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

Artykuł metodologiczny

Metoda ChIRP oparta na UV do zweryfikowanej identyfikacji białek, które bezpośrednio współpracują z LncRNA: Od hodowanych komórek do jąder mysich

301 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/71732

⸱

10 lipca 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 

* These authors contributed equally

W tym artykule

Podsumowanie

Metoda ChIRP oparta na UV do identyfikacji bezpośrednich interakcji lncRNA-białko.

Streszczenie

Długie niekodujące RNA (lncRNA) stały się ważnymi regulatorami różnorodnych procesów biologicznych. Jednak mechanizmy molekularne leżące u podstaw funkcji większości lncRNA pozostają słabo poznane. Identyfikacja oddziałujących białek, szczególnie białek wiązających RNA (RBP), jest kluczową strategią w celu wyjaśnienia funkcji lncRNA. Wśród dostępnych metod, kompleksowa identyfikacja białek wiązających RNA (ChIRP) połączona ze spektrometrią mas jest szeroko stosowana ze względu na prosty projekt sondy i prosty przebieg. Konwencjonalna ChIRP opiera się na fiksacji paraformaldehydem (PFA), która rejestruje zarówno bezpośrednie kontakty RNA-białko, jak i pośrednie interakcje pośredniczone przez czynniki łączące. W przeciwieństwie do tego, fiksacja UV połączona ze ścisłymi warunkami płukania preferencyjnie zachowuje bezpośrednie interakcje RNA-białko. Wykorzystując lncRNA Tug1 jako model, fiksacja UV i fiksacja PFA zostały porównane w ramach ChIRP w hodowlach komórkowych, co wykazało, że metoda ChIRP oparta na UV wzbogaca bezpośrednie interakcje lncRNA-białko. Ta metoda oparta na UV została następnie rozszerzona na jądra myszy, gdzie tkanki zostały rozdrobnione do zawiesiny jednokomórkowych przed fiksacją UV, umożliwiając identyfikację białek wiążących Tug1 w naturalnym kontekście tkankowym. Porównanie z interaktoma pochodzącymi z linii komórkowych ujawniło zarówno wspólne, jak i specyficzne dla tkanki interaktory. Dwie wspólne bezpośrednie interakcje zostały niezależnie zweryfikowane przez wzmocnioną immunoprecypitację krzyżową (eCLIP). Ta metoda ChIRP oparta na UV jest określana jako cPDiRT (przechwytywanie białek bezpośrednio współpracujących z celem RNA). Razem, cPDiRT umożliwia identyfikację białek wiążących lncRNA zarówno w hodowlach komórkowych, jak i w naturalnych tkankach. Połączenie dysocjacji tkankowej i fiksacji UV zapewnia szeroko stosowalną strategię do badania bezpośrednich interakcji lncRNA-białko w różnych układach narządowych.

Wprowadzenie

Ostatnio przeprowadzone badania transkryptomiczne o wysokiej wydajności odkryły tysiące długich niekodujących RNA (lncRNA), które biorą udział w różnorodnych procesach biologicznych, od organizacji chromatyny po sygnalizację komórkową1,2. Mimo ich szerokiego występowania i funkcjonalnego znaczenia, mechanizmy molekularne większości lncRNA pozostają słabo poznane. Główną przeszkodą jest identyfikacja ich fizycznych partnerów białkowych, szczególnie białek wiążących RNA (RBP)3,4,5.

Obecne met....

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

Protokół

Wszystkie roztwory zostały przygotowane z wykorzystaniem ultraczystej wody i reagentów bez nukleazy i proteazy. Wszystkie reagenty i sprzęt są wymienione w Tabeli Materiałów.

Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Komitet Etyczny ds. Zwierząt Uniwersytetu Medycznego w Nankinie (Numer zgody: IACUC-1812003-4) i zostały przeprowadzone zgodnie z Przewodnikiem dotyczącym opieki nad zwierzętami laboratoryjnymi (National Research Council, 8. wydanie). Utrzymuj samce myszy C57BL/6 (w wieku 4 tygodni) w cyklu 12 h światło/12 h ciemność z dostępem do żywności i wody ad libitum. Minimalizuj cierpieni....

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

Wyniki

Aby zidentyfikować białka wiążące Tug1, do procedury ChIRP włączono sieciowanie UV, ustanawiając metodę nazwaną cPDiRT (Rysunek 1). W pierwszej kolejności przeprowadzono konwencjonalny ChIRP w komórkach GC2, aby wzbogacić białka oddziałujące z Tug1 (Rysunek 2A, B). Analiza spektrometrią mas zidentyfikowała ponad 190 białek wzbogaconych w stosunku do kontroli negatywnej (Rysunek 2C; Tabela u.......

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

Dyskusja

cPDiRT został opracowany jako zmodyfikowany protokół oparty na ChIRP, który zastępuje wiązanie krzyżowe paraformaldehydem (PFA) wiązaniem krzyżowym UV w celu selektywnego wychwytywania bezpośrednich interakcji lncRNA-białko. Poprzez połączenie enzymatycznego dysocjacji świeżego tkanki jądrowej na pojedyncze komórki z wiązaniem krzyżowym UV, mapowanie bezpośrednich interakcji zostało rozszerzone z linii komórek hodowanych do tkanek naturalnych. Równoległe eksperymenty na hodowane komórki umożliwiły bezpośrednie porównanie.......

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

Oświadczenia

Wszyscy autorzy deklarują brak konfliktu interesów finansowych.

Podziękowania

Autorzy dziękują Qiangfeng Zhang (Uniwersytet Tsinghua) i Ci Chu (laboratorium Howard Chang) za pomocne dyskusje dotyczące oryginalnego protokołu ChIRP. K.Z. był wspierany przez Narodowe Fundusz Nauki Przyrodniczej Chin (32170858) i Program Doskonałych Liderów Akademickich Programu Wschodnich Talentów Szanghaju (BJKJ2025057). L.Y. był wspierany przez Narodowe Fundusz Nauki Przyrodniczej Chin (82571836, 32070843 i 82371617).

....

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

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
0.25% Trypsin-EDTA SolutionGibco25200056do dysocjacji tkanki i przygotowania pojedynczej zawiesiny komórkowej
100% EthanolSigma-Aldrich459844do oczyszczania RNA
AffinityScript Reverse TranscriptaseAgilent600107do syntezy eCLIP cDNA
Anti-CCT3 AntibodyAbcamAb225878przeciwciało do eCLIP
Anti-PABPC1 AntibodyAbcamAb312314przeciwciało do eCLIP
ChloroformSigma-AldrichC2432do ekstrakcji RNA
Collagenase Type IVSigma-AldrichC5138do enzymatycznej dysocjacji tkanki jąder
Dephosphorylation reagents (T4 PNK)New England BiolabsM0201Sdo defosforylacji RNA eCLIP
DMEM High Glucose MediumGibco11965092do hodowli komórkowej i buforu dysocjacji tkanki
Dynabeads MyOne Streptavidin C1 Magnetic BeadsThermo Fisher Scientific65001do wychwytywania związków probe-RNA-białko z biotinylacją
DynaMag-15 MagnetThermo Fisher Scientific12301Ddo separacji magnesowych cząstek
DynaMag-2 MagnetThermo Fisher Scientific12321Ddo separacji magnesowych cząstek
EDTASigma-AldrichE9884do chelatacji dwuwalencyjnych kationów w buforach lizy i płukania
Exonuclease INew England BiolabsM0293Sdo oczyszczania eCLIP cDNA
Fetal Bovine Serum (FBS)Gibco10099141Cdo zatrzymania trawienia trypsyną
FormamideThermo Fisher ScientificAM9342do przygotowania buforu hybrydyzacji
Hybridization OvenTUOHELF-Ido hybrydyzacji sond i płukania cząstek
Low-Melting-Temperature AgaroseSigma-AldrichA9414do selekcji wielkości biblioteki eCLIP
MinElute Gel Extraction KitQiagen28604do selekcji wielkości biblioteki eCLIP
miRNeasy Mini KitQiagen217004do oczyszczania RNA
NaClSigma-AldrichS7653do przygotowania buforu płukania z wysokim stężeniem soli
Nitrocellulose MembraneGE Healthcare / Amersham10600002do transferu zachodów eCLIP
NP-40Thermo Fisher Scientific85125do detergentu buforu płukania
Nuclease- and protease-free waterThermo Fisher Scientific10977035do przygotowania roztworów wolnych od nukleazy
NuPAGE 4-12% Bis-Tris GelThermo Fisher ScientificNP0322BOXdo selekcji wielkości eCLIP
NuPAGE Bis-Tris Precast GelsThermo Fisher ScientificNP0321BOXdo separacji białek SDS-PAGE
PBS (pH 7.4)Thermo Fisher Scientific10010023do mycia i resuspensji komórek
Phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF)Sigma-AldrichP7626inhibitor proteaz serinowych do buforu lizy komórek; dodaje się świeżo przed użyciem
Protease Inhibitor CocktailRoche4693132001inhibitor proteaz o szerokim spektrum do buforu lizy komórek; dodaje się świeżo przed użyciem
Proteinase KSigma-AldrichP4850do trawienia białek w ekstrakcji RNA
qRT-PCR Master MixThermo Fisher Scientific11704044do ilościowego RT-PCR w celu potwierdzenia wzbogacenia RNA
RNase/Protease-Free DNase I SolutionThermo Fisher ScientificEN0521do dysocjacji tkanki
RNeasy Mini KitQiagen74104do oczyszczania RNA
SDS-PAGE Sample Loading BufferBeyotimeP0286do przygotowania próbek białkowych
Shrimp Alkaline PhosphataseNew England BiolabsM0371Sdo oczyszczania eCLIP cDNA
Silver Stain KitBeyotimeP00175do wizualizowania białek w żelach SDS-PAGE
Sodium DeoxycholateSigma-AldrichD6750do detergentu buforu płukania
Sodium dodecyl sulfate (SDS)Sigma-AldrichL3771do lizy komórek i denaturacji białek
Superase-in RNase InhibitorThermo Fisher ScientificAM2694specjalizowany inhibitor RNase; dodaje się świeżo przed użyciem
T4 RNA LigaseNew England BiolabsM0204do łączenia adapterów eCLIP
Tris–HCl (pH 7.0)Sigma-AldrichT5941do przygotowania buforów lizy, hybrydyzacji i płukania
TRIzol ReagentThermo Fisher Scientific15596026CNdo ekstrakcji RNA
Ultrasonic cell crusherATPIOATPIO-650Ddo lizy komórek i fragmentacji DNA
Ultraviolet CrosslinkerAnalytik JenaUVP CL-1000do UV crosslinking interakcji RNA-białko
ureaSigma-AldrichU5128do degradacji białek eCLIP na membranie

Bibliografia

  1. Mattick JS, et al. Long non-coding RNAs: definitions, functions, challenges and recommendations. Nat Rev Mol Cell Biol. 2023;24(6):430-447.
  2. Chen LL, Kim VN. Small and long non-coding RNAs: past, present, and future. Cell. 2024;187(23):6451-6485.
  3. Ferrè F, Colantoni A, Helmer-Citterich M. Revealing protein-lncRNA interaction. Brief Bioinform. 2016;17(1):106-116.
  4. Yi W, Yan J. Decoding RNA-protein interactions: Methodological advances and emerging challenges. Adv Genet (Hoboken). 2025;6(2):2500011.
  5. Elguindy MM, Mendell JT. NORAD-induced PUMILIO phase separation is required for genome stability. Nature. 2021;595(7866):303-308.
  6. ....

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

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

BiochemiaNumer 233Numer 233Wartość pustaNumerTug1Białko wiążące RNA (RBP)eCLIPsieciowanie UVbezpośrednia interakcjawalidacja ortogonalna