A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
نحن هنا وصف بروتوكول الأمثل من الفلورسنت فحوصات التنقل التحول الكهربي (fEMSA) باستخدام النقاء SOX-2 البروتينات مع الأشعة تحت الحمراء الفلورسنت المسمى صبغ تحقيقات الحمض النووي كدراسة حالة لمعالجة مسألة البيولوجي المهم.
الكهربي فحوصات التنقل العالي (EMSA) هي أداة مفيدة لتوصيف التفاعلات بين البروتينات وتسلسل الحمض النووي المستهدفة. وكان النشاط الإشعاعي الطريقة السائدة لوضع العلامات الحمض النووي في EMSAs. ومع ذلك، فقد دفعت التطورات الحديثة في مجال الأصباغ الفلورية وطرق مسح استخدام العلامات الفلورية من الحمض النووي كبديل للنشاط الإشعاعي للمزايا سهولة التعامل، وتوفير الوقت وتقليل التكاليف، وتحسين السلامة. وقد استخدمنا مؤخرا EMSA فلوري (fEMSA) لمعالجة مسألة البيولوجي المهم بنجاح. يوفر تحليل fEMSA لدينا البصيرة الميكانيكية في تأثير طفرة مغلطة، G73E، في الحفظ جدا HMG عامل النسخ SOX-2 على حاسة الشم تنويع نوع الخلايا العصبية. وجدنا أن متحولة SOX-2 البروتين G73E يغير النشاط ملزم DNA محددة، وبالتالي التسبب في حاسة الشم التحول هوية الخلايا العصبية. هنا، نقدم على الوجه الأمثل، وفعالة من حيث التكلفة خطوة بخطوة بروتوكوللfEMSA باستخدام الأشعة تحت الحمراء الفلورسنت أليغنوكليوتيد] وصفت صبغ يحتوي على LIM-4 / SOX-2 المجاورة المواقع المستهدفة والنقاء SOX-2 البروتينات (WT ومتحولة SOX-2 البروتينات G73E) كمثال البيولوجي.
تستخدم EMSAs لتحليل التفاعلات بين الحمض النووي والبروتينات باستخدام الأصلي إس دي إس بايج (PAGE) لحل خليط من البروتين من الفائدة وتحقيق الحمض النووي المسمى تحتوي على المواقع المستهدفة المحتملة من البروتين 1. مسبار الحمض النووي ملزمة مع البروتين سوف يهاجرون أبطأ مقارنة مع التحقيق الذي تجريه الحمض النووي الحرة، وبالتالي فهو متخلف في الهجرة من خلال مصفوفة بولي أكريلاميد. وقد Radiolabeling من الحمض النووي بنسبة 32 P الطريقة السائدة للكشف في EMSAs. على الرغم من أن تطبيق radiolabeling في بحوث الكيمياء الحيوية كان مفيدا، يتم استخدام طرق وضع العلامات الحمض النووي بديل مع حساسية مقارنة نظرا لمخاطر الصحة والسلامة المرتبطة التعامل مع النشاط الإشعاعي. وتشمل هذه الطرق البديلة الاقتران من الحمض النووي مع البيوتين 2 أو digoxigenin (DIG) 3 (وكلاهما ثم يتم الكشف عنها بواسطة أنظمة chemiluminescent)، SYBR تلطيخ الأخضر من المواد الهلامية PAGE 4،أو الكشف المباشر لتقارن صبغ الحمض النووي الفلورسنت عن طريق مسح 5،6 هلام.
تتطلب المواد الهلامية حلها من EMSAs باستخدام اختبار الحمض النووي DNA المسمى بالإشعاع معالجة postrun من خلال أفلام تصوير الإشعاع الذاتي أو نظام phosphorimager للكشف عن الإشارات المشعة 1،7. المواد الهلامية من EMSAs باستخدام biotin- 2 أو DIG مترافق تحقيقات 3 الحمض النووي يجب أن تتم معالجة ونقل على غشاء مناسبة ومن ثم الكشف عن طريق التوهج 6. SYBR تلطيخ الأخضر من هلام يتطلب postrun تلطيخ جل وماسح ضوئي الفلورسنت 4. منذ مطلوبة خطوات المعالجة هلام postrun لEMSAs باستخدام تقنيات وضع العلامات الحمض النووي هذه، وهلام حل يمكن يعاير مرة واحدة فقط. في المقابل، تحقيقات الحمض النووي المسمى مع fluorophores يمكن الكشف مباشرة في هلام داخل ألواح الزجاج عن طريق الماسح الضوئي. ولذلك، فإن تفاعلات الحمض النووي والبروتينات يمكن رصدها ويعاير عدة مرات في نقاط زمنية مختلفة خلال الفترة السابقة، والتييقلل كثيرا من الوقت والتكلفة. تقارن صبغ الحمض النووي الفلورسنت التي استخدمت لEMSAs تشمل و Cy3 6،8، 6،8 Cy5، فلوريسئين 9، والأصباغ الفلورية الأشعة تحت الحمراء 4-6.
يتطلب تنظيم النسخي تفاعلات البروتين الحمض النووي من عوامل النسخ والجينات المستهدفة. التنسيق بين هذه التفاعلات يولد أنواع الخلايا المتنوعة من سلف مشترك خلال تطوير الحيوانية. حددت شاشة الوراثية إلى الأمام مشاركات طفرة مغلطة، G73E، في مجال الحمض النووي ملزم HMG الحفظ جدا من انواع معينة عامل ايليجانس النسخ SOX-2. نتائج طفرة في التحول هوية خلية من الخلايا العصبية الشمية AWB في الائتلاف المناهض للحرب الخلايا العصبية الشمية عند مستويات الجزيئية، الصرفية، والوظيفية 5،10. SOX-2 ينظم بشكل مختلف تمايز محطة من AWB والائتلاف المناهض للحرب الخلايا العصبية من خلال التفاعل مع العوامل شريك النسخ التي تعتمد على السياق وخاص بهالمواقع المستهدفة الحمض النووي 5،10. SOX-2 شركاء مع LIM-4 (LHX) في محطة AWB تمايز الخلايا العصبية، في حين أن وتظهر فحوصات مراسل وسيفيراز SOX-2 شركاء مع CEH-36 (OTX / OTD) في محطة الائتلاف المناهض للحرب تمايز الخلايا العصبية التي SOX-2 و SOX-2 متحولة البروتينات G73E لها تفاعلات تعاونية مع العوامل المساعدة النسخي LIM-4 و CEH-36 لتنشيط المروج أعرب في البنك الوطني المصري والائتلاف المناهض للحرب الخلايا العصبية. ومع ذلك، SOX-2 ومتحولة SOX-2 G73E عرض خصائص تفعيل التفاضلية من المروج. للتحقيق في الأساس الجزيئي للأنشطة الحمض النووي التفاضلية ملزمة من SOX-2 و SOX-2 G73E، أجريت fEMSAs مع هذه البروتينات والمواقع المستهدفة المحتملة.
أولا، اتخذ نهجا المعلوماتية الحيوية لتحديد الحمض النووي بيولوجيا تسلسل ملزمة داخل منطقة المروج 1 كيلوبايت المستخدمة في فحص وسيفيراز. وبما أن العديد من SOX-2 مواقع الربط المحتملة الحالية في جميع أنحاء المروج، ركزناعلى مواقع SOX-2 تنبأ ملزمة المتاخمة للالمفترض CEH-36 أو LIM-4 مواقع الربط والحفاظ تطويريا بين الأنواع الخيطية المختلفة. تم حذف هذه المتتاليات أو تحور، واختبار في وقت لاحق في الجسم الحي لنشاطهم في التعبير عن الجينات المحورة مراسل GFP في AWB أو AWC الخلايا العصبية. من خلال هذا النهج، حددنا المحتملة LIM-4 / SOX-2 و CEH-36-2 SOX المجاورة المواقع المستهدفة / المطلوبة على وجه التحديد للتعبير عن GFP في البنك الوطني المصري والائتلاف المناهض للحرب الخلايا العصبية، على التوالي 5. نحن التحقيق في الاختلافات المحتملة في الحمض النووي ملزم من SOX-2 و SOX-2 G73E باستخدام fEMSA مع تحديد LIM-4 / SOX-2 و CEH-36 / SOX-2 المواقع المستهدفة المجاورة. وأظهر تحليل EMSA في أن SOX-2 G73E لا يلزم التحقيق الحمض النووي الذي يحتوي على المتاخمة المواقع المستهدفة LIM-4 / SOX-2 (مطلوب للتعبير الجينات في AWB) بكفاءة كما WT SOX-2 فعلت. وكان مع ذلك، SOX-2 و SOX-2 G73E لا فرق في ربط التحقيق الحمض النووي الذي يحتوي على CEH-36 / SOX-2 (أ)djacent الموقع المستهدف (مطلوب للتعبير الجينات في الائتلاف المناهض للحرب) 5،10. يحلل لنا fEMSA تقديم رؤية الميكانيكية في طبيعة G73E طفرة SOX-2 في التأثير على نشاط محدد ملزم الحمض النووي لهوية الخلية تحول النمط الظاهري AWB إلى الائتلاف المناهض للحرب. هنا، نحن تصف بروتوكول الأمثل من fEMSA باستخدام 6xHis-SOX-2 النقاء أو 6xHis-SOX-2 G73E جنبا إلى جنب مع الفلورسنت الأشعة تحت الحمراء تحقيقات الحمض النووي المسمى صبغ يحتوي على المتاخمة المواقع المستهدفة LIM-4 / SOX-2 كدراسة حالة لمعالجة سؤال البيولوجي المهم.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ملاحظة: EMSAs باستخدام اختبار الحمض النووي DNA fluorescently المسمى أو غيرها من الحمض النووي المسمى أشكال تقاسم نفس البروتوكولات للبروتين أو استخراج الخلايا إعداد، رد فعل البروتين الحمض النووي ملزم، وإعداد جيل PAGE وتشغيل (الشكل 1A). الفروق الرئيسية هي الإجراءات DNA وضع العلامات، وبعد التشغيل خطوات المعالجة هلام، وطرق الكشف.
1. إعداد جل
2. إعداد تحقيقات المسمى صبغ الأشعة تحت الحمراء نيون
ملاحظة: حافظ على أليغنوكليوتيد] وصفت صبغة الفلورسنت الأشعة تحت الحمراء بعيدا عن الضوء قدر الإمكان أثناء التحضير والتخزين، والتجارب.
3. إعداد ليس لها علامة / الباردة تحقيقات (المنافسين)
ملاحظة: تم صلب [أليغنوكليوتيد طويلة من تسلسل التكميلية (لونغ وLongR) لجعل تحقيقات غير المسماة لتحليل المنافسة مع الفلورسنت الأشعة تحت الحمراء تحقيقات المسمى صبغ.
4. رد الفعل ملزم والكهربائي
5. التصوير
ملاحظة: تم مسحها الجل مباشرة في لوحات الزجاج مع نظام التصوير بالأشعة تحت الحمراء المتقدمة. ولذلك، فإن جل يمكن زيادة حل ومسحها بشكل متكرر (أرقام 1C و 2). تم اختبار نظام التصوير الفلورسنت القريب من الأشعة تحت الحمراء في المقام الأول عن البقع الغربية أيضا لمسح هلام، ولكن لم يكن سوى نظام التصوير بالأشعة تحت الحمراء متقدمة قادرة على مسح الجل مع قرار جيد. منهجية وصف تقتصر على نوع معين من برامج التصوير بالأشعة تحت الحمراء، على الرغم من حزم البرامج الأخرى يمكن أن تستخدم.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
البرتقال G صبغ تحميل (6X: 0.12 غرام البرتقال G في 100 مل من 30٪ الجلسرين) ويمكن أن يضاف إلى رد فعل ملزم قبل التحميل لتصور سير الكهربائي. سوف يتم الكشف عن الأصباغ التحميل الأخرى بما في ذلك برموفينول الأزرق خلال المسح الضوئي وبالتالي تتداخل مع تحليل الصور ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
fEMSAs تشكل أداة فعالة للتحقيق في التفاعلات البروتينية الحمض النووي، وتكون بديلا لوسم المشعة من الحمض النووي. والأصباغ الفلورية مثل الأصباغ الحمراء المتاحة تجاريا، وتوفير وسيلة أكثر أمانا وصديقة للبيئة مقارنة مع وضع العلامات الحمض النووي المشع. EMSAs باستخدام الأشعة تح...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by an Alfred P. Sloan Research Fellowship (to C.-F.C.) and an NIH R01 grant (5R01GM098026-05 to C.-F.C.). We thank David Crowe for access to the advanced infrared imaging system.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
30% Acrylamide/Bis Solution, 37.5:1 | Bio-Rad | 1610158 | Acrylamide is harmful and toxic. |
6x-His Epitope Tag Antibody (HIS.H8) | ThermoFisher | MA1-21315 | |
Anti-Flag M2 antibody | Sigma-Aldrich | F3165-.2MG | |
Bovine Serum Albumin (BSA) molecular biology grade | New England Biolabs | B9000S | |
5'IRDye700-labeled DNA Oligos | Integrated DNA Technologies | Custom DNA oligo | These are referred to as "5'Dye-labeled or infrared fluorescent dye-labeled DNA oligos" in the manuscript. The company will custom synthesize 5' IRDye labeled-DNA oligonucleotides. Requires minimum 100 μM scale synthesis and HPLC purification. |
Klenow Fragment (3'-->5' exo-) | New England Biolabs | M0212S | |
LightShif Poly (dI-dC) | ThermoFisher | 20148E | |
Mini-PROTEAN Vertical Electrophoresis Cell | Bio-Rad | 1658000FC | This is referred to as a 'mini protein gel system' in the manuscript. Any electrophoretic system can be used as long as they are clear glass plates of less than 25 cm x 25 cm in size. |
Odyssey CLx Infrared Imaging System | LI-COR Biotechnology | Odyssey CLx Infrared Imagng System | This is referred to as an 'advanced infrared imaging system' in the manuscript. |
Odyssey Fc Imaging System | LI-COR Biotechnology | Odyssey Fc Dual-Mode Imaging System | This is referred as a 'near-infrared fluorescent imaging system primarily for Western blots' in the manuscript. |
Image Studio software (version 4.0) | LI-COR Biotechnology | Image Studio software | This is referred to as a 'particular imaging software' in the manuscript. |
Orange G | Sigma-Aldrich | O3756-25G | |
6x Orange loading dye | 0.25% Orange G; 30% Glycerol | ||
0.5x TBE | 45 mM Tris-Borate; 1 mM EDTA | ||
1x TE | 10 mM Tris-HCl, pH 8.0; 1 mM EDTA | ||
1x STE | 100 mM NaCl; 10 mM Tris-HCl, pH 8.0; 1 mM EDTA | ||
5x Binding Buffer | 50 mM Tris-HCl, pH 7.5; 50 mM NaCl; 200 mM KCl; 5 mM MgCl2; 5 mM EDTA, pH 8.0; 5 mM DTT; 250 μg/mL BSA |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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