Aqui nós utilizamos a metodologia FISH para rastrear LINE-1 retrotransposição no nível núcleos único dos spreads de cromossomos de linhas celulares HepG2 expressam de forma estável LINE-1 sintético.
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Artigo de método
Aqui nós utilizamos a metodologia FISH para rastrear LINE-1 retrotransposição no nível núcleos único dos spreads de cromossomos de linhas celulares HepG2 expressam de forma estável LINE-1 sintético.
O elemento nuclear intercalado longo-1 (Linha-1 ou L1) é responsável por aproximadamente 17% do DNA presente no genoma humano. Embora a maioria dos L1s esteja inativa devido a truncamentos de 5 ', ~ 80-100 desses elementos permanecem competentes para retrotransposição e se propagam para diferentes locais ao longo do genoma por meio de intermediários de RNA. Embora se acredite que os L1s mais antigos tenham como alvo regiões ricas em AT do genoma, os alvos cromossômicos de L1s mais novos e ativos permanecem mal definidos. Aqui descrevemos a metodologia de hibridização in situ de fluorescência (FISH) que pode ser usada para rastrear padrões de inserção de L1 e taxas de incorporação ectópica de L1 no nível de núcleo único. Nesses experimentos, sondas de neomicina marcadas com isotiocianato de fluoresceína / cianina-3 (FITC / CY3) foram empregadas para rastrear a retrotransposição de L1 in vitro em células HepG2 expressando de forma estável L1 ectópica. Essa metodologia evita erros na estimativa das taxas de retrotransposição impostas pela toxicidade e leva em conta a ocorrência de múltiplas inserções em um único núcleo.
Humano longo Intercaladas Nuclear Elemento-1 (Linha-1 ou L1) é um elemento móvel autônomo que se propaga dentro do genoma através de um "copiar e colar" mecanismo de retrotransposição. Um L1 humano típico é ~ 6 kb de comprimento e é composto por uma 5'UTR (região não traduzida) que serve como um promotor, duas grelhas de leitura abertas (ORFs): L1 e L1 -ORF1 -ORF2, e um 3'UTR com um poliA . -ORF1 cauda proteína L1 tem três domínios distintos: um domínio de bobina da bobina, ARN reconhecimento do motivo e domínio C-terminal, enquanto que a proteína L1 -ORF2 tem endonuclease, transcriptase reversa e rico em cisteína domínios 1,2,3,4,5. L1 -ORF1 exibe actividades chaperonas de ácido nucleico, enquanto L1 -ORF2 fornece actividades enzimáticas, com ambas as proteínas necessárias para a retrotransposição 1,2,6.
Um ciclo de L1 retrotransposição começa com a transcrição da 5'UTR de L1 ARNm bicistrónico pela ARN-polimerase II, a translocação para o citoplasma, e a tradução. No citoplasma, L1 -ORF1 exposições quer liga�o ao cis em que empacota o seu próprio RNA ou trans onde liga�o ao empacota outros ARN (isto é, forma de seno / Svas / pseudogenes) para formar uma partícula ribonucleoproteica (RNP) com L1 -ORF2p 7, 8. RNP translocar para o núcleo, onde a actividade de endonuclease de L1 -ORF2p cortes de ADN genómico (ADNg) para expor um OH - Grupo 9, que por sua vez é usado por transcriptase reversa para escorvar e reverso de ARN a sintetizar ADN a partir da extremidade 3 '. Durante a síntese inverso, a segunda cadeia de ADN é cortado 7-20 pb a partir do site original nick para criar quebras escalonados que são preenchidos para formar a assinatura sequências de inserção L1 (por exemplo, TTTTAA) chamados duplicações no local alvo (TSD) 9,10. Este processo é conhecido como o principal alvo da transcrição reversa (TPRT) e leva a insertina de cópias completas ou truncadas de L1 / outros ADNs com TSDs em ambas as extremidades da sequência inserida. L1 retrotransposição também tem sido mostrado para ser mediada através TPRT semelhante de extremidades não homólogas-se juntar, em alguns tipos de células 11.
O vector de L1 retrotransposição empregue nos nossos estudos é não-epissomal e consiste em etiquetado L1 -ORF1 & 2p impulsionado por promotores CMV-L1-5'UTR combinadas (Figura 1) 12. As versões anteriores desta construção foram descritos em estudos utilizando leveduras e culturas de células humanas 13,14,15. Dois promotores de CMV distintas localizadas nas extremidades 5 'e 3' do vector, com a extremidade 3 'colocado na orientação inversa, para dirigir a expressão da neomicina após splicing e integração. A cassete de indicador retrotransposição na extremidade 3 'de um composto anti-sentido do gene inserido a neomicina L1 -ORFs e tornada inactiva por separação em duas metades por uma globno intrão com splicing dador (SD) e locais de splicing aceitador (SA) (Figura 1). Após a integração num cromossoma, L1 é transcrito a partir do promotor comum para produzir um ARNm que consiste de um ARNm bicistrónico e ARNm neomicina inactivo. Durante o processamento de ARN, o intrão de globina é spliced out do gene da neomicina para restaurar um gene da neomicina totalmente funcional. O ARNm híbrido é embalada em uma RNP em cis e translocado para o núcleo, onde ele é integrado no genoma como qualquer um de comprimento completo ou truncadas, utilizando inserções TPRT.
Aqui nós descrevemos uma metodologia que utiliza hibridização fluorescente in situ (FISH) com sondas especificamente dirigidas ao gene neomicina emendado (Sneo) para rastrear padrões de -retrotransposiition L1 e as taxas de inserção no nível de núcleo único. A eficiência e especificidade da detecção foi confirmada usando retrotransposição competente e construções incompetentes e sondas para detect Sneo ou a neomicina e globina junção intron 16. Esta metodologia é responsável por algumas das deficiências de ensaios retrotransposição base de cultura de células, tais como várias inserções, resistência à colónia e expansão clone favorável.
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NOTA: Todos os passos devem ser realizados à temperatura ambiente a menos que especificado de outra forma. Consulte a seção Reagentes para obter detalhes sobre como preparar reagentes individuais.
1. Rotulagem L1 Sondas
NOTA: As sondas podem ser marcadas através de marcação química ou PCR.
2. Preparar Spreads cromossômicas
3. Fluorescence In Situ Hybridization (FISH)
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Um diagrama esquemático do vector de retrotransposição L1 é apresentado na Figura 1. O vector consiste em um gene da neomicina em orientação anti-sentido para L1 ORFs que é interrompida por um intrão de globina em orientação com sentido e colada por DP Sites e SA. Quando integrado de forma estável no cromossoma, L1 ARNm é transcrito a partir do promotor de CMV e combinado L1-5'UTR (Figura 1). Durante o processamento de ARN,...
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Metodologias como toda a sequenciação do genoma, PCR inversa e transferência de Southern foram utilizados para estudar L1 retrotransposição. Embora estas metodologias são extremamente valiosas na localização onde ocorrem inserções de L1 dentro de genomas, um desafio de confusão para todos eles, é a necessidade de programação in silico para montar sequências. A metodologia aqui descrita FISH foi concebido para complementar estes métodos, especialmente no caso dos estudos que requerem a...
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Os autores declaram não haver potenciais interesses concorrentes.
Este trabalho foi apoiado em parte por doações do Instituto Nacional de Ciências da Saúde Ambiental (ES014443 e ES017274) e da AstraZeneca para a KSR.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Sondas de Rotulagem | |||
| Go Tag DNA polimerase | Promega | M3178 | |
| GO Tag 10x tampão incolor | Promega | M3178 | |
| Individual dNTP | Sigma | DNTP10 | Ajuste a concentração de dATP, dGTP, dCTP para 2 mM e dTTP para 1,5 mM em água livre de nuclease. |
| dUTP-16-Biotina (0,5 mM) | Roche | 11093070910 | |
| dUTP-FITC (0.5 mM) | Thermo Scientific | R0101 | |
| dUTP-CY3 (0.5 mM) | Sigma | GEPA53022 | |
| Kit de Rotulagem de PEIXES MIRUS | MIR3625 | ||
| Kit de Rotulagem de PEIXES MIRUS | de PCR NucleoSpin MIR3225 | MIRUS | |
| Qiagen | 1410/0030 | Qualquer reagente limpo de PCR pode ser usado no lugar do kit de limpeza de PCR NucleoSpin | |
| de PCR | Qualquer máquina termocicladora pode ser usada para amplificar o produto de etiqueta. | ||
| Agarose | Sigma | A9539 | |
| Preparando Spreads Cromossômicos | |||
| Colcemid | Life Technologies | 15212-012 | Adicionar Colcemid diretamente ao meio de crescimento até uma concentração final de 0,4 µ g/ml |
| 1 M KCl | Sigma | P9541 | Diluir 1 M KCl solução para 75 Solução mM para fazer Solução Hipotônica |
| Solução Fixadora | Misture 3 volumes de metanol e 1 volume de ácido acético para fazer Solução Fixadora Carnoy. Faça fresco todas as vezes. | ||
| Metanol | Sigma | 322415 | |
| Ácido acético | Sigma | 320099 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Dissolver Hoechst-33342 em PBS até a concentração final de 1 mg/ml. |
| Marcador de Ponto de Diamante | Thermo Scientific | 750 | |
| Lâminas Foscas | Thermo Scientific | 2951-001 | |
| Tripsina-EDTA (0,25%) | Life Technologies | R001100 | Para detechar células, incube a célula em tripsina por 5 min e inativa com igual volume de meio completo. |
| Corrediças de cobertura | VWR | 48366067 | |
| Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| Heat Block | Qualquer bloco de calor pode ser utilizado para este fim, embora sejam recomendados blocos para aquecimento de corrediças. | ||
| Copo (600 ml) | Sigma | CLS1003600 | Encha o copo com água, aqueça para ferver, use o vapor quente para estourar os cromossomos. |
| Microscópio Nikon | Nikon | 125690 | Qualquer microscópio pode ser usado para observar a qualidade da propagação. |
| Reagentes e Materiais para FISH | |||
| Citrato trissódico | Sigma | S1804 | |
| Criride de sódio | Sigma | S3014 | |
| Formamida | Sigma | F9037 | |
| Tween-20 | Sigma | F1379 | |
| Detran Sulfato | Sigma | D8906 | |
| SDS | Sigma | L3771 | |
| Salmon Sperm DNA | Life Technologies | 15632-011 | |
| Albumina de Soro Bovino (BSA) | Sigma | A8531 | |
| HCl (N) | Sigma | 38283 | |
| Álcool Etílico | Sigma | 459844 | |
| Metanol | Sigma | 322415 | |
| DPBS | Life Technologies | 14190-250 | |
| NaOH | Sigma | S8045 | |
| Rnase A | Sigma | R4642 | |
| Pepsina | Sigma | P6887 | |
| Paraformaldeído (PFA) | Sigma | P6148 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Dissolver Hoechst-33342 em PBS até a concentração final de 1 mg/ml. |
| Cimento de Borracha/Selante Cytobond | 2020-00-1 | ||
| Sete Frascos Coplin | Thermo Scientific | 107 | |
| Câmara Umidificada Escura | Sigma | CLS2551 | |
| Lâminas de Cobertura | VWR | 48366067 | |
| Bloco de Calor Digital Seco | VWR | 13259 | |
| Microscópio | |||
| 20x Citrato de Sódio-Salino (20x SSC) | Combine 175 g de NaCl e 88,2 g de citrato trissódico com 800 ml de H2O. Agitar enquanto regula para pH 7. Assim que todos os sais se dissolverem, ajuste o volume para 1 L e filtre através de 0,22 µ m Papel de filtro. Armazene a 4 ° C. | ||
| 1 mg/ml de Rnase A | Diluir 20x tampão SSC para 2x tampão SSC. Dissolva a RNase A em 2x tampão SSC até uma concentração final de 1 mg/ml. Faça uma nova solução todas as vezes. | ||
| Pepsina | Dissolva a pepsina (W/V) em HCl 10 mM até uma concentração final de solução a 1%. Faça sempre fresco. | ||
| 4% de Paraformaldeído (4% PFA) | Pese 4,0 g de PFA na capela de exaustão, adicione 50 ml de 1xPBS, aqueça a 60 ° C enquanto mexe e ajuste o pH com gotas de NaOH até que todo o PFA se dissolva e a solução fique límpida. Ajuste o volume para 100 ml, filtre através de 0,22 µ m Papel de filtro e armazene alíquotas de 5 ml a -20 °C. Alíquota de descongelamento de PFA em 37 ° C por 10-15 min para usos subsequentes. Ajuste o tamanho do filtro dependendo da quantidade de paraformaldeído. | ||
| Tampão | de lavagem Combine 100 ml de formamida (20%) com 2,5 ml de 20x SSC, ajuste para pH 7 com 1,0 M HCl e leve o volume para 500 ml com grau molecular H2O. | ||
| Tampão | Combine 50% de formamida, 10% de sulfato de dextrano, 0,1% de SDS e 300 ng/ml de DNA de esperma de salmão em 2x tampão SSC. A quantidade de formamida determina o quão focadas são as cromátides; titular a quantidade. | ||
| Buffer | Dilua o buffer SSC de 20x para 4x e adicione 0,2% de Tween-20 para fazer o buffer de detecção. | ||
| Tampão de bloqueio | Combine albumina de soro bovino (BSA) a 5% com Tween-20 a 0,2% em tampão SSC 4x. | ||
| desidratante | Faça soluções de etanol de 70%, 80% e 95%. |
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