Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

In vitro Testy transkrypcji i ich zastosowanie w odkrywaniu leków

14.7K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/54256

⸱

20 września 2016

 , 

W tym artykule

Podsumowanie

W tym manuskrypcie opisujemy protokół do funkcjonalnego badania transkrypcji i hamującej aktywności środków przeciwbakteryjnych ukierunkowanych na bakteryjną transkrypcję.

Streszczenie

Testy transkrypcji in vitro zostały opracowane i szeroko stosowane przez wiele lat do badania mechanizmów molekularnych związanych z transkrypcją. Proces ten wymaga wielopodjednostkowej polimerazy RNA zależnej od DNA (RNAP) i szeregu czynników transkrypcyjnych, które działają w celu modulowania aktywności RNAP podczas ekspresji genów. Sekwencjonowanie elektroforezy żelowej transkryptów znakowanych radioaktywnie służy do dostarczania szczegółowych informacji mechanistycznych na temat przebiegu transkrypcji i jakie parametry mogą na nią wpływać. W tym artykule opisano protokół badania, w jaki sposób niezbędny czynnik elongacyjny NusA reguluje pauzę transkrypcji, a także metodę identyfikacji środka przeciwbakteryjnego ukierunkowanego na inicjację transkrypcji poprzez hamowanie tworzenia holoenzymów RNAP. Metody te mogą być wykorzystane jako platforma do opracowania dodatkowych podejść do badania mechanizmu działania czynników transkrypcyjnych, które nadal pozostają niejasne, a także nowych środków przeciwbakteryjnych ukierunkowanych na transkrypcję, która jest niedostatecznie wykorzystywanym celem leków w badaniach i rozwoju antybiotyków.

Wprowadzenie

Transkrypcja to proces, w którym RNA jest syntetyzowane z określonego szablonu DNA. W komórkach eukariotycznych występują trzy odrębne RNAP: RNAP I transkrybuje prekursory rRNA, RNAP II jest odpowiedzialny za syntezę mRNA i niektórych małych jądrowych RNA, a synteza 5S rRNA i tRNA jest przeprowadzana przez RNAP III. U bakterii istnieje tylko jeden RNAP odpowiedzialny za transkrypcję wszystkich klas RNA. Istnieją trzy etapy transkrypcji: inicjacja, wydłużenie i zakończenie. Transkrypcja jest jednym z najbardziej regulowanych procesów w komórce. Każdy etap cyklu transkrypcji stanowi punkt kontrolny dla regulacji ekspresji genów1. W celu inicjacji RN....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Uwaga: Eksperymenty obejmują użycie radioaktywnego izotopu 32P i nie należy podejmować żadnych prac, dopóki nie zostaną spełnione wszystkie odpowiednie warunki bezpieczeństwa. Ogólnie rzecz biorąc, personel jest zobowiązany do uczestnictwa w kursie bezpieczeństwa i poddania się nadzorowanej praktyce przed eksperymentami z użyciem odczynników radioaktywnych. Podczas przeprowadzania reakcji należy nosić środki ochrony osobistej (dozymetr termoluminescencyjny, okulary ochronne, rękawice, fartuchy laboratoryjne do radiacji, długie spodnie, buty z zakrytymi palcami).

1. Przygotowanie materiałów testowych

  1. Uzyskać białka wymagane do testu transk....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Wydajność transkrypcji można określić poprzez pomiar poziomu promieniowania w prążkach w różnych punktach czasowych. Test pauzy służący do zbadania funkcji czynnika NusA umożliwił wizualizację produktów pauzy, terminacji oraz run-off (Rycina 1A). W obecności domeny N-końcowej białka NusA (NusA NTD; reszty aminokwasowe 1-137) pojawienie się produktów RNA było znacznie opóźnione w porównaniu z eksperymentem kontrolnym bez udziału NusA. Delecja reszt aminokwasowych 104-137 (.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

We wszystkich organizmach transkrypcja jest ściśle regulowanym procesem. Testy transkrypcji in vitro zostały opracowane w celu zapewnienia platformy do testowania wpływu czynników transkrypcyjnych, małych cząsteczek i inhibitorów transkrypcji. W pracy tej metody opisano test ogólnej transkrypcji bakteryjnej. Testy transkrypcyjne w połączeniu z sekwencjonowaniem elektroforezy transkryptów w żelu są bardzo ważne dla badań mechanistycznych, ponieważ umożliwiają wizualizację wszystkich produktów transkrypcji na osi .......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

Ta praca potwierdza przyznanie stypendium na wczesną karierę naukową z Uniwersytetu w Newcastle (CM).

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Otrzymać białka wymagane do oznaczenia
E. coliEpicentrumS90250
uzdatnionego
DEPC (DEPC) Sigma-Aldrich D5758
Woda wolna od RNaz 
przygotowania
ThermoFisherAM9937Ambient Nuclease-Free Water
  Plus SV Minipreps System oczyszczania DNAPromegaA1330
ACCUZYME MixBiolineBIO-25028
Startery PCR
Wizard SV Gel i PCR Clean-Up System PromegaA9281
NanoDrop 3300Thermo ScientificND-3300
NTP Preparat
ATPSigma-Aldrich A6559
UTPSigma-Aldrich U1006
GTPSigma-Aldrich G3776
CTPSigma-Aldrich C9274
rNTP o wysokiej czystościGE Healthcare27-2025-01
α-32P UTP PerkinElmer   BLU007C001MCzwiązku promieniotwórczego
 
Novagen Perfect RNA Marker Template Mix 0.1– 1 kbMilipore69003
HEPESSigma-Aldrich H7006
Chlorek soduSigma-Aldrich S7653
Chlorek magnezuSigma-Aldrich M8266
DTTSigma-AldrichDTT-RO
T7 RNAPPromegaP2075
Preparat
Komórka do sekwencjonowania kwasów nukleinowych Sequi-Gen GT Bio-Rad   165-3804
Sigmacote   Sigma-Aldrich Mocznik SL2
   Sigma-Aldrich U6504
tris(hydroksymetylo)aminometan   Sigma-Aldrich 
kwas borowy Sigma-Aldrich B7901
kwas etylenodiaminotetraoctowy Sigma-Aldrich ED
40% Akrylamid/bis-akrylamid Sigma-Aldrich A9926
nadsiarczan amonu Sigma-Aldrich A3678
N,N,N',N',-tetrametyloetylenodiamina (TEMED)Sigma-Aldrich T9281
Test transkrypcji
Chlorek potasuSigma-Aldrich P9541
glicerol   Sigma-Aldrich G5516
ryfampicyna   Sigma-Aldrich R3501
formamid   Sigma-Aldrich F9037
błękit bromofenolowy Sigma-Aldrich B0126
cyjanol ksylenowy Sigma-Aldrich X4126
heparyna Sigma-Aldrich 84020
RNasin Inhibitor rybonukleazyPromegaN2511
Bufor transkrypcyjny 
Baza TrisSigma-Aldrich T1503
Chlorek potasuSigma-Aldrich P9541
Chlorek magnezuSigma-Aldrich M2393
Naziemna Telewizja Cyfrowa   Sigma-Aldrich Glicerol DTT-RO
   Sigma-Aldrich G5516
Bibuła
Whatman  Bibuła chromatograficzna 3MM ChrFisher Scientific05-714-5
Radioaktywny dekontaminant
Decon 90decondecon90
Leczenie
Typhoon Trio+ imagerGE Healthcare Nauki przyrodnicze63-0055-89
transkrypcji RNAP Przygotowanie pirowęglanu dietylu (DEPC) wodą Czarodziej matrycy DNAFluorospektrometr Przygotowanie drabinki RNA żelowy154563filtracyjnażelem

Bibliografia

  1. Mooney, R. A., Artsimovitch, I., Landick, R. Information processing by RNA polymerase: recognition of regulatory signals during RNA chain elongation. J. Bacteriol. 180 (13), 3265-3275 (1998).
  2. Burgess, R. R., Anthony, L. How sigma docks to RNA polymer....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Kompleks elongacji transkrypcjiholoenzym polimerazy RNAczynnik transkrypcyjny NusAelektroforeza w żelu sekwencyjnymtest pauzy transkrypcyjnejmetoda inhibicji transkrypcjiradioaktywna detekcja RNAanaliza czynników transkrypcyjnychprzesiewanie środków przeciwbakteryjnych