Здесь мы используем методологию FISH для отслеживания LINE-1 ретротранспозиции на одном уровне ядер в хромосомных спредов клеточных линий HepG2 , стабильно экспрессирующих синтетический LINE-1.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы используем методологию FISH для отслеживания LINE-1 ретротранспозиции на одном уровне ядер в хромосомных спредов клеточных линий HepG2 , стабильно экспрессирующих синтетический LINE-1.
Длинно перемежающийся ядерный элемент-1 (Line-1 или L1) составляет примерно 17% ДНК, присутствующей в геноме человека. В то время как большинство L1s неактивны из-за 5'-усечений, ~80-100 из этих элементов остаются ретротранспозиционными и распространяются в различные места по всему геному через промежуточные РНК. В то время как считается, что более старые L1 нацелены на богатые АТ участки генома, хромосомные мишени новых, более активных L1 остаются плохо определенными. Здесь мы описываем методологию флуоресцентной гибридизации in situ (FISH), которая может быть использована для отслеживания паттернов встраивания L1 и скорости эктопического включения L1 на уровне одного ядра. В этих экспериментах меченые флуоресцеином зонды изотиоцианата/цианина-3 (FITC/CY3) были использованы для отслеживания ретротранспозиции L1 in vitro в клетках HepG2, стабильно экспрессирующих эктопический L1. Эта методология предотвращает ошибки в оценке скорости ретроттранспозиции, вызванной токсичностью, и учитывает возникновение множественных вставок в одно ядро.
Человек Длинные перемежаются Ядерный элемент-1 (линия-1 или L1) представляет собой автономный подвижный элемент , который распространяется внутри генома через "копировать и вставить" механизм ретротранспозиции. Типичный человек L1 имеет длину ~ 6 кб и состоит из 5'UTR (Непереведенные область) , который служит в качестве промотора, две открытые рамки считывания (ORFs): L1 -ORF1 и L1 -ORF2 и 3'UTR с полиА . хвост L1 -ORF1 белок имеет три различных областях: доменное катушки катушки, РНК и распознавания Motif С-концевой домен, в то время как L1 -ORF2 белок имеет эндонуклеазы, обратной транскриптазы и цистеина богатые домены 1,2,3,4,5. L1 -ORF1 проявляет деятельность нуклеиновой кислоты Chaperone, в то время как L1 -ORF2 обеспечивает ферментативную активность, с обоих белков , необходимых для ретротранспозиции 1,2,6.
Цикл L1 ретротранспозиции начинается с транскрипции от 5' - UTR L1 , бицистронный мРНК с помощью РНК-полимеразы II, транслокации в цитоплазму, и перевод. В цитоплазме L1 -ORF1 проявляет либо цис -связывающим , где пакеты свою собственную РНК или транс -связывающим , где пакеты других РНК (т.е., синусоида / СВА / Псевдогены) с образованием рибонуклеопротеиновый частицы (RNP) с L1 -ORF2p 7, 8. Рибонуклеопротеиды транслокации в ядро , где эндонуклеаза активность L1 -ORF2p зарубок геномную ДНК (GDNA) , чтобы разоблачить ОН - группа 9, что в свою очередь , используется обратной транскриптазы для простого и обратного синтезировать РНК в ДНК с 3' - конца. Во время обратного синтеза, вторая цепь ДНК порезал 7-20 пар оснований от исходного сайта нику , чтобы создать в шахматном порядке перерывы , которые заполнены для формирования подписи вставки L1 последовательности (например, TTTTAA) называется дупликации целевой сайт (ТСД) 9,10. Этот процесс известен как целевой Prime обратной транскрипцией (TPRT) и приводит к insertiна полных или усеченных копий L1 / других ДНК с TSDs на обоих концах вставленной последовательности. L1 ретротранспозиции также было показано, опосредовано через TPRT типа негомологичный конечного присоединения в некоторых типах клеток 11.
Вектор L1 ретротранспозиции используется в наших исследованиях является неэписомные и состоит из маркированного L1 -ORF1 & 2р движимый комбинированных ЦМВ-L1-5'UTR промоутеров (рис 1) 12. Более ранние версии этой конструкции были описаны в исследованиях с использованием дрожжей и клеточных культур человека 13,14,15. Два различных CMV промоторы, расположенные на 5 'и 3'-концы вектора, с 3'-конец помещен в обратной ориентации по отношению к управлению экспрессией неомицина после сращивания и интеграции. Кассета индикатор ретротранспозиции на 3' - конце состоит из ген неомицина вставляется антисмысловой по отношению к L1 -ORFs и приведены в нерабочее состояние путем разделения на две половины Глобв интроне с сращивания донора (SD) и сращены акцептор (SA) участки (рисунок 1). После интеграции в хромосому, L1 , транскрибируется из общего промотора для получения мРНК , которая состоит из бицистронной мРНК , так и неактивный неомицина мРНК. Во время обработки РНК, глобина интрон сращены из гена неомицин, чтобы восстановить полностью функциональный ген неомицина. Гибридный мРНК упаковывается в РНП в цис и транслокации в ядро , где он встроен в геном либо как полной длины или усеченных вставок с использованием TPRT.
Здесь мы опишем методологию , которая использует флуоресценции в гибридизация (FISH) с зондами , специально направленных на сращивания геном неомицин (SNeo) , чтобы отслеживать L1 -retrotransposiition модели и скорости вставки на одном уровне ядра. Эффективность и специфичность обнаружения была подтверждена с использованием ретротранспозиции компетентных и некомпетентных конструкции и зонды опрЭСТ SNeo или неомицин и глобина интрона 16. Эта методология учитывает некоторые из недостатков ретротранспозиции анализов на основе клеточных культур, таких как множественные вставки, сопротивление колонии и благоприятного расширения клона.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Примечание: Все шаги должны быть выполнены при комнатной температуре, если не указано иное. Пожалуйста, обратитесь к разделу Реагенты для подробной информации о том, как подготовить отдельные реагенты.
1. Маркировка L1 Зонды
ПРИМЕЧАНИЕ: Зонды могут быть помечены с помощью химического или ПЦР-маркировки.
2. Подготовка спреды Хромосомные
3. флуоресценцию в гибридизация (FISH)
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Принципиальная схема ретротранспозиции вектора L1 представлена на рисунке 1. Вектор состоит из неомицину гена в антисмысловой ориентации на L1 ORF , которая прерывается глобина интрона в смысловой ориентации и зажат SD и SA сайтов. Когда стабильно интегрирована в хромосому, мРНК L1 транскрибируется с комбинированной ЦМВ и L1-5'UTR промотор (рисунок 1). Во время процессинга РНК, глобина интрон сплайсируется из геном неомиц...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Методологии , такие как целого генома, обратной ПЦР и Саузерн - блоттинга были использованы для изучения L1 ретротранспозиции. Хотя эти методики являются чрезвычайно ценными в поиске , где L1 вставки происходят в геномах, Поразительным вызов для всех из них является необходимость в-силикомарганца программирования повторно собрать последовательности. Методика FISH , описанная здесь, предназначена , чтобы дополнить эти методы, особенно в случае исследований , требующих анализа внематочной ретрот...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют нет потенциальных конкурирующих интересов.
Эта работа была частично поддержана грантами от Национального института наук о гигиене окружающей среды (ES014443 и ES017274) и AstraZeneca для KSR.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Labeling Probes | |||
| Go Tag ДНК-полимераза | Promega | M3178 | |
| GO Tag 10x бесцветный буфер | Promega | M3178 | |
| Individual dNTP | Sigma | DNTP10 | Отрегулируйте концентрацию dATP, dGTP, dCTP до 2 mM и dTTP до 1,5 мМ в воде, свободной от нуклеаз. |
| dUTP-16-Биотин (0,5 mM) | Roche | 11093070910 | |
| dUTP-FITC (0.5 mM) | Thermo Scientific | R0101 | |
| dUTP-CY3 (0.5 mM) | Sigma | GEPA53022 | |
| Набор для маркировки MIRUS FISH Набор для маркировки | MIRUS | MIR3625 | |
| MIRUS FISH | Набор для | ||
| NucleoSpin PCR Clean-Up | Qiagen | 1410/0030 | Любой чистый реагент для ПЦР может быть использован вместо набора для очистки ПЦР NucleoSpin PCR |
| ПЦР | Любая машина для амплификации этикеточного продукта может быть использована любая машина для амплификации этикеточного продукта. | ||
| Агарозная | сигма | A9539 | |
| Подготовка хромосомных спредов | |||
| Colcemid | Life Technologies | 15212-012 | Добавить колцемид непосредственно в питательную среду до конечной концентрации 0,4&nb.л. &микро; г/мл |
| 1 M KCl | Sigma | P9541 | Разбавить 1 Решение M KCl к 75 Раствор mM для приготовления гипотонического раствора |
| Фиксирующий раствор | Смешайте 3 объема метанола и 1 объем уксусной кислоты для получения фиксирующего раствора Карной. Готовьте Fresh каждый раз. | ||
| Метанол | Sigma | 322415 | |
| уксусная кислота | Sigma | 320099 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Растворить Hoechst-33342 в PBS до конечной концентрации 1 мг/мл |
| Алмазный точечный маркер | Thermo Scientific | 750 | |
| Матовые горки | Thermo Scientific | 2951-001 | |
| Трипсин-ЭДТА (0.25%) | Life Technologies | R001100 | Для детекации клеток инкубируйте клетки в трипсине в течение 5 мин и в неактивных количествах с равным объемом полной среды. |
| Крышки слайдов | VWR | 48366067 | |
| Coplin Jars | Thermo Scientific | 107 | |
| Heat Block | Для этой цели можно использовать любой тепловой блок, хотя рекомендуется использовать блоки, подходящие для нагрева слайдов. | ||
| Стакан (600 ml) | Sigma | CLS1003600 | Наполните стакан водой, нагрейте до кипения, используйте горячий пар для разрыва хромосом. |
| Микроскоп Nikon | Nikon | 125690 | Любой микроскоп можно использовать для просмотра качества разброса. |
| Реагенты и материалы для FISH | |||
| Trisodium Citrate | Sigma | S1804 | |
| Натрия Chroride | Sigma | S3014 | |
| Формамид | Sigma | F9037 | |
| Tween-20 | Sigma | F1379 | |
| Detran Sulfate | Sigma | D8906 | |
| SDS | Sigma | L3771 | |
| Сперма лосося ДНК | Life Technologies | 15632-011 | |
| Бычий сывороточный альбумин (БСА) | Sigma | A8531 | |
| HCl (N) | Sigma | 38283 | |
| Этиловый спирт | Сигма | 459844 | |
| метанол | Sigma | 322415 | |
| DPBS | Life Technologies | 14190-250 | |
| NaOH | Sigma | S8045 | |
| Rnase A | Sigma | R4642 | |
| Пепсин | Sigma | P6887 | |
| Параформальдегид (PFA) | Sigma | P6148 | |
| Hoechst-33342 | Thermo Scientific | 62249 | Растворить Hoechst-33342 в PBS до конечной концентрации 1 мг/мл |
| Резиновый цемент/герметик Cytobond | 2020-00-1 | ||
| Семь коплинных банок | Thermo Scientific | 107 | |
| Темная увлажненная камера | Sigma | CLS2551 | |
| Cover Слайды | VWR | 48366067 | |
| Сухой цифровой тепловой блок | VWR | 13259 | |
| Флуоресцентный микроскоп | |||
| 20x Цитрат физиологического раствора и натрия (20x SSC) | Соедините 175 г NaCl и 88,2&nbл; г тринатрия цитрата с 800 мл молекулярного H2O. Перемешайте, доводя pH до 7. Как только все соли растворятся, отрегулируйте объем до 1 л и отфильтруйте через 0,22 мкм; м Фильтровальная бумага. Хранить при температуре 4 °C. | ||
| 1 мг/мл Rnase A | Разбавьте 20x SSC буфер до 2x SSC буфера. Растворите РНКазу А в 2x буфере SSC до конечной концентрации 1 мг/мл Каждый раз готовьте свежее решение. | ||
| 1% пепсин | Растворите пепсин (W/V) в 10 мМ HCl до конечной концентрации 1% раствора. Каждый раз готовьте свежее. | ||
| 4% параформальдегида (4% PFA) | Смассировать 4,0 г PFA в вытяжном шкафу, добавить 50 мл 1xPBS, нагреть до 60 ° C во время помешивания и регулируйте pH каплями NaOH до тех пор, пока весь PFA не растворится и раствор не станет прозрачным. Отрегулируйте громкость до 100 мл, фильтруем через 0,22 & микро; м Процеживаем бумагу и храним 5 мл аликвот при -20 °C. Размораживание аликвоты PFA при 37 ° C в течение 10-15 минут для последующих применений. Регулируйте размер фильтра в зависимости от количества параформальдегида. | ||
| для промывки | Смешайте 100 мл формамида (20%) с 2,5 мл 20x SSC, отрегулируйте до pH 7 с 1,0 M HCl и доведите объем до 500 мл с молекулярным H2O. | ||
| для гибридизации | Сочетает в себе 50% формамид, 10% сульфат декстрана, 0,1% SDS и 300 нг/мл ДНК спермы лосося в 2x буфере SSC. Количество формамида определяет, насколько сфокусированы хроматиды; Титруйте количество. | ||
| Буфер | Убавьте буфер SSC в 20x до 4x и добавьте 0,2% Tween-20, чтобы получить буфер обнаружения. | ||
| Блокирующий буфер | Объедините 5% бычьего сывороточного альбумина (БСА) с 0,2% Tween-20 в 4-кратном буфере SSC. | ||
| для обезвоживания | Создавайте 70%, 80% и 95% растворы этанола. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.