Здесь мы описываем анализ репортерного гена на основе клеток как ценный инструмент для скрининга химических библиотек на наличие соединений, модулирующих механизмы посттранскрипционного контроля, осуществляемые через 3' UTR.
Методическая статья
Здесь мы описываем анализ репортерного гена на основе клеток как ценный инструмент для скрининга химических библиотек на наличие соединений, модулирующих механизмы посттранскрипционного контроля, осуществляемые через 3' UTR.
И транскрипции и пост-регуляция транскрипции имеют огромное влияние на экспрессию генов. Тем не менее, общепринятые на основе клеток методы скрининга сосредоточиться на регуляции транскрипции, являясь, по сути, направленные на выявление промотора таргетирования молекул. В результате, после транскрипции механизмы в основном раскрыты в экспрессии генов развития целевых лекарств. Здесь мы опишем клеточном анализе, направленную на изучение роли нетранслируемой области (3 '3 УТР) в модуляции судьбе своего мРНК, и в идентификации соединений, способных изменить его. Анализ основан на использовании люциферазы репортерного конструкта, содержащего 3 'UTR из интересующего гена стабильно интегрирован в болезнь релевантных клеточной линии. Протокол разделен на две части, с особым акцентом на первичном скрининге, направленной на идентификацию молекул, влияющих на активность люциферазы после 24 ч обработки. Вторая часть протоколаописывает против скрининга необходимо разделить соединения, модулирующие активность люциферазы в частности, путем УТР в 3 '. В дополнение к подробным протокола и репрезентативные результаты, мы обеспечиваем важных соображений о развитии анализа и проверки на попадание (ов) на эндогенной мишени. Описано на основе клеток репортер ген анализ позволит ученым идентифицировать молекулы, модулирующие уровни белка с помощью пост-транскрипционных механизмов, зависящих от 3 'UTR.
В течение длительного периода транскрипции регуляции экспрессии генов считалось, играть существенным, если не исключительную роль в области контроля над производством белка. Накопленные данные, однако, показывает, что после транскрипции регулирование способствует столько же, если не более, регуляции транскрипции, чтобы определить клеточный белок обилие 1,2. Посттранскрипционных контроль экспрессии генов является гораздо более сложным и сложным, чем это было на первый взгляд. В самом деле, все различные этапы пост-контроля транскрипции появились, чтобы быть регламентированы, в том числе процессинга мРНК, локализации, оборота, перевод 3, а также недавно описанных обратимой РНК метилирования 4. Из числа посттранскрипционных регуляции процессов могут быть затронуты, анализа, описанного ниже фокусируется на тех, которые связаны 'нетранслируемой области (3' мРНК 3 UTR). 3 'UTR широко влияет мРНК судьбу в основном через специфического взаимодействия РНК-связывающего прoteins и некодирующие РНК к ее регуляторных последовательностей и / или вторичных структур 5. Таким образом, малые молекулы, которые изменяют эти взаимодействия или вмешиваться в верховьях передачи сигнала сместится баланс, который регулирует белковый изобилие. Этот терапевтический подход имеет особое значение для человека патологий, для которых существуют доказательства того, показывающие, что болезнь-актуальных гены подвергаются пост-транскрипционной регуляции, которая, таким образом, представляет собой потенциальную мишень для фармакологического вмешательства. Таким образом, системы, позволяющие для скрининга модуляторов уровни мРНК "путем вмешательства с посттранскрипционных механизмов управления в формате высокой пропускной могут стать ценным инструментом в идентификации возможных методов лечения романа.
Описанный на основе клеток ген-репортер анализ позволяет для идентификации соединений, способных модулировать мРНК судьбу с помощью механизмов, зависящих от ее 3'-UTR. Он состоит из нескольких главная Сomponents (рисунок 1) и требует несколько предварительных шагов для проверки возможности анализа. Прежде всего, репортер конструкция предназначена для включения UTR 3'от интересующего гена. 3 'UTR слит с конца гена-репортера, например, люциферазы светлячка (фиг.1). Любые изменения в пост-транскрипционных механизмов контроля, осуществляемого с помощью вставленной 3 'UTR изменит стабильность и / или эффективность трансляции этого химерного транскрипта, что приводит к различным уровням люциферазы. Таким образом, изменения в активности люциферазы служить косвенной мерой пораженной после регуляции транскрипции интересующего гена. Второй компонент системы является контроль репортерной конструкцией, идентичной плазмида экспрессии, который выражает тот же ген-репортер, но не содержит каких-либо 3 'UTR. Два репортер плазмиды могут быть разработаны в лаборатории с использованием обычных протоколов молекулярной биологии и приобрести у коммерческих источников.
Выбор соответствующей клеточной линии является критическим для строительства анализа. Какие клеточная линия оптимальная модель зависит от многих факторов, начиная от клинических потребностей, таких как максимальное сходство с патологией просто практических вопросов, таких как характеристики доступности, transfectability и роста. Важно отметить, что до продолжения необходимо убедиться, что слияние 3 'UTR, чтобы гена-репортера имеет ожидаемый эффект на уровне химерного транскрипта. Отсутствие существенных различий в люциферазы сигнал от 3 'UTR-подшипника и управления репортера конструкций временно трансфицировали в выбранных клетках будет означать, что 3' UTR не работает в этой клеточной модели, запроса на поиск альтернативных единиц. Для формата высокой пропускной, 3'-UTR-подшипников и контроль конструкции репортера люциферазы должно быть стабильно интегрирована в выбранной клеточной линии. Использование стабильно интегрировать по трансфицированыклеточная линия, предпочтительно по нескольким причинам. Это позволит расширить выбор сотовой модели, включая труднодоступных трансфекции клеточных линий, уменьшить изменчивость в данных, возникающих в результате колебаний эффективности трансфекции, стихают затраты. Кроме того, при временной трансфекции клеток очень часто перегружена плазмиды ДНК, ведущем к насыщению системы. В этих условиях дальнейшее увеличение экспрессии репортера может быть сложным, что приводит к снижению чувствительности к потенциальным соединений повышающей регуляции.
Наконец, когда все компоненты пробы, установлены, очень важно, прежде чем перейти к формату высокой пропускной определить целесообразность анализа, то есть, если активность люциферазы может быть действительно вверх и вниз регулируется частности, с помощью вставляется 3 ' УТР. Лучшие контроль будет малые молекулы, представленные модулировать стабильность или возможности перевода мРНК с помощью UTR 3'интерес. Если наличие нихневозможно, суррогатные управления, имитирующие желаемого эффекта не принимаются. Это могут быть микроРНК или РНК-связывающие белки, известные проявляют свое действие посредством связывания с 3 'UTR интереса. Оценка таких элементов управления, прежде чем первичный скрининг показывает не только функциональные возможности разработанного теста, а также позволяет для оценки его динамический диапазон, чувствительность и производительность в формате высокой пропускной способности.
Использование описанного протокола мы провели скрининг в 2000-библиотеки соединений 6. Нейробластома, наиболее распространенным экстракраниальных твердое опухоль младенчестве, был использован в качестве биологической модели и 3 'UTR онкогена MYCN, чьи амплификации сильно предсказывает неблагоприятный исход из нейробластомы, как гена-мишени 7. Рисунок 2 описывает экспериментальную схему. Скрининг был разделен на три трассы с размером партии 27 пластин, обследованных на один проход. Партия 27 пластин включены библиотеки набора спектраПлиты n.1-n.8 + n.25 (первый запуск), N.9-n.16 + n.25 (второй заход) и n.16-n.24 + n.25 (третий ход), каждый плита показан в трех экземплярах. Таким образом, одна библиотека пластина (n.25) анализировали во всех трех прогонов делает возможным сравнение между перспективе. Протокол ниже описывает один проход 9 библиотеки пластин, испытанных в трех экземплярах.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ПРИМЕЧАНИЕ: пропускная способность таких систем анализа зависит от доступного HTS лабораторного оборудования. Этот протокол облегчается EVO 200 робота Tecan Freedom, который выполняет наливных в формате 96-луночного. Миниатюризация в формат 384-а также возможно. Роботизированная система обработки жидкости расположен под колпаком с ламинарным потоком с целью поддержания асептических условий во всех экспериментальных этапов. Если нет жидкого обработки автоматизации не доступен, протокол может быть легко адаптирована к форме низкой пропускной способности.
Первичного скрининга
1. День 1: Подготовка и клеток семян
Примечание: семенной клетки с получением 80% слияния в момент тестировани активности люциферазы, т.е. 48 ч после посева.
2. День 2: Лечение клеток с помощью библиотечных соединений
ntent "> Примечание: Библиотека малая молекула Коллекция спектр состоит из 2000 соединений, расположенных в 8 строк и 10 столбцов в 25 96-луночные планшеты при концентрации 10 мМ в ДМСО Лунки на первых и последних столбцах пусты для контроля. . Соединение скрининговых исследований обычно проводится при 1-10 мкМ концентрации соединения 8. Протокол скрининга, описанный здесь фиксирует 2 мкм, как в рабочей концентрации и 24 ч в качестве конечной анализ точки.3. День 3: Выполните люциферазы
Примечание: Перед выполнением анализа люциферазы, можно мультиплексировать его с жизнеспособности клеток анализа, основанного на сокращение резазурин, чтобы получить индекс клеточной жизнеспособности из каждой лунки 9. Мультиплексирование люциферазы и жизнеспособность анализа Анализы приводит к уменьшению сигнала люциферазы, что, однако, может быть проигнорирован, если эти клетки обеспечивают достаточно высокий уровень активности люциферазы. Активность люциферазы могут быть обнаружены с помощью различных коммерческих и домашние 10,11 люциферазы реагентов со стабильным сигналом люминесцентного.
4. День 4: Анализ данных
5. Counter-скрининг
ПРИМЕЧАНИЕ: Соединения, указанные в основного экрана (с маркировкой «хиты») подтверждены и оценены специфики встречной проверки.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Использование описанного подхода мы провели скрининг с 2000-библиотеки соединений для потенциальных модуляторов посттранскрипционных контрольных механизмов, оказываемое через 3 'UTR гена MYCN. Рисунок 3 иллюстрирует результаты первичного скрининга на примере одной библиотеке пластины. Люциферазы сигнала отображается как процент обработанных носителем контрольных получали путем измерения активности люциферазы в трех повторах пластин CHP134-mycn3UTR клетках, обработанных соединений в одной библио...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол описывает клеточный анализ репортерного гена, направленный на идентификацию модуляторов, нацеленных на 3'-UTR-зависимые посттранскрипционные процессы. Он включает в себя первичный скрининг и контрскрининг и, при необходимости, может сопровождаться анализом цитотоксичности. Результатом первичного скрининга является ряд ценных соединений-кандидатов, воспроизводимость и специфичность которых дополнительно подтверждаются при контрскрининге.
Идентификация первичных попаданий основана ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих финансовых интересов.
Мы благодарим Итальянский фонд нейробластомы за полную финансовую поддержку этого проекта.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Планшет для культуры 96-луночный белый | PerkinElmer | 6005688 | |
| StorPlate 96-луночный U-образный дно (планшет для разведения) | PerkinElmer | 6008190 | |
| 100 мл одноразовый корыто для реагентов | Tecan | 10 613 048 | |
| 300 мл одноразовый роботизированный резервуар | VWR | PB12001301 | |
| Роботизированные наконечники DITI 50 μ l Стерильные | наконечники Tecan | 30038607 | |
| робота DITI 200 μ l Стерильный | Tecan | 30038617 | |
| Matrix 1,4 мл 2D с штрих-кодом, пробирки с плоским дном | Thermo Scientific | 3711 | |
| ONE-Glo Luciferase Assay System | Promega | E6120 | |
| RPMI | Lonza | BE12-918F | |
| PBS-1x, без Ca2+, Mg2+ | Lonza | BE17-516F | |
| L-Glutamine 200 mM | Lonza | BE17-605E | |
| FBS | Lonza | DE14-801F | |
| DMSO | Sigma-Aldrich | D8418 | |
| Коллекция Spectrum (составная библиотека) | MicroSource Discovery Systems | N/A | |
| Tecan Freedom EVO200 робот | /A | ||
| Tecan F200 | Текан | Н/Д |
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