$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
В клеточной биологии центральную роль играет регуляция генов. На одном или нескольких шагах вдоль пути экспрессии генов гены могут регулироваться. Эти шаги включают транскрипцию (инициация, удлинение и прекращение), а также сплайсинг, полиаденилацию или 3' конечную формацию, экспорт РНК, перевод мРНК и распад/локализацию первичных транскриптов. На этих этапах нуклеиновые кислотно-связывающие белки модулируют регуляцию генов. Определение связывающих участков для таких белков является важным аспектом изучения генного контроля. Мутационный анализ и сравнение филогенетической последовательности были использованы для обнаружения регулятивных последовательностей или белково-связывающих сайтов в нуклеиновых кислот, таких как промоутеры, сращивания сайтов, полиаденелизационных элементов, и трансляционные сигналы1, 2 , 3 , 4.
Предварительное сращивание является неотъемлемым шагом при экспрессии и регуляции генов. Большинство генов млекопитающих, в том числе у людей, имеют интроны. Большая часть этих транскриптов альтернативно сращиваются, производя несколько мРНК и белковых изоформ из одного и того же гена или первичного транскрипта. Эти изоформы имеют клеточную и развитую роль в клеточной биологии. 5' сращивания сайта, ветвь-точка, и полипиримидин тракта / 3 ' сращивания сайт критических сигналов сращивания, которые подлежат регулированию. В отрицательном регулировании, в противном случае сильное место сращивания репрессировано, тогда как в положительном регулировании в противном случае слабое место сращивания активировано. Сочетание этих событий производит множество функционально различных изоформ. РНК-связывающие белки играют ключевую роль в этих альтернативных событиях сращивания.
Многочисленные белки известны, чьи цели связывания (ы)или РНК-мишени остаются идентифицированными 5,6. Связывание регулятивных белков с их биологическими целями или последовательностями вниз по течению часто является сложным процессом. Для таких белков определение их целевой РНК или места связывания является важным шагом в определении их биологических функций. Как только место связывания идентифицировано, его можно дополнительно охарактеризовать с помощью стандартных молекулярных и биохимических анализов.
Описанный здесь подход имеет два преимущества. Во-первых, он может определить ранее неизвестный сайт связывания для белка, представляющих интерес. Во-вторых, дополнительным преимуществом этого подхода является то, что он одновременно позволяет мутагенеза насыщения, который в противном случае был бы трудоемким для получения сопоставимой информации о требованиях последовательности в пределах связывающего сайта. Таким образом, он предлагает более быстрый, простой и менее дорогостоящий инструмент для определения мест связывания белка в РНК. Первоначально этот подход (SELEX или систематическая эволюция лигандов eXponential обогащения) был использован для характеристики связывающего места для бактериофага T4 ДНК полимераза (ген 43 белка), который перекрывается с рибосомой связывания сайта в своей собственной мРНК. Обязательный сайт содержит 8-базовую последовательность цикла, представляющую 65 536 рандомизированных вариантов для анализа7. Во-вторых, этот подход также независимо использовался для того, чтобы показать, что из пула примерно 1013 последовательностейможновыбрать определенные места связывания или аптамеров для различных красителей. В самом деле, этот подход был широко используется во многих различных контекстах для выявления aptamers (РНК или последовательности ДНК) для связывания многочисленных лигандов, таких как белки, маленькие молекулы и клетки, и для катализа9. Например, аптамер может различать два производных ксантина, кофеин и теофиллин, которые отличаются наличием одной метиловой группы в кофеине10. Мы широко использовали этот подход (SELEX или итеративный отбор-усиление) для изучения того, как РНК-связывающие белки функционируют в сращивании или сращивании регулирования11, который будет основой для обсуждения ниже.
Случайная библиотека: Мы использовали случайную библиотеку из 31 нуклеотидов. Рассмотрение длины случайной библиотеки было слабо основано на идее, что общий коэффициент сращивания U2AF65 связывается с последовательностью между последовательностью ветвя- точек и 3' сращивания сайта. В среднем расстояние между этими сплайсинг-сигналами у метазоанов составляет от 20 до 40 нуклеотидов. Другой белок Секс-смертельный, как известно, связываются с плохо характеризуется нормативной последовательности вблизи 3' сращивания сайте своей цели до мРНК, трансформатор. Таким образом, мы выбрали случайную область из 31 нуклеотидов, в окружении грунтовых связывающих участков с местами ограничения фермента, чтобы обеспечить усиление ПЦР и крепление промоторизатора T7 РНК-полимераза для транскрипции in vitro. Теоретический размер или сложность библиотеки составили 431 или приблизительно 1018. Мы использовали небольшую часть этой библиотеки, чтобы подготовить наш случайный пул РНК (1012-1015) для экспериментов, описанных ниже.