Method Article

Оптимизированная количественная оценка стабильности энхансерной РНК в эмбриональных стволовых клетках мышей

DOI:

10.3791/69325

November 21st, 2025

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этот протокол количественно измеряет стабильность и период полураспада интергенных и интрагенных энхансерных РНК в эмбриональных стволовых клетках мышей с помощью терапии актиномицином D, RT-qPCR и нелинейного регрессионного анализа. Стратегии нормализации, специфичные для позиции, применяются для точного моделирования динамики распада eRNA в контекстно-зависимом виде.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Энхансерные РНК (eRNA) — это некодирующие транскрипты, образующиеся из транскрипционно активных энхансерных областей, которые всё чаще признаются ключевыми регуляторами экспрессии генов. Несмотря на их функциональную важность, стабильность и динамика деградации eRNA остаются плохо охарактеризованными, особенно в эмбриональных стволовых клетках (ESC), где транскрипционные программы очень динамичны и зависят от контекста. Этот протокол представляет количественный метод оценки кинетики распада и периода полураспада межгенных и интрагенных eRNA в мышиных ЭСК. Транскрипция ингибируется с помощью актиномицина D, а общая РНК собирается в несколько определённых временных точек. cДНК синтезируется с использованием случайных праймеров гексамеров и олиго(dT) для обнаружения как полиаденилированных, так и неполиаденилированных транскриптов. Для межгенных эРНК нормализация проводится либо с помощью гена, который ведёт хозяйство, либо с помощью значения Ct на момент времени 0 мин. Для внутригенных eRNA используется двойной подход нормализации для минимизации помех от перекрывающихся пре-мРНК. Кривые распада анализируются с помощью однофазной экспоненциальной модели распада, что позволяет точно оценить период полураспада. Протокол показывает, что eRNA в mESC демонстрируют быструю смену с периодом полураспада примерно 2-3 минуты. Эта методология предоставляет надёжную и воспроизводимую основу для изучения стабильности eRNA, предоставляя представление о активности энхансера и динамике РНК в контекстах плюрипотентных стволовых клеток.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Энхансеры — это цис-регуляторные элементы (CRE), которые регулируют экспрессию генов, специфичных для тканей и стимулов, служа платформами связывания транскрипционных факторов и ко-регуляторов 1,2,3,4,5,6. Хотя энхансеры могут находиться удаленно от целевых генов на уровне линейного генома, механизмы петли хроматина обеспечивают пространственную близость к промоторам, что способствует регуляции транскрипции. Активные энхансеры транскрибируются двунаправленно РНК-полимеразой II (Pol II), образуя длинные некодируемые РНК, известные как энхансерные РНК (eRNA), которые обычно имеют медианную длину примерно 1кб 1,2,7,8,9. Экспрессия eRNA тесно коррелирует с активацией близлежащих целевыхгенов 10,11,12, и функциональные исследования последовательно показывают, что истощение eRNA снижает транскрипцию их целевых генов, что свидетельствует о деятельности eRNA как функциональные регуляторы, а не в качестве транскрипционных побочных продуктов 13,14,15,16,17 . Несмотря на их функциональную значимость, экспериментальные протоколы для надёжного обнаружения и количественной оценки eRNA остаются ограниченными.

В стволовых клетках активность энхансера играет ключевую роль в поддержании плюрипотентности и стимулировании переходов вразвитие 18,19. Энхансеры могут находиться в межгенных областях (интергенные или экстрагенные энхансеры) или быть встроены в генные тела как интрагенныеэнхансеры 8. Хотя интергенные энхансеры были широко изучены в различных типах клеток, интрагенные энхансеры остаются относительно недоизученными из-за технических проблем, таких как перекрытие транскрипции с пре-мРНК гена хозяина и наличие модификаций гистонов, связанных с транскрипционнымудлинением 20,21. Тем не менее, недавние исследования показали, что как интергенные, так и интрагенные энхансеры вносят вклад в регуляторные сети генов, участвующих в плюрипотентности22,23 и ранней дифференцировке24 в ЭСК. Примечательно, что почти половина всех аннотированных энхансеров имеют интрагенные20,25, а их активность варьируется на разных этапах развития, часто увеличиваясь в дифференцированныхтканях 8,26,27,28. Однако распространённость и функциональная роль интрагенных энхансеров в ЭСК остаются неполностью изученными. В частности, в то время как интергенные eRNA транскрибуются между генами, внутригенные eRNA транскрибуются внутри тел генов и могут перекрываться с пре-мРНК-транскрипциями. Это позиционное различие требует различных аналитических подходов при интерпретации и количественной оценке межгенных и интрагенных eRNA.

В отличие от мРНК, eRNA обычно не имеют 3′-поли(A) хвоста, что приводит к низкой стабильности и быстромуразложению 1,2,7,8,9. Эта внутренняя нестабильность затрудняет анализ экспрессии eRNA, особенно в экспериментах с временным ходом. В нейронах сообщалось, что eRNA имеют период полураспада всего 7,5 минут17. Однако остаётся неясным, является ли эта нестабильность устойчивой для разных типов клеток, особенно в ЭСК, где и активность энхансера, и транскрипция eRNA являются высокоспецифическими для типаклеток 7,17,29,30. ESC полагаются на динамические регуляторные программы генов для поддержания плюрипотентности или инициации дифференцировки, что делает их уникальной системой для изучения оборотаeRNA 31,32. Учитывая быстрые транскрипционные сдвиги в ЭСК, понимание распада eRNA в этом контексте может показать, как активность энхансеров регулируетсявременно 17. Кроме того, различия между межгенными и интрагенными eRNA, такие как перекрытие с транскриптами генов хозяина, требуют отдельных аналитическихподходов 20. Несмотря на важность этих вопросов, существует мало стандартизированных методов для измерения времени полураспада eRNA в ESC или для сравнения динамики распада различных типов eRNA.

В данном исследовании представлен количественный протокол для оценки стабильности и периода полураспада eRNA, транскрипцируемых из интергенных и интрагенных энхансеров в mESC. Ингибирование транскрипции достигается с помощью актиномицина D (ActD) на определённых временных интервалах, затем проводится количественное ПЦР в реальном времени (RT-qPCR) и нелинейный регрессионный анализ для количественной оценки распада eRNA. Для устранения позиционных различий между интергенными и интрагенными энхансерами метод включает различные стратегии нормализации, позволяющие систематически и точно сравнивать динамику деградации eRNA. Эта структурированная аналитическая основа предоставляет ценные данные о обороте eRNA в плюрипотентных стволовых клетках.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все эксперименты в этом исследовании проводились с использованием эмбриональных стволовых клеток мышей (mESC; E14Tg2A), которые не были получены напрямую в нашей лаборатории, а получены из установленной клеточной линии, которая также коммерчески доступна от ATCC (CRL-1821). Таким образом, работа, описанная в этой статье, не требует рассмотрения Институционального комитета по уходу и использованию животных (IACUC) в Национальном университете Чуннам. Реагенты и используемое оборудование перечислены в Таблице материалов.

1. Культура клеток mESC

  1. Предварительное покрытие 6-колодцевых клеточных культивных пластин с добавлением 0,1% желатина (2 мл на колодцу). Инкубировать тарелки при 37 °C в течение 10 минут.
  2. Аспирируйте желатин и по одному разу промывайте каждую глину 1 мл PBS. Стерилизуйте пластины ультрафиолетовым облучением не менее 15 минут.
  3. Семена mESC на покрытые желатином пластины с использованием целых 2 мл среды клеточной культуры (Таблица 1).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Добавьте LIF свежей в посевную среду в необходимой концентрации непосредственно перед использованием, исходя из общего объёма среды, необходимого для эксперимента.
КомпонентыИтоговая концентрацияИспользуемый объем
Минимально необходимая среда Глазго (GMEM)-500 мл
Замена сыворотки KnockOut™ (KOSR)10%50 мл
Пенициллин-стрептомицин0.50%2,5 мл
Сыворотка плода крупного рогатого скота (FBS)1%5 мл
Пируват натрия0,1 мМ / 1 %5 мл
Раствор незаменительных аминокислот MEM (MnEA)0,1 мМ/1 %5 мл
2-меркаптоэтанол0,1 мМ910 мкЛ
Ингибиторный фактор лейкемии (LIF)1000 U/mL-

Таблица 1: Состав культурной среды mESC. Компоненты и их конечные концентрации, используемые для подготовки среды для культуры mESC. Типичные объёмы указаны на 500 мл общей среды.

  1. Поддерживайте клетки в стандартных условиях культуры при 37 °C в увлажнённом инкубаторе с 5%CO2 (рисунок 1A).

figure-protocol-1
Рисунок 1: Экспериментальный проект для анализа устойчивости eRNA. (A) Схема эксперимента по транскрипционной остановке. Клетки были покрыты на 6-колодцах, покрытых 0,1% желатином, и обработаны actD (итоговая концентрация: 5 мкг/мл) в указанные моменты времени (0 мин, 5 минут, 10 минут, 15 минут, 20 и 30 минут) после сбора урожая. (B) Раскладка RT-qPCR анализа. Общая РНК была обратно транскрибирована с помощью случайных гексамерных или олиго(dT) праймеров. Образцы cДНК из каждой временной точки анализировались с помощью RT-qPCR для указанных целей: Tbp_mRNA, межгенная eRNA и внутригенная eRNA. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы увидеть увеличенную версию этой фигуры.

2. Лечение актиномицином D (ActD)

  1. Растворите actD в DMSO, чтобы получить запасной раствор в концентрации 1 мг/мл 33.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя актиномицин D используется здесь для краткосрочного ингибирования транскрипции, альтернативные ингибиторы, такие как триптолид, также могут применяться для блокировки инициации транскрипции в будущих исследованиях. Поскольку и актиномицин D, и ДМСО чувствительны к свету, готовьте стандартный раствор в янтарных микротрубках, защищайте его от света и храните при -20 °C до использования.
  2. Через два дня после посева клетки (или в день сбора урожая) добавьте раствор actD в культивационную среду до конечной концентрации 5 мкг/мл 33. Собрать образцы через 0, 5, 10, 15, 20 и 30 минут после обработки (рисунок 1A).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя большинство eRNA демонстрируют быстрый распад в диапазоне 0-30 минут, некоторые eRNA могут демонстрировать более длительный период полураспада. В зависимости от характеристик целевого локуса может быть включен дополнительный отбор проб в продленных временных точках (например, 1, 3 часа или 6 ч) для более точного фиксирования кинетики распада. В этом исследовании актиномицин D использовался при концентрации 5 мкг/мл для краткосрочной (≤30 мин) транскрипционной блокады; однако для более длительных инкубаций (>1 ч) рекомендуется снижать концентрацию до 1-2 мкг/мл, чтобы минимизировать клеточные стрессовые реакции. Поскольку сам DMSO может влиять на транскрипционную активность, также следует включить контроль, предназначенный только для DMSO.

3. Экстракция РНК и синтез кДНК

  1. Удалите клеточную культурную среду всасыванием и добавьте 1 мл реагента TRIzol в каждую яму. Инкубировать пластины на шейкере в течение 10 минут при комнатной температуре (RT) 34,35, затем перенесите лизат в новую трубку на 1,5 мл.
    ПРИМЕЧАНИЕ: После обработки TRIzol образцы могут храниться при -80 °C до недели перед извлечением РНК. Поскольку реагент TRIzol содержит фенол и изотиоцианат гуанидиния, которые очень токсичны и коррозионны, обращайтесь с ним с большим осторожностью. Все отходы TRIzol должны собираться в специально отведённом контейнере для органических растворителей для правильной утилизации.
  2. Добавьте к каждому образцу 500 мкл хлороформа. Энергично встряхивайте трубки и инкубуйте на RT в течение 3 минут.
  3. Центрифугуйте образцы при 13 500 × г в течение 10 минут при 4 °C.
  4. Аккуратно перенесите водную фазу в новую трубку объёмом 1,5 мл с равным объёмом изопропанола. Инкубировать смесь в RT в течение 10 минут, чтобы усилить осадки РНК.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Аккуратно переносите только прозрачную верхнюю водную фазу, чтобы избежать загрязнения с межфазой. Для повышения выхода РНК инкубировать образцы при -20 °C в течение 1 часа до ночи (O/N) после добавления изопропанола. Для образцов с низким уровнем входа добавьте гликоген (итоговые 10-20 мкг/мл) или GlycoBlue непосредственно перед добавлением изопропанола, чтобы улучшить видимость и эффективность восстановления РНК-гранул. Изопропанол высоковоспламеняющийся и потенциально вреден для здоровья человека; Вдыхание пара или контакт с кожей или глазами может вызвать раздражение, головную боль, головокружение или подавление центральной нервной системы. Обращайтесь с ними осторожно и собирайте все оставшиеся растворы в одобренный контейнер для органических растворителей для правильной утилизации.
  5. Снова центрифугуйте образцы при 13 500 × г в течение 10 минут при 4 °C и сбросьте супернатант.
  6. Промыйте полученную РНК-гранулу 1 мл 75% этанола. Центрифуга при 6 800 × г в течение 5 минут при 4 °C.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Аккуратно переверните трубку после добавления этанола, чтобы поднять гранулу.
  7. Аккуратно снимите супернатант и высушите гранулы на воздухе 10 минут при 42 °C. Заново суспензуйте высушенные гранулы в воде без РНаз и инкубуйте при 55 °C в течение 10 минут.
    ПРИМЕЧАНИЕ: При высокой чистоте РНК белая гранула может стать полупрозрачной в процессе сушки на воздухе. Избегайте пересушения гранулы дольше 10 минут, так как чрезмерное сушение может снизить эффективность подвески.
  8. Измеряйте концентрацию и чистоту РНК с помощью спектрофотометра NanoDrop.
  9. Синтезировать кДНК из мкг РНК с помощью набора для синтеза кДНК M-MLV, следуя инструкциям производителя (Таблица 2).
КомпонентыИспользуемый объем 
10 X M-MLV RT буфера2 uL
dNTP2 uL
Праймер (Random / Olido dT)1uL
M-MLV RT1uL
Ингибитор рназы0,5 мкЛ
Образец РНК2 мкг (объём регулируется с учетом концентрации образца РНК)
DWОбъём корректируется в зависимости от концентрации образца РНК (чтобы составить итоговый объём)
Общий объём20 мкЛ

Таблица 2: Состав реакции синтеза кДНК (M-MLV обратная транскриптаза ).Детализированные объемы и реагенты, используемые для обратной транскрипции 2 мкг общей РНК с помощью комплекта синтеза кДНК M-MLV. Объём образца РНК был скорректирован в зависимости от его концентрации, и был добавлен безнуклеазный DW, чтобы увеличить итоговый объём реакции до 20 мкл.

  1. Инкубировать реакцию кДНК при 37 °C в течение 2 часов, затем инактивировать фермент при 85 °C в течение 5 минут.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Храните синтезированную кДНК при -20 °C. Типичная концентрация кДНК составляет примерно 100 нг/мкл. Для обнаружения внутригенных eRNA синтезируйте кДНК из того же образца РНК, используя как случайные гексамерные праймеры, так и олиго(dT)-праймеры.

4. Количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени (RT-qPCR)

  1. Приготовьте реакционную смесь объёмом 10 мкл, содержащую 15 нг кДНК, 5 мкл мастер-смеси Power SYBR Green PCR, 5 пмоль каждого праймера и дистиллированную воду (DW).
    ПРИМЕЧАНИЕ: локусы eRNA часто содержат или находятся рядом с повторяющимися последовательностями, что требует тщательного проектирования праймера. Используйте повторные последовательности с маскировкой для ограничения кандидатных областей и проверки специфичности пар праймеров по всему геному с помощью BLAST. По возможности включайте близлежащие контрольные области, чтобы исключить неспецифическоеусиление 36.
  2. Выполнить амплификацию с использованием системы ПЦР в реальном времени при следующем условии термического циклирования: начальная активация и денатурация при 50 °C в течение 2 минут и 95 °C в течение 10 минут, затем 40 циклов денатурации при 95 °C в течение 15 секунд, и измерение отжига, расширения и флуоресценции при 60 °C в течение 1минуты 34 секунды, 37 (Таблица 3).
СценаШагТемпература (°C)ВремяЦикл
Удержание этапаОбратная транскрипция502 минуты1
Начальная денатурация9510 мин1
Стадия ПЦРДенатурация9515 с40
Отжиг/удлинение601 минута40
Стадия кривой расплаваДенатурация9515 с1
Отжиг601 минута1
Диссоциация (кривая плавления)9515 с1

Таблица 3: Условия термического цикла для RT-qPCR. Обобщённые температурные, временные и цикловые условия для обратной транскрипции, 40-тактовой qPCR (реакция 10 мкл) и стандартного анализа кривой расплава.

  1. Для количественной оценки внутригенного eRNA проанализируйте как Tbp (или другой ген, управляющий/контролирующий), так и внутригенную область энхансера с использованием cДНК, синтезированной с олиго(dT)-праймерами. Для интергенных eRNA используйте только кДНК, синтезированную случайными гексамерными праймерами (Таблица 4 и Рисунок 1B).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Каждую пробу проводите в технических дубликатах (две скважины) для усреднения при анализе данных.
Имя генаКапсульный зондПоследовательность (5'-3')Размеры ампликонов 
TBPВперёдTGACTCCTGGAATTCCCATC122.н.
ОбратныйTTGCTGCTGTCTCTTTTTTTTTTT
Nsun2_mRNAВперёдGGATGAAGCAGTGATCGCAG93 BP
ОбратныйATCCACTTCAGTCCTGGCAA
Pou5f1_mRNAВперёдTCCCTACAGCAGATCACTCAC80 bp
ОбратныйCGCCGGTTACAGAACCATAC
Sox2_mRNAВперёдACAGATGCAACCGGCACC105 bp
ОбратныйTGGAGTTGTACTGCAGGGCG
Nsun2_eRNAВперёдCCTGAGAGGTGTTTTTTTTTTTTTTTTT110 bp
ОбратныйAGGTTAACACATCAGCCCCA
Pou5f1_eRNAВперёдCACTTCTCTGGGGGGGTCTCTGG107 bp
ОбратныйCCAGGACAAGACAGCCATTG
Sox2_eRNAВперёдAGTCAGCTACATGGGCAGAG119 н.э.
ОбратныйCCCCTCTTCTCACCGTACAG
Nsun2_negative контрольВперёдCCCCGTGTTTAAGAGGAATGA88.н.
ОбратныйACTGAGAACAACCCACCACTAGCA

Таблица 4: Праймерные последовательности для RT-qPCR-анализа. Прямые и обратные праймерные последовательности, используемые для специфической амплификации каждого целевого гена в экспериментах RT-qPCR. Эти праймеры были оптимизированы для точного количественного определения экспрессии мРНК и эРНК.

5. Анализ данных о стабильности eRNA 22

  1. Проанализировать все данные с помощью метода ΔCt и нормализовать относительные уровни eRNA до Tbp_mRNA (Дополнительный файл 1 и рисунок 2A).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если разница в значениях Ct между двумя техническими реплицами превышает 0,5, исключите данные из дальнейшего анализа. Рассчитайте относительные уровни экспрессии генов методом ΔCt, вычитая значение Ct контрольного гена (например, Tbp_mRNA) от значения целевого гена (ΔCt = Control_Ct - Target_Ct). Относительное выражение затем может быть вычислено как 2^-ΔCt (Дополнительный файл 2B).
  2. Для квантогенной количественной оценки eRNA нормализуйте значения экспрессии, деля значения из cDNA, синтезированной с помощью случайных гексамеров, на значения из cDNA, синтезированной с помощью олиго(dT) праймеров.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Проведите все qPCR-реакции с использованием трёх независимых биологических репликат (n = 3).
  3. Нормализуйте уровень выражения каждой временной точки ( полученный методомΔCt) до 0 min и постройте график кривой затухания.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя в этом протоколе используется кратковременное лечение актиномицином D, длительное воздействие ингибиторов транскрипции (например, ActD) также может снижать экспрессию генов в домашних условиях. Для более точной количественной оценки мы рекомендуем добавить экзогенную РНК с шипом (например, ERCC) на стадии лизиса клеток для коррекции изменений эффективности экстракции РНК, эффективности обратной транскрипции и точности пипетирования, что обеспечивает более последовательную нормализацию пообразцам 38,39.
  4. Нормализовать уровни eRNA со временем и подгонять их с помощью нелинейной регрессионной модели (однофазный экспоненциальный спад) в GraphPad Prism (Дополнительный файл 3).
  5. Оценить период полураспада eRNA по отдельным биологическим репликам.
    1. Откройте GraphPad Prism и выберите Create > XY (Опции: X = Числа; Y = Введите и постройте по одному значению Y для каждой точки).
    2. Введите точки времени (0, 5, 10, 15, 20 и 30 минут) как значения по оси X.
    3. Перечислите имена выборок по оси Y (группе) и введите соответствующее отдельное значение данных для каждой временной точки.
    4. Выберите Анализ > регрессии и кривые > нелинейной регрессии (подгонка кривой).
    5. Во вкладке Exponential выберите модель однофазного затухания .
    6. В листе «Таблица в результат » рассчитывайте среднее и стандартное отклонение значений полураспада для каждого образца с помощью Excel или аналогичного программного обеспечения. Постройте на графике полученные значения.
  6. Кривые затухания с 95% доверительными интервалами
    1. Откройте GraphPad Prism и выберите Create > XY (Опции: X = Числа; Y = Введите 3 значения реплицирования в соседних подстолбцах).
    2. Введите точки времени (0, 5, 10, 15, 20 и 30 минут) как значения по оси X.
    3. Перечислите имена выборок по оси Y (группа) и введите три значения реплицирования для каждого образца eRNA в соответствующий технический лист.
    4. Выберите Анализ > регрессии и кривые > нелинейной регрессии (подгонка кривой).
    5. Во вкладке Exponential выберите модель однофазного распада для анализа.
    6. В таблице «Таблица к результатам» извлеките значения доверительного интервала 95% (CI), полученные в результате анализа тройных образцов.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте следующее уравнение распада: Y = (Y0 - Плато) • e-kt + Плато, где Y — относительный уровень eRNA в момент времени t, Y0 — начальный уровень eRNA, а k — константа распада. Не фиксируйте плато на нули во время подгонки кривой eRNA, так как предыдущие исследования показывают, что eRNA может сохраняться и не полностью деградировать современем 17,40. Однако при анализе распада мРНК фиксировать плато на нуле, следуя предыдущим протоколаммРНК 41,42. Позвольте GraphPad Prism автоматически вычислять период полураспада eRNA (t₁/₂) по формуле:t 1/2 = In(2)/ k. Введите время в минуте; Сообщайте о результативных значениях полураспада в минимуме.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Для оценки стабильности РНК после транскрипционной остановки mESC были обработаны с помощью actD, а общая РНК была собрана в определённые временные моменты (0 мин, 5 мин, 10 мин, 15 мин, 20 и 30 мин). После синтеза cDNA была проведена RT-qPCR для количественной оценки внутригенной eRNA Nsun2 и Sox2, межгенной eRNA Pou5f1 и соответствующих их мРНК. Эти данные использовались для генерации кривых деградации, зависящих от времени, (...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этот протокол определяет надёжный и воспроизводимый метод измерения устойчивости eRNA в mESC. Критически важные экспериментальные этапы, включая культивирование клеток, обработку актиномицином D, экстракцию РНК и количественную оценку RT-qPCR, ясно иллюстрированы на рисунках и дополнительных файлах, чтобы помочь пользователям пройти через рабочий процесс. Кроме того, подробные аналитические процедуры, такие как нелинейное регрессионное моделирование и интерпретация доверительных интервал...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы заявляют, что нет конфликтов интересов для раскрытия.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Это исследование было поддержано исследовательским фондом Национального университета Чуннам [2024-0991-01 (S.-K.K.)]; Программа фундаментальных научных исследований [RS-2023-00209842 (S.-K.K.)] и Программа развития био- и медицинских технологий [RS-2025-02305916 (S.-K.K.)] Национального исследовательского фонда (NRF), финансируемая правительством Кореи (MSIT).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
2-меркаптоэтанолGibco21985023
Актиномицин DСигма-ОлдричA9415
ХлороформХимикаты Тэджун2548-4105
DMSOGenDEPOTD2680
Сыворотка плода крупного рогатого скота (FBS)Сигма-ОлдричF0392
ЖелатинСигма-ОлдричG1890-100G
Глазго Минимальная необходимая среда (GMEM)Gibco11710035
GraphPad Prism (версия 9)Программное обеспечение GraphPad
изопропанолХимикаты Тэджун5035-4105
Замена сыворотки KnockOut (KOSR)Gibco, 10828028
Ингибиторный фактор лейкемии (LIF)MerckESG1106
Раствор незаменительных аминокислот MEM (MnEA)WelgeneLS005
M-MLV Набор для синтеза cDNA Kit ЭнзимомикаEZ006S
OPTIZEN NanoQ Plus KLAB01-QI685-M-16-C
Пенициллин-стрептомицинWelgeneLS202-02
Power SYBR-Green PCR мастер-микс  Прикладные биосистемы4368708
QuanStudio1 Система ПЦР в реальном времени Прикладные биосистемыA40425
Пируват натрияWelgeneLS013
TRIzol Инвитроген15596018

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Bulger, M., Groudine, M. Functional and mechanistic diversity of distal transcription enhancers. Cell. 144 (3), 327-339 (2011).
  2. Gorbovytska, V., et al. Enhancer RNAs stimulate Pol II pause release by harnessing multivalent interactions to NELF. Nat Commun. 13 (1), 2429(2022).
  3. Joo, J. -Y., Schaukowitch, K., Farbiak, L., Kilaru, G., Kim, T. -K. Stimulus-specific combinatorial functionality of neuronal c-fos enhancers. Nat Neurosci. 19 (1), 75-83 (2016).
  4. Levine, M. Transcriptional enhancers in animal development anfd evolution. Curr Biol. 20 (17), R754-R763 (2010).
  5. Nord, A. S., et al. Rapid and pervasive changes in genome-wide enhancer usage during mammalian development. Cell. 155 (7), 1521-1531 (2013).
  6. Schwalb, B., et al. TT-seq maps the human transient transcriptome. Science. 352 (6290), 1225-1228 (2016).
  7. De Santa, F., et al. A large fraction of extragenic RNA pol II transcription sites overlap enhancers. PLoS Biol. 8 (5), e1000384(2010).
  8. Kim, T. -K., et al. Widespread transcription at neuronal activity-regulated enhancers. Nature. 465 (7295), 182-187 (2010).
  9. Songyue, G., et al. The roles of enhancer, especially super-enhancer-driven genes in tumor metabolism and immunity. Int J Biol Macromol. 308 (1), 142414(2025).
  10. Kim, S. H., et al. Epigenetic regulation of IFITM1 expression in lipopolysaccharide-stimulated human mesenchymal stromal cells. Stem Cell Res Ther. 11, 1-12 (2020).
  11. Li, W., Notani, D., Rosenfeld, M. G. Enhancers as non-coding RNA transcription units: Recent insights and future perspectives. Nat Rev Genet. 17 (4), 207-223 (2016).
  12. Sartorelli, V., Lauberth, S. M. Enhancer RNAs are an important regulatory layer of the epigenome. Nat Struct Mol Biol. 27 (6), 521-528 (2020).
  13. Lam, M. T., et al. Rev-Erbs repress macrophage gene expression by inhibiting enhancer-directed transcription. Nature. 498 (7455), 511-515 (2013).
  14. Li, W., et al. Functional roles of enhancer RNAs for oestrogen-dependent transcriptional activation. Nature. 498 (7455), 516-520 (2013).
  15. Melo, C. A., et al. eRNAs are required for p53-dependent enhancer activity and gene transcription. Mol Cell. 49 (3), 524-535 (2013).
  16. Mousavi, K., et al. eRNAs promote transcription by establishing chromatin accessibility at defined genomic loci. Mol Cell. 51 (5), 606-617 (2013).
  17. Schaukowitch, K., et al. Enhancer RNA facilitates NELF release from immediate early genes. Mol Cell. 56 (1), 29-42 (2014).
  18. Göttgens, B., et al. Establishing the transcriptional programme for blood: The SCL stem cell enhancer is regulated by a multiprotein complex containing Ets and GATA factors. The EMBO J. 21 (12), 3039-3050 (2002).
  19. Wang, H. F., et al. Defining essential enhancers for pluripotent stem cells using a features-oriented CRISPR-Cas9 screen. Cell Rep. 33 (4), 108309(2020).
  20. Cinghu, S., et al. Intragenic enhancers attenuate host gene expression. Mol Cell. 68 (1), 104-117.e106 (2017).
  21. Hobson, D. J., Wei, W., Steinmetz, L. M., Svejstrup, J. Q. RNA polymerase II collision interrupts convergent transcription. Mol Cell. 48 (3), 365-374 (2012).
  22. Moon, J., et al. Embryonic stem cell-specific intragenic enhancer RNA essential for NSUN2-mediated stem cell fate regulation. Int J Biol Macromol. 319, 145470(2025).
  23. Tata, P. R., Tata, N. R., Kühl, M., Sirbu, I. O. Identification of a novel epigenetic regulatory region within the pluripotency associated microRNA cluster, EEmiRC. Nucleic Acids Res. 39 (9), 3574-3581 (2011).
  24. Sohni, A., et al. Dynamic switching of active promoter and enhancer domains regulates Tet1 and Tet2 expression during cell state transitions between pluripotency and differentiation. Mol Cell Biol. 35 (6), 1026-1042 (2015).
  25. Borsari, B., et al. Enhancers with tissue-specific activity are enriched in intronic regions. Genome Res. 31 (8), 1325-1336 (2021).
  26. Bressin, A., et al. High-sensitive nascent transcript sequencing reveals BRD4-specific control of widespread enhancer and target gene transcription. Nat Commun. 14 (1), 4971(2023).
  27. Heintzman, N. D., et al. Distinct and predictive chromatin signatures of transcriptional promoters and enhancers in the human genome. Nat Genet. 39 (3), 311-318 (2007).
  28. Pérez-Molina, R., et al. An intronic Alu element attenuates the transcription of a long non-coding RNA in human cell lines. Front Genet. 11, 928(2020).
  29. Djebali, S., et al. Landscape of transcription in human cells. Nature. 489 (7414), 101-108 (2012).
  30. Rada-Iglesias, A., et al. A unique chromatin signature uncovers early developmental enhancers in humans. Nature. 470 (7333), 279-283 (2011).
  31. Atlasi, Y., Stunnenberg, H. G. The interplay of epigenetic marks during stem cell differentiation and development. Nat Rev Genet. 18 (11), 643-658 (2017).
  32. Young, R. A. Control of the embryonic stem cell state. Cell. 144 (6), 940-954 (2011).
  33. Ratnadiwakara, M., Änkö, M. -L. mRNA stability assay using transcription inhibition by actinomycin D in mouse pluripotent stem cells. Bio Protoc. 8 (21), e3072-e3072 (2018).
  34. Kim, S. -K., et al. Functional coordination of BET family proteins underlies altered transcription associated with memory impairment in fragile X syndrome. Sci Adv. 7 (21), eabf7346(2021).
  35. Peterson, S. M., Freeman, J. L. RNA Isolation from Embryonic Zebrafish and cDNA Synthesis for Gene Expression Analysis. J Vis Exp. (30), e1470(2009).
  36. Ye, J., et al. Primer-BLAST: A tool to design target-specific primers for polymerase chain reaction. BMC Bioinformatics. 13 (1), 134(2012).
  37. Kim, S. -K., et al. SET7/9 methylation of the pluripotency factor LIN28A is a nucleolar localization mechanism that blocks let-7 biogenesis in human ESCs. Cell Stem Cell. 15 (6), 735-749 (2014).
  38. Lugowski, A., Nicholson, B., Rissland, O. S. DRUID: A pipeline for transcriptome-wide measurements of mRNA stability. RNA. 24 (5), 623-632 (2018).
  39. Lugowski, A., Nicholson, B., Rissland, O. S. Determining mRNA half-lives on a transcriptome-wide scale. Methods. 137, 90-98 (2018).
  40. Tsai, P. F., et al. A muscle-specific enhancer rna mediates cohesin recruitment and regulates transcription in trans. Mol Cell. 71 (1), 129-141.e128 (2018).
  41. Woolley, C. R., et al. Full-length mRNA sequencing resolves novel variation in 5' UTR length for genes expressed during human CD4 T-cell activation. Immunogenetics. 77 (1), 14(2025).
  42. Zhang, H., et al. Algorithm for optimized mRNA design improves stability and immunogenicity. Nature. 621 (7978), 396-403 (2023).
  43. Kim, T. -K., Shiekhattar, R. Architectural and functional commonalities between enhancers and promoters. Cell. 162 (5), 948-959 (2015).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Enhancer RNAsRNA StabilityMouse Embryonic Stem CellseRNA DecayActinomycin DRT qPCRIntergenic Enhancer RNAIntragenic Enhancer RNARNA Half LifeTranscriptional Arrest

Related Articles