Summary
RNA N 6 -methyladenosine (m 6 A) değişiklikleri ölçmek için bir değiştirilmiş Northern lekeleme yöntemi tarif edilmektedir. Geçerli yöntem çeşitli deneysel tasarımlar altında çeşitli RNA'lar modifikasyonlar ve kontrolleri tespit edebilir.
Protocol
NOT: 6 A level rRNA, mRNA ve diğer küçük RNA'lar dahil toplam RNA m. Ribozomal RNA bol M 6 A değişiklikleri, 6 A seviyesi bu gerçeği dikkate almak gerekir m ölçümünü beri.
1. RNA İzolasyon
- (Kağıt havlu üzerine püskürtülen) ribonükleaz dekontaminasyon solüsyonu kullanarak, pipet ve laboratuar tezgah yüzeyleri silin. Islak kağıt nükleaz içermeyen su ile havlu ve tekrar pipet ve laboratuvar tezgah yüzeyleri silin.
- RNA Ekstraksiyonu
- Toplam RNA İzolasyon
- Bir kafa üstü karıştırıcı kullanılarak, doku, 50-100 mg ya da 4 ° C 'de muhafaza RNA izolasyon çözeltisi 1 mL 5-10 x 10 6 hücre homojenleştirin.
Not: fazla doku (100-150 mg), çünkü burada daha düşük RNA konsantrasyonların farelerden adipoz doku örnekleri için gerekli olabilir. Örnekler fare kalp, karaciğer, iskelet kası, akciğer, beyin kaynaklı ve makrofajlar, daha önce 4 kullanılmıştır. - İçindeOda sıcaklığında 5 dakika boyunca numune homojenatları cubate.
- Örnek homojenat 1 ml başına 1-bromo-3-kloropropan (BCP) 100 mcL ekleyin. 15 saniye boyunca kuvvetli bir şekilde çalkalanır tüpleri ve üretici talimatlarına 24'e göre, toplam RNA izole etmek için devam edin.
- Bir kafa üstü karıştırıcı kullanılarak, doku, 50-100 mg ya da 4 ° C 'de muhafaza RNA izolasyon çözeltisi 1 mL 5-10 x 10 6 hücre homojenleştirin.
- İzole edilmiş toplam RNA'dan poliadenile mRNA Saflaştırma
- olarak temin edilebilen kitler veya protokoller kullanılarak poliadenile edilmiş mRNA'nın arındırın.
- Aşağıdaki çözeltinin her yeniden askıya iyice çalkalanır: 2x bağlama çözeltisi, oligo (dT) polistiren boncuklar ve yıkama solüsyonu. oligo (dT) kullanılmadan önce oda sıcaklığına getirin boncuk emin olun.
- bir ısıtma bloğu içinde 70 ° C'de bir boru ve ısıya hazırlık başına elüsyon çözeltisi 120 uL aktarın.
- Bir mikrosantrifüj tüpe toplam RNA 500 mg kadar pipetle. nükleaz içermeyen su ile 250 mcL ses seviyesini ayarlamak.
- toplam RNA 2x bağlayıcı çözeltisi 250 uL ekleyin böylecedökülmesinden ve vorteks kısaca içeriğini karıştırmak için.
- oligo 15 mcL ekleyin (dT) boncuk ve vorteks iyice karıştırın.
- 3 dakika boyunca 70 ° C'de inkübe karışımı.
- Isıtma bloğu numuneyi çıkarın ve 10 dakika boyunca oda sıcaklığında bekletilir.
- 2 dakika için 15,000 x g'de santrifüjleyin.
- Dikkatle arkasında yaklaşık 50 uL bırakarak süpernatant kaldırmak.
- pipetleme pelet yeniden askıya yıkama solüsyonu 500 mcL ekleyin.
- Bir spin filtre / toplama tüpü kümesine süspansiyonu pipetle.
- 2 dakika için 15,000 x g'de santrifüjleyin. toplama tüpünden sütunu kaldırmak ve flow-through atın. toplama tüpüne sütun dönün.
- Spin filtre üzerine yıkama solüsyonu Pipet 500 uL.
- 15.000 x santrifüj 2 dakika boyunca örn.
- taze toplama tüpüne sıkma filtre aktarın.
- Elüsyon çözeltisi pipetle 50 uL ısıtıldı70 ° C'ye kadar eğirme filtrenin merkezi üzerine.
- 70 ° C'de 2-5 dakika boyunca inkübe edin. 1 dakika için 15,000 x g'de santrifüjleyin.
- Spin filtrenin merkezi üzerine 70 ° C'ye kadar ısıtıldı elüsyon çözeltisi ilave 50 uL pipetle.
- Tekrarlayın Adım 1.2.2.1.18.
- 100 ug / mL glikojen, 3 M sodyum asetat tamponu (pH 5.2), ve mutlak etanolün 2.5 hacim 0.1 hacim. -80 ° C de bir gece hızlandırabilir.
- 4 ° C'de 25 dakika boyunca 15,000 x g'de santrifüjleyin. süpernatant atın.
- % 75 etanol içindeki 1 ml pelet yıkayın. 4 ° C'de 15 dakika boyunca 15,000 x g'de santrifüjleyin. Dikkatlice etanol çıkarın.
- 3-5 dakika boyunca hava içinde kurutulur.
- pelet çözmek için nükleaz içermeyen su 10 uL ekleyin.
- -70 ° C'de saklayın.
- olarak temin edilebilen kitler veya protokoller kullanılarak poliadenile edilmiş mRNA'nın arındırın.
- Toplam RNA İzolasyon
- RNA Yeterlilik ve miktarının belirlenmesi
- Bir spektrofotometre kullanılarak, Notl RNA konsantrasyonunu belirlemek260 nm ve 280 nm 'de absorbans ng. A 260 / A 280 oranı 1.8-2.2 olmalıdır.
- % 0.8 agaroz jel elektroforezi 25 kullanılarak RNA örnek kalitesini kontrol edin.
NOT: sağlam ökaryotik toplam RNA yoğun 28S ve 18S rRNA bantları göstermesi gerekir. İyi bir RNA preparasyonu için 18S rRNA bandı şiddeti ile 28S oranı ~ 2.
2. Jel Elektroforez ve Transferi
NOT: Tampon hazırlama protokolleri Tablo 1'de verilmiştir.
- Formaldehid jel hazırlanması (% 1)
- diethylpyrocarbonate (DEPC) su ile tüm elektroforez cihazları durulayın.
- Tamamen bir mikrodalga fırınında DEPC su 215 mL agaroz 2.5 g eritin.
- 10x 3- (N-morfolino) propansülfonik asit (MOPS), 12.5 ml tampon ve% 37 formaldehid 22.5 ml.
- 1.5 mm kalınlığında tarak ile elektroforez cihazının içine dökün.
- t kabarcıkları ortadan kaldırmak veya itmekTemiz bir tarak ile jel kenarlarına hem.
- Jel, oda sıcaklığında katılaşmaya izin verin.
- Örnek hazırlama
- örnek tamponu toplam RNA 1-10 ug ve 11.3 uL karıştırın.
- örnek tampon 11.3 uL RNA işaretleyici (1 mcg / ml) 2 ug karıştırın.
- 16 uL bir toplam hacimde 2.2.1 ve 2.2.2 örnekler nükleaz içermeyen su ilave edilir.
- 5 dakika boyunca 60 ° C de ısı ve daha sonra buzda.
- buz üzerinde / ul etidyum bromür 0.1 ug içeren izleme boya 4 uL ile 2.2.3 den örnek 16 mcL karıştırın.
DİKKAT: Solunduğunda Ethidium bromür muhtemelen teratojenik ve toksiktir. etidyum bromür güvenlik formu okuyun.
- Elektroforez
- 10x MOPS 200 mL 1x MOPS çalışan tampon yapmak için GKD 2 O 1.800 ml tampon ekleyin.
- jel kuyu durulayın 1x MOPS çalışan tampon kullanın.
- Ön-run tO 5 dakika boyunca 20 V jel.
- Jelin kuyuların içine RNA örnekleri yükleyin.
- Işık maruz kalmasını önlemek için folyo ile örtün. (Gece boyunca) yaklaşık 17 saat süre ile 35 V çalıştır
- Incelemek ve bir UV ışığı altında jel fotoğrafını.
- transfer
- Kullanılmayan kısmı kaldırmak için jel kesti.
- 10x SSC tamponu (20x SSC tamponu 250 mL DEPC su 250 mL) 500 mL hazırlayın.
- 50 rpm'de sallama ile 20 dakika için 10 x SSC tamponu ile iki kere jel yıkayın.
- Transfer tepsi (Şekil 1) transfer tamponu emen bir fitil kağıt, olarak hizmet verecek kadar büyük 1 filtre kağıdı sayfasını kesin.
- jel aynı boyutta filtre kağıdı 4 parça kesin.
- jel aynı boyuta pozitif yüklü bir naylon zar 1 sayfa kesin.
- jel üzerinde çentik ve, uygun yönlenmesinin sağlanması için bir işaretleyici olarak membran işaretleyin.
- 15 dakika boyunca 2 x SSC tamponu membran bekletin.
- 500 ml o dökünf 10x SSC transferi tepsisine tampon.
- cam levha üzerinde büyük filtre kağıdı sayfasını Lay ve transfer tamponu ile filtre kağıdı ıslatın.
- Bir pipet yardımıyla kabarcıkları dışarı rulo.
- transfer tamponuna önceden kesilmiş filtre kağıdı 2 adet ıslatın ve adım 2.4.5 filtre kağıdının ortasına koyun. herhangi bir kabarcıklarını çıkarmak.
- aşağı filtre kağıdı üzerinde jel üst yan yattı.
- jel üstünde membran yerleştirin. jel ve membran çentikler aynı hizaya getirin.
- membran üstüne önceden kesilmiş filtre kağıdı 2 adet koyun ve transfer tamponu ile filtre kağıdı ıslatın.
- tabakalar arasındaki herhangi bir baloncukları giderin.
- havlu sadece jel ve zarından geçen tampon kadar emmek emin olmak için jel etrafında plastik wrap uygulayın.
- Filtre kağıdı üzerine kağıt havlu Stack.
- havlunun üstünde bir büyük boy cam plaka koyun.
- yığının üstüne bir ağırlık yerleştirin.
- RNA membrana jelden transfer etmek için gece boyunca devam edin.
N 6 -methyladenosine 3. Algılama
- membran Çapraz bağlama
- 2x SSC tamponu nemli membran tutun.
- UV çapraz bağlayıcı içine 10x SSC tamponu ile dalmış filtre kağıdı 2 yaprak yerleştirin.
- RNA adsorbe tarafı yukarı bakacak şekilde, filtre kağıdının üstüne membran yerleştirin.
- "Autocrosslink modu" (120,000 μJ) seçin ve ışınlama başlatmak için "Başlat" düğmesine basın.
- membrana jelden RNA transferi onaylamak için UV jel görüntü alıcı ile membran ve jel inceleyin.
- Bağışıklık
- 1 saat boyunca oda sıcaklığında Tween 20 (TBST) tampon Tris-tamponlu tuzlu su içinde% 5 yağsız süt içinde membran engeller.
- 15 dakika boyunca TBST tamponu ile üç kez yıkayın.
- Gecede m 6 A (membran inkübe <em> K 6 -methyladenosine) antikor çözeltisi (1: 1000,% 5 yağsız süt TBST tamponu) 4 ° C'de ilave edildi.
- 15 dakika boyunca TBST tamponu ile üç kez membran yıkayın.
- Oda sıcaklığında 1 saat boyunca (% 5 yağsız süt TBST tamponu içinde 2.000: 1) HRP ile konjüge edilmiş eşek anti-tavşan antikoru çözelti içinde membran inkübe edin.
- 15 dakika boyunca TBST tamponu ile üç kez membran yıkayın.
- Gelişmiş kemiluminesans substrat (membran cm2 başına 0.125 ml) uygulayın.
- Imalatçının talimatlarına 26 göre bir dijital kamera optimum ayarlarla kemilüminesans yakalar.
- m 6 A Niceleme
- ImageJ yazılımı kullanarak göreceli m 6 A kemilüminesan yoğunluğunu ölçmek.
- ImageJ yazılım menüsü altında ilgili dosyayı açmak için "Dosya" seçeneğini seçin.
- ImageJ gelen "Dikdörtgen" aracını seçin ve etrafında bir çerçeve çizinsinyaller.
- Ribozomal RNA deneyleri odağı değilse, hesaplama için 18S ve 28S ribozomal RNA m 6 A bantları kaçının.
- Seçilen şeritli onaylamak için "Command" ve "1" i tıklayın.
- Basın "Command" ve "3" Seçilen komplo göstermek için.
- "Düz" aracını tıklayın ve parçalı alanı ayırmak için çizgiler çizmek.
- ölçümleri kaydetmek için "Wand" aracını tıklayın.
- veri verir.
- Etidyum bromür boyama gelen 18S ribozomal RNA bant ile m 6 A düzeylerini normale.
- ImageJ yazılımı kullanarak göreceli m 6 A kemilüminesan yoğunluğunu ölçmek.
Representative Results
Normal ışık-karanlık sirkadiyen fazda 14 gün sonra, vahşi tip farelerde sürekli karanlıkta yerleştirildi. karaciğer RNA'lar 4 saat aralıklarla numune ve modifiye Northern blot ile incelenmiştir. RRNA, mRNA ve küçük RNA'ların metilasyonu açık (Şekil 2) tespit edilmiştir. Farklı sirkadiyen saatler arasında karşılaştırma (BT) doğru 18S rRNA standardı ile hesaplanabilir. RRNA, mRNA ve küçük RNA'lar m 6 A düzeylerinin sağlam sirkadiyen salınım oldu.
rRNA tarafından Sunulan girişimi önlemek için, poliadenile edilmiş RNA'lar aşama 1.2.2 gibi saflaştırılabilir. Saflaştırmadan sonra, rRNA, büyük ölçüde diğer RNA'lar (Şekil 3) daha iyi bir görünüm için izin ortadan kaldırılabilir.
Şekil 2: C57BL / 6J fareler m 6 A düzeyleri günlük ritim. Bu rakam, m 6 vahşi tip farelerin karaciğer toplam RNA'nın bir leke 4 saat aralıklarla normal ışık-karanlık fazın 14 gün sonra koyu, koyu fazının ilk gününde kurban gösterir. Miktar m 6 18S ve 28S rRNA arasındaki görüntü yoğunluk farkı kullanılarak yapıldı. M 6 A bolluk altındaki formaldehit jelden 18S rRNA bandına normalize edildi.et = "_ blank"> bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 3: ya rRNA olmadan m 6 A lekeler. Örnek m toplam RNA ve vahşi tip fare karaciğerinde poliadenile RNA 6 bir blotlar gösterilmiştir. Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.
1 | 10x MOPS tampon (pH 7.0, ışıktan koruma) | |||||
MOPS | 41.85 | g | 0.2 M | |||
Sodyum asetat | 4.1 | g | 0.05 M | |||
EDTA, disodyum tuzu | 3.7 | g | 0.01 M | |||
DEPC su | ||||||
Genel Toplam | 1 | L | ||||
oda sıcaklığında karışmaya | ||||||
2 | 20x SSC tamponu (pH 7.0) | |||||
Sodyum klorit | 175.3 | g | 3 M | |||
trisodyum sitrat | 88.3 | g | 0.3 M | |||
DEPC su | ||||||
Genel Toplam | 1 | L | ||||
Oda sıcaklığında karıştırdıktan sonra otoklav | ||||||
3 | takip Boya | |||||
10x MOPS tamponu | 500 | ul | 1x | |||
Ficoll 400 | 0.75 | g | % 15 | |||
mavi Bromophenol | 0.01 | g | % 0.2 | |||
Ksilen siyanol | 0.01 | g | % 0.2 | |||
DEPC su | ||||||
Genel Toplam | 5 | mL | ||||
-20 ° C'de de | ||||||
4 | DEPC su | |||||
1'den oranı sulandırmak: DEPC ve 1,000 GKD 2 O | ||||||
Gece boyunca oda sıcaklığında karıştırdıktan sonra otoklav | ||||||
5 | Örnek tamponu (ışıktan korumak) | |||||
10x MOPS tamponu | 200 | ul | ||||
% 37 formaldehid | 270 | ul | ||||
formamid | 660 | ul | ||||
-20 ° C'de de |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
RNaseZap solution | Ambion | AM9782 | Protocol 1.1 |
TRI Reagent solution | Ambion | AM9738 | Protocol 1.2.1.1 |
1-Bromo-3-chloropropane (BCP) | Sigma | B9673 | Protocol 1.2.1.3 |
Ethanol | JTbaker | 8006 | Protocol 1.2.1.3 |
Isopropanol | Sigma | I9516 | Protocol 1.2.1.3 |
GenElute mRNA Miniprep Kit | Sigma | MRN70 | Protocol 1.2.2.1 |
Glycogen | Ambion | AM9510 | Protocol 1.2.2.2 |
Sodium acetate | Fluka | 71183 | Protocol 1.2.2.2 |
Nuclease-free water | Ambion | AM9930 | Protocol 1.2.2.6 |
DEPC | Sigma | D5758 | Protocol 2.1.1 |
Agarose | JT Baker | A426 | Protocol 2.1.2 |
MOPS | Sigma | M1254 | Protocol 2.1.3 |
37% formaldehyde Solution | Sigma | F8775 | Protocol 2.1.3 |
EDTA, Disodium Salt | JT Baker | 8993 | Protocol 2.1.3 10x MOPS buffer |
formamide | Sigma | F7503 | Protocol 2.2.1 |
RNA Millennium Marker | Ambion | AM7150 | Protocol 2.2.2 |
Ethidium Bromide | Amresco | X328 | Protocol 2.2.5 |
Ficoll PM400 | GE Healthcare | 17-0300-10 | Protocol 2.2.5 tracking dye |
Bromophenol blue | Sigma | 114391 | Protocol 2.2.5 tracking dye |
Xylene Cyanol FF | Sigma | X4126 | Protocol 2.2.5 tracking dye |
Sodium chloride dihydrate | JT Baker | 3624 | Protocol 2.4.2 20x SSC buffer |
Trisodium citrate | Sigma | S1804 | Protocol 2.4.2 20x SSC buffer |
Hybond Blotting Paper | GE Healthcare | RPN6101M | Protocol 2.4.4 |
GE Hybond-N+ membrane | GE Healthcare | RPN303B | Protocol 2.4.6 |
Stratalinker UV Crosslinker 2400 | Stratagene | 400075 | Protocol 3.1.2 |
Gel Catcher 1500 | ANT Technology | Gel Catcher 1500 | Protocol 3.1.5 |
Anti-m6A (N6-methyladenosine) | Synaptic Systems | 202003 | Protocol 3.2.3 |
Amersham ECL Anti-Rabbit IgG, HRP-linkd whole Ab | GE Healthcare | NA934 | Protocol 3.2.5 |
ChemiDoc MP System | BIO-RAD | 1708280 | Protocol 3.2.8 |
References
- Thammana, P., Held, W. A. Methylation of 16S RNA during ribosome assembly in vitro. Nature. 251 (5477), 682-686 (1974).
- Meyer, K. D., Jaffrey, S. R. The dynamic epitranscriptome: N6-methyladenosine and gene expression control. Nat Rev Mol Cell Biol. 15 (5), 313-326 (2014).
- Niu, Y., et al. N6-methyl-adenosine (m6A) in RNA: an old modification with a novel epigenetic function. Genomics Proteomics Bioinformatics. 11 (1), 8-17 (2013).
- Wang, C. Y., et al. Loss of FTO in adipose tissue decreases Angptl4 translation and alters triglyceride metabolism. Sci Signal. 8 (407), 127 (2015).
- Wang, X., et al. N6-methyladenosine-dependent regulation of messenger RNA stability. Nature. 505 (7481), 117-120 (2014).
- Berulava, T., Rahmann, S., Rademacher, K., Klein-Hitpass, L., Horsthemke, B. N6-adenosine methylation in MiRNAs. PLoS One. 10 (2), 0118438 (2015).
- Deng, X., et al. Widespread occurrence of N6-methyladenosine in bacterial mRNA. Nucleic Acids Res. 43 (13), 6557-6567 (2015).
- Dominissini, D., et al. The dynamic N-methyladenosine methylome in eukaryotic messenger RNA. Nature. , (2016).
- Fustin, J. M., et al. RNA-methylation-dependent RNA processing controls the speed of the circadian clock. Cell. 155 (4), 793-806 (2013).
- Geula, S., et al. Stem cells. m6A mRNA methylation facilitates resolution of naive pluripotency toward differentiation. Science. 347 (6225), 1002-1006 (2015).
- Wang, C. Y., et al. FTO modulates fibrogenic responses in obstructive nephropathy. Sci Rep. , SREP18874 (2016).
- Jia, G., et al. N6-methyladenosine in nuclear RNA is a major substrate of the obesity-associated FTO. Nat Chem Biol. 7 (12), 885-887 (2011).
- Du, T., et al. An association study of the m6A genes with major depressive disorder in Chinese Han population. J Affect Disord. 183, 279-286 (2015).
- Wang, C. Y., Yeh, J. K., Shie, S. S., Hsieh, I. C., Wen, M. S. Circadian rhythm of RNA N6-methyladenosine and the role of cryptochrome. Biochem Biophys Res Commun. 465 (1), 88-94 (2015).
- Wang, C. Y., Shie, S. S., Hsieh, I. C., Tsai, M. L., Wen, M. S. FTO modulates circadian rhythms and inhibits the CLOCK-BMAL1-induced transcription. Biochem Biophys Res Commun. 464 (3), 826-832 (2015).
- Heyn, H., Esteller, M. An Adenine Code for DNA: A Second Life for N6-Methyladenine. Cell. 161 (4), 710-713 (2015).
- Xiao, W., et al. Nuclear m(6)A Reader YTHDC1 Regulates mRNA Splicing. Mol Cell. 61 (4), 507-519 (2016).
- Meyer, K. D., et al. Comprehensive analysis of mRNA methylation reveals enrichment in 3' UTRs and near stop codons. Cell. 149 (7), 1635-1646 (2012).
- Horowitz, S., Horowitz, A., Nilsen, T. W., Munns, T. W., Rottman, F. M. Mapping of N6-methyladenosine residues in bovine prolactin mRNA. Proc Natl Acad Sci U S A. 81 (18), 5667-5671 (1984).
- Resnick, R. J., Noreen, D., Munns, T. W., Perdue, M. L. Role of N6-methyladenosine in expression of Rous sarcoma virus RNA: analyses utilizing immunoglobulin specific for N6-methyladenosine. Prog Nucleic Acid Res Mol Biol. 29, 214-218 (1983).
- Golovina, A. Y., et al. Method for site-specific detection of m6A nucleoside presence in RNA based on high-resolution melting (HRM) analysis. Nucleic Acids Res. 42 (4), 27 (2014).
- Dominissini, D., et al. Topology of the human and mouse m6A RNA methylomes revealed by m6A-seq. Nature. 485 (7397), 201-206 (2012).
- Linder, B., et al. Single-nucleotide-resolution mapping of m6A and m6Am throughout the transcriptome. Nat Methods. 12 (8), 767-772 (2015).
- Fu, L., et al. Simultaneous Quantification of Methylated Cytidine and Adenosine in Cellular and Tissue RNA by Nano-Flow Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry Coupled with the Stable Isotope-Dilution Method. Anal Chem. 87 (15), 7653-7659 (2015).
- Rio, D. C., Ares, M., Hannon, G. J., Nilsen, T. W. Nondenaturing agarose gel electrophoresis of RNA. Cold Spring Harb Protoc. 2010 (6), 5445 (2010).
- Wang, C. Y., et al. FTO modulates fibrogenic responses in obstructive nephropathy. Sci Rep. 6, 18874 (2016).
- Li, X., et al. Transcriptome-wide mapping reveals reversible and dynamic N-methyladenosine methylome. Nat Chem Biol. , (2016).
- Sanschagrin, S., Yergeau, E. Next-generation sequencing of 16S ribosomal RNA gene amplicons. J Vis Exp. (90), (2014).
- Kukutla, P., Steritz, M., Xu, J. Depletion of ribosomal RNA for mosquito gut metagenomic RNA-seq. J Vis Exp. (74), (2013).
- Mishima, E., et al. Immuno-Northern Blotting: Detection of RNA Modifications by Using Antibodies against Modified Nucleosides. PLoS One. 10 (11), 0143756 (2015).
- Klungland, A., Dahl, J. A. Dynamic RNA modifications in disease. Curr Opin Genet Dev. 26, 47-52 (2014).