需要订阅 JoVE 才能查看此. 登录或开始免费试用。
Method Article
Protein synthesis control occurs mainly at the translation initiation step, deficiencies in which are linked to diverse disorders. To better understand their etiology, we described here a protocol using Xenopus laevis oocytes assessing the translation of mos transcript in the presence of a mutant of translation initiation factor eIF4G1.
蛋白质的合成是一个基本过程的基因表达影响不同的生物学过程特别是适应环境条件。引发步骤,其中涉及核糖体亚基在mRNA起始密码子,参与起始因子包括eIF4G1的组装。在翻译这个限速步骤的缺陷都与不同的疾病。为了研究这种放松管制的潜在后果, 非洲爪蟾卵母细胞构成具有高程度的保护与人类基本的细胞和分子机制的一个有吸引力的模式。此外,在母细胞成熟,卵母细胞转录抑制和所有必需的蛋白从先前存在的,母体衍生的mRNA翻译。这种廉价的模型使外源基因,成为一种有效的翻译完美地融为一体。这里描述了一种协议,用于使用保存位置评估翻译用感兴趣的因子(此处eIF4G1)编产妇的mRNA是第一个被聚腺苷酸化,并在卵母细胞成熟作为生理读数翻译。起初,合成出的mRNA 通过体外转录感兴趣的质粒(此处eIF4G1)的卵母细胞和卵母细胞成熟的动力学通过胚泡破裂检测注入被确定。所研究的母体mRNA靶是丝氨酸/苏氨酸 - 蛋白激酶MOS。其多聚腺苷酸化和随后的翻译与所述MOS信号级联涉及卵母细胞成熟的蛋白质的表达和磷酸化研究在一起。当前协议的变化,提出翻译缺陷也提出来强调其普遍适用性。在光新兴的证据表明,异常蛋白合成可能参与神经障碍的发病机制,这样的模式提供了机会,轻松地评估这个障碍,并确定新的目标。
蛋白是细胞生命的较大规模的生物体的基本要素,因此。它们确保大部分的细胞功能,包括结构,运输,反应催化,调节,基因表达等。它们的表达是翻译的允许的mRNA转化成蛋白质的复杂机制的结果。翻译进行各种控制,以适应并根据该小区需要调节基因表达,发育和分化,衰老,生理应力或病理表现期间。
翻译分为3个阶段(起始,延伸和终止),并提出3开始翻译系统,以满足这些需求: 通过内部核糖体进入段(IRES)的结构和总量控制的独立翻译增强(帽依赖性,依赖帽CITE)。
大多数真核生物基因的翻译在帽DEPE经由 7-甲基-5'-三磷酸帽在作为在蛋白质合成的识别特征ndent方式。此帽结合eIF4E的,的eIF4F复杂与eIF4G1和eIF4A的成分。合并有其他合作伙伴,如聚(一)结合蛋白(PABP)的eIF2-GTP-MET-tRNA的满足,这些翻译起始因子允许环化表达,提高其辅助形式43S复杂,直到AUG起始密码子识别 1。这个事件对应于翻译起始即翻译的第一步骤的结束。
章独立翻译为紧张的条件下诱导,例如细胞增殖和凋亡下必需的蛋白质使用的基因编码。此机制涉及的二级结构在mRNA的5'非翻译区(UTR)称为IRES,eIF4G1的羧基末端与eIF4A和43S复合物有关。该43S启动前C中的结合omplex到IRES启动而不需要eIF4E的因素2,3的帽依赖性翻译。
最后,另一种转换机制仍然没有得到很好的理解支持这种依赖帽的翻译活动强调的条件下,通过 CITE位于mRNA的UTR 4内的结构。
通过翻译通过起始步骤不同的这些各种模式,翻译在细胞内环境稳定的重要作用,并在这些过程中的一个的任何改变从而将影响生物体有小到大规模的效果。事实上,起始是限速步骤理事mRNA的正确翻译流程成蛋白质,因此许多控制和调节点5的目标。无论是对于后者,或这些过程的组成部分,如果一个结果是有缺陷的,它会扰乱在细胞内建立平衡,从而有可能导致病理康迪系统蒸发散。在此背景下,翻译因子的突变已经参与了一些障碍,包括神经退行性疾病,如`白质脑病与消失的白色matter'(eIF2B1-5亚基)6,沃尔科特,Rallison综合征(用于PERK EIF2AK3基因编码)7,潜在帕金森氏病(eIF4G1 p.R1205H)8。因此重要的是要进行的细胞和分子这些突变蛋白的研究,以增加对疾病的发展和对翻译起始的一般过程我们的知识。
为了进行这些研究,有必要选择最适当的模式来观察这些突变的后果非洲爪蟾卵母细胞特别适合由于他们的生理生化特征:生理同步(阻挡在细胞周期的阶段G2)蛋白质合成的高容量(200-400毫微克/天/卵母细胞),高数提取OOC的从同一动物ytes(800-1000的卵母细胞/孔)和细胞尺寸(1.2-1.4毫米直径),这便于它们的操作。 爪蟾卵母与合成mRNA的显微注射能够容易地进行剖析翻译步骤。这种观点认为它提出的其他优点。由于减数分裂进展和翻译后核显微注射(〜24小时)的速度, 非洲爪蟾卵母细胞代表一个快速系统相比,重组蜂窝系统(从大肠杆菌中提取,小麦胚芽或兔网织红细胞...),其中的mRNA是翻译具有减小翻译速率和以较低的速度。所以,在与mRNA引入一个突变的影响将是迅速地观测和容易地研究了几个卵母细胞。 爪蟾卵母的另一个优点是,产妇的mRNA是潜在的,蛋白质翻译孕酮刺激前阻止。因此,加用孕激素是控制翻译归纳的很好的手段。细胞质polyadenylation不会发生卵子发生过程中。它开始时在一时间顺序孕酮刺激的卵母细胞的卵母细胞成熟和持续贯穿早期发展,并且可以用于研究不同步骤的翻译。
MOS mRNA的多聚腺苷酸化是最先出现,并与极光A /为Eg2,组蛋白样B4基因属于类如查尔斯沃思等人定义的"早熟" 的基因。(2004)9。平移感应"迟到"表达,如细胞周期蛋白A1和细胞周期素B1左右出现的生发泡破裂(GVBD)的时间。金属氧化物半导体的mRNA编码的丝氨酸/苏氨酸 - 蛋白激酶。它的翻译是至关重要的,因为它导致了MAP激酶级联反应,间接地激活卵母细胞成熟。事实上,响应于孕酮,MOS mRNA的聚腺苷酸化是通过涉及极光A /为Eg2调节蛋白和其它RNA结合蛋白与第一个过程增强MOS mRNA的3'UTRË。这种增加的MOS mRNA的聚腺苷酸化导致增加MOS蛋白质水平,从而激活MEK1。此过程介导的胞外信令调节的激酶2(ERK2)(图1)的活化。然后,该信号级联可以触发成熟M相促进因子,通过细胞周期蛋白B和的Cdc2激酶形成的复杂,并最终导致在减数分裂恢复。
因此,在非洲爪蟾卵母细胞 ,产妇的mRNA如马鞍山的研究可以方便地使用他们的高效聚腺苷酸化有几个端点,以测试他们译的几个MOS信号元件,其中也包括GVBD率的测定翻译。这个系统是有趣的,因此要评估翻译起始因子突变的第一个后果,而没有转染效率新的mRNA转录或干扰,问题往往与eukary发生耳细胞研究。
这里,协议被建立,其中突变eIF4G1的mRNA显微注射在爪蟾卵母细胞和母体mRNA翻译进行测试。在在GVBD进展的缺陷,金属氧化物半导体的mRNA聚腺苷酸化是用于进程必需通过卵母细胞减数分裂细胞周期和为早期和晚期的mRNA类随后翻译的存在下确定。磷酸极光A /为Eg2和ERK还研究确认的MOS deregulation.Thus的结果, 爪蟾卵母代表来分析不同步骤mRNA翻译的一个简单的方法。
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
所有的爪蟾实验在里尔第一大学的动物实验室根据欧盟委员会的准则(86/609 / EEC),实验室动物实验的规定执行。动物方案经当地机构审查委员会(科米特德Ethique连接实验安尼米尔北部 - 加来海峡,CEEA 07/2010)。
1.卵母细胞处理
2.准备mRNA合成
3.显微注射合成的RNA和卵母细胞成熟刺激
4.胚泡破裂测定
5.免疫印迹(WB)分析
6.多聚腺苷酸含量
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
爪蟾卵母细胞和确定所述卵母细胞百分比GVBD的24小时的PG刺激( 图2B,2C)后动力学成熟:
为了研究所述eIF4G1-DN突变的平移后果, 在非洲爪蟾给PG响应蟾卵母细胞显微注射的cRNA eIF4G1-DN进行比较eIF4G1-WT和其它控制条件(H 2 O的,GFP)。该控制使评估卵母细胞显微注射的发生不论eIF4G1过表达的注射的cRNA或性质。
10卵母...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
翻译是一个涉及许多人类疾病,包括几种神经退行性疾病的病理生理机制。例如,在帕金森氏病的几份报告建议与遗传性基因突变8,12,13相关的翻译的损害。
一些细胞模型可用来研究翻译。这里,为了研究在eIF4G1的突变,作为显性负突变减少eIF4G1和eIF4E的伙伴8之间的相互作用的平移后果,在非洲爪蟾卵母细胞中。该模型具有的优点是简单,因为它仅由一...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
The authors have nothing to disclose.
This research was supported by grant from INSERM, University of Lille 1, University of Lille 2, Regional Hospital Center of Lille (CHR de Lille). MCCH acknowledges supports from the Fondation de France and wishes to thank IRCL, Pr. Sonenberg for the gift of the V5-plasmids, Dr. Dissous (Pasteur Institute, Lille) for the gift of anti-GFP antibodies, UMS 3387 (University of Rennes) where Xenopus oocytes are purchased and Dr Taymans (JPArc, Lille) for critical reading of the manuscript text.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Tricaine methane sulphonate | Sandoz | MS-222 | oocytes handling |
Forceps | Moria | Dumont MC40 | |
Streptomycin/penicillin | Sigma | 781 | |
Sodium pyruvate | Sigma | P2256 | |
Soybean trypsin inhibitor | Sigma | T9128 | |
Tetracyclin | Sigma | T7660 | |
Veterinarian absorbable Vicryl thread | Johnson&Johson Intl | JV1205 | |
Collagenase A | Roche diagnostics | 10103586001 | |
PmeI | New England Biolabs | R0560S | Preparation of synthetic mRNA |
DNAse/RNAse free H2O | Life Technologies | 10977 | |
Sodium Acetate | Merck | 6268 | |
Absolute ethanol | Sigma | 02854 | |
Nano Drop | Thermo Scientific | ||
TBE 10X | Eppendorf | 0032006.507 | |
Ethidium bromide 10 mg/ml | Life Technologies | 15585-011 | |
mMESSAGE mMACHINE Kit | Ambion by Life Technologies | AM1344 | |
MOPS | Sigma | M1254 | |
EDTA | Fluka | 03609 | |
Agarose | Life Technologies | 16500-500 | |
Formaldehyde 37% | Merck | 1.04003.1000 | |
Formamide | Fluka | 47671 | |
Gel Doc Imager | Biorad | ||
Oocyte Pipet with 100 8" Glass Capillaries | Drummond Scientific Company | 3-000-510-X | microinjection |
Replacement Glass 8" | Drummond Scientific Company | 3-000-210-G8 | |
0.45 µm filter | Millipore | SLHA025NB | |
Progesterone | Sigma | P0130 | |
Hepes | Sigma | H3375 | Western Blot |
NaCl | Sigma | S5886 | |
SDS | Biorad | 161-0301 | |
MgCl2 | Sigma | A3294 | |
Bovine serum albumin | Sigma | A4612 | |
leupeptin | Sigma | L8511 | |
aprotinin | Sigma | A1153 | |
benzamidine | Sigma | B6506 | |
PMSF | Sigma | P7626 | |
sodium vanadate | Sigma | S6508 | |
Laemmli buffer | Biorad | 161-0737 | |
NuPAGE Novex 4-12% Bis-Tris Protein Gels, 1.0 mm, 15 well | Life Technologies | NP0323BOX | |
SDS-PAGE electrophoresis, mini-Protean TGX | Biorad | 456-1036 and -1096 | |
horizontal semi-dry blotting system | W.E.P. Compagny | ||
Glycine | Biorad | 161-0718 | |
Tris-HCl | Biorad | 161-0719 | |
Hybond ECL Membrane | Amersham Life Science | 10401180 | |
Methanol | VWR | 20846-292 | |
Ponceau Red (0.5%) | Sigma | P3504 | |
Tween 20 | Sigma | P2287 | |
anti-GFP | Life Technologies | A11122 | |
anti-V5 | Santa Cruz Biotechnology | sc-58052 | |
anti-Eg2 | Santa Cruz Biotechnology | sc-27884 | |
anti-Eg2-P | Cell Signaling | C39D8 | |
anti-ERK2 | Santa Cruz Biotechnology | sc-1647 | |
anti-ERK2-P (Tyr204) | Santa Cruz Biotechnology | sc-7976 | |
anti-Rsk | Santa Cruz Biotechnology | sc-231 | |
anti-mos | Santa Cruz Biotechnology | sc-86 | |
anti-mouse horseradish peroxidase labeled secondary antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-2005 | |
anti-rabbit horseradish peroxidase labeled secondary antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-2812 | |
anti-goat horseradish peroxidase labeled secondary antibody | Santa Cruz Biotechnology | sc-2378 | |
Advanced ECL Detection System | Amershan Life Science | RPN2135 | |
PBS 1x | Sigma | P4417 | polyadenylation assay |
TRIZOL (Qiazol Lysis Reagent) | Qiagen | 79306 | |
Chloroform | Sigma | 31998-8 | |
Isopropanol | Sigma | 278475-1L | |
RNeasy mini kit | Qiagen | 74106 | |
RTL buffer | Qiagen | 79216 | |
RNAse free DNAse set | Qiagen | 79254 | |
Primers | Eurogentec | ||
T4 RNA ligase 1 | New England Biolabs | M0204S | |
High capacity c-DNA Reverse Transcription kit | Applied Biosystems, Life Technologies | 4368813 | |
Taq polymerase | Life Technologies | 10342020 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
请求许可使用此 JoVE 文章的文本或图形
请求许可This article has been published
Video Coming Soon
版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。