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Method Article
Les télomères sont essentiels pour la stabilité des chromosomes et le G-télomères surplombent la structure est essentielle pour la télomérase médiée par le maintien des télomères. Nous avons récemment adopté deux méthodes pour détecter les télomères G-faux structure dans Trypanosoma brucei, Qui sont natifs en gel d'hybridation et la ligature médiée par extension d'amorce, qui seront décrits.
Le G-télomères surplombent structure a été identifiée chez les eucaryotes, y compris de nombreuses levures, les vertébrés, et Trypanosoma brucei. Elle sert de substrat pour la télomérase pour la synthèse de novo d'ADN des télomères et est donc important pour le maintien des télomères. T. brucei est un parasite protozoaire qui provoque la maladie du sommeil chez les humains et le nagana chez les bovins. Une fois infecté hôte mammifère, T. cellulaire brucei commutateurs régulièrement ses antigènes de surface pour échapper à l'attaque immunitaire de l'hôte. Nous avons récemment démontré que le T. brucei télomères structure joue un rôle essentiel dans la régulation de l'expression du gène antigène de surface, ce qui est essentiel pour T. pathogenèse brucei. Toutefois, T. brucei télomères structure n'a pas été étudiée en raison de la limitation des méthodes d'analyse de cette structure spécialisée. Nous avons maintenant adopté avec succès le natif de gel-hybridation et ligation médiée par des méthodes d'extension d'amorces pour l'examen des télomères G-faux structure et une méthode de ligature adaptateur pour la détermination de la borne télomères nucléotides dans T. cellules brucei. Ici, nous allons décrire les protocoles en détail et comparer leurs avantages et leurs limites.
1. Détecter T. brucei télomères G-faux à l'aide maternelle hybridation in-gel 3
Principe (Figure 1): Sous la condition indigène, une fin marquée (CCCTAA) 4 (TELC) oligo sonde ne peut s'hybrider avec le télomère simple brin G-faux région. L'intensité d'hybridation est proportionnel à la longueur du surplomb. Après dénaturation et de neutralisation, la même sonde sera capable de s'hybrider à la région des télomères ensemble. L'intensité d'hybridation représente le montant total des télomères de l'ADN et peut être utilisé comme un contrôle du chargement. Deux contrôles standard pour cette expérience sont d'hybridation utilisant marqués aux extrémités (TTAGGG) 4 (Telg) oligo sonde, qui ne doit pas céder tout signal que T. cellulaire brucei n'a pas télomères C-faux la structure, et de traiter l'ADN génomique avec 3'-spécifiques simple brin exonucléases telles que Exo Exo I ou T avant l'hybridation, ce qui devrait éliminer le signal d'hybridation natif TELC.
Etape 1. Préparer les bouchons d'ADN pour électrophorèse en champ pulsé (PFGE)
Chromosomes intacts seront séparés par électrophorèse en champ pulsé. Par conséquent, l'ADN génomique est préparé comme les bouchons d'ADN.
Etape 2. Séparée intacte T. chromosomes brucei utilisant électrophorèse en champ pulsé
Étape 3. Taches et Décolorer le gel d'agarose
Tache le gel avec 1 pg / ml de bromure d'éthidium dans 0,5 x TBE à température ambiante pendant 1 heure puis à 0,5 x TBE, sans bromure d'éthidium pour 1 heure avec doux balancement. Prenez une photo du gel.
Étape 4. Sécher le gel d'agarose
Placer le gel d'agarose sur deux couches de 3 mm papier Whatman et couvrir le gel avec une pellicule de plastique. Sécher le gel à température ambiante (le gel ne doit pas être chauffé à plus de 50 ° C pour éviter toute dénaturation des échantillons d'ADN). Remplacer le papier Whatman mouillés avec ceux sec après 2 et 4 heures de séchage, respectivement. Gardez le séchage jusqu'à ce que le gel est complètement sec. Cela peut prendre du jour au lendemain en fonction de la sécheuse.
Étape 5. Marquer les sondes oligo
Mélanger 1 uL de 50 ng / uL TELC ou oligo Telg avec 1 ul de 10 x kinase (PNK) tampons polynucléotide, 5 pi de γ [32P] ATP, 2 pl de DDH 2 O et 1 pl de PNK T4. Incuber à 37 ° C pendant 1 heure. Ajouter 90 ul de tampon TNES (10 mM Tris Cl, pH 8,0, NaCl 100 mM, EDTA 10 mM, pH 8,0, SDS 1%) au mélange réactionnel.
Bien que l'étiquetage de la oligoes, préparer une colonne G-25: mettre un peu de laine de verre dans une seringue de 3 cc et le farcir avec un bas serré pointe de la pipette. Remplir la seringue avec de Sephadex G-25 fine (autoclAved en TE) pour la marque de 3 mL. Laisser reposer en poids. Pour purifier la sonde marquée: la charge de la sonde sur le haut de la colonne. Laver avec 700 uL de tampon TNES, et éluer avec 600 uL de tampon TNES. Alternativement, purifier la sonde marquée en utilisant un mini-Spin ™ rapide colonne (Roche Applied Science).
Étape 6: Hybridation
2. Déterminer le terminal des télomères par 6 nucléotides ligature adaptateur
Principe (Figure 2A et 2B): Une extrémité 5 'oligonucléotide marqué unique est ligaturé à l'extrémité 3' du G-faux. Ceci est accompli par un recuit d'oligo guide spécifique complémentaire. Seule l'unique guide / séquences oligo portant adaptateur compatible avec les séquences télomériques borne G-faux sera ligaturé. Pour T. brucei, les télomères peut se terminer dans l'un des six nucléotides différents des répétitions TTAGGG. Ainsi six oligoes Guide différentes sont utilisées (TG1-TG6, figure 2A). Après ligature, l'ADN est digéré par les endonucléases de restriction et résolus sur un gel d'agarose.
3. Extension d'amorce Ligation Mediated 6
Principe (Figure 2A et 2C): Un oligonucléotide unique est ligaturé à l'extrémité 3 'du G-faux avec séquence terminal spécifique, déterminé par ses séquences complémentaires dans l'adaptateur (guide) oligo. Après purification, les oligo Guide étiquetés qui reste recuit pour les oligo G-overhang/unique n'est amorce étendue à la jonction ss-DS en utilisant la T4 ADN polymérase, qui manque de déplacement de brin et les activités d'exonucléase 5'-3 '. Les produits d'extension d'amorces donc donner la longueur de la G-faux.
4. Les résultats représentatifs:
Détecter T. brucei télomères G-faux structure à l'aide maternelle dans une hybridation-gel
Intact T. brucei chromosomes séparés par PFGE sont présentés dans la figure 3A et 3B (panneaux de gauche). T. brucei cellules contiennent normalement ~ 100 exemplaires de minichromosomes, tous avec la même taille (50-150 kb) et migrer vers la même position sur le gel (MC). De ce fait, après hybridation avec la sonde oligo TELC, le G-télomères faux signal est le plus important sur les minichromosomes (figure 3A, le panneau du milieu). L'hybridation avec la sonde oligo Telg n'a normalement pas donné de signal d'hybridation (figure 3B, panneau du milieu), parce que T. brucei cellules n'ont pas de télomères C-faux structure. Après dénaturation et de neutralisation, l'hybridation avec soit TELC ou Telg oligo sonde devrait révéler les signaux sur tous les télomères extrémités des chromosomes (figure 3A et 3B, les panneaux de droite).
Déterminer le terminal télomères nucléotide par ligature adaptateur
Chargement quantité égale de l'ADN dans chaque couloir est essentielle pour ce test, et cela est démontré par coloration au bromure d'éthidium du gel. Un exemple est montré dans la figure 4A, le panneau gauche.
Dans ce protocole, la fin marqués uniques oligo et guider les adaptateurs ne sont que des oligo ligaturé à l'extrémité des chromosomes lors de la G-télomères surplombe terminant par des séquences qui sont compatibles avec les oligo guide. Si nce les oligo unique est étiqueté fin, le produit de ligature sera radioactifs et de donner un signal fort. Comme le montre la figure 4A, le panneau de droite, la piste 1 donne un signal fort, indiquant qu'une grande quantité de unique/TG1 adaptateur a été ligaturé à la fin des télomères. TG1 a une séquence de fin d'5'CCCTAA3 ». D'où le G-télomères surplombe ligaturé à cette fin l'adaptateur dans 5'TTAGGG3 ». Aucune quantité importante de produits de ligation est observée à l'aide oligoes autre guide, indiquant que les télomères se terminant en TTAGGG sont prédominants dans T. cellules brucei.
Traiter de l'ADN génomique avec Exo Exo I ou T, qui sont faux nucléases spécifiques 3 ', a entraîné la perte des produits ligature (figure 4A, le panneau de droite, lignes 2 & 3), indiquant que la ligature effet résulte de la G-télomères structure de faux
Extension d'amorce Ligation Mediated
Sans ligature, la fin marqués Guide oligo est de 22 nt longtemps. Chargement fin étiquetés Guide oligo servirait comme un contrôle négatif et un marqueur de taille. (Figure 4B, la piste 11, astérisque indique la fin marqués Guide oligo). Normalement, nous observons également une bande de ~ 44 nt dans ce contrôle négatif (figure 4B, la piste 11, le triangle ouvert), qui sont les plus susceptibles de résidus non dénaturé adaptateurs. Après ligature de la fin des chromosomes, la taille du produit étendu reflète la longueur du G-faux structure. La plupart des T. brucei G-télomères surplombe fin en 5'TTAGGG3 '(figure 4A). Cependant, ces G-surplombs semblent être très courte (seulement ~ 10 nt de long), en tant que produits s'étend de la ligature des oligo TG1 guide ne sont pas beaucoup plus longtemps que les oligo guide lui-même (figure 4B, Lane 10), mais ils permettent la ligature des TG1 adaptateur (figure 4A, le panneau de droite, piste 1). Bien que seulement une petite quantité de TG4 adaptateur a été ligaturés aux extrémités des télomères (figure 4A, le panneau de droite, piste 6), les produits étendue de TG4 ligaturé sont beaucoup plus longs (figure 4B, piste 7, tête de flèche), avec la plus longue étant de produit ~ 55 nt. Par conséquent, nous avons observé deux types de G-télomères faux dans T. cellules brucei. Le G-télomères prédominante surplombe fin en 5'TTAGGG3 », mais sont seulement ~ 10 nt longtemps. Peu de G-télomères surplombe fin en 5'GGGTTA3 », mais peut être jusqu'à 40 nt longtemps. Les deux types de G-faux sont sensibles à l'Exo T (ou Exo I) traitement (figure 4A, le panneau de droite, la piste 2, 3 et 7; figure 4B, piste 1, flèches).
Figure 1. Principe de maternelle dans le gel d'hybridation. Gauche, sous la condition indigène, la fin marqués TELC oligo sonde ne peut s'hybrider avec le simple-brin riche en G-faux des télomères. L'intensité de l'hybridation reflète la longueur du télomère G-faux. A droite, après dénaturation, la sonde sera TELC oligo s'hybrider avec l'ADN des télomères tous. L'intensité de cette hybridation représente la quantité totale d'ADN des télomères et est utilisé comme un contrôle du chargement, et la finale du G-faux niveau est calculé en divisant le signal d'hybridation native par celle obtenue après dénaturation.
Figure 2. Principe de la ligature adaptateur et extension d'amorce ligature médiée. (A) Séquences de l'oligoes guide unique et six. (B) Déterminer le terminal télomères nucléotide par ligature adaptateur. Les oligo unique est fin marqués (marqués d'un astérisque rouge), recuit à l'oligoes guide et ligaturé à la fin des télomères. Ce n'est que lorsque l'adaptateur unique / guide porte surplomb 3 'qui est compatible avec la séquence des télomères terminal de l'adaptateur être ligaturés. (C) En extension de l'amorce ligature médiation, les oligo guide est fin marqués (marqués d'un astérisque rouge) et recuit à l'oligo unique avant ligaturés aux extrémités des chromosomes. Seuls l'adaptateur uniques / guide portant surplomb compatible avec le G-faux 3 'sera ligaturé. ^ Indique le lien phophordiester ligaturé. Après élimination de la paire oligo non ligaturés, extension de l'amorce sera réalisée avec l'ADN polymérase T4, qui manque de déplacement de brin et les activités d'exonucléase 5'-3 '. La longueur finale de l'étendue d'oligo guide reflète donc la longueur de la G-faux.
Figure 3. T. brucei G-télomères surplombent la structure analysée par natif dans le gel d'hybridation. (A)-gel hybridation avec TELC oligo sonde. (B) En-gel hybridation avec Telg oligo sonde. Dans les deux (A) et (B) à gauche, PFG Ethedium teinté bromure. Orient, l'hybridation résulte natale. A droite, l'hybridation résulte de post-dénaturation. Wild-type T. cellules brucei ont été utilisés. Intacte ou Exo j'ai traité l'ADN génomique ont été séparés par électrophorèse en champ pulsé. Triangle ouvert est synonyme de chromosomes mégabase; IC, intermédiaire chromosomes de taille; MC, minichromosomes.
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Figure 4. T. brucei G-télomères surplombent la structure analysée par ligature médiée par extension d'amorce. (A) La plupart des T. brucei G-télomères surplombe fin en 5'TTAGGG3 ». Gauche, le gel de l'ADN au bromure Ethedium tachés. Montant approximativement égal de l'ADN est chargé dans chaque ruelle. A droite, résultat l'exposition du même gel après séchage. Intact, Exo I-traités, ou traités Exo T-ADN a été ligaturé à six différents marqués aux extrémités uniques / guide adaptateurs oligo comme indiqué. (B) T. télomères courts sont brucei G-surplombs. Intacte ou Exo ADN génomique T-traités a été ligaturé à six différents uniques / guide adaptateurs oligo suivie par extension d'amorce en utilisant l'ADN polymérase T4. Fin marqué TG4 oligo a été chargé comme un contrôle négatif (piste 11). Les oligo se tourne à 22 nt (*), mais aussi donné un signal plus faible à ~ 44 nt (Δ). Seuls unique/TG4 adaptateur donné des produits d'extension significativement plus longtemps que les oligo guide lui-même (flèche têtes, piste 7).
Trypanosoma brucei provoque la maladie du sommeil chez les humains. Cette maladie, si elle n'est pas traitée, est inévitablement mortelle. T. cellules brucei chez des hôtes mammifères subissent une variation antigénique régulièrement afin d'échapper à l'attaque immunitaire de l'hôte 7. C'est pourquoi il est très difficile d'éliminer T. cellules brucei fois l'infection est établie. Nous avons récemment démontré que les té...
Nous tenons à remercier le Dr Carolyn Prix pour les discussions scientifiques et suggestions judicieuses. Ce travail est soutenu par le NIH octroi AI066095 (PI: Bibo Li).
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 |
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