Method Article
처프 긴 noncoding RNAs의 게놈에 바인딩 사이트 (lncRNAs)를 매핑하는 소설 및 신속한 기술입니다. 방법은 lncRNA 바인딩된 게놈 사이트의 열거를 허용하는 안티 센스가 원래의 oligonucleotides의 특이성을 이용합니다.
긴 noncoding의 RNAs에는 투여 보상, 각인, 그리고 발달 유전자 발현 1,2,3,4,5,6,7 같은 중요한 생물 학적 과정 동안 염색질 상태 중 핵심 규제입니다. mediates 히스톤 H3 라이신 27 trimethylation (H3K27me3)가 유전자에 특정한에서 염색질 상태를 관리하는 수많은 lncRNAs에 대한 광범위한 역할을 제시하는 등 Polycomb 억압 단지 2 (PRC2)와 같은 특정 염색질의 수정 단지와 협회의 lncRNAs 수천명의 최근 발견 패션 8,9. 일부 lncRNAs은 인근의 유전자에있는 CIS에서 일할 것으로 생각되고 있지만, 다른 lncRNAs가 먼에 위치한 유전자를 조절하는 트랜스으로 작동합니다. 예를 들어, Drosophila lncRNAs roX1과 남성 세포 X의 염색체에 roX2 구속 수많은 지역 및이 복용량 보상 10,11 위해 중요합니다. 그러나 그들의 구속력이 사이트의 정확한 위치는 높은 해상도로 알려져 있지 않습니다. 마찬가지로, 인간 lncRNA HOTAIR은 H에 PRC2 인 영향을 미칠 수유전자 게놈 차원 3,12,13,하지만 어떻게 특이성이 이루어지면의 undreds가 불분명합니다. LncRNAs 또한 여러 단백질 단지의 어셈블리를 채용한 모듈형 공사장 공중 발판이 될 수 있습니다. 클래식 트랜스 연기 RNA 비계 14 복잡한 telomerase를위한 템플릿 및 발판 역할 TERC RNA이며 HOTAIR도 PRC2위한 발판와 13 단지 H3K4 demethylase로 검색할 수 있습니다.
염색질에서 RNA의 인지도를 선행 연구는 상당한 통찰력에게 15,16을 보여주지만, 한 번에 하나의 유전자 현장에있다. 대부분의 lncRNAs의 인 사이트는 알려져 있지되며, 염색질 조절에 lncRNAs의 역할은 주로 lncRNA의 섭동의 간접적인 영향으로부터 유추되었습니다. 염색질의 immunoprecipitation는 microarray 또는 깊은 시퀀싱 (각각 칩 칩 또는 칩 seq) 뒤에 것처럼 크게 게놈 규모의 단백질-DNA 상호 작용에 대한 우리의 이해를 개선하고있다, 우리가 recen을 보여주는tly 고해상도 17 살의 긴 RNA의 인 게놈 전체를 매핑하기위한 전략을 발표했다. 다음과 함께 수백 개의 기지의 해상도 게놈 바인딩 사이트의지도를 생성하는 안티 센스-oligos을 기와로 염색질 복합 : RNA의 정제 (처프) (그림 1)에 의해이 메소드는, 염색질 격리는 대상 lncRNA의 친화 캡쳐를 기반으로 고감도와 배경 쌉니다. 친화력 - 프로브의 설계는 RNA 시퀀스 주어진 간단하고 RNA의 구조 또는 기능적 도메인에 대한 지식을 필요로하지 않기 때문에 처프 다수 lncRNAs에 적용됩니다.
1. 프로브 디자인
디자인 안티 센스 DNA는 짹짹에 의해 RNA 대상의 선별 검색을 위해 프로브를 기와.
2. 수확 셀
짹짹 실험에 사용됩니다 세포를 수집합니다.
3. 크로스 링크 셀 및 셀 펠릿를 수집
Crosslink는 RNA-염색질 상호 작용을 유지하고 세포 펠렛을 준비하는 글루 타 알데히드와 세포를 수집했습니다.
4. 세포 용해
세포 lysate를 준비하는 가교 세포를 Lyse.
5. Sonication
가교 세포 lysates를 sonicating에 의한 전단의 DNA.
6. 짹짹
바운드 염색질을 RNA와 분리 biotinylated DNA 프로브를 잡종.
7. RNA 격리
qRT-PCR에 의해 quantitate하는 처프 샘플에서 RNA 분획을 추출합니다.
8. DNA의 격리
시퀀싱에 의해 식별하거나 qPCR에 의해 quantitate하는 처프 샘플에서 DNA 분획을 추출합니다.
10. 대표 결과
그림 1 짹짹의 흐름을 묘사. 성공 짹짹 실험은 일반적으로 상당히 아닌 특정 RNAs를 통해 대상 RNA를 enriches. 그림 2 GAPDH 이상 HELA 세포로부터 인간 telomerase RNA (TERC), 부정적인 제어 역할을 풍부한 세포 RNA의 농축을 보여줍니다. GAPDH RNA의 단지 0.46 %가 검색되었습니다 반면 세포에 존재 TERC RNAs (~ 88%)의 대부분은 ~ 200 배로 농축 계수를 보여주 처프를 수행 타고 내려오게되었다. 같은 포유 동물 세포 (그림 2)로 표현되지 않습니다 LacZ RNA를 타겟팅 프로브와 같은 특이 현상이 프로브가 추가로 부정적인 컨트롤로 사용할 수 있습니다.
대상 lncRNA를 바인딩 것으로 예상의 DNA 영역은 일반적으로 qPCR로 측정 부정적인 영역 통해 풍부합니다. 그림 3은 우리가 같은 세포 라인에서 짹짹-seq를 수행하여 결정하는 주요 인간 포피의 섬유아 세포에서 네번 HOTAIR 바인딩된 사이트 qPCR 검증을 보여줍니다, 반면 TERC와 GAPDH 유전자 사이트 SE부정적인 통제 지역으로 rve. 모두 "도"와 "이상한"탐사선은 부정적인 지역, 진정한 lncRNA 바인딩 사이트의 특징 이상 예상 HOTAIR 바인딩된 사이트 굴복 비교 농축을 설정합니다.
짹짹 강화 DNA의 높은 처리량 시퀀싱은 lncRNA 바인딩 사이트의 글로벌지도를 얻을. Drosophila lncRNA roX2은 복용량 보상에 필요한 방식으로 X-염색체와 상호 작용하는 것으로 알려져 있습니다. 그림 4는 X의 염색체의 일부분 이상 roX2 바인딩 프로필을 보여줍니다. 모두 "도"와 "이상"샘플은 순서가되어 그들의 독특한 소리가 중복되는 신호의 추적을 생산하기 위해 제거되었습니다. 각각의 "피크"는 여기 roX2 바인딩의 강력한 사이트를 나타냅니다. 전체 트랙과 roX2 대상 유전자의 목록은 추 외에 설명되어있다. 2,011 17가.
짹짹 proce의 그림 1. 흐름 차트dure. Biotinylated 기와 프로브는 lncRNA을 대상으로 hybridized되는 생체내에 단백질 부가물을하고, 염색질의 단지는 엄격한 세차장 뒤에는, 자기 streptavidin 비즈를 사용하여 정화됩니다. 염색질은 lncRNA에 가교됩니다. 우리는 putative lncRNA 바인딩 순서가 오렌지색으로 schematized되고 Rnase와 헤의 칵테일과 함께 lncRNA 바운드의 DNA 또는 단백질을 elute. 이전 추 외 년에 출판된. 2,011. 17
인간 TERC RNA 그림 2. 짹짹의 enriches. TERC-asDNA 프로브 세포 TERC RNA 및 탐지 GAPDH의 ~ 88 % 검색할 수 있습니다. LacZ-asDNA 프로브는 부정적인 컨트롤로 사용도 RNAs를 검색할 수 있습니다. 민 + SD가 표시됩니다. 이전 추 외 년에 출판된. 2,011. 17
그림 3. 기본 인간의 HOTAIR 짹짹-qPCR을위한eskin의 섬유아 세포. NFKBIA, HOXD3-4, SERINC5 및 ABCA2가 HOTAIR와 상호 작용하는 지역입니다. TERC와 GAPDH는 부정적인 컨트롤을 역임했습니다. 민 + SD가 표시됩니다. 이전 추 외 년에 출판된. 2,011. 17
그림 4. Sl2 Drosophila 세포의 roX2 RNA의 짹짹-seq 데이터입니다. "비록"과 "이상한"가 별도로 순서가 있었던 것은 그들의 데이터는 모두 전용 일반 봉우리를 반영하도록 병합합니다. 병합된 트랙이 나타납니다. 이전 추 외 년에 출판된. 2,011. 17
여기 짹짹-seq, 생체내 lncRNA 구속력이 사이트는 게놈 전체에 매핑하는 방법을 설명했다. 성공을위한 주요 파라미터는 oligonucleotide 프로브 및 글루 타 알데히드 crosslinking을 기와의 분할 수영장입니다. 친화력 - 프로브의 설계는 RNA 시퀀스 주어진 간단하고 RNA의 구조 또는 기능적 도메인에 대한 사전 지식이 필요하지 않습니다. 두 종족에 세보다는 다른 RNAs - - roX2, TERC 및 HOTAIR와의 성공 짹짹-seq 많은 lncRNAs 대한 가능성 generalizable 것을 제안합니다. 모든 실험과 마찬가지로, 관리 및 적절한 컨트롤이 결과를 해석해야합니다. 다른 lncRNA는 조건 적정과 같은 서로 다른 선호도 프로브 또는 crosslinkers의 선택과 같은 조건의 의식 변화를 요구할 수 있습니다, RNA-염색질 상호 작용의 다양한 측면을 강조할 수 있습니다. 칩 seq 마찬가지로, 모든 바인딩 이벤트가 반드시 기능적 있으며, 추가적인 연구는 RNA O의 생물 학적 결과를 확인하는 데 필요한염색질에 ccupancy. 그럼에도 불구하고, 우리는 수천 8,9의 현재 번호를 다른 염색질 - 관련 lncRNAs의 연구자들은이 기술의 많은 흥미로운 애플 리케이션을 예견한다. 칩 seq는 DNA-단백질 상호 작용의 게놈 차원의 탐험을 위해 문을 열었습니다 것처럼, "RNA interactome"의 짹짹-seq 연구는 생물학의 많은 새로운 길을 보여줄 수 있습니다.
C. 추와 HY 장은이 방법을 바탕으로 특허 출원의 발명가로 지정됩니다.
우리는 T. 숙취, MC 감사합니다. 영, O. 매너 E. Segal, M. 구로다, T. Swigut 및 토론을위한 나 Shestopalov. 과학, 기술, 싱가포르 (CC), NIH R01-CA118750 및 R01-HG004361 (HYC) 및 재생 의료 (HYC)의 캘리포니아 공과 대학 연구 기관 지원. HYC는 하워드 휴즈 의학 연구소의 조기 채용 과학자이다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Buffer List: | |||
Dissolve a pellet of complete protease inhibitor in 1 ml water as 50x stock. Make 100 mM PMSF in isopropanol (100x stock). Superase-in is used as 200x stock. Store all at -20 °C. | |||
Lysis Buffer: | |||
50 mM Tris-Cl pH 7.0 10 mM EDTA 1% SDS Always add PMSF, P.I. and Superase-in fresh before use except when washing beads | |||
Proteinase K Buffer (for DNA) | |||
100 mM NaCl 10 mM TrisCl pH 8.0 (For RNA use pH 7.0) 1 mM EDTA 0.5% SDS Add 5% by volume Proteainse K (Ambion AM2546 20 mg/ml) fresh before use | |||
Hybridization Buffer | |||
750 mM NaCl 1% SDS 50 mM Tris-Cl pH 7.0 1 mM EDTA 15% formamide (store in the dark at 4 °C) Always add PMSF, P.I. and Superase-in fresh before use | |||
Wash Buffer | |||
2x NaCl and Sodium citrate (SSC) (diluted from 20x SSC Invitrogen stock) 0.5% SDS Always add PMSF fresh before use | |||
DNA elution Buffer | |||
50 mM NaHCO3 1% SDS | |||
Table of specific reagents and equipment: | |||
Glutaraldehyde (EM grade) | Sigma-Aldrich | G5882-10x10ml | |
Motorized pellet mixer | VWR international | V8185-904 | |
Protease inhibitor | Roche Group | 11873580001 | |
PMSF | Sigma-Aldrich | 78830 | |
Superase-in | Ambion | AM2696 | |
Bioruptor | Diagenode | UCD-200 | |
Falcon tubes (for sonication) | Corning | 430790 | |
Proteinase K | Ambion | AM2546 | |
PCR purification kit | Qiagen | 28106 | |
C-1 magnetic beads | Invitrogen | 65002 | |
PMSF | Sigma-Aldrich | P7626-25G | |
DynaMag-15 magnet | Invitrogen | 123-01D | |
DynaMag-2 magnet | Invitrogen | 123-21D | |
MIRNeasy mini kit | Qiagen | 217004 | |
Rnase H | Epicentre Biotechnologies | R0601K | |
Rnase A | Sigma-Aldrich | R4875-100MG | |
Phase Lock Gel Heavy | 5 PRIME | 2302810 | |
Trizol | Invitrogen | 15596-018 | |
Phenol:chloroform:Isoamyl | Invitrogen | 15593-031 | |
Chloroform | Ricca | RSOC0020-1C | |
GlycoBlue | Ambion | AM9515 | |
Glycine | JT Baker | 4057-06 | |
PBS, pH 7.4 | Invitrogen | 10010-049 | |
Elution Buffer (EB) | Qiagen | 19086 | |
20x SSC | Invitrogen | 15557-036 | |
10% SDS | Invitrogen | 15553-027 | |
DNA-free | Ambion | AM1906 | |
Buffer kit | Ambion | AM9010 | |
Formamide | Invitrogen | 15515-026 |
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