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Method Article
本文描述了(a)核提取物中U1 snRNP的消耗,伴随剪接活性的丧失;(b)通过与珠子共价偶联的微乳凝集素-3 - U1 snRNP颗粒与抗半乳糖凝集素-3抗体共价结合,在U1耗尽的提取物中重建剪接活性。
经典的耗竭重建实验表明,半乳糖凝集素-3是核提取物中必需的剪接因子。本文探讨了半乳糖凝集素-3掺入剪接途径的机制。HeLa细胞核提取物在12%-32%的甘油梯度上沉淀产生富含含有半乳糖凝集素-3和U1 snRNP的内源性〜10S颗粒的馏分。我们现在描述了一种方案,用于消耗U1 snRNP的核提取物,同时伴随剪接活性的丧失。U1耗尽提取物中的剪接活性可以通过捕获在琼脂糖珠上的半乳糖凝集素-3 -U1 snRNP颗粒与抗半乳糖凝集素-3抗体共价偶联来重建。结果表明,半乳糖凝集素-3 - U1 snRNP - 前mRNA三元复合物是导致剪接反应中间体和产物的功能性E复合物,半乳糖凝集素-3通过其与U1 snRNP的结合进入剪接途径。使用在磁珠上选择的复合物亲和力或免疫力来重建特定剪接因子耗尽的提取物中的剪接活性的方案通常可能适用于其他系统。
大多数真核信使RNA(mRNA)的产生涉及在称为前mRNA剪接的核过程中去除内含子和连接外显子1。两类RNA-蛋白质复合物(RNPs)通过剪接体复合物指导前信使RNA加工成成熟的mRNA。一类是新生的前信使RNPs,由异质核RNP蛋白和其他RNA结合蛋白(包括SR家族的一些成员)结合共转录形成,产生hnRNP复合物2。第二类富含尿嘧啶的小核RNPs(U snRNPs与U1,U2,U4,U5和U6 snRNA)与U特异性和核心蛋白相关3,4。U snRNPs以有序的方式与信使前RNP的特定区域在动态重塑途径中相互作用,因为内含子被切除并且外显子被连接以产生成熟的mRNPs5。许多其他核蛋白参与这些处理事件6。
如耗竭-重建研究所示,半乳糖凝集素-1(Gal1)和半乳糖凝集素-3(Gal3)是剪接途径中必需因子的两种蛋白质7,8。从剪接中去除两种半乳糖凝集素,可在早期阶段消除剪接体组装和剪接活性。将任一半凝集素添加到这种双耗竭的NE中可以恢复两种活性。Gal1 和 Gal3 是活性剪接体的组分,其前 mRNA 的特异性免疫沉淀、剪接中间体和成熟 mRNA 通过 Gal1 或 Gal39 特异性抗血清证明了这一点。重要的是,Gal3与剪接途径外的NE中含有的内源性U snRNA结合,如抗Gal3抗血清沉淀snRNPs所示10。最后,HeLa细胞中Gal3的沉默改变了许多基因的剪接模式11。
在预孵育以拆卸预制的剪接体12的NE中,snRNPs存在于从7S到大于60S的甘油梯度沉淀的多个复合物中。虽然甘油梯度分馏是分离剪接体复合物和组分的常用技术(例如参见参考文献13,14,15 ),但我们通过使用抗体免疫沉淀表征特定组分来扩展该方法。在10S下沉淀的snRNP仅含有U1 snRNA和Gal3。10S级分的免疫沉淀与对Gal3或U1 snRNP特异性的抗血清共沉淀U1和Gal3均表明一些U1 snRNP单颗粒与Gal310结合。由于U1 snRNP是第一个与剪接体组装中的前mRNP结合的复合物1,5,因此该步骤代表了Gal3进入剪接途径的潜在入口位点。在此基础上,我们表明与含有抗Gal3的珠子结合的10S Gal3-U1 snRNP单颗粒恢复了U1 snRNP耗尽的NE的剪接活性,将该复合物建立为Gal3被招募到剪接体途径中的一种机制16。这与在剪接反应的特定阶段分离剪接体并编目相关因子的尝试形成鲜明对比17,18。在此类研究中,确定了某些因素在某个时间点的存在,但不确定它们被加载的机制。
我们之前在关于半乳糖凝集素在前mRNA剪接中的作用的文献中详细描述了NE的制备,剪接底物,剪接反应混合物的组装以及产物的分析19。我们现在描述了核提取物的分馏以获得富含Gal3 - U1 snRNP复合物的馏分以及后一种复合物的免疫选择以在U1耗尽的核提取物中重建剪接活性的实验程序。
图1:示意图,说明在珠子上用Gal3-U1 snRNP复合物耗尽U1 snRNP的核提取物中剪接活性的互补性。未结合的分数耗尽U1 snRNP(U1ΔNE)。(B)缓冲液D(NE(D))中的NE通过超速在12%-32%的甘油梯度上分馏。将对应于10S区域的馏分(级分3-5)与与抗Gal3抗体(αGal3微球)共价偶联的微球混合。与磁珠结合的材料含有Gal3-U1 snRNP单颗粒。(C)使用32P标记的MINX前mRNA底物在剪接测定中将来自(B)部分的Gal3-U1 snRNP配合物与来自(A)部分的U1ΔNE混合,并通过凝胶电泳和放射自显像分析剪接反应的中间体和产物。请点击此处查看此图的放大版本。
1. 关于一般程序的说明
缓冲区的名称 | 组成 |
硼酸盐缓冲液 | 0.2 M 硼酸钠,pH 值 9 |
缓冲液 C | 20 mM HEPES, pH 7.9, 25% 甘油, 0.42 M NaCl, 1.5 mM MgCl2, 0.2 mM EDTA, 0.5 mM 苯基甲基磺酰氟 (PMSF), 0.5 mM 二硫代甲状腺醇 (DTT) |
缓冲区 D | 10 mM HEPES, pH 7.9, 20% 甘油, 0.1 M KCl, 0.2 mM EDTA, 0.5 mM PMSF, 0.5 mM DTT |
60%D | 60% 缓冲液 D 和 40% H2O |
乙醇胺 | 0.2 甲醇胺,pH值8 |
HEPES结合缓冲液 | 20 mM HEPES, pH 7.9 |
高效清洗缓冲液 | 20 mM HEPES, pH值 7.9, 0.5 M NaCl |
RNA 上样缓冲液 | 90% 甲酰胺, 20 mM EDTA, pH 8, 0.05% 溴酚蓝 |
SDS-PAGE 缓冲区 | 25 mM Tris, 169 mM 甘氨酸, 0.1% 十二烷基硫酸钠 (SDS), pH 8.8 |
SDS样品缓冲液 | 62.5 mM Tris, pH 6.8, 2% SDS, 10% 甘油, 5% 2-巯基乙醇, 0.1% (w/v) 溴酚蓝 |
用于RNA凝胶的TBE缓冲液 | 89 mM Tris, 89 mM 硼酸, 2.5 mM EDTA, pH 8.3 |
TE 缓冲液 | 10 mM Tris, pH 8, 1 mM 乙二胺四乙酸酯 |
转印缓冲液 | 25 mM Tris, 1.92 M 甘氨酸, 20% 甲醇, pH值 8.3 |
T-TBS 缓冲液 | 10 mM Tris, 0.5 M 氯化钠, 0.05% 吐温 20, pH值 7.5 |
TX清洗缓冲液 | 0.05% 海卫一 X-100 (TX) 在 60%D |
表 1: 缓冲液的名称和组成
2. U1 snRNP(U1 ΔNE)耗尽的NE的制备
3. 抗Gal3对甘油梯度10S级分的免疫沉淀
4. 拼接反应的组装和产品的分析
将U1 snRNP(U1ΔNE来自2.2.6节)和来自抗Gal3免疫沉淀的甘油梯度10S区域的Gal3 -U1 snRNP复合物的NE耗尽(步骤3.2.7)在剪接反应中混合。该反应混合物含有U1 snRNA(图2A,泳道3)以及U1特异性蛋白U1-70K(图2B,泳道3)。正如预期的那样,反Gal3沉淀了Gal3(图2B,通道3)。这些组分(U1 snRNA,U1-70K蛋白和Gal3)在免疫?...
本报告提供了实验细节,记录了被困在抗Gal3包被珠上的Gal3 - U1 snRNP复合物可以与前mRNA底物结合,并且这种三元复合物可以恢复U1 snRNP耗尽的NE的剪接活性。.早期的免疫荧光和亚细胞分馏研究提供了 Gal3 与剪接机制组分关联的初步线索:在核斑点中与 snRNPs 的 Sm 核多肽以及富含丝氨酸和精氨酸的 (SR) 家族的调味因子24,25 进行共定位,...
作者没有什么可透露的。
这项工作得到了美国国家科学基金会拨款MCB-0092919和密歇根州立大学校内研究拨款09-CDFP-2001(到RJP)以及美国国立卫生研究院拨款GM-38740和密歇根AgBioResearch项目MICL02455(到JLW)的支持。
剪接测定中使用的MINX前mRNA底物是Susan Berget博士(美国德克萨斯州休斯顿贝勒医学院)的亲切礼物。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
anti-U1 snRNP | The Binding Site | Hu ENA-RNP #33471 | human autoimmune serum specific for U1 snRNP |
bottle top vacuum filter | Fisher Scientific | Corning 431153 (0.22 μm; PES 150 ml) | for filtering solutions containing Tris |
centrifuge | International Equipment Company | IEC Model PR-6 | for pelletting Sepharose beads in immunoprecipitation |
diethylpyrocarbonate (DEPC) | Sigma-Aldrich | 159220-5G | for treatment of water used in preparation of all solutions |
dimethylpimelimidate (DMP) | Sigma-Aldrich | 80490-5G | for cross-linking antibody to Sepharose beads |
electrophoresis cell | BioRad Laboratories, Inc | Mini-Protean II | for SDS-PAGE separation of proteins |
ethanolamine | Sigma-Aldrich | 411000-100ml | for blocking after the cross-linking reaction |
gel electrophoresis system | Hoefer, Inc | HSI SE 500 Series | for separating snRNAs by gel electrophoresis |
gel slab dryer | BioRad | Model 224 | for drying gel slabs for autoradiography |
Hybond ECL membrane | GE Healthcare | RPN3032D (0.2 μm; 30 cm x 3 m) | for immunoblotting of proteins on membrane |
microdialyzer (12 x 100 μl sample capacity) | Pierce | Microdialyzer System 100 | for exchanging the buffer of nuclear extract |
microdialyzer membranes (8K cutoff) | Pierce | 66310 | for exchanging the buffer of nuclear extract |
non-fat dry milk | Spartan Stores | Spartan Instant Non-fat Dry Milk | |
Protein A Sepharose CL-4B | Millipore-Sigma | GE 17-0780-01 | for coupling antibody to beads |
Proteinase K | Millipore-Sigma | P2308-5mg | for stopping the splicing reaction to isolate the RNAs |
RNasin | Promega | N2111 | for inhibiting ribonuclease activity |
rocker/rotator | Lab Industries, Inc | Labquake Shaker 400-110 | for mixing protein solutions in coupling reactions and in immunoprecipitation |
Safety-Solve | Research Products International Corp. | No. 111177 | scintillation counting cocktail for determination of radioactivity in splicing substrate |
scintillation counter | Beckman Instruments | LS6000SC | scintillation counter for determination of radioactivity |
speed vaccum concentrator | Savant | SVC 100H | for drying ethanol-precipitated RNA pellets |
Transphor electrophoresis unit | Hoefer, Inc | Hoefer TE Series Transphor | for protein transfer from SDS-PAGE to blotting membrane |
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