Ten protokół ma na celu wyizolowanie specyficznych dla typu komórki translujących rybosomalnych mRNA za pomocą mysiego modelu NuTRAP.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół ma na celu wyizolowanie specyficznych dla typu komórki translujących rybosomalnych mRNA za pomocą mysiego modelu NuTRAP.
Heterogeniczność komórkowa stanowi wyzwanie dla zrozumienia funkcji złożonych tkanek na poziomie transkryptomu. Stosowanie RNA specyficznych dla typu komórki pozwala uniknąć potencjalnych pułapek spowodowanych niejednorodnością tkanek i uwalnia potężną analizę transkryptomu. Opisany tutaj protokół pokazuje, jak wykorzystać metodę TRAP (Translating Ribosome Affinity Purification) do wyizolowania RNA związanych z rybosomami z niewielkiej ilości komórek wykazujących ekspresję EGFP w złożonej tkance bez sortowania komórek. Protokół ten jest odpowiedni do izolowania RNA specyficznych dla typu komórki przy użyciu niedawno dostępnego modelu myszy NuTRAP i może być również używany do izolowania RNA z dowolnych komórek wykazujących ekspresję EGFP.
Podejścia wysokoprzepustowe, w tym sekwencjonowanie RNA (sekwencjonowanie RNA) i mikromacierze, umożliwiły badanie profili ekspresji genów na poziomie całego genomu. W przypadku tkanek złożonych, takich jak serce, mózg i jądra, dane specyficzne dla typu komórki dostarczą więcej szczegółów porównujących użycie RNA z całej tkanki1,2,3. Aby przezwyciężyć wpływ heterogeniczności komórkowej, od początku 2010 roku rozwijana jest metoda oczyszczania powinowactwa do rybosomów (TRAP)4. TRAP jest w stanie wyizolować RNA związane z rybosomami z określonych typów komórek bez dysocjacji tkanek. Metoda ta została wykorzystana do analizy translatomu (mRNA, które są rekrutowane do rybosomu w celu translacji) w różnych organizmach, w tym do celowania w niezwykle rzadką populację komórek mięśniowych w zarodkach Drosophila5, badania różnych komórek korzeniowych w roślinie modelowej Arabidopsis thaliana6, oraz przeprowadzania analizy transkryptomu komórek śródbłonka u ssaków7.
TRAP wymaga modyfikacji genetycznej, aby oznaczyć rybosom organizmu modelowego. Evan Rosen i jego koledzy opracowali niedawno mysi model o nazwie Nuclear tagging and Translating Ribosome Affinity Purification (NuTRAP) mouse8, który jest dostępny w Jackson Laboratory od 2017 roku. Krzyżując się z linią myszy Cre, naukowcy mogą wykorzystać ten mysi model NuTRAP do wyizolowania RNA i jąder komórkowych związanych z rybosomami z komórek wykazujących ekspresję Cre bez sortowania komórek. W komórkach z ekspresją Cre, które również przenoszą allel NuTRAP, rybosom znakowany EGFP / L10a umożliwia izolację translujących mRNA za pomocą testów obniżania powinowactwa. W tej samej komórce błona jądrowa znakowana peptydem rozpoznającym ligazę biotyny (BLRP), która jest również mCherry dodatnia, umożliwia izolację jądrową poprzez zastosowanie oczyszczania opartego na powinowactwie lub fluorescencji. Ten sam zespół badawczy wygenerował również podobną linię myszy, w której błona jądrowa jest oznaczona tylko mCherry bez biotyny8. Te dwie genetycznie zmodyfikowane linie myszy dają dostęp do scharakteryzowania sparowanych profili epigenomicznych i transkryptomicznych określonych typów komórek będących przedmiotem zainteresowania.
Szlak sygnałowy jeża (Hh) odgrywa kluczową rolę w rozwoju tkanek9. GLI1, członek rodziny GLI, działa jako aktywator transkrypcji i pośredniczy w sygnalizacji Hh. Komórki Gli1+ można znaleźć w wielu narządach wydzielających hormony, w tym w nadnerczach i jądrach. Aby wyizolować DNA i RNA specyficzne dla typu komórki z komórek Gli1+ przy użyciu modelu mysiego NuTRAP, myszy Gli1-CreERT2 skrzyżowano z myszami NuTRAP. Myszy Shh-CreERT2 skrzyżowano również z myszami NuTRAP w celu wyizolowania komórek eksprymujących jeża dźwiękowego (Shh). Poniższy protokół pokazuje, jak używać Gli1-CreERT2; Myszy NuTRAP do izolowania RNA związanych z rybosomami z komórek Gli1 + w jądrach dorosłych myszy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie przeprowadzone eksperymenty na zwierzętach były zgodne z protokołami zatwierdzonymi przez Instytucjonalne Komitety ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) na Uniwersytecie Auburn.
UWAGA: Poniższy protokół wykorzystuje jedno jądro (około 100 mg) w P28 od Gli1-CreERT2; Myszy NuTRAP (Mus musculus). Może być konieczne dostosowanie objętości odczynników w zależności od rodzaju próbek i liczby tkanek.
1. Pobieranie tkanek
2. Przygotowanie odczynników i kulek
3. Liza i homogenizacja tkanek
4. Immunoprecypitacja
5. Ekstrakcja RNA
UWAGA: Poniższe kroki są zaczerpnięte z zestawu do izolacji RNA (Tabela Materiałów). Traktuj każdą frakcję (tj. wejściową, dodatnią i ujemną) jako niezależną próbkę i niezależnie izoluj RNA.
6. Stężenie i jakość RNA
7. Przechowywanie i dalsza analiza
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Mysz Gli1-CreERT2 (numer seryjny Jackson Lab: 007913) została po raz pierwszy skrzyżowana z myszą reporterową NuTRAP (numer seryjny Jackson Lab: 029899) w celu wygenerowania podwójnie zmutowanych myszy. Myszom posiadającym oba genetycznie modyfikowane allele genów (tj. Gli1-CreERT2 i NuTRAP) wstrzykiwano tamoksyfen raz dziennie, co drugi dzień, przez trzy wstrzyknięcia. Próbki tkanek pobrano w 7dobie po1 dobie wstrzyknięcia. Analiza immunofluorescency...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przydatność analizy transkryptomu całej tkanki może być ograniczona, zwłaszcza podczas badania złożonych tkanek heterogenicznych. Sposób uzyskania RNA specyficznych dla typu komórki staje się pilną potrzebą uwolnienia potężnej techniki sekwencjonowania RNA. Izolacja RNA specyficznych dla typu komórki zwykle opiera się na pobraniu określonego typu komórek za pomocą mikromanipulacji, sortowania komórek aktywowanych fluorescencją (FACS) lub mikrodysekcji wychwytywania laserowego (LCM)18. Opracowano r...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują brak konfliktu interesów.
Ta praca była częściowo wspierana przez NIH R00HD082686. Dziękujemy za stypendium Endocrine Society Summer Research Fellowship dla H.S.Z. Dziękujemy również dr Yuan Kang za hodowlę i utrzymanie kolonii myszy.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Actb | eurofins | startery qPCR | ATGGAGGGGAATACAGCCC / TTCTTTGCAGCTCCTTCGTT (starter do przodu/starter do tyłu) |
| Bioanalizator | Agilent | 2100 Bioanalyzer Instrument | |
| cOmplete Mini koktajl inhibitorów proteazy bez EDTA | Millipore | 11836170001 | |
| cykloheksymid | Milipora | 239764-100MG | |
| Cyp11a1 | eurofins | startery qPCR | CTGCCTCCAGACTTCTTTCG / TTCTTGAAGGGCAGCTTGTT (starter do przodu/starter do tyłu) |
| dNTP | Thermo Fisher Scientific | R0191 | |
| DTT, Dithiothreitol | Thermo Fisher Scientific | P2325 | |
| Magnes DynaMag-2 | Thermo Fisher Scientific | 12321D | |
| Probówki Falcon 15 mL | VWR | 89039-666 | |
| Przeciwciało GFP | Abcam | ab290 | |
| Zestaw młynków | do szkła DWK Nauki Przyrodnicze | 357542 | |
| heparyny | BEANTOWN CHEMICAL | 139975-250MG | |
| em>Hsd3beurofins | startery qPCR | GACAGGAGCAGGAGGGTTTGTG / CACTGGGCATCCAGAATGTCTCTC (starter do przodu/starter do tyłu) | |
| KCl | Biosciences | R005 | |
| MgCl2 | Biosciences | R004 | |
| Probówki do mikrowirówek 2 ml | Thermo Fisher Scientific | 02-707-354 | |
| Mysie mikromacierze testowe Clariom S | Thermo Fisher Scientific | Microarray | |
| service NP-40 | Milipor | 492018-50 Ml | |
| oligo (dT)20 | Invitrogen | 18418020 | |
| Zestaw do izolacji RNA PicoPure | Thermo Fisher Scientific | KIT0204 | |
| Białko G Dynabead | Thermo Fisher Scientific | 10003D | |
| Wolne od RNaz wodne | komórki do uprawy | NUPW-0500 | |
| RNaseOUT Rekombinowany inhibitor rybonukleazy | Thermo Fisher Scientific | 10777019 | |
| Sox9 | eurofins startery | qPCR | TGAAGAACGGACAAGCGGAG / CTGAGATTGCCCAGAGTGCT (starter do przodu/starter wsteczny |
| Indeks górny IV odwrotna transkryptaza | Invitrogen | 18090050 | |
| SYBR Green PCR Master Mix | Thermo Fisher Scientific | 4309155 | |
| Sycp3 | eurofins startery | qPCRGAATGTGTTGCAGCAGTGGGA /GAACTGCTCGTGTATCTTTGA (starter do przodu/starter do tyłu) | |
| Tris | Alfa Aesar | J62848 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie