A-to-I, C-to-U ve U-to-C varyantları dahil olmak üzere genomik RNA'daki tek nükleotid varyantları (SNV'ler), RNA düzenleme olaylarını gösterebilir. Bununla birlikte, RNA'daki SNV'lerin tespiti teknik olarak zorlu bir görev olmaya devam etmektedir. Geleneksel olarak, düzenlenmiş RNA'nın düzenlenmemiş RNA'ya oranı, doğrudan dizileme, alele özgü gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) veya denatüre edici yüksek performanslı sıvı kromatografisi (HPLC) yaklaşımları 1,2,3,4,5,6 ile belirlenir. Bununla birlikte, bu yaklaşımlar özellikle zaman veya maliyet açısından etkili değildir ve yüksek gürültü seviyelerinin neden olduğu düşük doğrulukları, RNA tabanlı SNV tespiti 7,8 için teknolojik darboğazlar oluşturmaktadır. Burada, RNA düzenleme analizlerine doğrudan RNA dizileme yaklaşımlarına olan ihtiyacı ortadan kaldıran alternatif bir yöntem olarak tek nükleotid polimorfizmlerini (SNP'ler) tanımlamak için sıcaklık gradyanı jel elektroforezine (TGGE) dayanan bir protokol tanımlamaktayız.
Elektroforez, yaşam bilimleri laboratuvarlarında biyomoleküllerin ayrılması ve analizi için tercih edilen bir yöntemdir. TGGE, aynı boyutta ancak farklı dizilere sahip çift sarmallı DNA parçalarının ayrılmasını sağlar. Teknik, DNA fragmanlarının erime sıcaklıklarındaki diziye bağlı farklılıklara ve doğrusal sıcaklık gradyanı 9,10 olan gözenekli jellerdeki hareketliliklerindeki müteakip değişikliklere dayanır. DNA fragmanlarının erimesi, spesifik erime profilleri oluşturur. En düşük erime sıcaklığına sahip alan, jeldeki belirli bir konumda karşılık gelen sıcaklığa ulaştığında, sarmal bir yapıdan kısmen erimiş bir yapıya geçiş gerçekleşir ve molekülün göçü pratik olarak durur. Bu nedenle, TGGE, DNA fragmanlarının (diziye bağlı bilgi) hem hareketliliğini (boyut bilgisi) hem de sıcaklık kaynaklı yapısal geçişlerini kullanır ve bu da onu DNA parçalarının karakterizasyonuna güçlü bir yaklaşım haline getirir. DNA molekülünün üç yapısal geçişine karşılık gelen TGGE erime modelindeki özellik noktaları, iplik başlangıç-ayrışma noktası, iplik orta-ayrışma noktası ve iplik sonu ayrışma noktasıdır (Şekil 1). Etki alanları içindeki dizi değişimleri, hatta tek baz farklılıkları bile, erime sıcaklığını etkiler, bu nedenle, farklı dizilere sahip moleküller, TGGE analizlerinde ayrık erime (denatürasyon) kalıpları gösterecektir. Bu nedenle, TGGE, genomik RNA'daki SNV'leri analiz etmek için kullanılabilir ve RNA düzenlemesini tespit etmek için paha biçilmez bir yüksek verimli yöntem olabilir. Bu yüksek verimli kazanç, geleneksel jel elektroforez bazlı TGGE kullanıldığında kaybolur. Bununla birlikte, TGGE'nin microTGGE (μTGGE) adı verilen minyatür bir versiyonu, jel elektroforetik süresini kısaltmak ve verimlilikte 100 kat artışla analizi hızlandırmak için kullanılabilir11. μTGGE yönteminin basitliği ve kompaktlığı, sahaya uygun, elde taşınabilen ve uygun fiyatlı bir jel elektroforez sistemi olan PalmPAGE12'nin piyasaya sürülmesiyle geliştirilmiştir.
Burada, ikisi Arabidopsis thaliana dokularından ve ikisi memeli HEK293 hücrelerinde eksprese edilen dört gende üç tip RNA düzenleme bölgesini (A-to-I, C-to-U ve U-to-C) incelemek için yeni bir TGGE tabanlı protokol kullanılmaktadır (Şekil 1A). Protokol, RNA düzenlemenin hızlı tespiti için taşınabilir bir sistem olan PalmPAGE (donanım) ve uMelt (yazılım)13 kullanımını entegre eder. Ortalama 15-30 dakikalık çalışma süresine sahip olan bu protokol, doğrudan RNA dizileme yaklaşımlarına gerek kalmadan RNA düzenlemenin hızlı, güvenilir ve kolay bir şekilde tanımlanmasını sağlar.