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

Artykuł metodologiczny

Nadekspresja długich niekodujących RNA przy użyciu CRISPR aktywującego geny

8.5K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/59233

⸱

1 marca 2019

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

Tradycyjne techniki nadekspresji oparte na cDNA mają ograniczone zastosowanie do nadekspresji długich, niekodujących RNA, ze względu na ich liczne formy splicingowe z potencjalną funkcjonalnością. W niniejszym przeglądzie opisano protokół wykorzystujący technologię CRISPR do nadekspresji wielu wariantów splicingu długiego, niekodującego RNA.

Streszczenie

Biologia długiego niekodującego RNA (lncRNA) to nowa i ekscytująca dziedzina badań, której liczba publikacji rośnie wykładniczo od 2007 roku. Badania te potwierdziły, że lncRNA są zmienione w prawie wszystkich chorobach. Jednak badanie funkcjonalnych ról lncRNA w kontekście choroby pozostaje trudne ze względu na brak produktów białkowych, ekspresję specyficzną dla tkanki, niskie poziomy ekspresji, złożoność form splicingowych i brak ochrony między gatunkami. Biorąc pod uwagę ekspresję specyficzną dla gatunku, badania lncRNA są często ograniczone do kontekstów badawczych na ludziach podczas badania procesów chorobowych. Ponieważ lncRNA funkcjonują na poziomie molekularnym, jednym ze sposobów analizy biologii lncRNA jest usunięcie lncRNA lub nadekspresja lncRNA i zmierzenie efektów komórkowych. W artykule przedstawiono napisany i zobrazowany protokół nadekspresji lncRNA in vitro. Jako reprezentatywny eksperyment wykazano, że lncRNA związany z nieswoistym zapaleniem jelit, Interferon Gamma Antisense 1 (IFNG-AS1), ulega nadekspresji w modelu limfocytów T Jurkat. Aby to osiągnąć, stosuje się technikę CRISPR (Activating clustered regularly interspaced short palindromic repeats), aby umożliwić nadekspresję w endogennych loci genomu. Technika aktywacji CRISPR jest ukierunkowana na zestaw czynników transkrypcyjnych do miejsca rozpoczęcia transkrypcji genu, umożliwiając solidną nadekspresję wielu form splicingu lncRNA. Procedura ta zostanie podzielona na trzy etapy, a mianowicie: (i) projektowanie przewodnika RNA (gRNA) i konstrukcja wektora, (ii) generowanie i transdukcja wirusa oraz (iii) badanie przesiewowe kolonii pod kątem nadekspresji. W tym reprezentatywnym eksperymencie zaobserwowano ponad 20-krotne zwiększenie IFNG-AS1 w limfocytach T Jurkat.

Wprowadzenie

Podczas gdy większość badań biomedycznych skupia się na transkryptach kodujących białka, większość transkrybowanych genów składa się z niekodujących RNA (Ensembl release 93). Obecne badania zaczynają zgłębiać tę dziedzinę, a liczba publikacji na temat lncRNA w procesach chorobowych rosła wykładniczo w latach 2007-20171. Publikacje te pokazują, że wiele lncRNA jest związanych z chorobą. Jednak mechanizmy molekularne tych lncRNA są trudne do zbadania ze względu na ich zróżnicowane funkcje w porównaniu z mRNA. Problem ze zrozumieniem roli lncRNA w chorobie komplikuje fakt, że lncRNA są często wyrażane na niższych poziomach niż kodujące RNAs

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

Protokół

UWAGA: Ważne jest, aby pamiętać, że ten protokół używa lentiwirusów z niedoborem replikacji. Postępowanie z wirusem należy przeprowadzać tylko po odpowiednim przeszkoleniu w zakresie bezpieczeństwa w laboratorium. Wybielać wszystkie przedmioty i powierzchnie, które mają kontakt z żywymi wirusami przez co najmniej 10 minut po użyciu. Przez cały czas używaj jednorazowego fartucha laboratoryjnego i ochrony twarzy/oczu, a także podwójnych rękawiczek. Wykonuj badania nad wirusami w laboratoriach o poziomie bezpieczeństwa biologicznego 2+ z certyfikatem wirusowym. Poświęć kaptury do hodowli tkankowych i inkubatory do pracy z wirusami.

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

Wyniki

Podwójny system wektorowy do nadekspresji lncRNA IFNG-AS1
Przykładem eksperymentu opisanego w niniejszym manuskrypcie jest nadekspresja w modelu komórek T linii Jurkat wykazującym ekspresję lncRNA IFNG-AS19. IFNG-AS1 to lncRNA powiązane z nieswoistymi zapaleniami jelit, o którym wykazano, że reguluje interferon gamma10. Gen IFNG-AS1 zawiera trzy warianty splicingowe, które wszystkie wykorzystują ten sam miejsce startu tr.......

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

Dyskusja

Niniejszy manuskrypt przedstawia protokół wykorzystania aktywacji CRISPR do nadekspresji lncRNA in vitro. Jest to szczególnie ważna technika podczas badania długich, niekodujących RNA, ponieważ produktem transkryptomicznym jest jednostka funkcjonalna. Po nadekspresji badacz może następnie wykorzystać te komórki do zwiększenia stosunku sygnału do szumu podczas badania partnerów wiążących, a nawet zmierzyć komórkowe konsekwencje zwiększonego poziomu lncRNA. Dodatkowo, ponieważ lncRNA często działają na geny cis, ta technik.......

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

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

C.P. jest wspierany przez RO1 DK60729 i P30 DK 41301-26. D.P. jest wspierany przez Crohn's & Colitis Foundation (CCFA) nagrodę za rozwój kariery, CURE: Digestive Diseases Research Center (DDRC) DK41301, oraz UCLA Clinical and Translational Science Institute (CTSI) UL1TR0001881. Rdzeń wirusologiczny UCLA został sfinansowany przez Center of AIDS Research (CFAR) grant 5P30 AI028697. Rdzeń Zintegrowanych Technologii Molekularnych UCLA był wspierany przez grant CURE/P30 DK041301. Prace te były również wspierane przez Instytut ds. AIDS na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles.

....

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

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
AmpicillinFisher ScientificBP1760-5
CaCl2Sigma ZestawC1016
(iScript)Starter do
dCas9Zintegrowane technologie DNAn/a5'-TCGCCACAGCATAAAGAAGA 
Odwrócony starter dCas9Zintegrowane technologie DNAn/a5'-CTTTTCATGGTACGCCACCT
wektor dCas9Addgene50918
DMEMCorning10013CM
EtanolAcros Organics61509-0010
FBSSigma AldrichF2442
plazmid gRNAVectorBuilderVB180119-1195qxv
HEK293T ogniwaATCC  CRL-1573
HEPESSigma AldrichH3375
HPRT1 starter do przoduZintegrowane technologie DNAn/aGACCAGTCAACAGAGGGGACAT 
Odwrócony starter HPRT1Zintegrowane technologie DNA niedotyczyGCTTGCGACCTTGACCATCT
Hygromycyna BCorningMT3024CR
IsopropanolFisher ScientificBP2618-500
Komórki JurkataATCC  TIB-152klon E6-1
L-glutaminaAgar Corning25005Cl
LBFisher ScientificBP1425-500
LB bulionFisher ScientificBP1426-2
Maxi-prep kit (zestaw do oczyszczania plazmidu)Qiagen12362
Na2HPO4Sigma Aldrich
Optimem I zmniejszył pożywkę w surowicy Gibco31985070
p24 elisaPerkin ElmerNEK050B
PBSCorning21-040-CMR
Penicylina i StreptomycynaCorning30-002-Cl
pMDG2.GAddgene  #12259
pMDLg/pRREAddgene #60488
Poli-L-LizynaSigma AldrichP-4832
PolibrenEMD MiliporeTR-1003
pRSV-REVAddgene#12253
RNA dichlorowodorku puromycynySigma AldrichP8833
(Aurum RNA mini)BioRad7326820
Maślan SoduSigma AldrichB5887
SYBR zielony (iTaq universal)BioRad1725122
Triton X-100Sigma AldrichX100
do syntezy cDNA Aldrich przodu BioRad 1708891 NIST2186II Zestaw do oczyszczania

Bibliografia

  1. Miao, Y., et al. Trends of long noncoding RNA research from 2007 to 2016: a bibliometric analysis. Oncotarget. 8 (47), 83114-83127 (2017).
  2. Derrien, T., et al. The GENCODE v7 catalog of human long no....

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

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

Aktywacja CRISPRprojektowanie przewodniego RNAprodukcja lentiwirusatransdukcja wirusowaprzesiewanie koloniiilościowy PCRnadekspresja IFNG-AS1komórki T Jurkatsystem dCas9długie niekodujące RNA