Method Article
צעד אחר צעד לפרוטוקול בידוד וזיהוי RNA מתחמים הקשורים באמצעות RIP שבב.
כתוצאה מההתפתחות של רצף תפוקה גבוהה וניתוח microarray יעיל, ניתוח ביטוי גנים העולמי הפך צורה קלה וזמינה של איסוף נתונים. במחקר רב ומודלים למחלות עם זאת, רמות המצב יציבות של mRNA גן היעד לא תמיד לתאם ישירות עם רמות חלבון המצב יציבות. רגולציה של גנים לאחר השעתוק היא הסבר סביר של הסטייה בין שתיים. מונע על ידי הקשירה של חלבונים מחייבים RNA (RBP), רגולציה שלאחר השעתוק משפיעה לוקליזציה-mRNA, יציבות ותרגום על ידי יצירת Ribonucleoprotein (RNP) מורכבת עם mRNAs היעד. זיהוי מטרות de mRNA נובו הידועות אלה מתמציות סלולריות במתחם RNP הוא מרכזי להבנת מנגנונים ופונקציות של RBP וההשפעה שלהם על תוצאת פלט חלבון. פרוטוקול זה מתאר שיטה כינתה RNP immunoprecipitation-microarray (RIP-Chip), המאפשרת לזיהוי שלmRNAs pecific קשור במתחם ribonucleoprotein, תחת תנאי ניסוי משתנה, יחד עם אפשרויות לייעול נוסף לניסוי לחוקר הבודד. בכלי ניסיוני חשוב זה, חוקרים יכולים לחקור את המנגנונים המורכבים הקשורים לרגולציה של גנים שלאחר שעתוק, כמו גם אינטראקציות ribonucleoprotein אחרות.
הכנת ניסוי
לפני תחילת ניסוי, זה קריטי שיש את כל מגיבים, מכולות וכלי RNase חינם. פנק את הזכוכית עם RNase מעכב (RNaseZAP, Ambion) ואחרי השטיפה במים DEPC טופל. ודא שכל המגיבים הם אשרו כRNase חינם.
1. הכן mRNP lysate
2. חלבון מעייל חרוזי Sepharose עם נוגדן ושטפים
3. Immunoprecipitation ורנ"א רטיבות
4. טיפולי proteinase K DNase ו
5. נציג תוצאות
אם ההליך הוא מותאם ומבוצע כהלכה, immunoprecipitation אמור להניב העשרה משמעותית של מטרות mRNA. בדרך כלל, בהתאם ליעד וRBP mRNA שלו (הים), אנו רואים את ההעשרה של כ 10 - ל 50-קיפול כאשר העריכו ידי qRT-PCR. מטרות רבות של RBPs ניתן לגלות בהמוניהם באמצעות ניתוח microarray. עם זאת, שיטה זו היא רגישה יותר להידרדרות בהשוואה לqRT-PCR. בהתאם RBP, מספר היעדים והיעילים של התגובה, microarray יכול לחשוף מאה יעדים חדשים, או שהוא עשוי לחשוף רק מעט, אם בכלל. לדוגמה, אחד מהמאופיין טוב יותר RNA מחייב חלבוני החור, לאחר התעתיק מסדיר את הביטוי והתרגום של גנים רבים חשובים פיסיולוגיים 1, 2. בידוד של-מורכב החור ribonucleo דרך RIP שבב בשורות תאי סרטן השד, למשל, חשף את ההעשרה של מספר מטרות חשובות ידועה חור, כוללים β-תקטין באמצעות qRT-PCR כפי שמוצג באיור 1. בשתי שורות תאי סרטן β-תקטין מועשר 12 - ל15-קיפול. בדרך כלל, כאשר מבוצעים כראוי אנו רואים Enr משמעותיichment של β-תקטין במגוון רחב של שורות תאים. עם זאת, אם RIP אינו חושף שום העשרה משמעותית עבור β-תקטין זה מצביע על בעיה בRIP וההליך עשוי צורך לחזור. יתר על כן, ניתוח microarray של דגימות immunoprecipitated משורות תאים אלה גילו תת ביטוי ברור של מטרות חור בקולטן אסטרוגן השונה (ER) תאים MCF-7 סרטניים חיוביים לעומת MB-231 קווי ER שליליים סרטן שד תאים כפי שמודגמים באיור 2 1. מטרות אלה נופלות למספר קטגוריות: יעדי חור ידועים ובלתי ידועים, שהיו קשור או שאינה קשור לסרטן. לדוגמה, CALM2 וCD9 שניהם גנים סרטניים שלא אותרו בעבר כיעדי חור. שימוש microarray ומאשר עם qRT-PCR, CALM2 וCD9 נמצאו 5 - ל180-לקפל מועשר בגלולת החור המציין אינטראקציה בולטת בין חלבון החור וגני המטרה הבאה.
איור 1. Immunoprecipitation וRIP בMB-231 (ER-) וMCF-7 (ER +) תאי סרטן השד. Immunoprecipitations בוצעו מMB-231-7 או MCF תא lysates באמצעות נוגדן אנטי חור חד שבטי (3A2) ושליטת אלוטיפ IgG1. א IP המערבי של חור חשף להקת גודל צפוי זוהה על ידי 3A2. לוח בצד ימין מגלה כמויות של חור בקלט lysates שימוש משתי שורות תאים, עם β-טובולין כבקרת טעינה. אימות ב 'על ידי כמותית RT-PCR והראתה 15-11-enrichments קיפול של β-תקטין, יעד חור ידוע, בשב"ס 3A2 מMB-231 וMCF-7, בהתאמה. כל ערכי ΔΔCT היו מנורמלים GAPDH. ניסויים נעשו בשני עותקים (n = 2).
איור 2. החור RIP השבב מזהה פרופילים גנטיים שונים בחדר מיון + ותאי סרטן שד ER-.immunoprecipitations החור בוצע מMB-231-7 או MCF תא lysates באמצעות נוגדן חור ושליטת אלוטיפ IgG1 הכלאת מערכי Sentrix Illumina (47,000 גנים). אותות בקרה נגרעו. תוצאות מייצגות נתונים מצטברים מ12 מערכים שונים. ניסויים נעשו בשלושה עותקים (n = 3) עבור כל שורת תאים עם בקרות מתאימות. קשקשים הם log2.
בשל האופי של ניסוי, אופטימיזציה וניסיון זה יהיו הדרכים מובטחות רק כדי לרכוש את התוצאות המצופות בהצלחה. בשלבים רבים של הליך זה, טמפרטורה וטיפול יעיל של חומרים הכימיים ומוצרים הם חשובים וקריטיים. תכנון וביצוע של טכניקה נכון יעזרו להבטיח כי הניסוי בוצע במסגרת זמן מתאימה בטמפרטורה האופטימלית המומלצת. נושא מרכזי בניסויי בידוד RNA הוא הרגישות של RNAs לשפלה ידי RNases. כל ריאגנטים צריכים להיות RNase חופשי ומאוחסן או משמש במכולות RNase חינם. זה הוא שלב קריטי בהבטחת השלמות של מדגם mRNA שלך. גם כאשר הניסוי מבוצע כראוי, עם זאת, התוצאה הרצויה לא יכולה להיות מושגת בשל האופי של האינטראקציה בין RBP וmRNAs היעד שלה.
בעיה פוטנציאלית אחת היא שיש נמוכה או אפילו אין אות מרנ"א מבודד על ידי RIP שבב.למרות שעשוי להיות אות מ-RNA המוחלט, זה עשוי להיות תוצאה של חלבון מחייב לקוי שנגרר על ידי החרוזים. הצעד הראשון הוא פתרון הבעיות כדי לאשר שlysate הסלולרי בשימוש יש ביטוי נאות RBP הספציפי. עם האישור, חלבון יכול להיות מבודד לאחר NT2 השטיפה הסופית וresuspended במאגר Laemmli או אחר חיץ denaturing מתאים ומחומם על 95 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות. ניתוח הכתם מערבי ניתן להשתמש בדגימות אלה בתיאום עם lysate קלט כמו גם בקרות שליליות כדי להבטיח מספיק למשוך למטה של חלבון קשור.
יתר על כן, בגלל lysing התא נדרש כדי לגשת לרכיבים אלה, הפוטנציאל לאינטראקציות בלתי תקינות ובלתי רצויות בין חלבונים וmRNA בדרך מופרדים עשוי להיות מוצג. אינטראקציות אלה עלולות להיקשר ו" לספוג "mRNAs היעד שלך או החלבונים מחייבים דרך אינטראקציות לא ספציפיות. בנוסף, חלבונים אלו בשיתוף שונהnditions יכול לקפל בוריאציות שונות, והמוטיבים המחייבים שלהם עשויים להיות נגישים לmRNAs היעד שלהם, ומונעים האינטראקציות ביניהם. שני אלה מחזקים את החשיבות של עבודה ביעילות, כמו גם ניצול האופטימלי הטמפרטורות מפורטים להגביל אינטראקציות בלתי רצויות אלה. בנוסף, אופטימיזציה של שטיפת תנאים לכל חלבון המטרה ספציפי תהיה קריטית למקסם את הטוהר של האינטראקציה. תנאים מחמירים יותר להדחה עשויים להיות נחוצים. לדוגמה, החיץ לשטוף ניתן להשלים עם SDS או כמות מתאימה של אוריאה להפחית אינטראקציות ורקע לא ספציפיות באות הפלט שלך. זה יהיה תלוי לחלוטין בRBP היעד של הנסיין, כמו גם את ה-mRNA היעד בתנאים הפיסיולוגיים הייחודיים שלהם. תנאים מסוימים לא יהיו מתאימים לכלים מסוימים mRNA ניתוח, שיצוינו בהכנת דגימות.
לבסוף, למרות RIP הוא מוצלח בהעשרה של רנ"אאינטראקציות RBP, בעיה מוכרת היטב עם שיטת RIP (שבב) היא חוסר היכולת לזהות את התחומים המחייבים הספציפיים של RBP על יעדי mRNA החולפים. כמה טכניקות צלב מקשר-יכולים לשמש אחרי RIP לבודד יעדי רצף ייחודיים, עם זאת, השימוש בקרינת UV בגלים קצרים נוטה להוביל לניזק חומצות גרעין. שיטה חדשה המכונית PAR-CLIP, או crosslinking ribonucleoside photoactivatable וimmuoprecipitation, מעסיקה ארוך UV-גל לשלב thiouridine לרנ"א המתהווה המאפשר זיהוי של אתרי קישור ייחודיים מאינטראקציות RNA הוא יציבות וחולפות.
בסך הכל, שבב RIP הוקם ככלי מצוין המשמש לבודד ולבחון את יחסי גומלין בין חלבונים המחייבים RNA ויעדי mRNA שלהם על ידי הקבוצה שלנו, כמו גם רבות קבוצות מחקר אחרות. למרות רגיש בטבע ובפועל, ביצוע נכון של הליך זה יניב את הבידוד של קומפלקסי RNP אלה, שעד לא מזמן, היה inaccessible לגילוי וניתוח.
החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים מתחרים.
משרד ההגנה (פרס הרעיון W81XWH-07-0406) - כדי Ulus אטסוי
NIH RO1 A1080870 - כדי Ulus אטסוי
NIH R21 A1079341 - כדי Ulus אטסוי
אוניברסיטת מיזורי קרנות מוסדיות - כדי Ulus אטסוי
Name | Company | Catalog Number | Comments |
שם מגיב | חברה | מספר קטלוגים | תגובות |
1 ז dithiothreitol | דיג | BP172-5 | DTT |
1 DNase | Ambion | 2235 | RNase חופשי |
Ethylendiamine חומצת Tetraccetic | דיג | BP118-500 | EDTA |
גליקוגן | Ambion | 9516 | |
1 HEPES | סיגמא | H3375-100G | pH 7.0 |
Igepal Nonidet P-40 | USB | 78641 | NP40 |
1 ז KCl | דיג | BP366-500 | |
1 ז MgCl 2 | דיג | BP214-500 | |
NT2 מאגר | * ראה להלן | ||
מאגר תמוגה Polysome | * ראה להלן | ||
טבליות קוקטייל מעכב פרוטאז | רוש | 11873580001 | |
חלבון חרוזי Sepharose | סיגמא | P3391 | |
Proteinase K | דיג | BP1700-100 | |
RNase אאוט RNase המעכב | Invitrogen | 10777-019 | 40 U / μl |
1 ז NaCl | דיג | BP358-212 | |
סולפט נתרן dodecyl | דיג | BP166-500 | SDS |
1 ז טריס-HCl | דיג | BP153-500 | pH 7.4 |
Trizol | Invitrogen | 15596-026 | |
מכלולי Ribonucleoside Vanadyl | מעבדות ניו אינגלנד | S1402S | VRC |
בירור מגיב |
הכן ריאגנטים בRNase / DNase חינם, כלי הזכוכית DEPC טופלה |
מאגר תמוגה Polysome |
100 המ"מימ KCl |
5 המ"מ MgCl 2 |
10 HEPES מ"מ (pH 7.0) |
0.5% NP40 |
1 המ"מ DTT |
100 יחידות / מיליליטר RNase אאוט |
400 מיקרומטר VRC |
לוח קוקטייל מעכב פרוטאז |
5 מ"ל של חיץ תמוגה Polysome |
הוסף 50 μl של 1 HEPES M (pH 7.0) |
500 μl של ז KCL 1 |
25 μl של ז MgCl 1 2 |
25 μl של NP40 |
4.7 המ"ל RNase-DNase ללא H 2 O |
50 μl של M-DTT 1 |
12.5 μl של 100 U / המ"ל RNase אאוט |
קוקטייל 200 μl פרוטאז מעכב (מומס על פי יצרן) |
10 μl 200 המ"מ VRC (בזמן שימוש) |
NT2 מאגר |
50 mM טריס-HCl (pH 7.4) |
150 המ"מ NaCl |
1 המ"מ MgCl 2 |
0.05% NP40 |
1 ליטר של NT2 מאגר |
50 המ"ל טריס (pH 7.4) |
30 מ"ל 5 M NaCl |
1 מ"ל 1 ז MgCl 2 |
500 NP40 μl |
820 המ"ל RNase-DNase ללא H 2 O |
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