Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu protokolde, RNA-Seq'e dayalı olarak pürin nükleosidazın (PN, EC:3.2.2.1) gen madenciliği ve dizi analizi için bir yöntem tanımlanmıştır. PN'nin benzersiz ikincil ve üçüncül yapılarını göstermek için ProtProm analizi uygulandı. Ayrıca, PN geni, RNA-Seq sonuçlarının güvenilirliğini doğrulamak için transkriptomdan klonlandı.
Tırtıl mantarı (Ophiocordyceps sinensis), en değerli mantar Geleneksel Çin tıbbından (TCM) biridir ve adenosin gibi bol miktarda aktif bileşen içerir. Adenozin, çeşitli anti-tümör ve immünomodülatör aktivitelere sahip biyolojik olarak etkili bir bileşen olarak kabul edilir. Adenozin biyosentezinde pürin nükleosidaz (PN) mekanizmasını daha fazla aydınlatmak için, PN'yi kodlayan bir gen başarıyla çıkarıldı ve tırtıl mantarının RNA-Seq veritabanına dayalı olarak daha fazla analiz edildi. PN'nin tam uzunluktaki cDNA'sı, 284 amino asidi kodlayan 855 bp idi. BLAST analizi, NCBI'de nükleosit hidrolaz ile %85.06 ile en yüksek homolojiyi gösterdi. ProtProm analizi, bağıl moleküler ağırlığın 30.69 kDa ve izoelektrik noktanın 11.55 olduğunu gösterdi. PN'nin ikincil yapısı Predict Protein tarafından tahmin edildi; Sonuçlar, alfa sarmal yapısının %28.17, iplik yapısının %11.97 ve halka yapısının %59.86 olduğunu gösterdi. Ayrıca, PN geni transkriptomdan daha fazla klonlandı ve doğrulama için agaroz jel elektroforezi ile tespit edildi. Bu çalışma, mantar TCM'sinde adenozin biyosentezinin genetik regülasyonu için daha yeterli bilimsel temel ve yeni fikirler sunmaktadır.
Mantar: Geleneksel Çin tıbbı (TCM) bol miktarda tür kaynağına sahiptir 1,2. Tırtıl mantarı (Ophiocordyceps sinensis) iyi bilinen bir mantar TCM'sidir ve yenilikçi ilaçların kaynağı olarak kabul edilir 3,4. Tırtıl mantarı, Hirsutella sinensis'in tırtıl gövdesi üzerinde parazit olduğu güneybatı Çin'deki Tibet platosunda bulunan bir solucan ve mantar karışımıdır5. Şu anda, H. sinensis, moleküler ve morfolojik biyoloji kanıtlarınagöre tırtıl mantarının tek anamorfu olarak rapor edilmektedir 6,7 ve yabani tırtıl mantarına kıyasla daha az ilişkili toksisiteye ve benzer klinik etkinliğesahiptir 8. H. sinensis'in nükleozitler, polisakkaritler ve ergosteroller gibi biyolojik olarak etkili çeşitli bileşenlere sahip olduğu ve karaciğer hasarını onarmak gibi kapsamlı farmakolojik etkilere sahip olduğu ortaya çıkmıştır 9,10,11. Adenozin, tırtıl mantarından izole edilen tipik bir aktif bileşendir ve bir tür pürin alkaloididir12. Adenozinin çeşitli biyolojik aktiviteleri vardır: anti-tümör, antibakteriyel ve immünomodülatör aktiviteler13,14. Ne yazık ki, adenozinin biyosentetik mekanizması ve ilgili anahtar genler hala belirsizdir15,16.
Adenozin esas olarak anti-tümör etkisini tümör mikroçevresindeki immünosupresif etkiler yoluyla gösterir17. Adenozinin, yaralanma sonrası doku onarımını başlatmak ve dokuları aşırı inflamasyona karşı korumak için kritik olan immünosüpresif fonksiyonlar gösterdiği bildirilmiştir18,19. Ayrıca, adenozin aracılı bağışıklığın baskılanmasının, kanser immünosürveyansını ciddi şekilde bozabileceği ve tümör büyümesini teşvik edebileceği gösterilmiştir20. Bu nedenle, anti-tümördeki geniş uygulaması için adenozin biyosentez mekanizmasını incelemek acildir.
İfade edilen genlerin ve ekspresyon seviyelerinin tam bir görünümünün, transkriptom21'in yeni nesil dizilimi ile sistematik olarak yürütülebileceği bildirildi. Ayrıca, aktif bileşenlerin biyosentetik yolunda yer alan genleri tahmin etmek ve farklı biyosentetik yolların etkileşimini daha fazla araştırmak için transkriptom dizilimi ve analizi uygulandı22. Pürin nükleosidaz (PN, EC 3.2.2.1), pürin nükleositlerinin glikozit bağlarını şekerlere ve bazlara23 hidrolize edebilen, pürin nükleositleri için substrat özgüllüğüne sahip bir nükleosidaz sınıfıdır. Tipik olarak adenozin biyosentezinde önemli roller oynar. Fungal TCM'deki adenozinin biyosentetik yolunun tahmin edildiği bildirilmiştir; qPCR ve gen ekspresyonu, artmış adenozin birikiminin PN geninin aşağı regülasyonunun bir sonucu olduğunu gösterdi, bu da PN geninin adenozin biyosentezinde önemli bir rol oynayabileceğini gösterdi15. Bu nedenle, adenozin biyosentezindeki PN mekanizması acilen açıklığa kavuşturulmalıdır. Bununla birlikte, PN'nin dizi bilgisi ve protein yapısı ile mantar TCM'nin adenosin biyosentezinde yer alan diğer anahtar genler daha fazla çalışılmamıştır.
Bu çalışmada, tırtıl mantarının RNA-Seq verilerinden yeni bir PN geni dizisi çıkarıldı ve gen klonlaması ile doğrulandı. Ayrıca, PN'nin moleküler özellikleri ve protein yapısı kapsamlı bir şekilde analiz edildi, bu da adenozin biyosentezinin gen regülasyonu için yeni yönler ve fikirler sağlayabilir.
NOT: Laboratuvarımızda tırtıl mantarının (H. sinensis) bir anamorf türü biriktirilmiştir. Escherichia coli (Escherichia coli) DH5, Pekin Çin Tıbbı Üniversitesi, Shenzhen Hastanesi tarafından korunmuştur.
1. RNA-Seq için hazırlık
2. Pürin nükleosidazın gen madenciliği
3. Biyoinformatik analiz
4. Gen klonlaması ve rekombinant plazmid yapımı
PN geninin ORF dizisi 855 bp uzunluğundaydı, bu da hesaplanan moleküler kütlesi 30.69 kDa ve tahmini izoelektrik noktası 11.55 olan 284 amino asidi kodladı, bu da PN'nin alkali bir protein olduğunu gösteriyor. SignalP4.0 Sunucusunun uygulanması, sinyal peptidini tanımlamak için gerçekleştirildi ve sonuçlar, PN'nin sinyal peptidi olmadığını gösterdi. Ayrıca, BLASTP araştırmasının sonuçları, tırtıl mantarından kaynaklanan PN'nin, Purpureocillium li...
İnsan sağlığı, tümör, kardiyovasküler ve serebrovasküler hastalıklar gibi bir dizi önemli tıbbi sorunla karşı karşıyadır26,27. TCM, zengin tür kaynakları ve aktif bileşenlerin çeşitli yapısı ve işlevleri nedeniyle yenilikçi tıbbın araştırma ve geliştirme kaynağı olarak kabul edilmiştir28,29. Tırtıl mantarı, Lepidoptera larvaları üzer...
Yazarlar herhangi bir çıkar çatışması bildirmemiştir.
Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (31871244, 81973733, 81803652), Guangdong Eyaleti Doğa Bilimleri Vakfı (2019A1515011555, 2018A0303100007), Shenzhen Sağlık ve Aile Planlaması Komisyonu Vakfı (SZBC2018016), Shenzhen Şehri Longgang Bölgesi Ekonomik ve Teknolojik Kalkınma Özel Fonu (LGKCYLWS2020064, LGKCYLWS2019000361) tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
RNase-free DNase I | TaKaRa | 2270B | |
PolyATtract mRNA Isolation Systems | Promega | III | |
Random hexamer-primers | Thermo Scientific | SO142 | |
NEBNext1 Ultra RNA Library Prep Kit | NEB | E7530S | |
PCR extraction kit | QiaQuick | ||
Agarose | TransGen Biotech | GS201-01 | |
High-throughput sequencer | Illumina | HiSeq™ 4,000 | |
LTF Viewer | LTF | V5.2 | |
ORF program | NCBI | ||
ProtParam tool | SIB Swiss Institute of Bioinformatics | ||
SignalP Server | DTU Health Tech | 5.0 | |
BLAST | NCBI | ||
Clustal X program | UCD Dublin | ||
MEGA | Center for Evolutionary Medicine and Informatics | 4.0 | |
InterProScan | European Molecular Biology Laboratory | ||
Predict Protein | Technical University of Munich | ||
WISS-MODEL | Swiss Institute of Bioinformatics | ||
Primer Express | Applied Biosystems | 3.0 | |
EcoRI | NEB | R0101V | |
NotI | NEB | ER0591 | |
pMD18-T Vector | TaKaRa | 6011 | |
agarose | Sigma-Aldrich | GS201-01 | |
Trans2K® Plus II DNA Marker | Sigma-Aldrich | BM121-01 | |
6×DNA Loading Buffer | Sigma-Aldrich | GH101-01 | |
GelStain | Sigma-Aldrich | GS101-02 | |
50 x TAE | Sigma-Aldrich | T1060 | |
Gel imaginganalysis system | Syngene | G:BOX F3 | |
E. coli JM109 | Promega | ||
T4 DNA ligase | EarthOx | BE004A-02 | |
pPIC9K | Genloci | GP0983 |
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