Znakowanie destiobiotyną syntetycznego oligo 25-nukleotydowego RNA, który zawiera motyw pierwiastka bogatego w adeninę (ARE), pozwala na specyficzne wiązanie cytozolowego białka wiążącego ARE.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Znakowanie destiobiotyną syntetycznego oligo 25-nukleotydowego RNA, który zawiera motyw pierwiastka bogatego w adeninę (ARE), pozwala na specyficzne wiązanie cytozolowego białka wiążącego ARE.
Pobieranie RNA in vitro jest nadal często stosowane w pierwszych krokach protokołów mających na celu identyfikację białek wiążących RNA, które rozpoznają specyficzne struktury i motywy RNA. W tym protokole RNA-pulldown, komercyjnie zsyntetyzowane sondy RNA są znakowane zmodyfikowaną formą biotyny, destiobiotyną, na końcu 3' nici RNA, która odwracalnie wiąże się ze streptawidyną, a tym samym umożliwia elucję białek w bardziej fizjologicznych warunkach. RNA-destiobiotyna jest unieruchomiona poprzez interakcję ze streptawidyną na kulkach magnetycznych, które są używane do ściągania białek, które specyficznie oddziałują z interesującym RNA. Jako źródło białek wykorzystywane są niedenaturowane i aktywne białka z cytozolowej frakcji komórek międzybłoniaka. Opisana tutaj metoda może być zastosowana do wykrywania interakcji między znanymi białkami wiążącymi RNA a sondą RNA o długości 25 nukleotydów (nt) zawierającą sekwencję będącą przedmiotem zainteresowania. Jest to przydatne do uzupełnienia funkcjonalnej charakterystyki elementów stabilizujących lub destabilizujących obecnych w cząsteczkach RNA, uzyskanej za pomocą testu wektora reporterowego.
Ekspresja genów i końcowy poziom produktu genu mogą być ściśle regulowane, wpływając na stabilność mRNA i szybkość translacji mRNA1. Te potranskrypcyjne mechanizmy regulacyjne są wywierane poprzez interakcje niekodującego RNA i/lub białek wiążących RNA (RBP) z docelowym mRNA. Zwykle jest to nieulegający translacji region 3' mRNA (3' UTR - należący do niekodującej części genomu2), który zawiera specyficzne elementy cis-regulatorowe (CRE), które są rozpoznawane przez czynniki transakcyjne, takie jak miRNA lub RBPs3. Najlepiej zbadanym elementem cis w obrębie 3' UTR jest motyw pierwiastka bogatego w adeninę (ARE), który jest rozpoznawany przez specyficzne białka wiążące AU (AUBP), a co za tym idzie, indukuje degradację/deadenylację mRNA (rozpad za pośrednictwem ARE) lub stabilizację mRNA4.
Rozmiar 3' UTR mRNA kalretyniny (CALB2) wynosi 573 bp długości i zawiera przypuszczalny pentamer AUUUA, zgodnie z przewidywaniami AREsite2, narzędzia bioinformatycznego5. Zgodnie z obecnością przypuszczalnego motywu ARE, test wektorowo-reporterowy pmirGLO wykazał stabilizacyjną rolę tego pierwiastka w CALB2 mRNA6. Wreszcie, ekstrakcja RNA in vitro została wykorzystana do zidentyfikowania AUBP, który stabilizuje mRNA kalretyniny poprzez motyw ARE.
Ponieważ wszystkie niekodujące RNA oddziałują z białkami7, pobieranie RNA in vitro jest dobrym sposobem i pierwszym wyborem do identyfikacji interaktorów RNA, które pomogą w rozszyfrowaniu mechanizmów molekularnych. W tej metodzie RNA-pulldown użyto komercyjnie zsyntetyzowanych sond RNA, które znakowano zmodyfikowaną formą biotyny (destiobiotyny) na końcu 3' nici RNA. RNA-destiobiotyna jest unieruchomiona poprzez interakcję ze streptawidyną na kulkach magnetycznych, które są używane do ściągania białek, które specyficznie oddziałują z związanym RNA będącym przedmiotem zainteresowania. Jako źródło białek wykorzystywane są niedenaturowane i aktywne białka z cytozolowej frakcji komórek międzybłoniaka. Takie białka związane z RNA są eluowane z kulek magnetycznych, przepuszczane przez 12% żel SDS-PAGE, przenoszone do błony i badane różnymi przeciwciałami.
W standardowej procedurze oczyszczania powinowactwa streptawidyny i biotyny, wymagane są surowe warunki denaturacji, aby przerwać silne nieodwracalne wiązanie biotyna-streptawidyna w celu wymycia związanych białek8, co może prowadzić do dysocjacji kompleksów białkowych. W przeciwieństwie do biotyny, destiobiotyna odwracalnie wiąże się ze streptawidyną i jest konkurencyjnie wypierana przez buforowany roztwór biotyny, co pozwala na delikatną elucję białek i unikanie izolacji naturalnie biotynylowanych cząsteczek9, co sugeruje, że technika ta jest idealna do izolowania natywnych kompleksów białkowych w warunkach natywnych.
Warunki wiązania in vitro i rygorystyczność, które są określane przez stężenie soli, środki redukujące i procent detergentów, powinny być zbliżone do tych obecnych w kontekście komórkowym, aby zidentyfikować prawdziwe interakcje in vivo. Warunki wiązania zaimplementowane w niniejszym dokumencie zostały wcześniej wykazane jako odpowiednie do identyfikacji HuR jako białka wiążącego AU10. Takie podejście może zaoszczędzić czas, ponieważ optymalizacja odpowiednich warunków wiązania może być czasochłonna i wymagająca. Ponadto metoda ta może być stosowana jako protokół wyjściowy dla każdego eksperymentu z RNA pulldown i może być stopniowo optymalizowana poprzez zmianę stężenia soli i detergentów, zmianę procentowej zawartości glicerolu i dodanie innych soli. Co więcej, wykazaliśmy, że nawet krótka 25-nukleotydowa sonda RNA zawierająca motyw pentamerowego ARE może być wykorzystana do zademonstrowania interakcji z określonym AUBP.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Przygotowanie cytozolowej i jądrowej frakcji białkowej
2. Znakowanie RNA za pomocą Desthiobiotin
3. Ściąganie białka RNA
4. Elektroforeza poliakrylamidowa i analiza Western Blot
UWAGA: Zobacz Tabelę 2, aby zapoznać się z przepisami dotyczącymi używanych w tej sekcji. Wykonaj Western blot zgodnie z metodą Laemmli12.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W tym eksperymencie wykorzystano fragment 3' UTR kalretyniny o długości 25 nt zawierający motyw ARE (CALB2 3' UTR (ARE) 25-nt), aby sprawdzić, czy wiąże on specyficznie białko HuR (Human-antigen R), znany stabilizator mRNA. Aby przetestować specyficzność elementu ARE, użyto sondy RNA CALB2 3' UTR (mtARE) o długości 25 nt zawierającej mutację motywu ARE, co w poprzednich badaniach wykazało zniesienie efektu stabilizacji motywu ARE6. Trzecia sonda RNA stanowi kontrol...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
3' UTR należą do niekodującego genomu3, a wszystkie niekodujące RNA mogą wchodzić w interakcje z białkami w celu pełnienia swojej funkcji7. Kiedy okazało się, że genom ssaków jest transkrybowany w sposób wszechobecny i wytwarza znaczną część długich, niekodujących RNA16, pojawiające się dowody wykazały, że te długie niekodujące RNA działają w regulacji ekspresji genów, gdy wchodzą w interakcje z kompleksami przebudowującymi chromatynę
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Ta praca była wspierana przez szwajcarską narodową fundację nauki Sinergia grant CRSII3 147697, Stiftung für Angewandte Krebsforschung i Zürich Krebsliga.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| NE-PER Zestaw do ekstrakcji jądrowej i cytoplazmatycznej | Thermo Fisher Scientific | 78833 | |
| Tabletki inhibitora proteazy Pierce, wolne od EDTA | Thermo Fisher Scientific | A32965 | |
| Zestaw do oznaczania białek Pierce BCA | Thermo Fisher Scientific | 23225 | |
| Pierce Magnetyczny zestaw do wyciągania białka RNA | Thermo Fisher Scientific | 20164 | Zawiera koraliki magnetyczne, dlatego zestaw należy przechowywać w temperaturze 4 & stopni; C |
| Przebić RNA 3' Zestaw do zakończenia destiobiotynylacji | Thermo Fisher Scientific | 20163 | Zestaw jest częścią zestawu "Pierce Magnetic RNA-protein Pull-Down Kit" i musi być przechowywany w temperaturze -20 stopni; C w przeciwieństwie do zestawu do opuszczania (4 & C). |
| DynaMag-2, stojak magnetyczny | Thermo Fisher Scientific | 12321D | |
| Przeciwciało monoklonalne Anti - HuR (MOUSE) | Thermo Fisher Scientific-Przeciwciało | znajduje się w zestawie Pierce Magnetic RNA-protein Pull-Down Kit - 1:1000 w 5% BSA 1x TTBS - drugorzędowe przeciwciało przeciw mysi królika 1:10 000 w 5% BSA 1x TTBS | |
| Przeciwciało monoklonalne anty - α - tubulina (MOUSE) | Santa Cruz | 8035 | 1:1000 w 5% BSA 1x TTBS - królicze przeciwciało wtórne przeciwko myszom 1:10 000 w 5% BSA 1x TTBS |
| Przeciwciało poliklonalne anty - PARP (KRÓLIK) | Sygnalizacja komórkowa | 9542 | 1:1000 w 5% BSA 1x TTBS - kozie przeciwciało wtórne przeciwko królikowi 1:10 000 w 5% BSA 1x TTBS |
| Przeciwciało monoklonalne anty mezothelina (MOUSE) | Rockland | 200-301-A87 | |
| Wtórne przeciwciało anty-królicze kozy | Sygnalizacja komórkowa | 7074 | |
| Wtórne przeciwciało przeciw myszom królika | Sigma-Aldrich | A-9044 | |
| RPMI - 1640 średnie | Sigma-Aldrich | R8758 | |
| FBS - Filtrowana surowica bydlęca | Pan Biotech | P40-37500 | |
| Penicylina - streptomycyna (100x) | Sigma-Aldrich | P4333 | |
| Roztwór L-glutaminy (200 mM) | Sigma-Aldrich | G7513 | |
| 0,25% Trypsyna-EDTA (1x) | Gibco firmy Life technologies | 25200-056 | |
| Mini-PROTEAN 3 Cell | Bio-Rad | 1653301 | |
| Mini Protean System | Bio-Rad | 1653308 | |
| Płytki dystansowe Mini-PROTEAN ze zintegrowanym elementem dystansowym 1,5 mm | Bio-Rad | 1653312 | |
| Mini-PROTEAN Comb, 10-dołkowy, 1,5 mm, 66 µ L | Bio-Rad | 1653365 | |
| Mini-PROTEAN Moduły odlewnicze Tetra Cell | Bio-Rad | 1658050 | |
| RNaseZap RNaza Roztwór do dekontaminacji | Thermo Fisher Scientific | AM9780 | |
| Żel rotyforyczny 30 - wodny 30% roztwór podstawowy akrylamidu i bisakryloamidu w proporcji 37,5:1 | Roth | 3029 | |
| 20% SDS | Membrana transferowa PanReac AppliChem | A3942 | |
| PVDF | Perkin Elmer | NEF1002 | Musi być aktywowany przez inkubację w czystym metanolu przez 1 minutę, a następnie mycie w wodzie przez 2 minuty |
| Półsucha komórka transferowa Trans-Blot SD | Bio-Rad | 1703940 | |
| Clarity Zachodni substrat ECL | Bio-Rad | 1705061 | |
| FusionFX Digital Imager | Vilber-synteza | ||
| oligonukleotymetrii RNA | Mycrosynth AG, Szwajcaria | - | skala syntezy - 0,04 i mikro; mol - HPLC oczyszczona |
| albumina surowicy bydlęcej | Sigma-Aldrich | A7030 | |
| Kwas solny (HCl) 6 M | PanReac AppliChem | 182883.1211 | |
| Ultra Pure 1 M Tris, pH 7,5 | Thermo Fisher Scientific | 15567027 | |
| glicerol | Thermo Fisher Scientific | 17904 | 50% sterylne podwielokrotności do przechowywania w temperaturze -20& deg; C |
| Koraliki magnetyczne Pierce Streptawidin | Thermo Fisher Scientific | 88817 | Należy pamiętać, że te kulki magnetyczne mają średnią średnicę 1 i mikro; m (zakres od 0,5 - 1,5 i mikro; m). Ponadto Dynabeads-M280 Streptawidyna, które są kulkami o jednorodnym rozmiarze 2,8 i mikro; m, są również używane w RNA-pulldown, ale należy pamiętać, że może to wpływać na proces oczyszczania. |
| TEMED | Sigma-Aldrich | T9281 | |
| Nadsiarczan amonu | Sigma-Aldrich | A3678 | |
| Coomassie G-250 | Applichem | A3480 | |
| Siarczan glinu-(14-18)-hydrat | Sigma-Aldrich | 368458 | |
| kwas ortofosforowy | Aplikacja | A0637 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.