9 kb zamrożony w kroku 1.2. Powtórz kroki od 1.3 do 1.12, aby sklonować fragment o wielkości 0,9 kb do plazmidu pośredniego, trawiąc zamiast tego za pomocą KpnI i SacI. Ligate, transformuj, wybieraj i rozwijaj dla maxipreps, jak powyżej. Trawienie z BamHI powinno dać fragmenty o wielkości 5,8 kb i 2,8 kb. Jest to plazmid, który zostanie użyty do badania przesiewowego.
2. Przygotowanie komórek 293T, plazmidów reporterowych i DNA biblioteki do badań przesiewowych
293T komórki są najpierw wysiewane na 96-dołkowe płytki i transfekowane następnego dnia. Plazmidy reporterowe i DNA bibliotek rozcieńcza się na 96-dołkowych płytkach. Uzyskaliśmy płytki z DNA z biblioteki transfekcyjnej z DNA Core w Massachusetts General Hospital (dnacore.mgh.harvard.edu). Protokół ten transfekuje pojedynczą płytkę biblioteczną na 2 identyczne płytki komórek 293T (ryc. 1), dlatego należy zasiać 2 płytki komórek dla każdej płytki biblioteki, która ma być przesiewana.
Uwaga: Hoduj komórki w pożywkach bez czerwieni fenolowej lub antybiotyków, ponieważ zakłócają one testy lucyferazy i zwiększają toksyczność podczas transfekcji.
- Dla każdej płytki bibliotecznej, która ma być poddana badaniom przesiewowym, ponownie zawiesić trypsynizowane komórki 293T do stężenia 1,5 x 105 komórek/ml w DMEM zawierającym 14% FBS. Wlać do sterylnego zbiornika (Axygen).
- Umieść zbiornik, 2 96-dołkowe płytki z przezroczystym dnem (Corning) i pudełko z końcówkami do pipet filtrujących (Agilent) na pokładzie robota. Dozować 100 μl komórek do każdego dołka obu płytek, aby uzyskać gęstość 1,5 x 104 komórek na dołek.
- Odwirować płytki komórkowe przy 50 x g przez 2 minuty, używając niskich prędkości rampy, aby zapewnić równą gęstość komórek w każdym dołku. Inkubować w temperaturze 37 °C i 10% CO2 O/N.
- Rozcieńczyć plazmidy reporterowe świetlika i Renilla do 5 ng/μl w pożywce bez surowicy. Połączyć rozcieńczenia w stosunku 5:3 świetlika do plazmidu Renilla (objętościowo) w stożkowej probówce o pojemności 15 ml.
- Odpipetować połączone plazmidy do każdej studzienki 96-dołkowej płytki, dozując 17 μl na płytkę biblioteczną plus 2-10 μl nadmiaru do każdej studzienki.
- Uzyskać płytki biblioteki DNA klasy transfekcyjnej, jak powyżej, i rozcieńczyć do 13,3 ng/μl wodą wolną od endotoksyn. Minimalna objętość na studzienkę powinna wynosić 28 μl.
3. Wykonywanie operacji
W drugim dniu ekranu, plazmidy reporterowe i DNA biblioteki są transfekowane do komórek 293T.
- Na każdą płytkę biblioteczną należy wymieszać 107,5 μl RT Optifect (Invitrogen) z 4,3 ml podłoża bez surowicy (rozcieńczenie 1:40) w probówce polistyrenowej. Inkubować przez 5 minut w temperaturze pokojowej, a następnie dozować 44 μl (na płytkę biblioteczną) do każdego dołka 96-dołkowej płytki z polistyrenem w kształcie litery V (Greiner).
- Umieść płytkę z rozcieńczonym Optifect, plazmidy reporterowe (krok 2.5), DNA biblioteki (krok 2.6) i pudełko końcówek do pipet na pokładzie robota.
- Odessać 17 μl plazmidów reporterowych, 43 μl rozcieńczonego Optifect i 26 μl DNA z biblioteki, wprowadzając 5 μl szczeliny powietrznej między każdą aspiracją. DNA biblioteki powinno być odsysane jako ostatnie, aby zapobiec zanieczyszczeniu krzyżowemu. Dozuj zawartość końcówek do nowej polistyrenowej płytki z dnem w kształcie litery V, wymieszaj, przykryj i odstaw na 20 minut, aby umożliwić utworzenie kompleksów lipidowo-DNA. W przypadku transfekcji wielu płytek bibliotecznych wymień końcówki pipet i płytkę biblioteczną, a następnie powtórz czynność.
- Odkryj płytkę z mieszaniną Optifect/DNA i umieść ją na pokładzie robota z 2 płytkami z komórkami 293T. Za pomocą jednego pudełka z końcówkami do pipet odessać 80 μl mieszaniny Optifect:DNA i powoli dozować 40 μl na każdą płytkę komórkową. W przypadku transfekcji wielu płytek bibliotecznych powtórz tę czynność dla wszystkich płytek Optifect:DNA. Zakryj komórki.
- Odwirować płytki komórkowe o masie 1 200 x g przez 30 minut. Przykryć i włożyć z powrotem do inkubatora.
- Inkubuj komórki przez 4-6 godzin. Podczas tej inkubacji należy przygotować świeże pożywki, mieszając 12 ml DMEM zawierającego 10% FBS i 10 μg/ml cyprofloksacyny (CellGro) dla każdej transfekowanej płytki bibliotecznej. Wlej świeżą pożywkę do sterylnego zbiornika.
- Umieść 2 pudełka z końcówkami robota, pojedynczą płytkę z ogniwami, zbiornik zawierający świeże media i zbiornik na odpady na pokładzie robota. Odessać 100 μl pożywki z komórek i dozować do zbiornika na odpady częściowo wypełnionego 70% etanolem. Za pomocą świeżych końcówek odessać 100 μl świeżej pożywki i powoli dozować na komórki. Powtórz te czynności dla wszystkich płytek komórek.
- Umieść płytki z powrotem w inkubatorze na 48 godzin.
4. Wykonaj testy podwójnej lucyferazy
W 4 dniu ekranu przeprowadzane są testy lucyferazy świetlika i Renilla.
Uwaga: Test podwójnej lucyferazy wymaga sekwencyjnego dodawania 2 testowych, 3X buforu testowego świetlika i 3X bufora testu Renilla, jak opisano w Tabeli 3. Lucyferazy świetlików i Renilla nie są wydzielane, dlatego komórki muszą zostać poddane lizie przed pomiarem aktywności lucyferazy. Bufor testu świetlików lizuje komórki i dostarcza substrat dla lucyferazy świetlika; Bufor testowy Renilla tłumi sygnał świetlika i zapewnia substrat dla lucyferazy Renilla.
- Dla każdej płytki bibliotecznej przygotować 8 ml buforu do oznaczania świetlików 3X z roztworów podstawowych, jak opisano w Tabeli 3, i dozować 82 μl do każdego dołka 96-dołkowej płytki z dnem w kształcie litery V.
- Dla każdej płytki bibliotecznej należy również przygotować 12 ml buforu 3X do testu Renilla i dozować 122 μl do każdej studzienki 96-dołkowej płytki z dnem w kształcie litery V. Odłóż na bok zarówno testowe świetlika, jak i Renilla.
- Umieść pudełko z końcówkami do pipet, zbiornik na odpady i 2 płytki z komórkami (transfekowane z tej samej płytki bibliotecznej) na pokładzie robota.
- Odessać 60 μl pożywki z każdej płytki i wyrzucić do zbiornika na odpady częściowo wypełnionego 70% etanolem. Przykryj talerze i odłóż na bok. W przypadku transfekcji wielu płyt bibliotecznych powtórz te czynności dla wszystkich zestawów płyt.
- Umieść 2 pudełka z końcówkami do pipet, płytkę bufora do oznaczania świetlików 3X i zestaw płytek komórkowych na pokładzie robota.
- Odessać 40 μl buforu do oznaczania świetlików 3X i dodać go do pierwszej płytki komórek, dokładnie mieszając. Przełączając na nowe końcówki pipet, powtórzyć te czynności dla drugiej płytki komórkowej. Umieść komórki w RT na 10 minut, aby zakończyć lizę. W przypadku transfekcji wielu płytek bibliotecznych wymień pudełka końcówek i płytek komórek i powtórz czynność.
- Rejestruj luminescencję z każdej studzienki każdej płytki komórkowej na luminometrze, rejestrując przez 1 sekundę na studzienkę. Umieść płyty zwrotne na pokładzie robota.
- Umieść 2 pudełka końcówek do pipet, płytkę z buforem testowym 3X Renilla i zestaw płytek komórkowych na pokładzie robota.
- Odessać 60 μl 3X buforu testowego Renilla i dodać go do pierwszej płytki z komórkami, dokładnie mieszając. Przełączając się na nowe pudełko końcówek do pipet, powtórz te czynności dla drugiej płytki komórkowej. W przypadku transfekcji wielu płytek bibliotecznych powtórz tę czynność dla wszystkich zestawów płytek komórek.
- Zapisz luminescencję ze wszystkich płytek na luminometrze, rejestrując każdą studzienkę przez 1 sekundę, jak powyżej. Wyrzuć talerze.
5. Analiza danych
- Oblicz stosunek luminescencji świetlika:Renilla ("stosunek F:R") dla każdej studzienki, dzieląc liczbę sygnału świetlika przez liczbę sygnału Renilla.
- Oblicz wartość indukcji, dzieląc stosunek F:R każdego dołka przez średni stosunek F:R płytki, z wyłączeniem najwyższych i najniższych 25% dołków.
- Uśrednić wartości indukcji w powtórzeniach dla pojedynczej transfekowanej płytki bibliotecznej. Geny indukujące lub hamujące alfa-synukleinę więcej niż trzykrotnie są uważane za "trafienia" na tym ekranie i podlegają dalszej walidacji i wtórnym badaniom przesiewowym.