É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
Method Article
Desenvolvemos um ensaio de repórter de biogênese intrônica para ser usado em células in vitro com quatro plasmídeos: um com miRNA intrônico, um com o alvo, um para superexpressar uma proteína regulatória, e outro para a luciferase renilla. O miRNA foi processado e pôde controlar a expressão da luciferase ligando-se à sequência de alvos.
MicroRNAs (miRNAs) são moléculas de RNA curtas que são difundidas em eucariotes. A maioria dos miRNAs são transcritas de introns, e sua maturação envolve diferentes proteínas de ligação de RNA no núcleo. MiRNAs maduras frequentemente mediam o silenciamento genético, e isso se tornou uma ferramenta importante para compreender eventos pós-transcrição. Além disso, pode ser explorado como uma metodologia promissora para terapias genéticas. No entanto, atualmente há uma falta de métodos diretos para avaliar a expressão miRNA em culturas de células mamíferas. Aqui, descrevemos um método eficiente e simples que auxilia na determinação da biogênese e maturação do miRNA através da confirmação de sua interação com sequências de destino. Além disso, este sistema permite a separação da maturação exógena do miRNA de sua atividade endógena usando um promotor indutível de doxiciclina capaz de controlar a transcrição miRNA primária (pri-miRNA) com alta eficiência e baixo custo. Esta ferramenta também permite a modulação com proteínas de ligação de RNA em um plasmídeo separado. Além de seu uso com uma variedade de diferentes miRNAs e seus respectivos alvos, ele pode ser adaptado a diferentes linhas celulares, desde que sejam favoráveis à transfecção.
O splicing precursor de mRNA é um processo importante para a regulação da expressão genética em eucariotes1. A remoção de introns e a união de exons em RNA maduro é catalisada pelo emendatoroso, um complexo de 2 megadalton ribonucleoproteína composto por 5 snRNAs (U1, U2, U4, U5 e U6) juntamente com mais de 100 proteínas 2,3. A reação de emenda ocorre co-transcrição, e o emendamento é montado a cada novo intron guiado pelo reconhecimento de locais de emenda conservados nos limites exon-intron e dentro do intron4. Diferentes introns podem ter diferentes taxas de emenda, apesar da notável conservação do complexo de emendas e seus componentes. Além das diferenças na conservação do local de emenda, as sequências regulatórias distribuídas em introns e exons podem guiar proteínas de ligação de RNA (RBP) e estimular ou reprimiro splicing 5,6. HuR é um RBP onipresentemente expresso e é um fator importante para controlar a estabilidade do mRNA7. Resultados anteriores do nosso grupo mostraram que o HuR pode se ligar a introns contendo miRNAs, indicando que essa proteína pode ser um fator importante para facilitar o processamento e a maturação do miRNA, levando também à geração de isóformes alternativos de emenda 6,8,9.
Muitas microRNAs (miRNAs) são codificadas a partir de sequências intrônicas. Enquanto alguns fazem parte do intron, outros são conhecidos como "mirtrons" e são formados por todo o intron10,11. miRNAs são RNAs curtas sem codificação, variando de 18 a 24 nucleotídeos no comprimento12. Sua sequência madura mostra complementaridade parcial ou total com sequências de destino em mRNAs, afetando, portanto, taxas de decadência de tradução e/ou mRNA. As combinações de miRNAs e alvos levam a célula a diferentes resultados. Vários miRNAs podem conduzir células para fenótipos pró ou anti-tumorais13. MiRNAs oncogênicas geralmente têm como alvo mRNAs que desencadeiam uma característica supressiva, levando ao aumento da proliferação celular, migração e invasão14. Por outro lado, miRNAs supressivas de tumores podem atingir mRNAs oncogênicas ou mRNAs relacionados ao aumento da proliferação celular.
O processamento e o amadurecimento das miRNAs também dependem de sua origem. A maioria dos miRNAs intrônicos são processados com a participação do microprocessador, formado pela ribonuclease Drosha e cofatores proteicos12. Mirtrons são processados com a atividade do emendarosome independentemente de Drosha15. Considerando a alta frequência de miRNAs encontradas dentro dos introns, imaginamos que as proteínas de ligação de RNA envolvidas com o splicing também poderiam facilitar o processamento e a maturação desses miRNAs. Notavelmente, o RBP hnRNP A2/B1 já foi associado com o microprocessador e a biogênese miRNA16.
Já relatamos anteriormente que várias proteínas de ligação de RNA, como hnRNPs e HuR, estão associadas a miRNAs intrônicas por espectrometria de massa17. A associação de HuR (ELAVL1) com miRNAs do cluster tronic miR-17-92 foi confirmada por meio de imunoprecipitação e na análise de silico 9. miR-17-92 é um cluster miRNA intrônico composto por seis miRNAs com expressão aumentada em diferentes cânceres18,19. Este cluster também é conhecido como "oncomiR-1" e é composto por miR-17, miR-18a, miR-19a, miR-20, miR-19b, e miR-92a. miR-19a e miR-19b estão entre os miRNAs mais oncogênicos deste cluster19. O aumento da expressão do HuR estimula a síntese miR-19a e miR-19b 9. Uma vez que as regiões intrônicas que flanqueiam este aglomerado estão associadas ao HuR, desenvolvemos um método para investigar se essa proteína poderia regular a expressão e a maturação de miR-19b. Uma previsão importante de nossa hipótese foi que, como proteína regulatória, o HuR poderia facilitar a biogênese do miRNA, levando a alterações fenotípicas. Uma possibilidade era que os miRNAs fossem processados pela estimulação do HuR, mas não seriam maduros e funcionais e, portanto, os efeitos da proteína não impactariam diretamente o fenótipo. Por isso, desenvolvemos um ensaio de repórter emenda para investigar se um RBP como o HuR poderia afetar a biogênese e o amadurecimento de um miRNA intronic. Ao confirmar o processamento e amadurecimento do miRNA, nosso ensaio mostra a interação com a sequência de destino e a geração de um miRNA maduro e funcional. Em nosso ensaio, acoplamos a expressão de um aglomerado de miRNA intrônico com um plasmídeo de luciferase para verificar se há ligação de alvo de miRNA em células cultivadas.
Uma visão geral do protocolo descrito aqui é retratada na Figura 1.
1. Construção plasmid
2. Cultura celular
NOTA: A linha celular HeLa-Cre foi um presente do Dr. E. Makeyev21, e a célula cancerígena da tireoide papilar (BCPAP) foi gentilmente fornecida pelo Dr. Massimo Santoro (Universidade "Federico II", Nápoles, Itália). Células HeLa, células cancerígenas papilares (BCPAP) e HEK-293T foram usadas para sobreexpressar HuR.
3. Superexpressão hur
4. Isolamento total do RNA
5. Determinação da concentração e qualidade total do RNA
6. Transcrição reversa
7. PCR quantitativo
8. O ensaio do repórter
Nossa hipótese inicial era que o HuR poderia facilitar a biogênese miRNA intronic, vinculando-se à sua sequência pré-miRNA. Assim, a conexão da expressão HuR e da biogênese de cluster miR-17-92 poderia apontar para um novo mecanismo que rege o amadurecimento desses miRNAs. A superexpressão do HuR após a transfecção do pFLAG-HuR foi confirmada em três linhas celulares diferentes: HeLa, BCPAP e HEK-293T (Figura 2). Como controles, foram utilizadas células não traduzída...
O emenda pré-mRNA é um processo importante para a regulação da expressão genética, e seu controle pode desencadear efeitos fortes sobre modificações fenotípicascelulares 22,23. Mais de 70% dos miRNAs são transcritos de introns em humanos, e nós imaginamos que seu processamento e maturação poderiam ser facilitados por emendar proteínas regulatórias24,25. Desenvolvemos um método para analisa...
Os autores não têm conflitos de interesse.
Os autores são gratos a E. Makeyev (Nanyang Technology University, Cingapura) pelas células HeLa-Cre e plasmídeos pRD-RIPE e pCAGGS-Cre. Agradecemos o apoio de Edna Kimura, Carolina Purcell Goes, Gisela Ramos, Lucia Rossetti Lopes e Anselmo Moriscot.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Recombinant DNA | |||
pCAGGS-Cre (Cre- encoding plasmid) | A kind gift from E. Makeyev from Khandelia et al., 2011 | ||
pFLAG-HuR | Generated during this work | ||
pmiRGLO-RAP-IB | Generated during this work | ||
pmiRGLO-scrambled | Generated during this work | ||
pRD-miR-17-92 | Generated during this work | ||
pRD-RIPE-donor | A kind gift from E. Makeyev from Khandelia et al., 2011 | ||
pTK-Renilla | Promega | E2241 | |
Antibodies | |||
anti-B-actin | Sigma Aldrich | A5316 | |
anti-HuR | Cell Signaling | mAb 12582 | |
IRDye 680CW Goat anti-mouse IgG | Li-Cor Biosciences | 926-68070 | |
IRDye 800CW Goat anti-rabbit IgG | Li-Cor Biosciences | 929-70020 | |
Experimental Models: Cell Lines | |||
HeLa-Cre | A kind gift from E. Makeyev from Khandelia et al., 2011 | ||
HeLa-Cre miR17-92 | Generated during this work | ||
HeLa-Cre miR17-92-HuR | Generated during this work | ||
HeLa-Cre miR17-92-HuR-luc | Generated during this work | ||
HeLa-Cre miR17-92-luc | Generated during this work | ||
HeLa-Cre miR17-92-scrambled | Generated during this work | ||
Chemicals and Peptides | |||
DMEM/high-glucose | Thermo Fisher Scientific | 12800-017 | |
Doxycycline | BioBasic | MB719150 | |
Dual-Glo Luciferase Assay System | Promega | E2940 | |
EcoRI | Thermo Fisher Scientific | ER0271 | |
EcoRV | Thermo Fisher Scientific | ER0301 | |
Geneticin | Thermo Fisher Scientific | E859-EG | |
L-glutamine | Life Technologies | ||
Opti-MEM I | Life Technologies | 31985-070 | |
pFLAG-CMV™-3 Expression Vector | Sigma Aldrich | E6783 | |
pGEM-T | Promega | A3600 | |
Platinum Taq DNA polymerase | Thermo Fisher Scientific | 10966-030 | |
pmiR-GLO | Promega | E1330 | |
Puromycin | Sigma Aldrich | P8833 | |
RNAse OUT | Thermo Fisher Scientific | 752899 | |
SuperScript IV kit | Thermo Fisher Scientific | 18091050 | |
Trizol-LS reagent | Thermo Fisher | 10296-028 | |
trypsin/EDTA 10X | Life Technologies | 15400-054 | |
XbaI | Thermo Fisher Scientific | 10131035 | |
XhoI | Promega | R616A | |
Oligonucleotides | |||
forward RAP-1B pmiRGLO | Exxtend | TCGAGTAGCGGCCGCTAGTAAG CTACTATATCAGTTTGCACAT | |
reverse RAP-1B pmiRGLO | Exxtend | CTAGATGTGCAAACTGATATAGT AGCTTACTAGCGGCCGCTAC | |
forward scrambled pmiRGLO | Exxtend | TCGAGTAGCGGCCGCTAGTAA GCTACTATATCAGGGGTAAAAT | |
reverse scrambled pmiRGLO | Exxtend | CTAGATTTTACCCCTGATATAGT AGCTTACTAGCGGCCGCTAC | |
forward HuR pFLAG | Exxtend | GCCGCGAATTCAATGTCTAAT GGTTATGAAGAC | |
reverse HuR pFLAG | Exxtend | GCGCTGATATCGTTATTTGTG GGACTTGTTGG | |
forward pre-miR-1792 pRD-RIPE | Exxtend | ATCCTCGAGAATTCCCATTAG GGATTATGCTGAG | |
reverse pre-miR-1792 pRD-RIPE | Exxtend | ACTAAGCTTGATATCATCTTG TACATTTAACAGTG | |
forward snRNA U6 (RNU6B) | Exxtend | CTCGCTTCGGCAGCACATATAC | |
reverse snRNA U6 (RNU6B) | Exxtend | GGAACGCTTCACGAATTTGCGTG | |
forward B-Actin qPCR | Exxtend | ACCTTCTACAATGAGCTGCG | |
reverse B-Actin qPCR | Exxtend | CCTGGATAGCAACGTACATGG | |
forward HuR qPCR | Exxtend | ATCCTCTGGCAGATGTTTGG | |
reverse HuR qPCR | Exxtend | CATCGCGGCTTCTTCATAGT | |
forward pre-miR-1792 qPCR | Exxtend | GTGCTCGAGACGAATTCGTCA GAATAATGTCAAAGTG | |
reverse pre-miR-1792 qPCR | Exxtend | TCCAAGCTTAAGATATCCCAAAC TCAACAGGCCG | |
Software and Algorithms | |||
Prism 8 for Mac OS X | Graphpad | https://www.graphpad.com | |
ImageJ | National Institutes of Health | http://imagej.nih.gov/ij |
Solicitar permissão para reutilizar o texto ou figuras deste artigo JoVE
Solicitar PermissãoThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos os direitos reservados