Здесь мы описываем метод расширения праймера на основе флуоресценции для определения начальных точек транскрипции из бактериальных транскриптов и процессинга РНК in vivo с использованием автоматизированного секвенатора геля.
Методическая статья
Здесь мы описываем метод расширения праймера на основе флуоресценции для определения начальных точек транскрипции из бактериальных транскриптов и процессинга РНК in vivo с использованием автоматизированного секвенатора геля.
Флуоресценции основе удлинения праймера (ФПО) представляет собой молекулярный метод для определения транскрипционных отправные точки или обработки участки молекул РНК. Это достигается с помощью обратной транскрипции РНК интереса с использованием специфических флуоресцентно меченных праймеров и последующий анализ полученных фрагментов кДНК посредством денатурации электрофореза в полиакриламидном геле. Одновременно, традиционный реакции секвенирования Сэнгер запускается на гель для отображения концы фрагментов кДНК с их точными соответствующих баз. В отличие от 5'-RACE (быстрой амплификации концов кДНК), где продукт должен быть клонированной и несколько кандидатов секвенированной, основная часть фрагментов кДНК, порожденных удлинения праймера можно одновременно обнаружить в одной гелевой перспективе. Кроме того, вся процедура (с обратной транскрипцией до конечного анализа результатов) может быть завершена в течение одного рабочего дня. При использовании флуоресцентно меченных праймеров, использование опасных помечены радиоактивным изотопом реагентовможно избежать, и время обработки уменьшается, как продукты могут быть обнаружены во время процедуры электрофореза.
В следующем протоколе, мы опишем люминесцентные праймера метод расширения в естественных условиях, чтобы надежно и быстро обнаружить 5 'концы РНК вывести транскрипции отправные точки и участки для обработки РНК (например, с помощью системных компонентов токсина-антитоксина) в S. стафилококк, Е. палочка и другие бактерии.
Удлинение праймера 1 представляет собой молекулярный метод для определения 5 'концы конкретных молекул РНК до одной базовой разрешением. Преимущество с другими методами, такими как 5'-RACE (быстрой амплификации концов кДНК) является быстро время обработки и способность легко анализировать смесь различных длин молекул РНК.
Этот метод работает, подвергая молекулы РНК с обратной реакций транскрипции с использованием специфических флуоресцентных праймеров, генерации кДНК фрагменты определенной длины. Эти молекулы кДНК работать параллельно с традиционными Сэнгер секвенирования реакций 2 на денатурирующих полиакриламидных гелей и могут быть обнаружены по их флуоресценции из-за использования флуоресцентно меченных праймеров. Длины фрагментов кДНК затем оценивали по сравнению с секвенирования лестницы, позволяя отображение на концах "5 РНК.
Традиционно праймеров реакции расширения используются в сочетаниис радиоактивными изотопами для обнаружения молекул кДНК на рентгеновских пленок. В связи с опасностями для здоровья, вопросы утилизации отходов и легкостью обработки, новые протоколы используют флуоресценцию для обнаружения удлинения праймера с автоматизированных секвенсоров, хотя их чувствительность несколько ниже. Использование флуоресцентно меченных праймеров, повторяющиеся процедуры радио-маркировка может быть опущен, как люминесцентные грунтовки устойчивы в течение длительного времени (более года в наших руках).
Способ описан здесь использует автоматизированную гель секвенсор, но с небольшими изменениями, капиллярные секвенсеры может быть также использован для разделения и обнаружения кДНК 3. Параллельный характер анализа гель дает возможность обнаружить даже небольшое количество расщепления РНК или обработки. Еще одним преимуществом является высокое разрешение этого метода, как терминал расщепления или обработки даже одной базе могут быть обнаружены.
В связи с обнаружением расщепления РНК или обработки, тypically два различных типа расширений праймеров различают. В одном случае, ферментативная обработка выполняется в пробирке с использованием очищенного РНК и очищенного фермента, в то время как в другом случае, обработка выполняется в естественных условиях, и полученную РНК очищали. В обоих случаях РНК подвергают удлинение праймера проводят в пробирке, однако, в зависимости от источника РНК, либо метод называют в пробирке или в удлинение праймера в естественных условиях. В протоколе приведем здесь, мы сосредоточены только на естественных удлинения праймера в, из-за легкости использования (не очищенных белков необходимо) и возможностью определения транскрипционные отправные точки и обработку, в то же время. Тем не менее, в пробирке расширения праймеров, в принципе, созданной тем же способом и этот протокол может служить в качестве отправной точки.
Способ, показанный здесь, могут быть применены к многих видов бактерий тех пор, пока они поддаются высокойподготовка нуклеиновых кислот чистота и высокодоходным.
Исследования в нашей лаборатории сосредоточена на нормативно рамки токсин-антитоксин (таблица) систем 4,5, поля в которой метод удлинения праймера широко используется. TA-системы представляют собой небольшие генетические элементы, присутствующие в прокариотических геномов, которые состоят из стабильного и активного эндогенно токсичного белка и в основном нестабильной белка или РНК антитоксина, что противодействует токсичности 6,7. Токсин активность иногда оказывает ингибирование репликации, синтеза клеточной стенки или других механизмов, но чаще всего по активности РНКазы 8,9. Как правило, РНКазы специфика определяется путем проведения различных тестов, одним из которых является метод удлинения праймера. Грунтовка реакции удлинительные хорошо подходят для такого применения, как смесь расщепленных фрагментов и полных длины могут быть одновременно анализируют, чтобы определить их 5'-концах. Используя сочетание в пробирке и в естественных расширений праймеров,конкретных токсин РНКазы декольте, например, последовательность специфичность может быть определена 10-13.

Рисунок 1. Обзор процедуры удлинения праймера. Бактериальные культуры инкубируют и лечение в соответствии с экспериментальными потребностей. Общую РНК экстрагировали из клеток, обработанных ДНКазы I, чтобы удалить следы ДНК и подвергали реакции обратной транскрипции с использованием конкретных целевых флуоресцентных праймеров ДНК, дающие кДНК. Геномную ДНК или плазмиды, извлекаются и впоследствии используется для люминесцентных Сангер секвенирования реакций для сравнения с размером фрагментов кДНК. Продуктов удлинени праймера которые проходят вдоль Сэнгер секвенирования продуктов на денатурирующем полиакриламидном геле мочевины и анализировали с автоматизированной лазерной и микроскопом. Секвенирование база, что линии с полосой кДНК является лаул основание 5'-конца кДНК (синей стрелкой). Более подробная информация в Фекете, и др. 3 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
Обзор всей процедуры удлинения праймера можно найти на рисунке 1. Коротко, бактериальные клетки культивируют, собирают, клеточный осадок лизируют и РНК экстрагируют. Очищенная РНК затем обрабатывали ДНКазой I, чтобы удалить следы молекул ДНК, которые могли бы действовать в качестве матриц для обратной транскриптазы. Конкретные флуоресцентные праймеры будут добавлены в РНК, гибридизации в области, представляющей интерес, а затем обратной транскрипции, в результате чего одноцепочечной комплементарной ДНК (кДНК). Секвенирование лестница создается традиционной Sanger секвенирования с использованием флуоресцентных праймеров и разделены на денатурирующего полиакриламидного геля наряду из праймеров фрагментов кДНК расширение. ПолученнуюГель анализируется путем сравнения флуоресцентные полосы, что позволяет идентифицировать 5 'концах интерес. Транскрипции отправные точки и участки обработки Затем оценивается индивидуально по сравнения последовательностей.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. High Yield Получение РНК
2. Грунтовка Расширение Реакция
3. Подготовка секвенирования Лествичник
ПРИМЕЧАНИЕ: реакции секвенирования лестница требует либо умеренное количество плазмид или больших количеств геномной ДНК. Всякий раз, когда это возможно, использование плазмид в реакции последовательности рекомендуется из-за простоты изоляции и высокой сигнал интенсивность. В других случаях, мы обычно используют метод, принятый от Marmur 5,14 подготовить геномной ДНК из E. палочка и С. стафилококк клетки без необходимости использовать фенол. В принципе любой способ, который дает высокое количество и чистоту геномной ДНК может быть использована.

Рисунок 2. Инструкция о том, как создать рыбалка ДНК стержень. Удерживая кончик стеклянной пипетки Пастера в пламени горелки Бунзена. Это приводит к тому, стакан, чтобы начать плавления после нескольких секунд, создавая небольшой крюк в тон закончится. Быстро снять с огня и дать остыть в течение 1 мин.
4. Гель установки и устройство Run
Примечание: Подробная информация о том, как аппарат секвенирования гель собран, гель подготовили и как гель запуска можно найти в протоколе производителя.

Рисунок 3. разобранном виде электрофореза гель стеклянных пластин. Стеклянных пластин следует использовать направленно. Позаботьтесь, чтобы столкнуться с внутренней стороны стеклянных пластин внутрь и внешнеесторону наружу.

Рисунок 4. вид устройства в сборе гель. После введения раствора геля, карманные прокладка помещена в растворе между стеклянными пластинами. Кастинг пластину затем скользнул между передней стеклянной пластины и гелевых рельсов и обеспечены крепления железнодорожных ручки.

Рисунок 5. Крупным планом геля с акулой зуба гребенки. Образец (фиолетовый) применяется между зубами акул.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Как показано на рисунке 6, праймер реакции расширение может использоваться для определения транскрипционные начальные точки транскриптов, представляющим интерес, и может помочь вывести промоторные области (обычно идентифицируется -10 и -35 элементов). Самый верхний (длинный) Фрагмент кДНК представляет собой 5 'конец мРНК и, следовательно, может быть легко отображены в сравнении с секвенирования лестнице.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Расширение Люминесцентная грунтовка представляет собой простой и быстрый способ определения 5 'концы РНК, либо для TSP- или вторичной идентификации обработки РНК. Благодаря использованию флуоресцентных праймеров, реакции могут быть созданы и работают без дополнительных мер безопасности (в отличие от случая радиоактивно меченых праймеров). Как образцы будут обнаружены с помощью флуоресценции, они могут быть отображены в то время как электрофорез в ходе которого позволяет проводить быстрый анализ в сравнении с радиоак...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы не раскрывают ничего, что могло бы привести к конфликту интересов.
Мы благодарим Анну Вочеле за ее помощь в лаборатории и Веру Аугсбургер за помощь с автоматическим секвенсором геля. Благодарим Deutsche Forschungsgemeinschaft за финансирование в виде грантов BE4038/2 и BE4038/5 в рамках «приоритетных программ» SPP1316 и SPP1617.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Обратная транскриптаза AMV (20-25 Ед/&микро; l) | NEB / Roche | NEB: M0277-T / Roche: 10109118001 | |
| DNase I (без РНКазы) | Ambion (life technologies) | AM2222 | |
| FastPrep-24 Instrument | MPBio | 116004500 | |
| Флуоресцентно меченые праймеры | Biomers | н/д 5 | ' Модификация DY-681 обыкновенный" ДНК-олигонуклеотиды. Совместимые красители, такие как LICOR IRDye 700/800, также доступны у других поставщиков, таких как IDTdna. |
| Li-Cor 4200 Секвенсор с ImagIR Программное обеспечение для сбора данных | Li-Cor | Продукт снят с производства | |
| NanoDrop 2000 | Thermo Scientific | ||
| Нуклеазная вода | Ambion (life technologies) | AM9915G | |
| Мини-набор для подготовки плазмиды | QIAGEN | 12125 | |
| RapidGel-XL-40% Концентрат | USB | US75863 | |
| БУФЕР ДЛЯ ХРАНЕНИЯ РНК | Ambion (life technologies) | AM7000 | |
| Roti-Aqua-P/C/I | Carl Roth | X985.3 | Альтернатива: " Кислота-фенол: хлороформ, pH 4,5 (с IAA, 125:24:1)» от Ambion (AM9720) |
| SUPERase• Набор для секвенирования цикла ингибитора РНКазы | Ambion (life technologies) | AM2696 | |
| Thermo Sequenase с флуоресцентно меченым праймерным циклом с 7-deaza-dGTP | GE Healthcare | RPN2538 | |
| реагентом TRIzol | life technologies | 15596-026 | |
| Гранулы диоксида циркония/диоксида кремния 0,1 мм | BioSpec | 11079101z |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение