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Method Article
여기에서, 우리는 고환에서 RBP 후보자의 주요 RNA 표적을 결정 하는 eCLIP 프로토콜을 제시 합니다.
정자 생성은 포유류에서 남성 생식 세포 분화의 고도로 주문 된 과정을 정의 합니다. 고환에서, 전사 및 번역은 결합 되지 않습니다, RBPs에 의해 조율 된 유전자 발현의 포스트 전사 조절의 중요성을 밑줄. RBP의 기계적 역할을 명료 하 게 하기 위해, 가교 면역 침전 (CLIP) 방법론은 내 인 성 직접 RNA 표적을 포착 하 고 실제 상호작용 부위를 정의 하는데 사용 될 수 있다. 향상 된 클립 (eCLIP)은 기존 클립에 비해 여러 가지 장점을 제공 하는 새롭게 개발 된 방법입니다. 그러나, eCLIP의 사용은 지금까지 확장 된 응용 프로그램에 대 한 호출, 셀 라인에 제한 되었습니다. 여기에서, 우리는 마우스 고환에서 두 개의 알려진 RNA 결합 헬 리 아 제를 연구 하기 위해 eCLIP을 사용 했습니다. MOV10 및 MOV10L1 예상한 바와 같이, 우리는 MOV10 우세 하 게 mRNA의 3 ' 미 번역 지역 (UTRs)에 결합 하 고 MOV10L1 선택적으로 Piwi 상호 작용 RNA (피 르 나) 전 구체 전사체에 묶는 것을 발견 합니다. 우리의 eCLIP 방법은 깊은 시퀀싱을 진행 하기 위한 영장으로 서브 클론의 소규모 시퀀싱 및 자격을 갖춘 라이브러리의 가용성을 통해 다양 한 RBPs에 의해 바인딩된 주요 RNA 종의 빠른 결정을 할 수 있습니다. 본 연구는 포유류 고환에서의 eCLIP에 대 한 적용 가능한 기초를 확립 한다.
포유류 고환은 다 수의 정자를 생산 하기 위해 복잡 한 세포 분화 프로그램이 순환적으로 실행 되는 우수한 발달 모델을 나타낸다. 이 모델의 독특한 가치는 정자의 특정 단계에서 전사 불 활성화의 출현에 놓여 있으며, 일반적으로 meiotic 성 염색체 불 활성화 (MSCI)가 발생 하면1,2 및 둥근 spermatogenesis가 발생할 때 세정 동안 급격 한 핵 압축. 이 연속적인 전사 이벤트는 RNA 결합 단백질 (RBPs)이 전사체를 형성 하 고 남성의 비 옥을 유지 하는 중요 한 역할을 하는 전사 후 유전자 조절을 필요로 합니다.
생체 내에서 개별 rbp의 선의의 rna 표적을 규명 하기 위해, 상기 가교 면역 침전 (CLIP) 법은 통상의 rna 면역 침전 (RIP)을 넘어서는것을 기준으로4,5를 개발 하였으며,7 , 자외선 (UV) 가교 결합, 엄격한 세척 및 겔 전달을 포함 하는 주요 단계의 혼 입에 의해 신호 특이성을 향상 시킨다. 고 처리량 시퀀싱과 결합 된 클립의 진보 된 응용은 게놈 전체 수준8에서 단백질 RNA 상호작용을 프로 파일링 하는 것에 큰 관심을 불러 일으킨 것입니다. RBP 기능에 대 한 유전 연구 외에, 내 인 성 단백질과 RNA의 직접적인 상호 작용을 식별 하는 이러한 생화학 적 방법은 Rbp의 RNA 규제 역할을 정확 하 게 해명 하는 데 필수적입니다. 예를 들어, MOV10L1는 남성의 비 옥 및 Piwi 상호작용 RNA (피 르 나) 생물 발생9에 필요한 고환 특이 rna 헬 리 아 제 이다. 그것의 paralogue MOV10는 rna 생물학의 다 양상에서 역할을 가진 ubiquitously 표현 되 고 다기능 rna 헬 리 아 제로 알려져 있습니다10,11,12,13 , 15 , 16 , 17 , 18. 종래의 클립-서 열을 채용 함으로써, 우리는 MOV10L1이 초기 피 르 나 전 구체를 결합 하 고 조절 하는 것을 발견19,20, 그리고 MOV10 mRNA 3 ' utrs 뿐만 아니라 비 코딩 RNA를 개시 하기 위하여 고환 배아 세포의 종 (데이터가 표시 되지 않음).
그럼에도 불구 하 고, 클립은 원래 힘든, 클립 태그의 현저한 손실로 시퀀싱 라이브러리 준비 뒤에 방사성 절차. 종래의 클립에 있어서, cDNA 라이브러리는 양쪽 RNA 말단에서 결 찰 어댑터를 사용 하 여 제조 된다. 단백질 소화 후, 가교 된 짧은 폴 리 펩타이드는 RNA 단편에 부착 된 상태로 유지 됩니다. 이 가교 마크는 cdna 합성 동안 부분적으로 역방향 역전사 (rtase) 진행을 차단 하 여, cdna 라이브러리21,22의 약 80%를 나타내는 잘린 cdnas를 생성 한다. 따라서, 가교 결합 부위 (read)를 우회 하는 RTase에서 기인 하는 cDNA 단편만이 시퀀싱 된다. 최근에는 파 클립, iCLIP, eCLIP 및 uvCLAP와 같은 다양 한 클립 접근법이 살아있는 세포에서 RBPs의 크로스 링크 사이트를 식별 하는 데 사용 되었습니다. PAR 클립은 365 nm UV 방사선 및 광 활성화 가능한 뉴클레오티드 유사 체의 적용을 포함 하 고, 따라서 배양 살아있는 세포에 배타적 이며, 새로 합성 된 전사체에 뉴 클레 오 유사 체의 혼 입은 편견을 일으키기 쉽다 RNA가 물리적으로 단백질23,24와 상호 작용 하는 곳. ICLIP에서 단일 어댑터만이 가교 된 RNA 단편의 3 ' 말단에 결 찰 됩니다. 역 전사 (RT) 후에, 잘린 및 읽기-스루 cdnas는 중 합 효소 연쇄 반응 (PCR) 증폭25,26에의 한 인트라 내 순환 화 및 재 선형화에 의해 얻어진 다. 그러나, 분 자체 순환의 효율은 상대적으로 낮다. 구형 클립 프로토콜은 방사성 동위 원소, 자외선 가교 결합 및 친화성 정제 (uvCLAP)와 함께 가교 된 RNA의 라벨링이 필요 하지만, 엄격한 탠덤 친화성 정제 과정을 통해 방사능27에 의존 하지 않는다. 그럼에도 불구 하 고, uvCLAP는 탠덤 친화성 정제를 위해 3x FLAG-HBH 태그를 운반 하는 발현 벡터로 형질 감염 되어야 하는 배양 세포로 제한 된다.
ECLIP에서, 어댑터는 RT의 3 인치 말단에서 먼저, 그리고 분자 간 모드에서 cDNAs의 3 가지 말단에서 다음으로 결 찰 되었습니다. 따라서, eCLIP은 모든 절단 및 판독을 통해 cDNA (28)를 캡처할 수 있다. 또한, 단일 뉴클레오티드 분해능을 유지 하면서도, 방사성 라벨링에 국한 되지 않고, 그 원리에 기초한 세포 주를 사용 하지 않는다.
여기서는 마우스 고환에 적합 한 eCLIP 프로토콜에 대 한 단계별 설명을 제공 합니다. 간단히 말해서,이 eCLIP 프로토콜은 고환 세관의 UV 가교 결합으로 시작 하 여 단백질 특이 적 항 체를 사용 하는 부분적인 RNase 소화 및 면역 침전이 이어집니다. 다음으로, 단백질 결합 RNA는 dephosphorylated이 고, 어댑터는 3 ' 말단으로 결 찰 된다. 단백질 겔 전기 영동 및 겔-막 전달 후, RNA는 예상 된 크기 범위의 멤브레인 영역을 절단 하 여 분리 된다. RT 후, DNA 어댑터는 PCR 증폭에 이어서 cDNA의 3 ' 말단에 결 찰 된다. 높은 처리량 시퀀싱 전에 서브 클론의 스크리닝은 라이브러리 품질 관리로 취합니다. 이 프로토콜은 두 개의 고환 발현 RNA 헬 리 아 제 MOV10L1 및 MOV10에 의해 예시 되는 RBPs의 단백질 결합 RNA의 주요 종을 식별 하는 데 효율적입니다.
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모든 수행 동물 실험은 난징 의료 대학 위원회에 의해 승인 되었습니다. 수 컷 C57BL/6 마리의 마우스는 조절 된 광 기간 조건 하에서 유지 되었고, 음식과 물과 함께 공급 되었다.
1. 조직 수확 및 UV 가교 결합
2. 구슬 준비
3. 조직 용 해 및 부분적인 RNA 소화
4. 면역 침전
5. RNA 3 ' 말단의 탈 인 산화
6. rna 어댑터는 RNA 3 ' 끝에 결 찰
7. SDS 페이지 및 멤브레인 전송
8. RNA 분리
9. 입력 RNA 3 ' 말단의 탈 인 산화
10. rna 어댑터는 입력 RNA 3 ' 끝에 결 찰
11. 역 전사, DNA 어댑터 cDNA 3 ' 끝에 결 찰
12. 실시간 정량 PCR에의 한 cDNA의 정량화 (qPCR)
13. cDNA의 PCR 증폭
14. 젤 정제
15. PCR 산물의 토 포 클론
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상기 eclip 절차 및 결과는도 1,도 2,도 3에 도시 되어 있다. 마우스는 외과 용가 위를 이용 하 여 하복 부에 제조 하였으며 작은 절 개를 이산화탄소로 안락사 시켰다 (도 2a,B
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생물학적 및 병리학 적 맥락에서 rbps의 보편적 역할에 대 한 이해가 증가 함에 따라, 클립 방법은 rbps20,32,33의 분자 기능을 공개 하는 데 널리 활용 되 고 있습니다. 34,35. 여기에 설명 된 프로토콜은 마우스 고환에 대 한 eCLIP 방법의 적응 된 응용 프로그램을 나타냅니다.
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저자는 공개 할 것이 없습니다.
우리는 원래 프로토콜에 도움이 되는 지침에 대 한 에릭 L 밴 Nostrand과 유전자 W 감사 합니다. K.Z.는 중국의 국가 키 R & D 프로그램 (2016YFA0500902, 2018YFC1003500) 및 중국의 국가 자연 과학 재단 (31771653)에 의해 지원 되었다. L.Y.는 중국의 국립 자연과학 재단 (81471502, 31871503)과 강 소 지방의 혁신적이 고 기업가 프로그램에 의해 지원 되었다.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Antibodies | |||
Anti-mouse MOV10 antibody | Proteintech, China | 10370-1-AP | |
Anti-mouse MOV10L1 antibody | Zheng et al.20109 | polyclonal antisera UP2175 | provided by P. Jeremy Wang lab, University of Pennsylvania |
HRP Goat Anti-Rabbit IgG | ABclonal | AS014 | |
Rabbit IgG | Beyotime, China | A7016 | |
Equipment | |||
Centrifuge | Eppendorf, Hamburg, Germany | 5242R | |
Digital sonifier | BRANSON,USA | BBV12081048A | 450 Watts; 50/60 Hz |
DynaMag-2 Magnet | Invitrogen,USA | 12321D | |
Mini Blot Module | Invitrogen,USA | B1000 | |
Mini Gel Tank | Invitrogen,USA | A25977 | |
Shaking incubator | Eppendorf, Hamburg, Germany | Thermomixer comfort | |
Tissue Grinder, Dounce | PYREX, USA | 1234F35 | only the "loose" pestle is used in this protocol |
TProfessional standard 96 Gradient | Biometra, Germany | serial no.: 2604323 | |
Tube Revolver | Crystal, USA | serial no.: 3406051 | |
UV-light cross-linker | UVP, USA | CL-1000 | |
Materials | |||
TC-treated Culture Dish | Corning, USA | 430167 | 100 mm |
Tubes | Corning, USA | 430791 | 15 mL |
Microtubes tubes | AXYGEN , USA | MCT-150-C | 1.5 mL |
Reagents | |||
Acid phenol/chloroform/isoamyl alcohol | Solarbio, China | P1011 | 25:24:01 |
AffinityScript Enzyme | Agilent, USA | 600107 | |
Antioxidant | Invitrogen,USA | NP0005 | |
DH5α competent bacteria | Thermo Scientific, USA | 18265017 | these economical cells yield >1 x 106 transformants/µg control DNA per 50 µL reaction. |
DMSO | Sigma-Aldrich, USA | D8418 | |
DNA Ladder | Invitrogen, USA | 10416014 | |
dNTP | Sigma-Aldrich, USA | DNTP100-1KT | |
Dynabeads Protein A | Invitrogen, USA | 10002D | |
ECL reagent | Vazyme, China | E411-04 | |
EDTA | Invitrogen, USA | AM9260G | |
EDTA free protease inhibitor cocktail | Roche, USA | 04693132001 | add fresh |
Exo-SAP-IT | Affymetrix, USA | 78201 | PCR Product Cleanup Reagent |
FastAP enzyme | Thermo Scientific, USA | EF0652 | |
LDS Sample Buffer | Thermo Scientific, USA | NP0007 | |
MetaPhor Agarose | lonza, Switzerland | 50180 | |
MgCl2 | Invitrogen, USA | AM9530G | |
MiniElute gel Extraction | QIAGEN, Germany | 28604 | column store at 4 ?; buffer QG=gel dissolving buffer; buffer PE= wash buffer(for step 14) |
MyONE Silane beads | Thermo Scientific, USA | 37002D | nucleic acids extraction magnetic beads |
NaCl | Invitrogen,USA | AM9759 | |
NP-40 | Amresco, USA | M158-500ML | |
NuPAGE Bis-Tris Protein Gels | Invitrogen, USA | NP0336BOX | 4%–12%,1.5 mm, 15-well |
NuPAGE MOPS SDS Buffer Kit | Invitrogen, USA | NP0050 | |
PBS | Gibco, USA | 10010023 | |
Phase-Locked Gel (PLG) heavy tube | TIANGEN, China | WM5-2302831 | |
PowerUp SYBR Green Master Mix | Applied Biosystems, USA | A25742 | |
Proteinase K | NEB, New England | P8107S | |
Q5 PCR master mix | NEB, New England | M0492L | |
RLT buffer | QIAGEN, Germany | 79216 | RNA purification lysis buffer |
RNA Clean & Concentrator-5 columns | ZYMO RESEARCH, USA | R1016 | RNA purification and concentration columns |
RNase I | Invitrogen, USA | AM2295 | |
RNase Inhibitor | Promega, USA | N251B | |
RQ1 DNase | Promega,USA | M610A | |
Sample Reducing Agent | Invitrogen,USA | NP0009 | |
SDS Solution | Invitrogen, USA | 15553027 | 10% |
Sodium deoxycholate | Sigma-Aldrich, USA | 30970 | protect from light |
T4 PNK enzyme | NEB, New England | M0201L | |
T4 RNA ligase 1 high conc | NEB, New England | M0437M | |
TA/Blunt-Zero Cloning Mix | Vazyme, China | C601-01 | |
TBE | Invitrogen,USA | AM9863 | |
Tris-HCI Buffer | Invitrogen, USA | 15567027 | |
Triton X-100 | Sangon Biotech, China | A600198 | |
Tween-20 | Sangon Biotech, China | A600560 | |
Urea | Sigma-Aldrich, USA | U5378 | |
X-ray Films | Caresteam, Canada | 6535876 |
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