A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
التيلوميرات ضرورية لتحقيق الاستقرار كروموسوم والتيلومير G - عبء بنية أساسية لتيلوميراز بوساطة صيانة التيلومير. اعتمدنا مؤخرا طريقتين للكشف عن التيلومير G - المتراكمة في هيكل المثقبية البروسية ، الذي هم السكان الأصليون في جل التهجين وربط التمديد بوساطة التمهيدي ، والتي سيتم وصفها.
تم التعرف على مجموعة عبء التيلومير هيكل في حقيقيات النوى بما في ذلك العديد من الخميرة ، والفقاريات ، والمثقبية البروسية. انها بمثابة الركيزة لتيلوميراز لنوفو توليف الحمض النووي دي التيلومير ولذا فمن المهم للصيانة التيلومير. T. البروسية هو طفيلي الذي يسبب مرض النوم في البشر والماشية في nagana. الثدييات المضيفة المصابة مرة واحدة ، T. البروسية خلية مفاتيح مستضد سطحه بانتظام لتجنب هجوم المضيف المناعية. وقد أثبتت لنا مؤخرا أن T. البروسية التيلومير هيكل يلعب دورا أساسيا في تنظيم التعبير الجيني مستضد السطح ، وهو أمر حاسم بالنسبة T. البروسية المرضية. ومع ذلك ، T. لم البروسية التيلومير هيكل درس على نطاق واسع نظرا لمحدودية وسائل لتحليل هذه البنية المتخصصة. لدينا الآن اعتمدت بنجاح الأصلي في هلام التهجين وربط التمديد بوساطة أساليب الفحص التمهيدي للهيكل G - عبء التيلومير وسيلة ربط محول للعزم محطة التيلومير النوكليوتيدات في T. خلايا البروسية. هنا ، فإننا سوف تصف البروتوكولات بالتفصيل ومقارنة مزاياها المختلفة والقيود.
1. كشف T. البروسية التيلومير التهجين في هلام - G - عبء استخدام اللغة 3
المبدأ (الشكل 1) : تحت الشرط الأصلي ، ووضع حد المسمى (CCCTAA) 4 (TELC) بنسبة ضئيلة التحقيق يمكن فقط للهجن التيلومير واحد الذين تقطعت بهم السبل G - عبء المنطقة. كثافة التهجين غير متناسبة مع طول المتراكمة. بعد تمسخ وتحييدها ، سيقوم المسبار نفسه يكون قادرا على هجن في المنطقة برمتها التيلومير. كثافة تهجين الحمض النووي التيلومير يمثل المبلغ الإجمالي ، ويمكن استخدامها كعنصر تحكم التحميل. اثنين من عناصر التحكم القياسية لهذه التجربة والتهجين باستخدام نهاية المسمى (TTAGGG) 4 (TELG) بنسبة ضئيلة التحقيق الذي لا ينبغي أن يسفر عن أية إشارة إلى T. البروسية الخلية لا يملك التيلومير C - عبء الهيكل ، وعلاج الجيني مع الحمض النووي المفرد الذين تقطعت بهم السبل exonucleases 3' محددة مثل أنا إكسو أو تي إكسو قبل التهجين ، التي ينبغي القضاء على الأم إشارة TELC التهجين.
الخطوة 1. إعداد المقابس الحمض النووي لالكهربائي النبضي (PFGE)
وسيتم فصل الكروموسومات سليمة بواسطة PFGE. ولذلك ، على استعداد الحمض النووي DNA الجينومية والمقابس.
الخطوة 2. T. سليمة منفصلة الكروموسومات البروسية باستخدام نابض الكهربائي جل الميدانية
الخطوة 3. وصمة عار ويزيل اللون هلام agarose
وصمة عار الجل مع بروميد إيثيديوم 1μg / مل س في 0.5 في TBE RT : 1 ساعة ثم في TBE X 0.5 دون بروميد إيثيديوم لمدة 1 ساعة مع هزاز لطيف. التقاط صورة من هلام.
الخطوة 4. تجفيف agarose هلام
وضع الجل على agarose طبقتين من 3 مم Whatman الورق وتغطية الجل مع غلاف بلاستيكي. جفاف في هلام RT (لا ينبغي أن تكون ساخنة الجل أكثر من 50 درجة مئوية لتفادي أي تمسخ من عينات الحمض النووي). استبدال الأوراق الرطبة Whatman بأخرى جافة بعد 2 و 4 ساعات من التجفيف ، على التوالي. إبقاء التجفيف حتى الجل جافة تماما. قد يستغرق ذلك بين عشية وضحاها تبعا لمجفف.
الخطوة 5. تسمية تحقيقات جزئية
مزيج من 1 ميكرولتر TELC نانوغرام / ميكرولتر 50 أو جزئية TELG مع 1 ميكرولتر من 10 × عديد النوكليوتيد العازلة (PNK) كيناز ، 5 ميكرولتر من γ [32P] ATP ، 2 ميكرولتر من DDH 2 O ، و 1 ميكرولتر من PNK T4. احتضان عند 37 درجة مئوية لمدة 1 ساعة. إضافة 90 ميكرولتر من TNES العازلة (10 ملي تريس الكلورين ، ودرجة الحموضة 8.0 ، 100 ملي مول كلوريد الصوديوم ، و 10 ملي EDTA ، ودرجة الحموضة 8.0 ، 1 ٪ SDS) إلى خليط التفاعل.
بينما وصفها oligoes ، بإعداد G - 25 عمود : وضع بعض الصوف الزجاجي في حقنة سم 3 وعليه الاشياء بشكل وثيق مع تلميح ماصة. ملء الحقنة مع Sephadex G - 25 دقيقة (autoclaved في TE) إلى علامة مل 3. ندعه تسوية من حيث الوزن. لتنقية التحقيق المسمى : تحميل دقق في أعلى العمود. يغسل مع 700 ميكرولتر من TNES العازلة ، وأزل مع 600 ميكرولتر من TNES العازلة. بدلا من ذلك ، تنقية المسبار المسمى باستخدام سبين مصغرة سريعة ™ العمود (روش العلوم التطبيقية).
خطوة 6 : التهجين
2. تحديد الطرفية التيلومير النكليوتيد بواسطة ربط محول 6
'هو ligated نهاية المسمى قليل النوكليوتيد فريدة ل3' 5 ونهاية عبء - G : المبدأ (الشكل 2A و 2B). ويتم تحقيق هذا عن طريق الصلب محددة بنسبة ضئيلة دليل التكميلية. وسيتم ligated فقط بنسبة ضئيلة تحمل متواليات محول فريدة / دليل متوافق مع تسلسل التيلومير محطة G - المتراكمة. لT. البروسية ، التي قد تنتهي في التيلوميرات واحدة من ست النيوكليوتيدات مختلفة من يكرر TTAGGG. بالتالي فهي دليل oligoes استخدموا ستة مختلفة (TG1 - TG6 ، الشكل 2A). بعد ربط ، يتم هضم الحمض النووي مع endonucleases التقييد وحلها على جل agarose.
3. ملحق ربط التمهيدي ساطة 6
المبدأ (الشكل 2A و 2C) : هو قليل النوكليوتيد ligated وفريدة من نوعها ل3 'G - المتراكمة مع تسلسل محطة معينة ، تحددها تسلسل المكملة له في المحول (الدليل) بنسبة ضئيلة. بعد تنقيتها ، وبنسبة ضئيلة دليل المسمى الذي لا يزال في صلب بنسبة ضئيلة G-overhang/unique التمهيدي هو يمتد ليشمل تقاطع SS - DS باستخدام الحمض النووي بوليميريز T4 ، الذي يفتقر الى النزوح حبلا والأنشطة نوكلياز خارجية 5' - 3 ". المنتجات تمديد التمهيدي يعطي بالتالي طول عبء - G.
4. ممثل النتائج :
كشف T. البروسية التيلومير G - المتراكمة باستخدام هيكل الأصلي في جل التهجين
سليمة T. تظهر الكروموسومات البروسية مفصولة PFGE في الشكل 3A و 3B (لوحات اليسار). T. عادة ما تحتوي على خلايا البروسية ~ 100 نسخة من minichromosomes ، مع كل نفس الحجم (50-150 كيلو بايت) ، والهجرة إلى الموقف نفسه على هلام (MC). بسبب هذه الحقيقة ، وبعد التهجين مع TELC جزئية التحقيق ، وG - عبء التيلومير الإشارة الأبرز على minichromosomes (الشكل 3A ، وسط لوحة). التهجين مع التحقيق TELG بنسبة ضئيلة عادة لا تسفر عن أي إشارة التهجين (الشكل 3B ، وسط لوحة) لT. خلايا البروسية لم يكن لديك التيلومير C - عبء الهيكل. بعد أن تمسخ وتحييد والتهجين إما مع أو TELC TELG التحقيق جزئية تكشف الإشارات التيلومير على جميع ينتهي كروموسوم (3A و 3B الشكل ، لوحات اليمين).
تحديد محطة التيلومير النوكليوتيدات بواسطة ربط محول
تحميل كمية متساوية من الحمض النووي في كل ممر ضروري لهذا الاختبار ، ويظهر ذلك من خلال تلطيخ بروميد إيثيديوم من هلام. ويرد مثال في الشكل 4A ، اللوحة اليسرى.
في هذا البروتوكول ، و تربط فقط نهاية المسمى فريد بنسبة ضئيلة ودليل المحولات بنسبة ضئيلة إلى نهاية الكروموسوم عندما التيلومير G - يتدلى تنتهي مع متواليات التي تتوافق مع دليل بنسبة ضئيلة. سي NCE على جزئية فريدة من نوعها هو نهاية المسمى ، سوف يكون ربط المنتج المشعة وتعطي إشارة قوية. كما هو مبين في الشكل 4A ، لوحة الحق ، لين 1 يعطي إشارة قوية ، مشيرا إلى أنه تم ligated كمية كبيرة من unique/TG1 محول إلى نهاية التيلومير. TG1 لها تسلسل إنهاء 5'CCCTAA3. ومن هنا التيلومير G - يتدلى ligated لهذه الغاية في محول 5'TTAGGG3. ويلاحظ أي كمية كبيرة من المنتجات باستخدام ربط oligoes دليل الأخرى ، مشيرا إلى أن تنتهي في التيلوميرات TTAGGG هي الغالبة في T. خلايا البروسية.
علاج الجيني DNA مع أنني إكسو إكسو أو تي ، والتي هي عبء nucleases 3 'محددة ، أسفر عن خسائر للمنتجات الربط (الشكل 4A ، اللوحة اليمنى ، والممرات 2 و 3) ، مشيرا الى ان الربط أدى بالفعل من التيلومير G - عبء هيكل
ملحق ربط ساطة التمهيدي
دون ربط ، ونهاية المسمى دليل بنسبة ضئيلة هي 22 NT طويلة. تحميل نهاية المسمى ستوجه بنسبة ضئيلة تكون بمثابة سيطرة سلبية وعلامة الحجم. (الشكل 4B ، لين 11 ، يشير إلى نهاية النجمة التي تحمل علامات دليل بنسبة ضئيلة). نحن عادة نلاحظ أيضا مجموعة من 44 ~ NT السيطرة السلبية في هذا الشكل (4B ، لين 11 ، فتح المثلث) ، والتي هي الأكثر احتمالا بقايا غير التشويه والتحريف المحولات. بعد ربط إلى نهاية الكروموسوم ، وحجم المنتج الموسعة ويعكس طول هيكل G - المتراكمة. معظم T. البروسية التيلومير G - يتدلى في نهاية 5'TTAGGG3 '(الشكل 4A). ومع ذلك ، فإن هذه G - يتدلى يبدو أن تكون قصيرة جدا (فقط ~ 10 NT طويلة) ، وامتدت من المنتجات بنسبة ضئيلة ligated دليل TG1 ليست أطول بكثير من الأخطاء نفسها بنسبة ضئيلة (الشكل 4B ، لين 10) ، لكنها تسمح للرباط TG1 محول (الشكل 4A ، اللوحة اليمنى ، لين 1). وإن كان ligated سوى كمية صغيرة من TG4 محول إلى أقاصي التيلومير (الشكل 4A ، لوحة الحق ، حارة 6) ، والمنتجات تمتد من TG4 ligated تكون أطول من ذلك بكثير (الشكل 4B ، لين 7 ، رؤوس السهم) ، مع كونها أطول المنتج ~ 55 NT. وبالتالي ، لاحظنا نوعين من التيلومير G - المتراكمة في T. خلايا البروسية. السائد التيلومير G - يتدلى في نهاية '5'TTAGGG3 ولكن ليست سوى ~ 10 NT طويلة. قليلة التيلومير G - يتدلى في نهاية 5'GGGTTA3 "ولكن يمكن طويلة تصل NT 40. كلا النوعين من عبء - G حساسة لإكسو T (أو إكسو الأول) العلاج (الشكل 4A ، اللوحة اليمنى ، لين 2 ، 3 ، و 7 ؛ الشكل 4B ، لين 1 والسهام).
الشكل 1. مبدأ التهجين في جل الأصلي. يسار ، تحت شرط الأصلي ، ونهاية التحقيق المسمى TELC بنسبة ضئيلة فقط يمكن أن يهجن مع فائض G الغنية واحد الذين تقطعت بهم السبل التيلومير. شدة التهجين يعكس طول التيلومير عبء - G. الحق ، وبعد تمسخ ، فإن جزئية TELC التحقيق مع جميع هجن DNA التيلومير. شدة هذا التهجين يمثل المبلغ الإجمالي من الحمض النووي التيلومير ويستخدم كعنصر تحكم التحميل ، ويتم احتساب النهائي G - عبء مستوى بقسمة إشارة الأم عن طريق التهجين التي تم الحصول عليها بعد تمسخ.
الشكل 2. مبدأ ربط محول والإرشاد بوساطة ربط التمهيدي : (أ) من متواليات oligoes دليل فريدة من نوعها وستة. (ب) تحديد المحطة التي التيلومير النوكليوتيدات ربط محول. وجزئية فريدة من نوعها هو نهاية المسمى (ملحوظ مع النجمة الحمراء) ، صلب إلى oligoes دليل وligated إلى نهاية التيلومير. فقط عند محول فريدة / دليل يتحمل عبء أ 3 "والتي تتوافق مع محطة تسلسل التيلومير سيتم ligated المحول. (C) في ملحق بوساطة ربط التمهيدي ، والدليل هو جزئية نهاية المسمى (ملحوظ مع النجمة الحمراء) ، وبنسبة ضئيلة في صلب فريد قبل ligated إلى أقاصي الصبغي. ولن تكون فريدة من نوعها ligated محول / دليل تحمل عبء أ 3 "متوافق مع فائض - G. ^ يدل على السندات phophordiester ligated. بعد إزالة أزواج unligated بنسبة ضئيلة ، سيتم تمديد التمهيدي خارجا مع الحمض النووي بوليميريز T4 ، الذي يفتقر الى النزوح حبلا والأنشطة نوكلياز خارجية 5' - 3 ". طول النهائية لدليل بنسبة ضئيلة مدد يعكس بالتالي طول عبء - G.
الشكل 3. T. البروسية التيلومير G - عبء بنية تحليلها من قبل الأم في جل التهجين : (أ) في جل التهجين مع TELC جزئية التحقيق. (ب) في جل التهجين مع TELG جزئية التحقيق. في كل من (أ) و (B) بقي من بروميد Ethedium ، دوري الدرجة الأولى الملون. الأوسط ، مسقط رأسه نتيجة التهجين. الحق ، نتيجة تهجين بعد تمسخ. البرية من نوع T. استخدمت الخلايا البروسية. تم فصل سليمة أو إكسو أنا المعالجة بواسطة الحمض النووي الجيني PFGE. مثلث فتح تقف على الكروموسومات megabase ؛ IC ، الكروموسومات الحجم المتوسط ؛ MC ، minichromosomes.
"/>
الشكل 4. T. البروسية التيلومير G - عبء بنية تحليلها بوساطة ربط التمديد التمهيدي : (أ) معظم T. البروسية التيلومير G - يتدلى في إنهاء 5'TTAGGG3. ، Ethedium اليسار هلام بروميد DNA الملون. يتم تحميل المبلغ يساوي تقريبا من الحمض النووي في كل حارة. الحق ، نتيجة التعرض للهلام نفسه بعد التجفيف. سليمة ، وأنا إكسو المعاملة ، أو كان ligated إكسو T - تعامل الحمض النووي لستة مختلفة نهاية المسمى محولات بنسبة ضئيلة فريدة / دليل على النحو المبين. (ب) ت. التيلوميرات البروسية وقصيرة G - يتدلى. كان إكسو ligated سليمة أو الحمض النووي الجيني تي معاملة مختلفة وستة محولات بنسبة ضئيلة فريدة / دليل يليه ملحق به التمهيدي T4 بوليميريز الحمض النووي. تم تحميل نهاية المسمى TG4 بنسبة ضئيلة كعنصر تحكم السلبية (ممر 11). وتدير نفسها بنسبة ضئيلة في الإقليم الشمالي 22 (*) ولكن أيضا أعطى إشارة خفوتا في الإقليم الشمالي 44 ~ (Δ). أسفرت فقط unique/TG4 محول المنتجات تمديد لفترة أطول كثيرا من الأخطاء نفسها بنسبة ضئيلة (السهم رؤساء ، لين 7).
المثقبية البروسية يسبب مرض النوم في البشر. هذا المرض ، إذا ما تركت دون علاج ، إلى الوفاة لا محالة. T. البروسية في خلايا الثدييات يستضيف اختلاف مستضدي الخضوع بشكل منتظم من أجل التهرب من هجوم المضيف المناعي 7. وبالتالي فإنه من الصعب جدا للقضاء على T. تم...
نود أن نشكر الدكتورة كارولين السعر للمناقشات العلمية والاقتراحات الثاقبة. ويؤيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح AI066095 (PI : بيبو لى).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
SeaKem LE Agarose | Lonza Inc. | 50004 | |
Agarose Type VII (low melting agarose) | Sigma-Aldrich | A4018 | |
Proteinase K, recombinant, PCR grade | Roche Group | 03 115801001 | |
Exo I | New England Biolabs | M0293 | |
Exo T | New England Biolabs | M0265 | |
T7 exonuclease | New England Biolabs | M0263 | |
T4 DNA polymerase | New England Biolabs | M0203 | |
QIAquick nucleotide removal kit | Qiagen | 28304 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved