Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Теломеры имеют важное значение для стабильности и хромосом теломеры G-навес структура будет необходима для теломеразы-опосредованной обслуживание теломер. Мы недавно приняли два метода для обнаружения теломер G-навес структуры в Trypanosoma brucei, Которые являются родными в-гель гибридизации и лигирования-опосредованной удлинения праймера, который будет описан.
Теломер G-навес структуры были выявлены во многих эукариот, включая дрожжи, позвоночных и Trypanosoma brucei. Она служит в качестве субстрата для теломеразы для вновь синтеза ДНК теломер и, следовательно, важным для поддержания теломер. Т. brucei является простейшим паразитом, который вызывает сонную болезнь у людей и Нагана крупного рогатого скота. После заражения млекопитающего, Т. brucei клетка регулярно переключает свой поверхностный антиген уклониться от иммунной атаки хозяев. Недавно мы показали, что Т. brucei теломер структура играет важную роль в регулировании поверхностного антигена экспрессии генов, которая имеет решающее значение для Т. brucei патогенез. Тем не менее Т. brucei теломер структура не изучена из-за ограничений методов анализа этой специализированной структуры. Мы уже успешно внедрен в родном-гель гибридизации и лигирования-опосредованной удлинения праймера методы изучения теломер G-навес структуры и метод перевязки адаптер для определения теломеров терминал нуклеотид в Т. brucei клеток. Здесь мы опишем протоколов в деталях и сравнить их преимущества и ограничения.
1. Обнаружение T. brucei теломер G-навес с помощью собственных В-гель Гибридизация 3
Принцип (рис. 1): В родном состоянии, конец меченных (CCCTAA) 4 (TELC) олиго зонд может только гибридизуются с одноцепочечной теломер G-навес регионе. Гибридизации интенсивность пропорциональна длине свеса. После денатурации и нейтрализации же зонда смогут скрещиваться для всего региона теломер. Гибридизации интенсивности представляет собой общее количество ДНК теломер и может быть использован в качестве управления загрузкой. Два стандартных элементов управления для этого эксперимента гибридизации с использованием конечного помечены (TTAGGG) 4 (TELG) олиго зонд, которые не должны давать какой-либо сигнал, что и Т. brucei ячейка не имеет теломер C-навес структуры, и относиться к геномной ДНК с 3'-конкретных одноцепочечной экзонуклеаз таких как Exo я или Exo Т до гибридизации, которая должна устранить родные TELC сигнал гибридизации.
Шаг 1. Подготовка ДНК зажигания для импульсного гель-электрофореза поле (PFGE)
Неповрежденная хромосомы будут разделены PFGE. Таким образом, геномной ДНК готовят ДНК зажигания.
Шаг 2. Отдельные нетронутыми Т. brucei хромосом использованием импульсного гель-электрофореза поле
Шаг 3. Красителей и destain агарозном геле
Пятно гель с 1 мкг / мл бромистого этидия в 0,5 х КЭ при комнатной температуре в течение 1 часа, то в 0,5 х КЭ без бромистого этидия в течение 1 часа с нежным качалки. Возьмите картину гель.
Шаг 4. Сухой агарозном геле
Место агарозном гель на два слоя 3 мм бумага ватман и покрытие гелем полиэтиленовой пленкой. Сухой гель при комнатной температуре (гель не следует нагревать выше 50 ° С, чтобы избежать денатурации образцов ДНК). Заменить мокрую работ ватмана с сухим через 2 и 4 часа сушки, соответственно. Держите сушки, пока гель полностью не высохнет. Это может занять всю ночь в зависимости от сушилки.
Шаг 5. Этикетка олиго зондов
Смешайте 1 мкл 50 нг / мкл TELC или TELG олиго с 1 мкл 10 х полинуклеотидкиназы (ПНК) буфера, 5 мкл γ [32Р] АТР, 2 мкл DDH 2 O и 1 мкл Т4 ПНК. Инкубировать при 37 ° С в течение 1 часа. Добавить 90 мкл TNES буфера (10 мМ Трис-Cl, рН 8,0, 100 мМ NaCl, 10 мМ ЭДТА, рН 8,0, 1% SDS) в реакционной смеси.
Хотя маркировка oligoes, подготовить G-25 колонке: поставить некоторые стекловаты в 3 мл шприц и прочее затянуть с кончика пипетки. Заполните шприц с Сефадекс G-25 штраф (autoclaved в ТЕ) по 3 мл отметки. Пусть это решить по весу. Для очистки меченым зондом: нагрузка зонда на верхней части колонны. Промыть 700 мкл буфера TNES и элюции с 600 мкл буфера TNES. Кроме того, очистить меченым зондом использованием мини быстрой спиновой ™ колонки (Roche Applied Science).
Шаг 6: Гибридизация
2. Определите теломер Терминал нуклеотидных по Адаптер Лигирование 6
Принцип (рис. 2А и 2В): 5 'конце меченного олигонуклеотида уникальный лигируют к 3' концу G-навес. Это достигается путем отжига до конкретных дополнительных олиго руководства. Только уникальные / гид олиго адаптера подшипника последовательности совместимы с теломер G-навес последовательностями терминала будет лигировали. Для Т. brucei, теломеры может прекратить действие в одном из шести разных нуклеотидов TTAGGG повторяется. Следовательно, шесть различных oligoes руководство используются (TG1-TG6, рисунок 2А). После перевязки, ДНК переваривается с рестриктаз и решаться на агарозном геле.
3. Лигирование опосредованного удлинения праймера 6
Принцип (рис. 2А и 2С): уникальная олигонуклеотид лигируют с 3 'G-навес с определенной последовательности терминала, определяется его комплементарными последовательностями в адаптере (гид) олиго. После очистки меченых руководство олиго, что остается отожженного до G-overhang/unique олиго является грунтовка распространяется на сс-DS узел использованием Т4 ДНК-полимеразы, в котором отсутствуют перемещения нитей и 5'-3 'экзонуклеазная деятельности. Продуктов удлинения праймера поэтому дают длина G-навес.
4. Представитель Результаты:
Обнаружение T. brucei теломер G-навес структуры с помощью родных в-гель гибридизации
Неповрежденная Т. brucei хромосом, разделенных PFGE показаны на рисунке 3A и 3B (левая панель). Т. brucei клетки обычно содержат ~ 100 экземпляров minichromosomes, все с аналогичного размера (50-150 кб) и перейти на ту же позицию на гель (MC). В связи с этим, после гибридизации с TELC олиго зонд, теломер G-навес сигнал наиболее заметно на minichromosomes (рис. 3А, средняя панель). Гибридизация с TELG олиго зонда обычно не привело ни к каким гибридизации сигнала (рис. 3Б, средняя панель), потому что Т. brucei клетки не имеют теломеры C-навес структуры. После денатурации и нейтрализации, либо гибридизации с TELC или TELG олиго зонд должен раскрыть теломер сигналов на всех концах хромосом (рис. 3А и 3Б, правой панели).
Определите теломер терминал нуклеотидных через адаптер перевязки
Загрузка равное количество ДНК в каждой полосы имеет важное значение для этого анализа, и это свидетельствует бромистый этидий окрашивания геля. Пример показан на рисунке 4A, левой панели.
В этом протоколе конце меченных уникальный олиго и руководство олиго адаптеры только лигировали концу хромосомы, когда теломеры G-свесы заканчивая последовательностей, которые совместимы с руководством олиго. Си NCE уникальный олиго является конечным помечены, перевязка продукт будет радиоактивных и дать сильный сигнал. Как показано на рисунке 4A, правая панель, переулок 1 дает сильный сигнал, указывая, что большое количество unique/TG1 адаптер был лигировали теломер конца. TG1 имеет окончание последовательности 5'CCCTAA3. Следовательно теломер G-свесы лигировали этот адаптер в конце 5'TTAGGG3. Нет значительное количество продуктов лигирования наблюдается с помощью других oligoes руководство, указывая, что теломеры, оканчивающиеся на TTAGGG преобладают в Т. brucei клеток.
Лечение геномной ДНК с Exo я или Exo T, которые 3 'навеса конкретных нуклеаз, привело к потере лигирование продуктов (рис. 4а, правой панели, дорожки 2 & 3), указывая, что перевязка действительно результате теломер G- свес структуры
Лигирование опосредованного удлинения праймера
Без труб, в конце меченных руководство олиго составляет 22 нт долго. Загрузка конце меченных руководство олиго будет служить в качестве отрицательного контроля и размер маркера. (Рис. 4В, переулок 11, звездочка указывает на конец меченных руководство олиго). Обычно мы также наблюдаем полосе ~ 44 NT в этом отрицательного контроля (рис. 4В, переулок 11, открытый треугольник), которые, скорее всего, остаток неденатурированный адаптеров. После перевязки к концу хромосомы, размер расширенной продукт отражает длину G-навес структуры. Большинство Т. brucei теломер G-свесы закончится 5'TTAGGG3 '(рис. 4А). Однако, эти G-свесы, кажется, очень короткий (всего ~ 10 NT в длину), как продукты продлен с лигируют TG1 руководство олиго не намного дольше, чем само руководство олиго (рис. 4В, переулок 10), но они позволяют перевязки TG1 адаптера (рис. 4а, правая панель, переулок 1). Хотя только небольшое количество TG4 адаптер лигировали с теломер концы (рис. 4а, правая панель, переулок 6), продукции увеличен с лигируют TG4 намного длиннее (рис. 4В, переулок 7, наконечники стрел), с длинным продукта ~ 55 NT. Таким образом, мы наблюдали два типа теломер G-навес в T. brucei клеток. Преобладающей теломер G-свесы закончится 5'TTAGGG3 ", но только ~ 10 NT долго. Мало теломер G-свесы закончится 5'GGGTTA3 ", но может быть до 40 нт долго. Оба типа G-навес чувствительны к Exo T (или Exo I), лечение (рис. 4а, правая панель, 2 переулок, 3, 7, рисунок 4B, переулок 1, стрелки).
Рисунок 1. Принцип родным в-гель гибридизации. Влево, под родной состоянии, в конце меченных TELC олиго зонд может скрещиваться с одноцепочечной G-богатой теломер свес. Интенсивность гибридизации отражает длину теломер G-навес. Право, после денатурации, TELC олиго зонд скрещиваться со всеми ДНК теломер. Интенсивность этого гибридизация представляет собой общее количество теломер ДНК и используется в качестве управления загрузкой, а окончательный G-навес уровня рассчитывается путем деления родной сигнал гибридизации тем, что полученные после денатурации.
Рисунок 2. Принцип перевязки Адаптер и перевязки опосредованной удлинения праймера. (А) Последовательности уникальным и шесть oligoes руководства. (Б) Определить теломер терминал нуклеотидных через адаптер труб. Уникальный олиго является конечным (маркированы красной звездочкой), отожженных в руководстве oligoes и лигировали теломер конца. Только тогда, когда уникальный / гид адаптер медведи навеса 3 ', которая совместима с последовательностью терминал теломер будет адаптера быть перевязаны. (C) В перевязки опосредованной удлинения праймера, руководство олиго является конечным (маркированы красной звездочкой) и отожженного до уникальных олиго до лигировали хромосоме заканчивается. Только уникальные / гид адаптера подшипника навеса 3 'совместима с G-навеса будут перевязаны. ^ Обозначает лигируют связь phophordiester. После удаления unligated пар олиго, удлинения праймера будет осуществляться с T4 ДНК-полимеразы, в котором отсутствуют перемещения нитей и 5'-3 'экзонуклеазная деятельности. Окончательная длина расширенной руководство олиго поэтому отражает длину G-навес.
Рисунок 3. Т. brucei теломер G-навес структуры проанализированы в родном-гель гибридизации. () В-гель гибридизации с TELC олиго зонда. (Б) В-гель гибридизации с TELG олиго зонда. В обоих случаях (А) и (Б) влево, Ethedium метила окрашенный PFG. Средние родной результате гибридизации. Право, после денатурации гибридизации результат. Дикого типа T. brucei клетки были использованы. Нетронутыми или Exo я относился к геномной ДНК были разделены PFGE. Открытый треугольник означает megabase хромосом; IC, промежуточных размеров хромосом; MC, minichromosomes.
"/>
Рисунок 4. Т. brucei теломер G-навес структуры проанализированы лигирования-опосредованной удлинения праймера. () Больше всего Т. brucei теломер G-свесы прекращается в 5'TTAGGG3. Влево, Ethedium бромид окрашенных геля ДНК. Примерно равное количество ДНК, загружаемой в каждый переулок. Право, экспозиция результат того же геля после высыхания. Неповрежденными, Exo я обращению, или Т-Exo лечение ДНК лигировали до шести различных конечных помечены уникальный / гид олиго адаптеров, как указано. (Б) Т. brucei имеют короткие теломеры G-свесы. Нетронутыми или Exo Т обработанных геномной ДНК лигировали с шестью различными уникальными / гид олиго адаптеры следуют удлинения праймера использованием Т4 ДНК-полимеразы. Конец меченных TG4 олиго был загружен в качестве отрицательного контроля (дорожка 11). Олиго сам работает на частоте 22 П (*), но и дала слабый сигнал на ~ 44 NT (Δ). Только unique/TG4 адаптер дали расширение продукции значительно дольше, чем руководство олиго себя (наконечники стрел, переулок 7).
Trypanosoma brucei причины сонной болезни у людей. Это заболевание, если его не лечить, неизбежно фатальным. Т. brucei клеток млекопитающих хостов пройти антигенные изменения регулярно, так как уклониться от иммунной атаки хозяина 7. Следовательно, очень трудно устранить Т. brucei ...
Мы хотели бы поблагодарить доктора Каролин Цена для научных дискуссий и проницательный предложения. Эта работа проводится при поддержке гранта NIH AI066095 (PI: Бибо Li).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
SeaKem LE Agarose | Lonza Inc. | 50004 | |
Agarose Type VII (low melting agarose) | Sigma-Aldrich | A4018 | |
Proteinase K, recombinant, PCR grade | Roche Group | 03 115801001 | |
Exo I | New England Biolabs | M0293 | |
Exo T | New England Biolabs | M0265 | |
T7 exonuclease | New England Biolabs | M0263 | |
T4 DNA polymerase | New England Biolabs | M0203 | |
QIAquick nucleotide removal kit | Qiagen | 28304 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены