$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Várias técnicas foram desenvolvidas para determinar a meia-vida dos mRNAs. A técnica de decaibilidade de perseguição de pulso, que utiliza mRNAs rotulados, permite a avaliação simultânea de uma grande piscina de mRNAs com perturbação celular mínima. No entanto, essa abordagem não permite uma estimativa direta da meia-vida de uma única transcrição genética e não pode ser implementada para estudar a modulação pós-transcricional de um mRNA após a estimulação com fatores de crescimento, ROS, alarminas ou inflamação1.
O uso de inibidores de transcrição, como actinomicina D e α-amanitina, é um método relativamente simples para medir a cinética da degradação do mRNA ao longo do tempo. Uma das principais vantagens dessa abordagem em relação à das técnicas anteriores, (ou seja, perseguição de pulso) depende da capacidade de estimar diretamente a meia-vida de uma determinada transcrição e comparar como diferentes tratamentos poderiam afetar sua cinética de degradação. No entanto, o impacto deletério significativo dos inibidores de transcrição na fisiologia celular representa uma grande desvantagem da abordagem2. De fato, a inibição de todo o transcriptome celular com essas drogas tem o efeito colateral negativo de perturbar a síntese de elementos-chave envolvidos na estabilidade do mRNA, como microRNAs (miRNAs), bem como a expressão e síntese de proteínas de ligação de RNA, que são importantes para a degradação e estabilidade do mRNA. A perturbação severa da transcrição genética por essas drogas poderia, portanto, modificar as curvas de degradação das transcrições.
O sistema de indução do promotor representa uma terceira abordagem para medir a meia-vida de um mRNA específico. Este método mede a degradação de um mRNA específico de forma semelhante aos métodos que utilizam inibidores de transcrição. Dois tipos de sistemas de indução são frequentemente utilizados: o promotor c-fos induzido pelo soro3 e o sistema induível Tet-Off4. Com o sistema c-fos, o uso de inibidores de transcrição que podem ser tóxicos para a célula não é necessário. No entanto, este método requer a sincronização do ciclo celular, o que impede a avaliação da estabilidade real de uma transcrição durante a interfase5. Em contraste, o sistema Tet-Off permite a forte expressão do gene de interesse (GOI) o controle de um promotor sintético regulado por tetraciclina. Este sistema requer a presença de dois elementos que devem ser cotransfecdos na célula para serem funcionais. O primeiro plasmídeo (pTet-Off) expressa a proteína regulatória tTA-Adv, um fator híbrido de transcrição sintética composto pelo repressor procariótico TetR (de Escherichia coli) fundido a três domínios de transativação de transcrição da proteína viral HSV VP16. O GOI é clonado no plasmídeo pTRE-Tight o controle de um promotor sintético (PTight),compreendendo a seqüência mínima do promotor citomegalovírus (CMV) fundido a sete repetições da seqüência do operador tetO. A transcrição do gene a jusante de PTight depende da interação de TetR com tetO. Na presença de tetraciclina ou sua derivada, doxiciclina, o repressor TetR perde sua afinidade com o operador de tetO, levando a uma cessação da transcrição4. As características do sistema Tet-Off tornam-no um modelo ideal para o estudo da expressão específica do mRNA em células eucarióticas, evitando potenciais efeitos pleiotrópicos que são secundários à ausência de seqüências regulatórias procadroticas em células eucarióticas6. Normalmente, linhas de células Tet-Off duplamente estáveis (HEK 293, HeLa e PC12) são usadas com este sistema para integrar cópias do regulador e plasmídeos de resposta para acesso conveniente à expressão genética controlável7,8,9.
Vários modelos de células epiteliais aláslaras na cultura têm sido usados para estudar a biologia celular e molecular do epitélio alveolar. Durante anos, os pesquisadores utilizaram extensivamente células primárias humanas ou roedores10,11, bem como linhas celulares imortalizadas, como células Humanas A549 ou RLE-6TN de rato12,13. Embora geralmente sejam menos proliferativas e mais difíceis de cultura e transfect, as células epiteliais aleláscas na cultura primária continuam sendo o padrão-ouro para o estudo da função e disfunção do epitélio alveolar em condições fisiológicas e patológicas. De fato, linhas celulares imortalizadas como as células A549 não exibem as características complexas e fenótipos das células primárias, enquanto as células epiteliais alveolares na cultura primária recapitulam as principais propriedades do epitélio alveolar, em particular a capacidade de formar uma barreira polarizada e apertada14,15. Infelizmente, essas células são muito resistentes às técnicas convencionais de transfecção, como aquelas que utilizam liposóis, tornando muito difícil o uso de um sistema induzido pelo promotor, como o Tet-Off.
A modulação pós-transcricional de mRNAs é um dos métodos mais eficazes para modular rapidamente a expressão genética de uma transcrição16. A região não traduzida do mRNA 3 'UTR' desempenha um papel importante nesse mecanismo. Foi demonstrado que, ao contrário do UTR de 5', há uma correlação exponencial entre o comprimento do UTR de 3' e as complexidades celular e morfológica de um organismo. Essa correlação sugere que o UTR de 3'', como as regiões de codificação mRNA, tem sido submetido à seleção natural para permitir uma modulação pós-transcricional cada vez mais complexa ao longo da evolução17. O UTR de 3' contém vários locais de ligação para proteínas e miRNAs que afetam a estabilidade e a tradução da transcrição.
No presente trabalho, desenvolvemos uma ferramenta para investigar o papel de domínios altamente conservados no UTR de 3' de um GOI para o controle da estabilidade da transcrição. Focamos no canal epitelial de sódio, subunidade alfa (αENaC), que desempenha um papel fundamental na fisiologia epitelial aveolar18. As células epiteliais alveolares na cultura primária foram transfecentes com sucesso com os dois componentes do sistema Tet-Off, o que permite o estudo do papel do UTR de 3' na estabilidade do mRNA com um sistema que afeta minimamente a fisiologia celular e o metabolismo em comparação com o uso de inibidores de transcrição com outros protocolos. Uma estratégia de clonagem foi desenvolvida para diferenciar a expressão do GoI da do gene endógeno utilizando um epítopo não totalmente expresso (V5). A resposta e os plasmídeos regulatórios foram então transferidos para células epiteliais aláscas usando uma técnica de eletroporação de pipeta. Posteriormente, a expressão da transcrição foi medida pela incubação das células com doxiciclina em diferentes intervalos de tempo. A meia-vida da transcrição foi avaliada por RT-qPCR com um método Cq modificado utilizando o produto transfeccionado tTA-Ad mRNA para normalização. Através do nosso protocolo, oferecemos uma maneira conveniente de estudar a modulação pós-transcricional de uma transcrição em diferentes condições e definir o envolvimento das regiões não traduzidas com mais detalhes.