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Method Article
ここでは、RNAマンゴーアプタマーI、II、III、またはIVでタグ付けされたRNAを画像化する敏感で迅速かつ判別的なポストゲル染色法を、天然または未消化ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)ゲルを用いて提示する。標準的なPAGEゲルを実行した後、マンゴータグ付きRNAはTO1-Biotinで容易に染色し、一般的に利用可能な蛍光リーダーを使用して分析することができます。
天然および変性ポリアクリルアミドゲルは、リボヌクレオプロテイン(RNP)複合体移動性を特徴付け、それぞれRNAサイズを測定するために日常的に使用されます。多くのゲルイメージング技術は、非特異的な染色や高価な蛍光色素プローブを使用するため、敏感、判別、および経済的なゲルイメージング方法論が非常に望ましい。RNAマンゴーコア配列は、任意のRNAステムによって閉じた場合、単にかつ安価に目的とするRNAに付加することができる小さな(19-22 nt)配列モチーフである。これらのマンゴータグは、TO1-Biotinと呼ばれるチアゾールオレンジ蛍光リガンドに高い親和性と特異性を結合し、結合時に数千倍の蛍光になります。ここで、マンゴーI、II、III、およびIVは、高感度のゲル中のRNAを特異的に画像化するために使用できることを示す。天然ゲル中のRNAの62.5 fmolと、入型ゲル中のRNAの125 fmolは、カリウムを含む画像バッファーにゲルを浸漬し、20nM TO1-Biotinを30分間検出することができる。マンゴータグ付き6S細菌RNAを、全細菌RNAの複雑な混合物のコンテキストでイメージングすることにより、マンゴータグ付きシステムの特異性を実証する。
マンゴーは、チアゾールオレンジ(TO1-Biotin、図1A)1、2、3の単純な誘導体に密結合する4つの小さな蛍光RNAアプタマーのセットからなるRNAタグ付けシステムです。.結合すると、このリガンドの蛍光は、特定のアプタマーに応じて1,000〜4,000倍に増加する。マンゴーIIIの高輝度は、強化された緑色蛍光タンパク質(eGFP)を超えるマンゴー系の高輝度と、RNAマンゴーアプタマーのナノモル結合親和性と組み合わせることで、RNAのイメージングと精製の両方に使用することができます。複合体2,4.
マンゴーI5、II6、およびIII7のX線構造は高分解能に決定されており、3つのアプタマーはすべてRNA四分円を利用してTO1-Biotin(図1B-D)を結合する。すべての3つのアプタマーの密集した中心は密集したアダプターのモチーフによって外的なRNA配列から隔離される。マンゴーIとIIは、柔軟なGNRAのようなループアダプタを使用して、マンゴーコアを任意のRNAデュプレックスに接続します(図1B,C)。対照的に、マンゴーIIIは、そのコアを任意のRNAらせん(図1D、紫色の残渣)に接続するために剛性トリプレックスモチーフを使用していますが、マンゴーIVの構造は現在知られていません。これらのアプタマーのリガンド結合コアは、これらのヘリカルアダプターによって外部RNA配列から分離されるので、それらはすべて単に様々なRNAに組み込むことができる可能性が高い。細菌6S調節RNA(マンゴーI)、酵母スプリセオソーム(マンゴーI)の成分、およびヒト5S RNA、U6 RNA、およびC/D scaRNA(マンゴーIIおよびIV)はすべて、この方法でうまくタグ付けされている2、8、多くであることを示唆している生物学的RNAは、RNAマンゴーアプタマー系を使用してタグ付けすることができます。
RNAの研究には、未生および天然ゲルが一般的に使用されます。転移ゲルは、RNAサイズまたはRNA処理を判断するためによく使用されますが、典型的には、北部のブロットの場合、例えば、画像を生成するためにいくつかの遅い、逐次的なステップを必要とします。RNAホウレンソウやブロッコリーなどの他のRNAフルオロゲンアプタマーはゲルイメージング9に成功していますが、これまでフルオロゲンアプタマー系はマンゴー系の高輝度と親和性を持たないため、かなりの関心を持っています。マンゴーのゲルイメージング能力を調べるために。本研究では、TO1-Biotin(それぞれ510nmおよび535nm)の励起波長がほとんどの蛍光に共通するeGFPチャネルでのイメージングに適しているので、RNAマンゴーシステムを単にゲルイメージングに拡張できるかどうか疑問に思いました。ゲルスキャンの器械使用。
ここで提示されるポストゲル染色プロトコルは、マンゴータグ付きRNA分子をネイティブおよび脱帰性ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)ゲルで特異的に検出する迅速な方法を提供します。この染色方法は、カリウムおよびTO1-Biotinを含む緩衝液にゲルを浸すことを含む。RNAマンゴーアプタマーはG-四重化基基であり、カリウムはそのような構造を安定化するために必要とされる。最小限のマンゴーコードDNAテンプレートから転写されたRNA(プロトコルセクションを参照)を使用して、単純な染色プロトコルを使用して、ネイティブゲル中のRNAの62.5 fmolと脱変性ゲル中のRNAの125 fmolをわずかしか検出できません。一般的な非特異的核酸染色とは対照的に(材料の表を参照)、サンプル中にタグ付けされていない全高濃度のRNAが存在する場合でも、マンゴータグ付きRNAを明確に同定することができます。
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1. 試薬の調製
2. 脱電ゲルの調製と装填
3. 天然ゲルの調製と装填
4. ランオフT7転写によるRNA調製
注:RNAマンゴー構造体のランオフ転写10に使用されるDNA配列は、商業的に発注された。この方法では、転写する配列とT7プロモーターの両方の逆補体(RC)を含むDNAオリゴヌクレオチドが、T7プロモーター上鎖配列にハイブリダイズされ、次いでインビトロで転写される。以下、オリゴヌクレオチド毎に、マンゴーコア配列のRCを太字で示し、T7プロモーター領域のRCを斜体で示す。通常のフォントの残渣は、マンゴーコアが適切に折り畳まれるのに必要な任意の補完ヘリカル領域に対応します。
マンゴーI:GCA CGT ACT CTC CTC TC GC GG CTG CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT CTT
マンゴーII:GCA CGT ACT CTC CTC CtC TCC TCT TCT TCT CC CC CC CC CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CGT GT TGC TGC CTA タグ TGA GTC GTA タッタ AAG
マンゴーIII:GGC ACG TAC GA A AT ACC ACA TAC CAA TCC TTC CTT CG TGC TGC CTA タグ TGA GTC GTA タッタ AAG
マンゴーIV:GCA CGT ACT CGC CTC CTC ACC アクト CCC TCG GTA GTA GCC TAT AGT AGT TCG TAT TAA AG
T7トップストランド:CTT TAA TAC GAC TCA CTA タグ G
5. ポストゲル染色
6. ゲル中のマンゴータグ付きRNAのイメージング
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短いマンゴータグ付きRNAは、プロトコルセクションで説明されているように調製されました。ゲル中の尿素の存在により、回帰条件での蛍光が最も観察しにくいと仮定し、まず核酸の脱窒剤として作用する尿素に対するマンゴーアプタマーの耐性を検討した。マンゴーアプタマーは、約1M(図2A)の尿素濃度までの脱彩に対して実質的に耐性があることがわ?...
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マンゴー蛍光タグの大きな利点は、1つのタグが複数の方法で使用できることです。これらのアプタマーの高輝度と親和性は、細胞可視化2だけでなく、インビトロRNAまたはRNP精製4にも有用です。従って、ゲルイメージ投射はマンゴーのタグの多様性を簡単な方法で拡張する。マンゴーゲルイメージング感度は、ノーザンブロット14のそれ?...
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マンゴーフルオロゲン系に関する特許が出願中です。
著者らは、ラズヴァン・コジョカルとアミール・アブドラザデの技術支援とレナ・ドルゴシーナに原稿を校正してくれたことに感謝している。このプロジェクトの資金は、カナダ自然科学工学研究協議会(NSERC)がP.J.Uに対する運営助成金によって提供されました。
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.8mm Thick Comb 14 Wells for 30 mL PAGE gels | LabRepCo | 11956042 | |
101-1000 µL tips | Fisher | 02-707-511 | |
20-200 µL low retention tips | Fisher Scientific | 02-717-143 | |
Acrylamide:N,N'-methylenebisacrylamide (40% 19:1) | Bioreagents | BP1406-1 | Acute toxicity |
Acrylamide:N,N'-methylenebisacrylamide (40% 29:1) | Fisher | BP1408-1 | Acute toxicity |
Agar | Anachemia | 02116-380 | |
Aluminium backed TLC plate | Sigma-Aldrich | 1164840001 | |
Amersham Imager 600 | GE Healthcare Lifesciences | 29083461 | |
Ammonium Persulfate | Biorad | 161-0700 | Harmful |
BL21 cells | NEB | C2527H | |
Boric Acid | ACP | B-2940 | |
Bromophenol Blue sodium salt | Sigma | B8026-25G | |
Chloloform | ACP | C3300 | |
Dithiothreitol | Sigma Aldrich Alcohols | D0632-5G | |
DNase I | ThermoFisher | EN0525 | |
EDTA Disodium Salt | ACP | E-4320 | |
Ethanol | Commerial | P016EAAN | |
Flat Gel Loading tips | Costar | CS004854 | |
Formamide 99% | Alfa Aesar | A11076 | |
Gel apparatus set with spacers and combs | LabRepCo | 41077017 | |
Glass Dish with Plastic lid | Pyrex | 1122963 | Should be large enough to fit your gel piece |
Glycerol | Anachemia | 43567-540 | |
HCl | Anachemia | 464140468 | |
ImageQuanTL | GE Healthcare Lifesciences | 29000605 | |
IPTG | Invitrogen | 15529-019 | |
KCl | ACP | P-2940 | |
MgCl2 | Caledron | 4903-01 | |
MgSO4 | Sigma-Aldrich | M3409 | |
NaCl | ACP | S-2830 | |
NaOH | BDH | BDH9292 | |
Orbital Rotator | Lab-Line | ||
Phenol | Invitrogen | 15513-039 | |
Round Gel Loading tips | Costar | CS004853 | |
Sodium Phosphate dibasic | Caledron | 8120-1 | |
Sodium Phosphate monobasic | Caledron | 8180-01 | |
SYBRGold | ThermoFisher | S11494 | |
T7 RNA Polymerase | ABM | E041 | |
TEMED | Sigma-Aldrich | T7024-50 ml | |
TO1-3PEG-Biotin Fluorophore | ABM | G955 | |
Tris Base | Fisher | BP152-500 | |
Tryptone | Fisher | BP1421-500 | |
Tween-20 | Sigma | P9496-100 | |
Urea | Fisher | U15-3 | |
Xylene Cyanol | Sigma | X4126-10G | |
Yeast Extract | Bioshop | YEX401.500 |
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