Method Article
Cıvıldamak uzun kodsuz RNA'lar genomik bağlanma yerleri (lncRNAs) eşleştirmek için yeni ve hızlı bir tekniktir. Yöntemi lncRNA bağlı genomik sitelerin numaralandırılmasına izin anti-sense fayans oligonükleotidden özgüllük yararlanır.
Uzun kodsuz RNA gibi dozaj tazminat, basma, ve gelişimsel gen ekspresyonu 1,2,3,4,5,6,7 gibi önemli biyolojik süreçler için kromatin devletlerin anahtar düzenleyicileri vardır. Aracılık histon H3 lizin 27 trimethylation (H3K27me3), bir gen-spesifik kromatin devletlerin yönetiminde çok sayıda lncRNAs için geniş rolleri önerdiği gibi Polycomb Baskıcı Kompleksi 2 (PRC2) gibi belirli kromatin modifikasyonu kompleksleri ile birlikte lncRNAs binlerce son keşif moda 8,9. Bazı lncRNAs komşu genler üzerinde cis çalışmak için düşünülen, diğer lncRNAs uzaktan bulunan genleri düzenleyen trans çalışır. Örneğin, Drosophila lncRNAs roX1 ve erkek hücrelerin X kromozomu üzerinde roX2 bağlaması çok sayıda bölge ve dozaj tazminat 10,11 kritik öneme sahiptir. Ancak, bağlanma yerlerinin tam yeri yüksek çözünürlükte bilinmemektedir. Benzer şekilde, insan lncRNA HOTAIR h PRC2 doluluk etkileyebilirgenler genom 3,12,13, ama nasıl özgüllük elde edilir ve undreds belirsizdir. LncRNAs aynı zamanda birden fazla protein komplekslerinin birleşmesini işe modüler iskele olarak hizmet verebilir. Klasik trans-etkili RNA iskele 14 karmaşık telomeraz için şablon ve iskele olarak hizmet TERC RNA; HOTAIR de PRC2 için bir iskele ve 13 karmaşık bir H3K4 demetilaz olarak hizmet verebilir.
Kromatin RNA doluluk haritalama Önceki çalışmalar önemli anlayışlar 15,16 olduğu ancak bir seferde sadece tek bir gen de var. En lncRNAs ve doluluk siteleri bilinmemektedir ve kromatin yönetmelikte lncRNAs rolleri çoğunlukla lncRNA pertürbasyon dolaylı etkilerinin olayla edilmiştir. Kromatin immünopresipitasyon mikroarray veya derin sıralama (sırasıyla ChIP-çip ya da ChIP-seq) tarafından takip ettiği gibi büyük bir genomik ölçekte protein-DNA etkileşimleri anlayışımız geliştirdi, burada bir recen göstermektly yüksek çözünürlükte 17 uzun RNA doluluk genom haritası için strateji yayınladı. Sonra birkaç yüz üsleri çözünürlükte genomik bağlama bölgelerinin bir harita oluşturur antisens oligos, döşeme tarafından kromatin kompleksi: RNA Arıtma (chirp) (Şekil 1), bu yöntemi, Kromatin İzolasyon hedef lncRNA bir afinitesi yakalama dayanmaktadır yüksek hassasiyet ve arka plan düşük. Afinite-prob tasarım RNA sekansı verilen basittir ve RNA yapısı ya da işlevsel etki hiçbir bilgi gerektirdiğinden cıvıldamak birçok lncRNAs için de geçerlidir.
1. Prob Tasarım
Tasarım anti-sense DNA cıvıldamak tarafından RNA hedef seçici alımı için probları fayans.
2. Hasat Hücreleri
Cıvıldamak deney için kullanılacak olan hücreler toplanır.
3. Cross-Link Hücre ve Hücre Pelet toplayın
Crosslink RNA-Kromatin etkileşimleri korumak ve hücre pelletini hazırlamak için glutaraldehitle hücreleri toplanır.
4. Hücre Lizis
Hücre lizatı hazırlamak için, çapraz bağlı hücre parçalayan.
5.. Sonikasyon
Çapraz bağlı hücre lizatları sonicating tarafından Kesme DNA.
6. Cıvıldamak
Bağlı kromatin RNA ve izole etmek için biyotinile DNA probları melezler.
7. RNA İzolasyonu
QRT-PCR ile quantitate cıvıldamak örneklerinden RNA fraksiyonu ayıklayın.
8. DNA İzolasyonu
Sekanslamasıyla tanımlamak veya qPCR tarafından quantitate cıvıldamak örneklerinden DNA fraksiyonu ayıklayın.
10. Temsilcisi Sonuçlar
Şekil 1 cıvıldamak iş akışı gösteriyor. Başarılı bir cıvıldamak deneyi tipik olarak önemli ölçüde spesifik olmayan RNA üzerinde hedef RNA zenginleştirir. Şekil 2 GAPDH üzerinde HeLa hücreleri insan telomeraz RNA (TERC), bir negatif kontrol görevi gören bir bol hücresel RNA zenginleşme gösterir. GAPDH RNA sadece% 0.46 olarak alınmıştır ise hücrede yer TERC RNA'lar (~% 88) çoğunluk ~ 200 kat bir zenginleştirme faktörü göstererek, cıvıldamak yaparak yıkıldılar. Gibi memeli hücreleri (Şekil 2) ile ifade değildir lacZ RNA, hedefleme probları gibi spesifik olmayan probları ilave negatif kontrol olarak kullanılabilir.
Hedef lncRNA bağlamak için beklenen DNA bölgeleri genellikle qPCR tarafından ölçülen negatif bölgeler üzerinde zenginleştirilmiştir. Şekil 3 biz aynı hücre dizisinde cıvıldamak-seq yapılarak belirlenen birincil insan sünnet derisi fibroblastlarında dört HOTAIR bağlı sitelerin qPCR doğrulama gösterir iken TERC ve GAPDH DNA bölgeleri senegatif kontrol bölgeler olarak RVE. Her ikisi de "düz" ve "tuhaf" sonda negatif bölgelerin, gerçek lncRNA bağlayıcı siteleri bir işaretidir boyunca beklenenden HOTAIR bağlı sitelerin vermiştir karşılaştırılabilir zenginleştirme ayarlar.
Cıvıldamak zenginleştirilmiş DNA Yüksek throughput sıralama lncRNA bağlayıcı sitelerinin bir dünya haritası verir. Drosophila lncRNA roX2 dozaj telafisi için gerekli olan bir tarzda X-kromozom ile etkileşim olduğu bilinmektedir. Şekil 4, X kromozom bir bölümünün üzerine roX2 bağlanma profili gösterir. Her ikisi de "düz" ve "tuhaf" örnekleri dizisi edilmiş ve kendilerine özgü sesler üst üste gelen sinyaller bir parça üretmek için silinmiştir. Her bir "zirve" Burada roX2 bağlama güçlü bir site gösterir. Tüm takip ve roX2 hedef genlerin listesini Chu ve diğerleri tarafından tarif edilmiştir. 2.011 17.
Cıvıldamak prosedürü Şekil 1. Akış şemasıDure. Tinile fayans probları lncRNA hedef melezlendi ve in vivo protein adducts ve kromatin kompleksleri katı yıkama izledi, manyetik streptavidin boncuklar kullanılarak saflaştırıldı edilir. Kromatin lncRNA çaprazlandı edilir. Biz A olası lncRNA bağlayıcı sırası turuncu şematize edilmiştir RNaz A ve H. bir kokteyl ile lncRNA bağlı DNA veya protein Zehir. Daha önce Chu ve ark yayınlandı. 2011. 17
Insan TERC RNA için Şekil 2. Cıvıldamak zenginleştirir. TERC-asDNA problar hücresel TERC RNA ve saptanamayan GAPDH arasında ~% 88 almak. LacZ-asDNA problar negatif kontrol olarak kullanıldı ve ne RNA'lar almak edilir. Ortalama + SD gösterilmiştir. Daha önce Chu ve ark yayınlandı. 2011. 17
Şekil 3. Birincil insan HOTAIR cıvıldamak-qPCR içinEskin fibroblastlar. NFKBIA, HOXD3-4, SERINC5 ve ABCA2 HOTAIR etkileşim bölgeleridir. TERC ve GAPDH negatif kontrol olarak görev yaptı. Ortalama + SD gösterilmiştir. Daha önce Chu ve ark yayınlandı. 2011. 17
Şekil 4. SL2 Drosophila hücrelerinde roX2 RNA cıvıldamak-seq veri. "Hatta" ve "tuhaf" ayrı dizilenmisti.r; kendi veri hem de tek ortak zirveleri yansıtacak şekilde birleştirmek. Birleştirilen parça gösterilir. Daha önce Chu ve ark yayınlandı. 2011. 17
Burada cıvıldamak-seq, in vivo lncRNA bağlayıcı siteleri genom içinde haritalama yöntemi tanımladı. Başarı için anahtar parametreleri oligonükleotid problar ve glutaraldehit çapraz döşeme arasında bölünmüş havuzları vardır. Afinite-prob tasarımı RNA dizisi verilen basittir ve RNA'nın yapı veya fonksiyonel etki hiçbir ön bilgi gerektirir. İki tür üç oldukça farklı RNA'lar - - roX2, TERC ve HOTAIR elde ettiğimiz başarılar cıvıldamak-seq birçok lncRNAs muhtemeldir genellenebilir olduğunu göstermektedir. Tüm deneylerde olduğu gibi, bakım ve uygun kontrollerin sonuçlarını yorumlamak için gereklidir. Farklı lncRNA koşulları titrasyonu ve bu farklı ilgi prob veya çapraz bağlayıcıların seçimi gibi koşullar, politikasıyla değişikliği gerektirebilir, RNA-kromatin etkileşimleri farklı yönlerini vurgulamak olabilir. ChIP-SEQ gibi, tüm bağlama olayları ille fonksiyonel olup, ek çalışmalar RNA o biyolojik sonuçlarını tespit etmek için gerekli olankromatin üzerine ccupancy. Yine de, binlerce 8,9 şimdi sayısı diğer kromatin ile ilişkili lncRNAs, araştırmacıları için bu teknolojinin pek çok ilginç uygulama öngörüyoruz. ChIP-seq DNA-protein etkileşimleri genom araştırmaları için kapıyı açtı gibi, "RNA interactome" nin cıvıldamak-seq çalışmaları biyoloji birçok yeni yollar ortaya çıkarabilir.
C. Chu ve HY Chang, bu yönteme dayalı bir patent başvurusu üzerine mucitler olarak adlandırılır.
Biz T. Hung, MC teşekkür ederim. Tsai, O. Manor, E. Segal, M. Kuroda, T. Swigut ve tartışmalar için I. Shestopalov. Bilim, Teknoloji ve Singapur (CC), NIH R01-CA118750 ve R01-HG004361 (HYC) ve Rejeneratif Tıp (HYC) için California Institute of Araştırma Ajansı tarafından desteklenir. HYC Howard Hughes Tıp Enstitüsü bir Erken Kariyer bilim adamıdır.
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 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır