Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

IS200/IS605 Ailesi ile İlişkili TnpB'nin Transpozon Aktivitesi Üzerindeki Etkilerinin Gerçek Zamanlı Ölçümü

Published: January 20, 2023 doi: 10.3791/64825
* These authors contributed equally

Summary

Aksesuar protein TnpB'nin bireysel canlı Escherichia coli hücrelerinde transpozisyon dinamiklerini nasıl etkilediğini ölçmek için canlı gerçek zamanlı görüntüleme yapmak için bir protokol özetlenmiştir.

Abstract

Burada, transpozisyona bağlı bir dizi floresan muhabir kullanarak canlı bakteri hücrelerinde transpoze edilebilir element aktivitesinin canlı, gerçek zamanlı görüntülenmesini gerçekleştirmek için bir protokol özetlenmiştir. Özellikle, TnpB aksesuar proteininin, IS200/IS605 transpoze edilebilir element ailesinin bir üyesi olan transpoze edilebilir element IS608'in aktivitesi üzerindeki etkilerini değerlendirmek için gerçek zamanlı görüntülemenin nasıl kullanılabileceğini göstermektedir. IS200 / IS605 transpoze edilebilir element ailesi, doğada bulunan en sayısız genden biri olan tnpB ile bağlantılı bol miktarda mobil elementtir. Sekans homolojileri, TnpB proteininin CRISPR / Cas9 sistemlerinin evrimsel bir öncüsü olabileceğini öne sürmektedir. Ek olarak, TnpB, Cas benzeri RNA rehberliğinde DNA endonükleazı olarak hareket ettiği gösterilerek yenilenmiş bir ilgi görmüştür. TnpB'nin IS608'in transpozisyon oranları üzerindeki etkileri ölçülmüştür ve IS608'in TnpB ekspresyonunun, TnpB ekspresyonundan yoksun hücrelere kıyasla ~ 5x artmış transpozon aktivitesi ile sonuçlandığı gösterilmiştir.

Introduction

Transpoze edilebilir elementler (TE'ler), konakçı genomlarında eksizyon veya katalizör kopyalama ve ardından genomik yeniden entegrasyon ile harekete geçen genetik elementlerdir. TE'ler yaşamın tüm alanlarında bulunur ve transpozisyon, konakçı genomunu yeniden yapılandırır, kodlamayı mutasyona uğratır ve bölgelerikontrol eder 1. Bu, evrim2,3, gelişim 4,5 ve kanser7 dahil olmak üzere çeşitli insan hastalıklarındaönemli bir rol oynayan mutasyonlar ve çeşitlilik üretir.

Transpozisyonel aktivitenin yönlerini floresan muhabirlere bağlayan yeni genetik yapıları kullanarak, önceki çalışmamız, yaygın IS200 / IS605 TE'ler ailesinin bir temsilcisi olan bakteriyel TE IS608'e dayanan deneysel bir sistemin geliştirilmesini tanımladı ve bu da bireysel canlı hücrelerde transpozisyonun gerçek zamanlı olarak görselleştirilmesine izin verdi8 (Şekil 1). TE sistemi Şekil 1A'da gösterilmiştir. TE, TnpA'nın tanıma ve eksizyon bölgeleri olan Sol Uç (LE) ve Sağ Uç (RE) kusurlu palindromik tekrarlar (IP'ler) ile çevrili transpozaz kodlama dizisi tnpA'yı içerir. tnpA, tet baskılayıcı tarafından bastırılan ve anhidrotetrasiklin (aTc)9 ile indüklenebilen promotör PLTetO1 kullanılarak ifade edilir. TE, mavi muhabir mCerulean3 11 için kurucu bir PlacIQ1 promotörü 10'un -10 ve -35 dizilerini böler. Şekil 1C'de gösterildiği gibi, tnpA üretimi indüklendiğinde, TE, promotör resulanmasına yol açacak şekilde eksize edilebilir. Üretilen hücre mCerulean3 eksprese eder ve mavi floresan yapar. TnpA'nın N-terminüsü, sarı muhabir Venüs12 ile kaynaştırılır ve TnpA seviyelerinin sarı floresan ile ölçülmesine izin verir.

IS608 ve IS200/IS605 transpozon ailesinin diğer üyeleri de tipik olarak şimdiye kadar bilinmeyen fonksiyonun ikinci bir geni olan tnpB13'ü kodlar. TnpB proteinleri, genellikle sadece tnpB16'dan oluşan birkaç bakteri ve arkeal TE'ler14,15 tarafından kodlanan muazzam derecede bol fakat kusurlu bir şekilde karakterize edilmiş bir nükleaz ailesidir. Ayrıca, son zamanlarda yapılan çalışmalar, TnpB'nin çeşitli koşullar altında dsDNA veya ssDNA kırılmaları verecek CRISPR / Cas benzeri programlanabilir RNA rehberliğinde endonükleaz olarak işlev gördüğünü bularak TnpB'ye olan ilgiyi yenilemiştir17,18. Bununla birlikte, TnpB'nin transpozisyonun düzenlenmesinde hangi rolü oynayabileceği belirsizliğini korumaktadır. TnpB'nin IS608 transpozisyonu üzerindeki etkilerinin gerçek zamanlı görselleştirmesini gerçekleştirmek için, kırmızı floresan protein mCherry'ye N-terminal füzyonu ile TnpB'nin kodlama bölgesi de dahil olmak üzere transpozonun bir versiyonu oluşturuldu.

Kuhlman laboratuvarı19 tarafından gerçekleştirilen daha ayrıntılı toplu düzey çalışmaları tamamlayarak, transpozon aktivitesinin gerçek zamanlı görüntülenmesinin TnpB'nin veya diğer aksesuar proteinlerin transpozisyonel dinamikler üzerindeki etkisini nicel olarak nasıl ortaya çıkarabileceği burada gösterilmiştir. TnpB'yi mCherry ile kaynaştırarak, bireysel transpozisyonel olaylar mavi floresan ile tanımlanır ve TnpA (sarı floresan) ve TnpB (kırmızı floresan) ekspresyon seviyeleri ile ilişkilendirilir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Bakteri kültürlerinin hazırlanması

  1. E. coli suşu MG1655'i plazmid transpozon yapıları (daha önce Kim ve ark.8'de tanımlanmıştır) ile LB'de gece boyunca uygun antibiyotiklerle (25 μg / mL kanamisin, bakınız Malzeme Tablosu) 37 ° C'de büyütün.
    NOT: Kullanılan yapıların dizileri ve ilgili diziler GenBank20 katılım numaraları OP581959, OP581957, OP581958, OP717084 ve OP717085 olarak mevcuttur.
  2. Kararlı durum üstel büyüme elde etmek için, kültürleri ≥100 kat M63 ortamına (100 mM KH 2 PO 4, 1 mM MgSO 4, 1.8 μM FeSO 4, 15 mM [NH 4]2 SO 4, 0.5 μg / mL tiamin [B1 vitamini]) ve uygun antibiyotiklerle (bkz.
  3. 600 nm'deki (OD600) optik yoğunluk ~ 0,2'ye ulaşana kadar kültürleri 37 ° C'de büyütün. Kültürler kullanıma hazırdır.

2. Slayt hazırlama

  1. Agarozu eritmek ve tamamen erimiş ve iyi karıştırıldığından emin olmak için M63'ü mikrodalgada% 0.5 w / v glikoz ve% 1.5 w / v agaroz ile kaynatarak bir slayt hazırlayın.
  2. Antibiyotik ve indükleyiciler eklemeden önce karışımın ~ 55 ° C'ye soğumasını bekleyin (25 μg / mL Kanamisin ve 10 ng / μL anhidrotetrasiklin [aTc], bakınız Malzeme Tablosu).
  3. Çalışma tezgahına bir mikroskop slaytı yerleştirin. İlkine dik iki slayt daha istifleyin ve alt slayda paralel olarak üste bir slayt daha yerleştirin. Alt ve üst slaytlar arasında bir slayt kalınlığına eşit bir boşluk olduğundan emin olun. Pipet, M63 agaroz karışımının ~1 mL'si arasındaki bu boşluğa yavaşça küçük bir jel kare oluşturacak şekilde kaydırır.
  4. Jel katılaştıktan sonra (~ 10-15 dakika), çıkarmak için üst slaytı kaydırın. Agarose pedini bir tıraş bıçağı veya bıçakla kesin. Daha sonra kültürün 2,5 μL'sini pipet (adım 1.3) ve kapak kapağını üstüne koyun.
  5. Kızak ve kapak kapağı arasındaki boşluğu epoksi ile kapatın (bkz. Epoksinin kurumasına ve hücrelerin 37 ° C'de en az 1 saat boyunca agaroz pedine yerleşmesine izin verin.

3. Timelapse floresan mikroskopi

  1. Hazırlanan numuneyi (adım 1.3) bir floresan mikroskobuna (bakınız Malzeme Tablosu) ısıtılmış ve 37 °C'de muhafaza edilmiş bir ortama yerleştirin.
    1. Görüntü alma için kullanılan fotoğraf makinesine uygun pozlama sürelerini ayarlayın. Fotobeyazlatmayı en aza indirmek için aydınlatma yoğunluğunu ayarlayın.
      NOT: Bu çalışmada her dalga boyu için 2 sn maruz kalma süresi kullanılmıştır.
    2. Her dalga boyu için, minimum floresan içeren bir Görüş Alanı (FOV) bulun. Arka plan çıkarma için analiz sırasında kullanmak üzere görüntüler edinin.
  2. Farklı dalga boylarında ve düzenli zaman aralıklarında bir ızgaradaki görüntüleri almak için bir protokol ayarlayın.
    1. Zaman atlamalı fotoğrafçılığı protokole kodlayın. Edinme sıklığını istenen zaman aralığına (burada 20 dakika) ve toplam zaman atlama süresini istenen uzunluğa (24 saat) ayarlayın.
    2. Uygun dalga boylarını protokole kodlayın (kullanılan yapıya bağlı olarak).
      NOT: mCherry uyarma zirvesi 587 nm ve emisyon zirvesi 610 nm21'dir; mVenüs 515 nm ve 527 nm12'de, mCerulean3 ise 433 nm ve 475 nm11'dedir.
    3. İstenilen FOV sayısı arasında yakalanacak ızgara boyutunu ayarlayın.
      NOT: Burada gösterilen temsili veriler 8 x 8 FOV kullanmıştır.

4. Görüntü analizi

  1. Adım 3.1.2'de edinilen ilgili arka plan görüntülerini kullanarak her renk kanalında arka plan çıkarma işlemi gerçekleştirin. Tüm analiz adımları için, açık kaynaklı platform Fiji22'de standart modüller kullanıyoruz ( bkz.
  2. mCerulean kanalını eşik haline getirerek ve eşik alanını ortalama hücre alanına bölerek zamanın her noktasındaki toplam popülasyona yaklaşın.
  3. Benzersiz eksizyon olaylarını saymak için, mCerulean3 kanalının zaman türevini kullanın. Bunu, mCerulean3 kanalındaki ardışık görüntüleri çıkararak gerçekleştirin. Eksizyon olayları, zaman türevinde parlak bir floresan parlaması olarak tespit edilecektir.
    1. İstenmeyen floresanı ortadan kaldırmak için eksizyon olayları yığınını eşik haline getirin. Bu işlemin eksizyonların bazı kısımlarını eşik hale getireceğini unutmayın. Bunu düzeltmek için, eksizyonları orijinal boyutlarına geri yüklemek üzere görüntüleri genişletin.
      NOT: Benzer eşik ve görüntü analizi teknikleri kullanılarak yapılan analizler diğer floresan kanallarında da yapılabilir (örneğin; eksizyon olaylarını transpozaz TnpA [sarı Venüs floresan] ve TnpB [kırmızı mCherry floresan] seviyeleri ile ilişkilendirin].

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Canlı hücrelerdeki transpozon aktivitesini floresan mikroskobu ile görselleştirmenin bu yöntemi, toplu floresan ölçümlerinden daha düşük verime sahipken, bireysel canlı hücrelerde transpozon aktivitesinin doğrudan görselleştirilmesini sağlar. Transpozon eksizyon olayları, mCerulean3 için promotörün yeniden sulandırılmasıyla sonuçlanır (Şekil 1), transpozon aktivitesi geçiren hücrelerin parlak mavi floresan ile tanımlanmasına izin verir (Şekil 2, TnpB +: Ek Film 1 ve TnpB-: Ek Film 2).

Aksesuar protein TnpB'yi (Şekil 3, turuncu) eksprese eden hücrelerin, daha ayrıntılı toplu seviye çalışmaları19 ile tutarlı olarak, olmayanlara (Şekil 3, mavi) kıyasla 4-5 kat daha yüksek transpozon aktivitesi seviyeleri yaşadığı bulunmuştur. Bu özellikle mCherry-tnpB'nin kodlama dizisinin dahil edilmesi, transpozonun uzunluğunu ~ 2.000 bp arttırırken, önceki çalışmalar IS608 transpozon eksizyonunun transpozon uzunluğu23'ün katlanarak azalan bir fonksiyonu olduğunu bulmuştur.

Gerçek zamanlı görüntülemenin bir avantajı, bir kez tanımlandıktan sonra, transpozisyonel olaylara maruz kalan hücrelerin, kondisyon etkilerinin dağılımını veya transpozisyonel aktivite üzerindeki etkilerini belirlemek için aksesuar proteinlerin ekspresyon seviyesini belirlemek için büyüme hızı gibi diğer karakteristik parametreleri belirlemek için daha fazla izlenebilmesi ve analiz edilebilmesidir. Örneğin, TnpB + hücrelerinde, transpozon eksizyon olayları geçiren hücreler, genel popülasyondan daha yüksek mCherry-TnpB ekspresyon seviyelerine sahiptir (Şekil 4A). Ayrıca, eksizyon olayları geçiren hücreler için (Şekil 4B, koyu sarı), TnpB+ hücreleri (Şekil 4B, alt), TnpB hücrelerinden (Şekil 4B, üstte) sadece marjinal olarak daha yüksek Venüs-TnpA transpozaz seviyeleri ifade eder (Şekil 4B, üstte) (TnpB- 158.3 ± 68.2 AU, TnpB+: 193 ± 79.9 AU), genel popülasyonun sarı floresansından daha yüksektir (Şekil 4B) , açık sarı). Birlikte ele alındığında, bu veriler TnpB proteininin gözlemlenen daha yüksek transpozisyonel aktivite seviyelerinden sorumlu olduğunu göstermektedir.

Figure 1
Şekil 1: Gerçek zamanlı transpozon dinamiklerinin görüntülenmesi için genetik yapılar. (A) mCerulean3 promotörü, uçları sol uç ve sağ uç hatalı palindromik diziler (LE IP ve RE IP) tarafından kuşatılmış olan TE tarafından bozulur. Transpozaz, tnpA (gri), tet baskılayıcı (gri) tarafından düzenlenen ve anhidrotetrasiklin (aTc) ile indüklenebilen PLtetO1'den ifade edilir. Promoter/TE kavşağı ve promotör -10 ve -35 dizilerinin (kırmızı kutular) dizileri ve TnpA bölünme bölgeleri oklarla gösterilir. (B) TnpB+ yapısı, mCherry-tnpB'nin transkripsiyonel olarak venüs-tnpA ile kaynaştığı yerdir, böylece her ikisi de IS608'in doğal konfigürasyonunu taklit eden bir polisitronik mRNA olarak transkripte edilir. (C) Eksizyon üzerine, mCerulean3 promotörü onarılır ve hücre mavi floresan gösterir. Yeniden oluşturulan promotör dizisi diyagramın altında görüntülenir. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Transpozon eksizyon olaylarının görselleştirilmesi. TnpB+'nın transpozon eksizyon olaylarını mavi floresan ile tespit etmeden hemen önce (A) ve (B) hücrelerle örnek görüş alanı. Beyaz oklar eksizyon olaylarını gösterir. İki kare arasındaki zaman farkı 20 dakikadır. Ölçek çubuğu = 5 μm. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: TnpB transpozon eksizyon oranını arttırır. TnpB + hücreleri (turuncu) ve TnpB- (mavi) hücreler için eksizyon hızı. Üç kopyadan elde edilen ortalama oran, %95 güven aralığına sahip gölgeli bölgelere sahip noktalar olarak gösterilir. Veriler, hücrelerin t = 0'da eksize başlaması için hizalanır. TnpB + hücreleri için ölçülen maksimum oran, saatte hücre başına 5.1 ± 2.4 x 10-2 olay iken, TnpB- için saatte hücre başına 0.48 x 10-2 olay ± 1.4 idi. Gösterilen tüm aralıktaki ortalama oran, TnpB + hücreleri için saatte hücre başına 2.6 ± 1.8 x 10-2 olay ve TnpB hücreleri için hücre başına saatte 5.3 ± 2.9 x 10-3 olay idi. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: Toplam hücre popülasyonuna karşı hücreleri eksize etmek için protein ekspresyon istatistikleri. Her kare 64 eşit bloğa bölündü ve eksizyon aktivitesinden bağımsız olarak blok içinde eksize edilen hücreler ve blok içinde bulunan tüm hücreler için floresan ölçüldü. Olasılık, y ekseninde çizildiği gibi, her hücre türünde belirtilen yoğunluğun piksel sayısının toplam piksel sayısına bölünmesiyle ölçülür. Her kare için blok boyutu 445 x 445 piksel olarak ayarlandı. (A) Eksizyon olaylarına maruz kalan hücreler (koyu kırmızı), genel popülasyondan (açık kırmızı) daha fazla TnpB ifade eder. Hücreleri eksize etmek için ortalama kırmızı floresan 51.3 ± 15.4 AU (koyu kırmızı) iken, tüm hücreler için 42.5 ± 7.4 AU (açık kırmızı) idi. (B) Venüs-TnpA transpozaz seviyeleri TnpB- (üstte) ve TnpB+ (altta) hücrelerde benzerdir. Veri kümeleri, toplam hücre popülasyonunun (açık sarı) ortalama sarı floresansı 105.7 AU'da TnpB + / - için eşit olacak şekilde normalleştirilir. Transpozon eksizyon olaylarına (koyu sarı) maruz kaldığı tespit edilen hücreler, TnpB- (üstte) ve TnpB + (altta) için benzer dağılımlarla genel popülasyondan daha yüksek sarı floresan sergiler. Eksize edilen popülasyonların ortalama sarı floresanları TnpB-: 158.3 ± 68.2 AU ve TnpB +: 193 ± 79.9 AU'dur. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Film 1: TnpB ifadesiyle IS608 eksizyonunun gerçek zamanlı dinamikleri. Gerçek zamanlı IS608 dinamiklerinin 5 saatlik bir bölümünü gösteren bir film; IS608 eksizyonu parlak mavi floresan gelişimi olarak görselleştirilir. Bu filmde gösterilen hücreler TnpB ifadesini içerir .

Ek Film 2: TnpB ifadesi olmadan IS608 eksizyonun gerçek zamanlı dinamikleri. Gerçek zamanlı IS608 dinamiklerinin 5 saatlik bir bölümünü gösteren bir film; IS608 eksizyonu parlak mavi floresan gelişimi olarak görselleştirilir. Bu filmde gösterilen hücreler TnpB ifadesini içermez .

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Canlı hücrelerde transpoze edilebilir element aktivitesinin gerçek zamanlı görüntülenmesi için burada sunulan benzersiz yöntem, canlı hücrelerde ve gerçek zamanlı olarak transpozisyonu doğrudan tespit edebilen ve bu aktiviteyi aksesuar proteinlerin ekspresyonu ile ilişkilendirebilen hassas bir testtir. Verim, toplu yöntemlerle elde edilebilenden daha düşük olsa da, bu yöntem bireysel canlı hücrelerde TE aktivitesinin ve protein ekspresyonunun ayrıntılı ölçümlerini sağlar.

Gerçek zamanlı görüntüleme için doğrudan mikroskopta hücreleri büyütmek için çeşitli araçlar ve teknikler kullanılabilir. Burada agaroz pedlerinde hücre büyümesi için kullanılan yöntem, hızlı, ucuz ve gerçekleştirilmesi kolay olma avantajına sahiptir. İlgilenilen hücresel büyüme durumuna bağlı olarak olası bir dezavantaj, agaroz pedindeki hücre büyümesini desteklemek için mevcut kaynakların sınırlı olması ve bu nedenle hücrelerin doğal olarak bu kaynakları tüketmesi ve nispeten kısa bir süre sonra (12-24 saat) büyümeyi durdurmasıdır. Sonuç olarak, hücreleri kararlı hal büyümesinde hazırlamak ve pedi ölçüm için yeterli zaman verecek kadar düşük bir yoğunlukta aşılamak için özen gösterilmelidir. Mikroakışkanlar, hücreleri uzun süre24 boyunca kararlı durumda üstel büyümede tutmak için kullanılabilir, ancak bu yöntemler etkili olmak için ek uzmanlık, ekipman ve kurulum gerektirir.

Kuhlman laboratuvarı19'dan daha ayrıntılı çalışmayı tamamlayan IS200 / IS605 TE ailesi ile ilişkili protein TnpB'nin IS608 eksizyon oranını beş kata kadar arttırdığı ve artan eksizyonun TnpB'nin daha yüksek ekspresyon seviyeleri ile doğrudan ilişkili olduğu gösterilmiştir. Bu yöntemler, transpozon aktivitesine ve mutasyonel ve evrimsel dinamikler üzerindeki etkisine ışık tutmaya yardımcı olabilecek gelişmiş tahlil tekniklerinin bir örneğidir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.

Acknowledgments

Bu araştırma için finansal destek, Kaliforniya Üniversitesi'nden başlangıç fonları tarafından sağlandı.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
2 Ton Clear Epoxy Devcon 31345
Agarose Sigma-Aldrich 5066
Ammonium sulfate Sigma-Aldrich AX1385-1
Anhydrotetracycline hydrochloride Sigma-Aldrich 37919
Argon Laser Melles Griot 35-IMA-840-015
Blue Filter Cube Chroma Ex: Z457/10X, Em: ET485/30M
D(+)Glucose Sigma-Aldrich G7021
Eclipse Ti-E Microscope Nikon Discontinued
Eppendorf epTIPS Boxes and Refill Trays, Volume: 0.1 to 10 µL, Length: 3.4 cm, 1.33 in., PP (Polypropylene) Eppendorf North America Biotools 22491504
Eppendorf epTIPS Boxes and Refill Trays, Volume: 50 to 1000 µL, Length: 7.1 cm, 2.79 in., PP (Polypropylene) Eppendorf North America Biotools 22491555
Ferrous Sulfate Acs 500 g Fisher Scientific 706834
Fiji Fiji (imagej.net)
Fisher BioReagents LB Broth, Miller (Granulated) Fisher Scientific BP9723-2 
Glass Cover Slide Fisher Scientific 12-542B 
Kanamycin Sulfate Sigma-Aldrich 1355006
Magnesium sulfate Cert Ac Fisher Scientific XXM63SP3KG
Microscope Heater World Precision Instruments 96810-1
Potassium Phosphate Monobasic Fisher Scientific 17001H
ProScan III Stage Prior
Red Filter Cube Chroma Ex: ET560/40X, Em: ET645/75M
Sapphire 561 LP Laser Coherent 1170412
Slide, Microscope Fisher Scientific 125535B
Thiamine Hydrochloride Sigma-Aldrich (SIAL) T1270-100G
Ti-LU4 Laser Launch Nikon
Yellow Filter Cube Chroma Ex: Z514/10X, Em: ET535/30M

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cowley, M., Oakey, R. J. Transposable elements re-wire and fine-tune the transcriptome. PLoS Genetics. 9 (1), 1003234 (2013).
  2. Schneider, D., Lenski, R. E. Dynamics of insertion sequence elements during experimental evolution of bacteria. Research in Microbiology. 155 (5), 319-327 (2004).
  3. Chao, L., Vargas, C., Spear, B. B., Cox, E. C. Transposable elements as mutator genes in evolution. Nature. 303 (5918), 633-635 (1983).
  4. Coufal, N. G., et al. L1 retrotransposition in human neural progenitor cells. Nature. 460 (7259), 1127-1131 (2009).
  5. Kano, H., et al. L1 retrotransposition occurs mainly in embryogenesis and creates somatic mosaicism. Genes & Development. 23 (11), 1303-1312 (2009).
  6. Belancio, V. P., Deininger, P. L., Roy-Engel, A. M. LINE dancing in the human genome: transposable elements and disease. Genome Medicine. 1 (10), 97 (2009).
  7. Goodier, J. L. Retrotransposition in tumors and brains. Mobile DNA. 5, 11 (2014).
  8. Kim, N. H., et al. Real-time transposable element activity in individual live cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 113 (26), 7278-7283 (2016).
  9. Lutz, R., Bujard, H. Independent and tight regulation of transcriptional units in Escherichia coli via the LacR/O, the TetR/O and AraC/I1-I2 regulatory elements. Nucleic Acids Research. 25 (6), 1203-1210 (1997).
  10. Calos, M. P., Miller, J. H. The DNA sequence change resulting from the IQ1 mutation, which greatly increases promoter strength. Molecular and General Genetics MGG. 183 (3), 559-560 (1981).
  11. Markwardt, M. L., et al. An improved cerulean fluorescent protein with enhanced brightness and reduced reversible photoswitching. PLoS One. 6 (3), 17896 (2011).
  12. Nagai, T., et al. A variant of yellow fluorescent protein with fast and efficient maturation for cell-biological applications. Nature Biotechnology. 20 (1), 87-90 (2002).
  13. Kersulyte, D., et al. Transposable element ISHp608 of Helicobacter pylori: nonrandom geographic distribution, functional organization, and insertion specificity. Journal of Bacteriology. 184 (4), 992-1002 (2002).
  14. Shmakov, S., et al. Diversity and evolution of class 2 CRISPR-Cas systems. Nature Reviews Microbiology. 15 (3), 169-182 (2017).
  15. Bao, W., Jurka, J. Homologues of bacterial TnpB_IS605 are widespread in diverse eukaryotic transposable elements. Mobile DNA. 4 (1), 12 (2013).
  16. Siguier, P., Gourbeyre, E., Chandler, M. Bacterial insertion sequences: their genomic impact and diversity. FEMS Microbiology Reviews. 38 (5), 865-891 (2014).
  17. Altae-Tran, H., et al. The widespread IS200/IS605 transposon family encodes diverse programmable RNA-guided endonucleases. Science. 374 (6563), 57-65 (2021).
  18. Karvelis, T., et al. Transposon-associated TnpB is a programmable RNA-guided DNA endonuclease. Nature. 599 (7886), 692-696 (2021).
  19. Kaur, D., Kuhlman, T. E. IS200/IS605 family-associated TnpB increases transposon activity and retention. bioRxiv. , (2022).
  20. Benson, D. A., et al. GenBank. Nucleic Acids Research. 41, Database issue 36-42 (2013).
  21. Shaner, N. C., et al. Improved monomeric red, orange and yellow fluorescent proteins derived from Discosoma sp. red fluorescent protein. Nature Biotechnology. 22 (12), 1567-1572 (2004).
  22. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  23. Ton-Hoang, B., et al. Single-Stranded DNA transposition is coupled to host replication. Cell. 142 (3), 398-408 (2010).
  24. Wang, P., et al. Robust growth of Escherichia coli. Current Biology. 20 (12), 1099-1103 (2010).

Tags

Biyoloji Sayı 191
IS200/IS605 Ailesi ile İlişkili TnpB'nin Transpozon Aktivitesi Üzerindeki Etkilerinin Gerçek Zamanlı Ölçümü
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Worcester, M., Manoj, F., Kuhlman,More

Worcester, M., Manoj, F., Kuhlman, T. E. Real-Time Quantification of the Effects of IS200/IS605 Family-Associated TnpB on Transposon Activity. J. Vis. Exp. (191), e64825, doi:10.3791/64825 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter