A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
אנו מציגים שיטת סינון מהירה וזולה לזיהוי רגולטורים תעתיק באמצעות transfections רובוטית תפוקה גבוהה וassay בלוציפראז כפול זוהר תוצרת בית. פרוטוקול זה במהירות מייצר נתונים פונקציונליים Side-by-צד ישיר לאלפי גנים והוא שינוי בקלות למקד כל גן של עניין.
אנו מציגים פרוטוקול תפוקה גבוהה הקרנה מהירה וזול לזיהוי רגולטורים תעתיק של synuclein אלפא, גן הקשור למחלה פרקינסון. תאי 293T הם transfected transiently עם פלסמידים מספריית ביטוי ORF ערוך, יחד עם פלסמידים כתב בלוציפראז, בפורמט microplate אחד של גן לכל כן. פעילות גחלילית בלוציפראז היא assayed לאחר 48 שעה כדי לקבוע את ההשפעות של כל גן ספרייה על שעתוק synuclein אלפא, מנורמל לביטוי ממבנה בקרה פנימי (אמרגן HCMV בימוי לוציפראז Renilla). פרוטוקול זה הוא הקל על ידי רובוט ספסל העליון הסגור בארון בטיחות ביולוגי, אשר מבצע טיפול נוזל מזוהם בפורמט 96 היטב. פרוטוקול transfection האוטומטי שלנו הוא בקלות להתאמה לייצור ספריית lentiviral תפוקה גבוהה או פרוטוקולי הקרנה פונקציונליים אחרים הדורשים משולש transfections של מספר הגדול של פלסמידים ספרייה ייחודיים בconjunction עם סט משותף של פלסמידים עוזר. אנו מציגים גם חלופה זולה ומאומתים לחומרים כימיים, זמינים מסחרי, כפולים לוציפראז המעסיק PTC124, EDTA, וpyrophosphate לדכא פעילות גחלילית לוציפראז לפני המדידה של לוציפראז Renilla. שימוש בשיטות אלה, אנו הוקרנו 7670 הגנים אנושיים וזיהינו 68 רגולטורים של אלפא סינוקלאין. פרוטוקול זה הוא שינוי בקלות למקד גנים אחרים של עניין.
היכולת לזהות מרכיבים עיקריים גנטיים רגולציה וגורמים הפועלים עליהם היא יסוד לחקר של תהליכים ביולוגיים רבים. עם זאת, זיהוי גורמים המווסתים את הביטוי של גנים בסוגי תאים נדירים, כגון אוכלוסיות עצביות ספציפיות, יכול להיות מאתגר. כאן, אנו מציגים פרוטוקול לזיהוי רגולטורים תעתיק רומן של synuclein אלפא (אס.אנ.סי. איי), גן הקשור למחלת פרקינסון, והביע בנוירונים דופאמין בsubstantianigra PARS אזור compacta של המוח התיכון. אנו משיגים זאת באמצעות מסך כתב תפוקה גבוהה, כפול לוציפראז, במבחנה כדי לפרק ביטוי אלפא סינוקלאין בתאי 293T. אמרגן אלפא סינוקלאין הוא משובט ראשון לתוך פלסמיד כתב המכיל את גן גחלילית בלוציפראז. פלסמיד זמין מסחרי המכיל את לוציפראז Renilla תחת השליטה של אמרגן פעיל constitutively משמש כבקרה פנימית. Thesכתב בונה דואר היא שיתוף transfected לתוך תאי 293T בmicroplates עם פלסמידים מספריית ביטוי ה-DNA, כך שכל אחד גם הוא transfected עם פלסמיד ספרייה אחת. לאחר 48 שעה, פעילות לוציפראז עבור כל כתב נמדדה ברצף באמצעות assay כפול זוהר. הביטוי היחסי של אלפא סינוקלאין בתגובה לכל גן ספרייה הוא להסיק לפי היחס של גחלילית: פעילות Renilla לוציפראז בכל טוב (F: יחס R) לאחר נורמליזציה מבוססת צלחת.
פרוטוקול זה מספק את יכולת מסך מספר רב של גנים (~ 2,500 בשבוע) ביכולתם transactivate גן כתב באמצעות כוח אדם מינימאלי (1-2 אנשים) ובעלות מינימאלית (כ -3 דולרי עלות מגיב לכל assay microplate). רגולטורים תעתיק של גנים עצביים (למשל, synuclein אלפא), שקשה ללמוד בנוירונים בתרבית עקשן למניפולציה גנטית, ניתן להשוות Side-by-צד בassay הפונקציונלי ישיר זה. אנו כוללים בנופרוטוקול מפורט שיטה לשכפול ולצמיחה של פלסמידים המכילים את אמרגן synuclein אלפא, שכן מצאנו כי פלסמידים המכילים אזור זה הם לא יציבים כאשר גדלו עם נהלים מקובלים (ראה דיון). אנו גם חלופה זולה לחומרים כימיים הכפול לוציפראז זמינים מסחרי עבור מבחני תפוקה גבוהה. פרוטוקול זה ניתן להתאים בקלות למקד אלמנטים רגולטוריים נוספים של ריבית, או לכל תהליך הדורש transfections החולף תפוקה גבוהה.
לסקירה ניסיונית, ראה איור 1.
1. הכן פלסמידים כתב המכילים יזם synuclein אלפא
גורמי רגולטוריים של גן synuclein אלפא (איור 2) משתרעים על פני כ 10 בייט, מהרצף במעלה הזרם NACP (לא מרכיב הביתא של פפטיד עמילואיד) חוזר dinucleotide 1,2 באמצעות אינטרון 2 3. אנו כוללים חלק מאזור זה ב הכתב לבנות שלנו. מצאנו כי פלסמידים המכילים אינטרון 2 נהלים מיוחדים הנדרשים לצמיחה, כפי שמתוארים להלן. פלסמידים לוציפראז, pGL4.10 וpGL4.75 (איור 3), זמינים באופן מסחרי מPromega ויכולים להיות מופץ באמצעות פרוטוקולי ביולוגיה מולקולרית קונבנציונליים.
2. הכן את תאי 293T, פלסמידים כתב, וספריית ה-DNA להקרנה
תאי 293T הם זורעים ראשון לתוך צלחות 96 היטב וtransfected ביום המחרת. פלסמידים כתב וDNAs הספרייה הם בדילול לתוך צלחות 96 היטב. אנחנו השגנו צלחות של ה-DNA ספריית כיתה transfection מליבת ה-DNA בבית החולים כלליים מסצ'וסטס (מקבל = "_blank"> dnacore.mgh.harvard.edu). פרוטוקול זה transfects צלחת ספרייה אחת ל2 צלחות זהות של תאי 293T (איור 1), ובכך 2 צלחות של תאי זרע צריכה להיות לכל צלחת ספרייה שיוקרנו.
הערה: לגדל תאים בתקשורת ללא פנול אדום או אנטיביוטיקה, כמו אלה להפריע למבחני לוציפראז ולהגדיל את הרעילות במהלך transfection, בהתאמה.
3. בצע transfections
ביום 2 של המסך, פלסמידים כתב וDNAs הספרייה הם transfected לתוך תאי 293T.
4. בצע כפול לוציפראז-מבחני
ביום 4 של המסך,מבחני גחלילית בלוציפראז וRenilla מבוצעים.
הערה: assay הכפול לוציפראז דורש תוספת רציפה של 2 מאגרים assay, חיץ גחלילית assay 3X וחיץ assay 3X Renilla, כפי שמתואר בטבלה 3 luciferases Firefly וRenilla אינם מופרש, ולכן תאים חייבים להיות lysed לפני מדידת פעילות לוציפראז. . חיץ assay Firefly lyses תאים ומספק מצע לגחלילית בלוציפראז; חיץ assay Renilla מרווה את אות הגחלילית ומספק מצע ללוציפראז Renilla.
5. ניתוח נתונים
ערכי לוציפראז טיפוסיים, F: יחס R וערכי אינדוקציה עבור חצי צלחת אחת מוצגים באיור 4 שימו לב ללהיט בגם H2, משדל פי 32.. גנים הגורמים לרעילות מוגזמת (לדוגמא, גם E3), או בארות שהיו transfected גרוע, יפיקו ערכים נמוכים לגחלילית והן luciferases Renilla, אבל ערך אינדוקציה ממוצע. גנים ה...
אלפא סינוקלאין היה מעורב במחלת פרקינסון (PD) כמרכיב של גופי לוי 4, תכלילים תאיים נחשבים pathognomonic למחלה. מחקרי עמותה הגנום רבים מצאו קשר בין פולימורפיזם של נוקלאוטיד יחיד בsynuclein אלפא עם סיכון מוגבר לספורדיים פ"ד 5,6,7. אמנם פחות נפוצה מאשר פ"ד סדיר, פ"ד המש...
עבודה זו נתמכה על ידי תמלוגים המתקבלים על ידי BacMamreagents רישוי (פטנט בארה"ב 5,731,182).
אנו מודים לג'ון דרגה של MGH-DNA Core להכנת ספריית הקרנת ה-DNA. כריסטופר Chigas של פרקין אלמר סיפק תמיכה לא יסולא בפז עבור luminometer Wallac 1420 שלנו. סטיבן Ciacco ומרטין תומא של Agilent סיפקו תמיכה לרובוט בראבו. אנו מודים רון ג'ונסון וסטיב טיטוס בNIH לנדיבות מתן פרוטוקול assay בלוציפראז כפול זוהר שלהם.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Material | |||
QIAQuick PCR Purification Kit | Qiagen | 28106 | |
PureLink Quick Gel Extraction Kit | Invitrogen | K2100-12 | |
PureLink PCR Micro Kit | Invitrogen | K310250 | |
PureLinkHiPure Plasmid Miniprep Kit | Invitrogen | K2100-03 | |
PureLinkHiPure Plasmid Maxiprep Kit | Invitrogen | K2100-07 | |
Bravo Robot | Agilent | - | |
Robot Pipet Tips with Filter | Agilent | 19477-022 | |
Robot Pipet Tips without Filter | Agilent | 19477-002 | |
Clear-bottomed 96-well Plates | Corning | 3610 | |
Reservoirs | Axygen | RES-SW96-HP-SI | |
Polystyrene V-bottomed 96-well Plate | Greiner | 651101 | |
Polypropylene V-bottomed 96-well Plate | Greiner | 651201 | |
Adhesive Plate Covers | CryoStuff | #FS100 | |
Reagent | |||
Phusion DNA Polymerase | New England Biolabs | M0530L | |
BAC 2002-D6 | Invitrogen | 2002-D6 | |
Calf Intestine Alkaline Phosphatase | Roche | 10713023001 | |
T4 DNA Ligase | New England Biolabs | M0202L | |
pGL4.10 | Promega | E6651 | |
pGL4.74 | Promega | E6931 | |
ElectroMAX Stbl4 Competent Cells | Invitrogen | 11635-018 | |
Subcloning Efficiency DH5α Competent Cells | Invitrogen | 18265-017 | |
DMEM without Phenol Red | Invitrogen | 31053-028 | |
Optifect | Invitrogen | 12579017 | |
Ciprofloxacin | CellGro | 61-277-RF | |
Tris-Hydrochloride Powder | Sigma | 93287 | |
Tris-Base Powder | Sigma | 93286 | |
Triton X-100 Pure Liquid | Fisher | BP151-100 | |
DTT | Invitrogen | 15508-013 | |
Coenzyme A | Nanolight | 309 | |
ATP | Sigma | A6419 | |
Luciferin | Invitrogen | L2912 | |
h-CTZ | Nanolight | 301 | |
PTC124 | SelleckBiochemicals | S6003 |
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