A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
هنا نقدم بروتوكول لتحليل التفاعلات RNA / البروتين. ويستند هذا التحول فحص التنقل الكهربي (EMSA) على الهجرة التفاضلية المجمعات RNA / البروتين والحمض النووي الريبي مجانا خلال الأصلي الكهربائي للهلام. باستخدام مسبار RNA رديولبلد، RNA المجمعات / البروتين يمكن تصور من قبل تصوير الإشعاع الذاتي.
التفاعلات RNA / بروتين حاسمة لمسارات التنظيمية ما بعد النسخي. بين البروتينات ملزم RNA عصاري خلوي أفضل وصف هم البروتينات التنظيمية الحديد، IRP1 وIRP2. كانت ملزمة لتسوية عناصر الاستجابة (IRES) داخل المناطق غير مترجمة (UTRs) من عدة أنواع من mRNAs الهدف، وبالتالي السيطرة على الترجمة من mRNAs أو الاستقرار. تم التفاعلات IRE / IRP درس على نطاق واسع من قبل EMSA. هنا، نحن تصف بروتوكول EMSA لتحليل النشاط IRE ملزم من IRP1 وIRP2، والتي يمكن تعميمها على تقييم نشاط البروتينات الأخرى ملزم RNA كذلك. والمحللة البروتين الخام التي تحتوي على البروتين ملزم RNA، أو إعداد النقي من هذا البروتين، وحضنت مع وجود فائض من 32 ف المسمى RNA التحقيق، والسماح لتشكيل تعقيدا. يضاف الهيبارين لمنع البروتين غير محددة للتحقيق ملزمة. وفي وقت لاحق، ويتم تحليل خليط من غير تغيير طبيعة-الكهربائي على هلام بولي أكريلاميد. التحقيق الحرةيهاجر بسرعة، في حين أن RNA / البروتين المعارض معقدة التنقل المتخلفين. وبالتالي، يتم استدعاء الإجراء أيضا "التخلف هلام" أو "bandshift" الفحص. بعد الانتهاء من الكهربي، وجفت جل ويتم الكشف عنها المجمعات RNA / البروتين، وكذلك التحقيق الحرة، من خلال تصوير الإشعاع الذاتي. ويتمثل الهدف العام من البروتوكول هو لكشف وتحديد IRE / IRP وغيرها من التفاعلات RNA / البروتين. وعلاوة على ذلك، EMSA يمكن أن تستخدم أيضا لتحديد النوعية وتقارب ملزم، ورياضيات الكيمياء للتفاعل RNA / البروتين قيد التحقيق.
وقد تم تطوير EMSA في الأصل لدراسة العلاقة من البروتينات الحمض النووي ملزم مع تسلسل الحمض النووي الهدف 1،2. والمبدأ هو مماثل لتفاعلات RNA / البروتين 3، الذي هو محور من هذه المادة. لفترة وجيزة، واتهم RNA سلبا وسوف يهاجر نحو القطب الموجب خلال عدم تغيير طبيعة-الكهربائي في بولي أكريلاميد (أو الاغاروز) المواد الهلامية. الهجرة داخل هلام تعتمد على حجم الحمض النووي الريبي، والذي يتناسب مع شحنتها. ملزمة محددة من البروتين لRNA يغير التنقل بها، ويهاجر المعقدة أبطأ بالمقارنة مع RNA مجانا. ويرجع ذلك أساسا إلى زيادة في الكتلة الجزيئية، ولكن أيضا إلى تغييرات في تهمة وربما التشكل هذا. الاستفادة من RNA وصفت بأنها التحقيق يتيح رصد سهل من "التخلف هلام" أو "bandshift". استخدام 32 تحقيقات RNA المسمى P شائع جدا ويوفر حساسية عالية. تم الكشف عن هجرة RNA / مجمعات البروتين والحمض النووي الريبي مجاناعن طريق تصوير الإشعاع الذاتي. السلبيات هي قصيرة العمر النصفي لل32 P (14.29 يوما)، وتدهور تدريجي في نوعية التحقيق بسبب الإنحلال الإشعاعي، واشتراط وجود رخصة النشاط الإشعاعي والبنية التحتية للعمل الإشعاعي، والمخاوف المحتملة للسلامة الأحيائية. لذلك، تم تطوير أساليب غير النظائر بديلة لوصفها التحقيق RNA، على سبيل المثال مع fluorophores أو البيوتين، والتي تتيح الكشف عن طريق الفلورسنت أو chemiluminescent التصوير 4،5. القيود المفروضة على هذه الأساليب هي تكلفة أعلى، وغالبا ما خفض حساسية مقارنة مع وضع العلامات النظائر، واحتمال من التسميات غير النظائر للتدخل في التفاعل RNA / البروتين. غير تغيير طبيعة المواد الهلامية بولي أكريلاميد هي مناسبة لمعظم التطبيقات EMSA وتستخدم بشكل شائع. في بعض الأحيان، قد المواد الهلامية الاغاروز تشكل بديلا لتحليل المجمعات الكبيرة.
والميزة الرئيسية لEMSA هو أنه يجمع بين البساطة، والحساسية، ومتانة 4 </ سوب>. الفحص يمكن أن تكتمل في غضون ساعات قليلة و لا يتطلب أجهزة متطورة. يمكن الكشف عن التفاعلات RNA / البروتين EMSA في تركيزات منخفضة تصل إلى 0.1 نانومتر أو أقل، وضمن مجموعة واسعة من الشروط الملزمة (درجة الحموضة 4،0-9،5، أحادي التكافؤ تركيز الملح 1-300 ملم، ودرجة حرارة 0-60 درجة مئوية).
ويمكن أيضا RNA / البروتين تشكيل معقد دراستها من قبل مقايسة ملزمة التصفية. هذا هو إجراء بسيط، سريع، وغير مكلفة على أساس الإبقاء على المجمعات RNA / البروتين في مرشح النيتروسليلوز، في حين يمر التحقيق RNA مجانا إلى 6. مقارنة EMSA، هي محدودة في الحالات التي يحتوي التحقيق RNA مواقع ملزمة متعددة، أو استخراج النفط الخام يحتوي على أكثر من البروتينات ملزم RNA التي تربط إلى التحقيق في نفس الموقع. في حين متعددة التفاعلات RNA / البروتين سوف يعدم قبل الفحص ملزمة التصفية، يمكن تصور بسهولة عن طريق EMSA. في بعض الحالات، والتصور هو عشيةن ممكن عندما مجمعين RNA / البروتين شارك في ترحيل (على سبيل المثال، IRP1 البشرية / IRE وIRP2 / المجمعات غضب)، وذلك بإضافة الأجسام المضادة ضد واحد من البروتينات ملزم RNA إلى رد فعل EMSA، مما أسفر عن مزيد من التخلف على هلام ( "supershift") 7.
وقد تم EMSA تستخدم على نطاق واسع لدراسة IRP1 وIRP2، والتي هي المنظمين ما بعد النسخي من استقلاب الحديد 8-10. وهي تعمل عن طريق ملزمة لIRES، والهياكل دبوس الحفاظ phylogenetically داخل UTRs العديد من mRNAs 11. تم اكتشاف IRES لأول مرة في من mRNAs ترميز الفيريتين 12 و ترانسفيرين مستقبلات 1 (TfR1) 13، والبروتينات من تخزين الحديد وامتصاص، على التوالي. في وقت لاحق، تم العثور على IRES في محمر محددة أمينوليفولينات سينسيز (ALAS2) 14، أكونيتاز الميتوكوندريا 15، ferroportin 16، نقل معدن ثنائي التكافؤ 1 (DMT1) 17، نقص الأكسجة عامل محرض 2 α (HIF2α) 18، وغيرها من mRNAs 19-21. وH- النموذج و-L فيريتين من mRNAs احتواء غضب واحدة في حياتهم 5 'UTR، في حين TfR1 مرنا يحتوي IRES متعددة في تقريرها 3' UTR. التفاعلات IRE / IRP تمنع تحديدا الفيريتين الترجمة مرنا من خلال منع sterically ارتباطه من 43S الوحيدات الريباسي. وعلاوة على ذلك، فإنها استقرار TfR1 مرنا ضد الانقسام endonucleolytic. IRP1 وحصة IRP2 تسلسل واسعة التشابه وعرض عالية النشاط ملزم غضب في الخلايا المتعطشة الحديد. في الخلايا من الحديد حافل، IRP1 يجمع على cubane الحديد-S العنقودية التي تحولها إلى أكونيتاز عصاري خلوي على حساب النشاط IRE ملزم، في حين IRP2 يخضع لتدهور proteasomal. وهكذا، فإن التفاعلات IRE / IRP تعتمد على حالة الحديد الخلوي، ولكن يتم تنظيمها أيضا إشارات أخرى، مثل H 2 O 2، وأكسيد النيتريك (NO) أو نقص الأكسجة. هنا، نحن تصف بروتوكول لتقييم النشاط IRE ملزم من خلية النفط الخام والأنسجة مقتطفات عن طريق البريدMSA. استخدمنا 32 ف المسمى التحقيق غضب H-فيريتين التي تم إنشاؤها بواسطة النسخ في المختبر من قالب DNA البلازميد (I-12.CAT)، حيث تم إدخال تسلسل غضب في الأصل بمعنى التوجه المصب لموقع البلمرة T7 RNA من قبل استنساخ [أليغنوكليوتيد الاصطناعية صلب 22.
وتمت الموافقة على إجراءات تجريبية مع الفئران عن طريق لجنة رعاية الحيوان من جامعة ماكجيل (بروتوكول 4966).
1. إعداد مقتطفات البروتين من الخلايا المستزرعة
2. إعداد مقتطفات من البروتين ماوس الكبد والطحال
3. إعداد رديولبلد غضب مسبار
4. تنقية رديولبلد غضب مسبار
5. إعداد هلام بولي أكريلاميد الأصلي للEMSA
6. الكهربي التنقل التحول الفحص
تم إعداد IRE التحقيق رديولبلد، كما هو موضح في المادتين 3 و 4 من البروتوكول. كان تسلسل التحقيق 5'-GGGCGAAUUC GAGCUCGGUA CCCGGGGAUC CUG C UUCAA C AGUGC UUGGA CGGAUCCU-3 '؛ النيوكليوتيدات الغامق تمثل C بقايا المفردة والحلقة، التي هي ملامح غضب حرجة. وكان النشاط الإشعاعي محدد من التحق?...
هنا، نحن تصف البروتوكول الذي تم تطويره لدراسة الأنشطة غضب ملزم من IRP1 وIRP2، ونحن نبين بيانات تمثيلية. باستخدام مجسات مختلفة، يمكن هذا البروتوكول أيضا أن تعدل لدراسة أخرى البروتينات ملزم RNA. والخطوة الحاسمة هي حجم التحقيق. استخدام تحقيقات طويلة، وهو أمر شائع عند موقع مل...
The authors declare that they have no competing financial interests.
This work was supported by a grant from the Canadian Institutes for Health Research (MOP-86514).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
leupeptin | SIGMA | L2884 | |
PMSF | SIGMA | 78830 | |
BioRad Protein Assay | BIORAD | 500-0006 | |
T7 RNA polymerase | Thermoscientific | EPO111 | |
RNase Inhibitor | Invitrogen | 15518-012 | |
UTP [alpha-32P] | Perkin-Elmer | NEG507H | |
Scintillation liquid | Beckman Coulter | 141349 | |
heparin | SIGMA | H0777 | |
Rnase T1 | Thermoscientific | EN0541 | |
Name of the Equipment | |||
Tissue Ruptor | Qiagen | 9001271 | |
Scintillation counter | Beckman Coulter | LS6500 | |
Protean II xi Cell | BIORAD | 165-1834 | |
20 wells combs | BIORAD | 165-1868 | 1.5 mm thick |
1.5 mm spacers | BIORAD | 165-1849 | |
PowerPac | BIORAD | 164-5070 |
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