A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן אנו מציגים פרוטוקול לנתח אינטראקציות RNA / חלבון. Assay ניידות electrophoretic המשמרת (Emsa) מבוסס על הגירת ההפרש של מתחמי RNA / חלבון ו- RNA ללא תשלום במהלך ג'ל אלקטרופורזה ילידים. באמצעות בדיקה RNA רדיואקטיבי, יכולים להיות דמיינו מתחמים / חלבון RNA על ידי autoradiography.
אינטראקציות RNA / חלבון הן קריטיות למסלולים רגולטוריים שלאחר תעתיק. בין מחייב חלבוני RNA cytosolic המאופיין ביותר חלבונים רגולטוריים ברזל, IRP1 וIRP2 הם. הם נקשרים לגהץ אלמנטי תגובה (IRES) בתוך האזורים מתורגמים (UTRs) של כמה mRNAs היעד, ובכך לשלוט בתרגום mRNAs או יציבות. אינטראקציות IRE / IRP נחקרו בהרחבה על ידי Emsa. כאן, אנו מתארים את פרוטוקול Emsa לניתוח פעילות IRE מחייב של IRP1 וIRP2, שניתן להכליל על מנת להעריך את פעילותם של חלבוני קושרי RNA אחרים גם כן. Lysate חלבון גולמי המכיל חלבון קושר RNA, או הכנה מטוהרת של חלבון זה, הוא מודגרות עם עודף של 32 בדיקה RNA שכותרתו P, המאפשר להיווצרות מורכבת. הפרין מתווסף מונע חלבון שאינו ספציפי לבדיקה מחייבת. בהמשך לכך, התערובת מנותחת על ידי אלקטרופורזה שאינו denaturing על ג'ל polyacrylamide. הבדיקה בחינםנודד במהירות, תוך תצוגות מורכבות RNA / חלבון ניידות מפגרת; לכן, ההליך המכונה גם "פיגור ג'ל" או assay "bandshift". לאחר השלמת אלקטרופורזה, ג'ל הוא מיובש ומתחמי RNA / חלבון, כמו גם בדיקה בחינם, מזוהים על ידי autoradiography. המטרה הכללית של הפרוטוקול היא לזהות ולכמת IRE / IRP ואינטראקציות RNA / חלבון אחרות. יתר על כן, Emsa יכול לשמש גם כדי לקבוע סגוליות, זיקה מחייבת, והרכב של האינטראקציה RNA / חלבון נחקרים.
Emsa פותח במקור כדי ללמוד את הקשר בין חלבוני קושרי DNA עם רצפי DNA היעד 1,2. העיקרון דומה לאינטראקציות RNA / חלבון 3, המהווה את המוקד של מאמר זה. בקצרה, RNA טעון שלילי ויהגר להאנודה שבאינה denaturing אלקטרופורזה בpolyacrylamide (או agarose) ג'לי. הגירה בתוך ג'ל תלוי בגודל של RNA, באופן פרופורציונלי למטען שלה. ספציפי מחייב של חלבון לRNA משנה הניידות שלה, והפליטים המורכבים איטי יותר בהשוואה לRNA החופשי. זאת בעיקר כתוצאה מגידול במסה המולקולרית, אלא גם לשינויים בקונפורמציה תשלום ואולי. ניצול RNA שכותרתו בדיקה מאפשר ניטור קל של "פיגור ג'ל" או "bandshift". שימוש של 32 בדיקות RNA שכותרתו P הוא נפוץ מאוד ומציע רגישות גבוהה. ההגירה של RNA / קומפלקסי חלבונים ו- RNA החופשי מזוהותעל ידי autoradiography. חסרונות הם זמן מחצית החיים קצרים של 32 P (14.29 ימים), ההידרדרות ההדרגתית באיכות של החללית בשל radiolysis, דרישת רישיון רדיואקטיביות ותשתית לעבודת רדיואקטיביות, וחששות בטיחות ביולוגיים הפוטנציאליים של. לכן, שיטות לא-איזוטופי חלופיים לתיוג הבדיקה RNA פותחו, למשל עם fluorophores או ביוטין, המאפשר זיהוי על ידי ההדמיה ניאון או chemiluminescent 4,5. מגבלות של שיטות אלה הן העלות גבוהה יותר ולעתים קרובות רגישות מופחתת בהשוואה לתיוג איזוטופי, ואת הפוטנציאל של תוויות שאינן איזוטופים להתערב באינטראקצית RNA / החלבון. ג'לים polyacrylamide-denaturing ללא מתאים למרבית יישומי Emsa ומשמש בדרך כלל. בהזדמנות, ג'לים agarose עלול להוות חלופה לניתוח מתחמים גדולים.
היתרון העיקרי של Emsa הוא שהוא משלב פשטות, רגישות, וחוסן 4 </ Sup>. Assay יכול להסתיים בתוך כמה שעות ואינו דורש מכשור מתוחכם. ניתן לאתר אינטראקציות RNA / חלבון על ידי Emsa בריכוזים נמוכים כמו 0.1 ננומטר או פחות, ובתוך מגוון רחב של תנאים המחייבים (pH 4.0-9.5, ריכוז מלח חד ערכי 1-300 מ"מ, וטמפרטורה 0-60 מעלות צלזיוס).
היווצרות מורכבת RNA / חלבון גם ניתן ללמוד על ידי assay מחייב הסינון. זהו הליך פשוט, מהיר, וזול המבוסס על השימור של מתחמי RNA / חלבון במסנן nitrocellulose, תוך בדיקה RNA חופשית עוברת דרך 6. בהשוואה לEmsa, הוא מוגבל במקרים שבהם הבדיקה RNA מכילה אתרי קישור מרובים, או התמצית גולמי מכילה יותר מאחד מחייב חלבוני RNA אשר נקלטים על ידי הבדיקה באותו האתר. בעוד אינטראקציות RNA / חלבון מרובות להתחמק מזיהוי על ידי assay מחייב המסנן, הם יכולים להיות דמיינו בקלות על ידי Emsa. במקרים מסוימים, להדמיה היא ערבn אפשרי כאשר שני מתחמי RNA / חלבון שיתוף להגר (למשל, IRP1 / IRE אדם וIRP2 / מתחמי IRE), על ידי הוספת נוגדנים נגד אחד מחייב חלבוני RNA לתגובת Emsa, מניב פיגור נוסף על ג'ל ( "Supershift") 7.
Emsa כבר בשימוש נרחב ללמוד IRP1 וIRP2, שהם רגולטורים לאחר תעתיק של חילוף חומרים ברזל 8-10. הם פועלים על ידי קישור לIRES, מבני סיכה נשמרים פילוגנטית בתוך UTRs של כמה mRNAs 11. IRES התגלה לראשונה בmRNAs קידוד פריטין 12 וtransferrin קולט 1 (TfR1) 13, חלבונים של אחסון ברזל וספיגה, בהתאמה. בהמשך, IRES נמצא בsynthase aminolevulinate erythroid הספציפי (ALAS2) 14, aconitase המיטוכונדריה 15, ferroportin 16, טרנספורטר דו הערכי מתכת 1 (DMT1) 17, גורם עין מתנהל היפוקסיה 2 α (HIF2α) 18, וmRNAs 19-21 אחר. H- אב הטיפוס וmRNAs L-פריטין להכיל IRE אחד ב 5 'UTR, בעוד TfR1 mRNA מכיל IRES מרובה בה 3' UTR. אינטראקציות IRE / IRP במיוחד מעכבות תרגום mRNA פריטין ידי sterically חסימת הקשר שלה של 43s מקטע ריבוזומלי; יתר על כן, הם לייצב TfR1 mRNA נגד מחשוף endonucleolytic. IRP1 ודמיון רצף נרחב נתח IRP2 ולהציג פעילות מחייב IRE גבוהה בתאים רעבי ברזל. בתאי ברזל גדוש, IRP1 מרכיב אשכול Fe-S cubane שממיר אותו לaconitase cytosolic על חשבון פעילות IRE מחייב שלה, בזמן שIRP2 עובר השפלה proteasomal. כך, אינטראקציות IRE / IRP תלוי במעמד הברזל הסלולרי, אלא גם מוסדרות על ידי אותות אחרים, כגון H 2 O 2, תחמוצת חנקן (NO) או היפוקסיה. כאן, אנו מתארים את הפרוטוקול להערכת פעילות IRE-מחייבת מתמציות תא ורקמה גסים על ידי EMSA. אנחנו השתמשנו בדיקה 32 שכותרתו P H-פריטין IRE שנוצר על ידי שעתוק במבחנה מתבנית ה- DNA פלסמיד (I-12.CAT), שבו רצף IRE הוצג במקור באוריינטצית תחושה במורד הזרם של אתר פולימראז T7 RNA על ידי שיבוט של oligonucleotides הסינתטי המרותק 22.
הפרוצדורות עם עכברים אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים מאוניברסיטת מקגיל (פרוטוקול 4966).
1. הכנת תמציות חלבון מתאים בתרבית
2. הכנת תמציות חלבון מעכבר כבד וטחול
3. הכנת radiolabeled IRE-הבדיקה
4. טיהור של radiolabeled IRE-בדיקה
5. הכנת ג'ל polyacrylamide מקורי עבור Emsa
Assay Shift 6. Electrophoretic ניידות
בדיקה IRE radiolabeled הוכנה, כפי שמתוארת בסעיפים 3 ו -4 לפרוטוקול. הרצף של החללית היה 5'-GGGCGAAUUC GAGCUCGGUA CCCGGGGAUC CUG C UUCAA C AGUGC UUGGA CGGAUCCU-3 '; נוקלאוטידים המודגשים מייצגים שאריות מזווגים C והלולאה, שהם תכונות IRE קריטיות. הרדיואקטיביות הספציפית של החללית הייתה 4.5 x 10 ...
בזאת, אנו מתארים פרוטוקול שפותחה כדי לחקור את פעילות IRE מחייבת של IRP1 וIRP2, ואנו מראים נתונים נציג. באמצעות בדיקות שונות, פרוטוקול זה יכול גם להיות מותאם ללימוד מחייב חלבוני RNA אחרים. שלב קריטי הוא בגודל של החללית. שימוש בבדיקות ארוכות, שהוא נפוץ כאשר אתר הקישור המדויק אי?...
The authors declare that they have no competing financial interests.
This work was supported by a grant from the Canadian Institutes for Health Research (MOP-86514).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
leupeptin | SIGMA | L2884 | |
PMSF | SIGMA | 78830 | |
BioRad Protein Assay | BIORAD | 500-0006 | |
T7 RNA polymerase | Thermoscientific | EPO111 | |
RNase Inhibitor | Invitrogen | 15518-012 | |
UTP [alpha-32P] | Perkin-Elmer | NEG507H | |
Scintillation liquid | Beckman Coulter | 141349 | |
heparin | SIGMA | H0777 | |
Rnase T1 | Thermoscientific | EN0541 | |
Name of the Equipment | |||
Tissue Ruptor | Qiagen | 9001271 | |
Scintillation counter | Beckman Coulter | LS6500 | |
Protean II xi Cell | BIORAD | 165-1834 | |
20 wells combs | BIORAD | 165-1868 | 1.5 mm thick |
1.5 mm spacers | BIORAD | 165-1849 | |
PowerPac | BIORAD | 164-5070 |
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