Name: metabolic labeling of newly transcribed rna for high resolution gene expression profiling of rna synthesis, processing and decay in cell culture
Uploaded: 2013-08-08T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Metabolic Labeling of Newly Transcribed RNA for High Resolution Gene Expression Profiling of RNA Synthesis, Processing and Decay in Cell Culture at JoVE.com

Vi vil gjerne takke Amie Regan for grundig lesning av manuskriptet. Dette arbeidet ble støttet av NGFN Plus stipend # 01GS0801, MRC stipendet G1002523 og NHSBT stipend WP11-05 til LD og DFG stipend FR2938/1-1 til CCF

En. Metabolsk Merking med 4-thiouridine Lag en detaljert plan for den eksperimentelle oppsett / tidsplan, for eksempel når man skal legge til 4SU til cellekultur og når man skal høste prøvene. Plan i minst 5 min mellom hver betingelse. Bare behandle celler fra en tilstand av gangen. Håndtak maks. 3-5 retter på et gitt tidspunkt. Håndter celler så raskt som mulig for å minimalisere endringer i temperatur og CO 2 nivåer. Unngå å utsette cellene for sterkt lys ette...

<ol>
	<li>Brown, P. O., Botstein, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exploring+the+new+world+of+the+genome+with+DNA+microarrays.">Exploring the new world of the genome with DNA microarrays.</a> Nature Genetics. 21, 33-37 (1999).</li><li>Mortazavi, A., Williams, B. A., Mccue, K., Schaeffer, L., Wold, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+and+quantifying+mammalian+transcriptomes+by+RNA-Seq.">Mapping and quantifying mammalian transcriptomes by RNA-Seq.</a> Nature Methods. 5, 621-628 (2008).</li><li>Nagalakshmi, U., Wang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+transcriptional+landscape+of+the+yeast+genome+defined+by+RNA+sequencing.">The transcriptional landscape of the yeast genome defined by RNA sequencing.</a> Science. 320, 1344-1349 (2008).</li><li>Wilhelm, B. T., Marguerat, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+repertoire+of+a+eukaryotic+transcriptome+surveyed+at+single-nucleotide+resolution.">Dynamic repertoire of a eukaryotic transcriptome surveyed at single-nucleotide resolution.</a> Nature. 453, 1239-U1239 (2008).</li><li>D&#246;lken, L., Ruzsics, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+gene+expression+profiling+for+simultaneous+kinetic+parameter+analysis+of+RNA+synthesis+and+decay.">High-resolution gene expression profiling for simultaneous kinetic parameter analysis of RNA synthesis and decay.</a> RNA. 14, 1959-1972 (2008).</li><li>Yang, E., van Nimwegen, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decay+rates+of+human+mRNAs:+correlation+with+functional+characteristics+and+sequence+attributes.">Decay rates of human mRNAs: correlation with functional characteristics and sequence attributes.</a> Genome Res. 13, 1863-1872 (2003).</li><li>Friedel, C. C., D&#246;lken, L., Ruzsics, Z., Koszinowski, U. H., Zimmer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conserved+principles+of+mammalian+transcriptional+regulation+revealed+by+RNA+half-life.">Conserved principles of mammalian transcriptional regulation revealed by RNA half-life.</a> Nucleic Acids Res. 37, e115 (2009).</li><li>Nilsen, T. W., Graveley, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expansion+of+the+eukaryotic+proteome+by+alternative+splicing.">Expansion of the eukaryotic proteome by alternative splicing.</a> Nature. 463, 457-463 (2010).</li><li>Windhager, L., Bonfert, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra+short+and+progressive+4sU-tagging+reveals+key+characteristics+of+RNA+processing+at+nucleotide+resolution.">Ultra short and progressive 4sU-tagging reveals key characteristics of RNA processing at nucleotide resolution.</a> Genome Res. , (2012).</li><li>Melvin, W. T., Milne, H. B., Slater, A. A., Allen, H. J., Keir, H. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incorporation+of+6-thioguanosine+and+4-thiouridine+into+RNA.+Application+to+isolation+of+newly+synthesised+RNA+by+affinity+chromatography.">Incorporation of 6-thioguanosine and 4-thiouridine into RNA. Application to isolation of newly synthesised RNA by affinity chromatography.</a> Eur. J Biochem. 92, 373-379 (1978).</li><li>Cleary, M. D., Meiering, C. D., Jan, E., Guymon, R., Boothroyd, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biosynthetic+labeling+of+RNA+with+uracil+phosphoribosyltransferase+allows+cell-specific+microarray+analysis+of+mRNA+synthesis+and+decay.">Biosynthetic labeling of RNA with uracil phosphoribosyltransferase allows cell-specific microarray analysis of mRNA synthesis and decay.</a> Nature Biotechnology. 23, 232-237 (2005).</li><li>Kenzelmann, M., Maertens, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microarray+analysis+of+newly+synthesized+RNA+in+cells+and+animals.">Microarray analysis of newly synthesized RNA in cells and animals.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 6164-6169 (2007).</li><li>Schwanh&#228;usser, B., Busse, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+quantification+of+mammalian+gene+expression+control.">Global quantification of mammalian gene expression control.</a> Nature. 473, 337-342 (2011).</li><li>Rabani, M., Levin, J. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+labeling+of+RNA+uncovers+principles+of+RNA+production+and+degradation+dynamics+in+mammalian+cells.">Metabolic labeling of RNA uncovers principles of RNA production and degradation dynamics in mammalian cells.</a> Nat. Biotechnol. , (2011).</li><li>Miller, M. R., Robinson, K. J., Cleary, M. D., Doe, C. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TU-tagging:+cell+type-specific+RNA+isolation+from+intact+complex+tissues.">TU-tagging: cell type-specific RNA isolation from intact complex tissues.</a> Nat. Methods. 6, 439-441 (2009).</li><li>Miller, C., Schwalb, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamic+transcriptome+analysis+measures+rates+of+mRNA+synthesis+and+decay+in+yeast.">Dynamic transcriptome analysis measures rates of mRNA synthesis and decay in yeast.</a> Mol. Syst. Biol. 7, 458 (2011).</li><li>Weintz, G., Olsen, J. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+phosphoproteome+of+toll-like+receptor-activated+macrophages.">The phosphoproteome of toll-like receptor-activated macrophages.</a> Mol. Syst. Biol. 6, 371 (2010).</li><li>Lipsett, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+isolation+of+4-thiouridylic+acid+from+the+soluble+ribonucleic+acid+of+Escherichia+coli.">The isolation of 4-thiouridylic acid from the soluble ribonucleic acid of Escherichia coli.</a> Journal of Biological Chemistry. 240, 3975-3978 (1965).</li><li>Marcinowski, L., Liedschreiber, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+Transcriptional+Profiling+of+Cellular+and+Viral+Gene+Expression+during+Lytic+Cytomegalovirus+Infection.">Real-time Transcriptional Profiling of Cellular and Viral Gene Expression during Lytic Cytomegalovirus Infection.</a> PLoS Pathog. 8, e1002908 (2012).</li><li>Chomczynski, P., Mackey, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short+technical+reports.+Modification+of+the+TRI+reagent+procedure+for+isolation+of+RNA+from+polysaccharide-+and+proteoglycan-rich+sources.">Short technical reports. Modification of the TRI reagent procedure for isolation of RNA from polysaccharide- and proteoglycan-rich sources.</a> Biotechniques. 19, 942-945 (1995).</li><li>Friedel, C. C., D&#246;lken, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+tagging+and+purification+of+nascent+RNA:+implications+for+transcriptomics.">Metabolic tagging and purification of nascent RNA: implications for transcriptomics.</a> Mol. Biosyst. 5, 1271-1278 (2009).</li><li>Friedel, C. C., Kaufmann, S., D&#246;lken, L., Zimmer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HALO+-+A+Java+framework+for+precise+transcript+half-life+determination.">HALO - A Java framework for precise transcript half-life determination.</a> Bioinformatics. , (2010).</li></ol>

Metabolsk merking av nylig transkribert RNA forbedrer betydelig kraft av high-throughput teknologier som mikromatriser og RNA-seq ved å tilby mer egnede maler for å løse biologiske spørsmål av interesse. Denne protokoll gjennomgikk omfattende optimalisering. Den lar&gt; 1000-fold berikelse av nylig transkriberte RNA og gir svært reproduserbare resultater. Den eksperimentelle utformingen av en 4SU-tagging eksperimentet er av avgjørende betydning som nylig transkriberte RNA vil skildre ...

Genuttrykk profilering er et viktig verktøy som brukes til å studere cellulære prosesser og tilhørende kompleks interaksjon nettverk. Studier av mRNA-overflod har typisk vært metoden for valg å skaffe grunnleggende innsikt inn i de underliggende molekylære mekanismer. Utvikling av hel-transkriptom mikromatriser en og, mer nylig, neste generasjons sekvensering av RNA (RNA-seq) 2-4 drevet denne tilnærmingen. Mens disse teknologiene har revolusjonert vår forståelse av kompleksiteten i mobilnettet genuttrykk, står de overfor store begrensninger på grunn av iboende egenskapene til deres mal sample, dvs. total mobilnettet RNA. Først kortsiktige endringer i total RNA-nivåer samsvarer ikke endringer i transkripsjon priser, men er iboende avhengig RNA halveringstid av de respektive transkripsjoner. Mens en fivefold induksjon av en kortvarig transkript, f.eks koding for en transkripsjonsfaktor, vil det bli mulig å påvise i total RNAinnen en time, den samme induksjon av en langlivet transkripsjon, for eksempel som koder for et metabolsk enzym, vil forbli praktisk talt usynlig. I tillegg til og med en fullstendig stengning (&gt; 1000 ganger nedregulering) i transkripsjon frekvensen av en gjennomsnittlig genet med en RNA halveringstid på fem timer vil bare ta fem timer til sin samlede RNA-nivåer for å redusere med bare todelt . Derfor favoriserer analyse av total RNA påvisning av oppregulering av kortlivede transkripter, hvorav mange koder for transkripsjonsfaktorer og gener med regulatoriske funksjoner 5. I tillegg er den sanne kinetiske kaskade av regulering formørket og primære signaleringshendelser kan ikke skilles fra sekundære. Både i sin tur kan føre til betydelig skjevhet i nedstrøms bioinformatikk analyser. Sekund, kan endringer i total RNA-nivåer ikke tilskrives endringer i RNA syntese eller forfall. Målinger av sistnevnte krever celle invasive metoder, f.eks blokkerer transcriptiom bruk Actinomycin D 6 og forlenget overvåkning av pågående RNA-nedbrytning over tid. Med en gjennomsnittlig mRNA halveringstid i mammalieceller av 5 - 10 hr 5,7, vil mRNA nivåer av de fleste gener har bare redusert med mindre enn todelt etter flere timer med transkripsjonell arrest. Disse ganske små forskjeller resultere i grovt upresise målinger av mRNA halveringstider for de fleste cellulære gener på grunn av den eksponentielle i den underliggende matematiske ligninger. Til slutt, mens RNA-seq av total mobilnettet RNA avslørte at omtrent halvparten av genene våre er underlagt alternativ spleising hendelser åtte, de underliggende kinetikk samt de dynamiske mekanismer guiding vev-og kontekst-spesifikk regulering av RNA prosessering fortsatt dårlig forstått. I tillegg er bidraget av RNA prosessering til differensial genekspresjon, spesielt for ikke-kodende RNA, gjenstår å bli bestemt. Til sammen disse begrensningene representerer store hindringer forbioinformatiske kinetisk modellering av de underliggende molekylære mekanismer. Vi har nylig utviklet en tilnærming, kalt høy oppløsning genuttrykk profilering, for å overvinne disse problemene 5,7,9. Den er basert på metabolsk merking av nylig transkriberte RNA ved hjelp av 4-thiouridine (4SU-tagging), et naturlig forekommende uridin derivat, og gir direkte tilgang til nylig transkriberte utskrifter med minimal innblanding i cellevekst og genuttrykk (se figur 1) 5, 10-12. Eksponering av eukaryote celler til 4SU resultater i sin raske opptak, fosforylering til 4SU-trifosfat, og innlemmelse i nylig transkriberte RNA. Etter isolering av total cellulær RNA, er det 4SU-merkede RNA fraksjon tiol-spesifikt biotinylert generere en disulfidbinding mellom biotin og de nylig transkriberte RNA. &#39;Total mobilnettet RNA &quot;kan da bli kvantitativt delt inn merket (&#39; nylig transkribert &#39;) og umerket (&#39; pre-existing &#39;) RNA med høy renhet ved hjelp av streptavidin-belagte magnetiske kuler. Endelig er merket RNA utvinnes fra kulene ved å legge et reduksjonsmiddel (for eksempel ditiotreitol) spalte disulfidbinding og frigivelsen av nylig transkriberte RNA fra kulene. Nylig transkribert RNA skildrer transkripsjonell aktiviteten til hvert gen i løpet av tidsrammen for 4SU eksponering. 4SU-tagging på tidsskalaen minutter gir dermed et øyeblikksbilde bilde av eukaryote genuttrykk og en ideell mal for ned-stream bioinformatiske analyser (f.eks promoter analyse). I tilfeller der steady-state kan antas, blir forholdet mellom nylig transkribert / totalt, nylig transkribert / umerket og umerkede / total RNA gi ikke-invasiv tilgang til presise RNA halveringstider 7,13. I tillegg er det viktig å merke seg at ny-transkriberte RNA renset etter så lite som 5 minutter av 4SU-merking (5 min 4SU-RNA) er yngre enn 15 og 60 min 4SU-RNA.Når du utfører både ultra-korte og gradvis lengre 4SU-tagging i en enkelt eksperimentell innstilling kombinert med RNA-seq, er kinetikken av RNA prosessering avslørt på nukleotid oppløsning ni. Til slutt, tid-retters analyser av nylig transkriberte og total RNA kombinert med beregningsorientert modellering tillate en integrerende analyse av RNA syntese og forfall 14.. Som konklusjon, tillater denne tilnærming for den direkte analyse av dynamikken til RNA-syntese, behandling og nedbrytning i eukaryote celler. Det er aktuelt i alle større modell organismer inkludert pattedyr, insekter (Drosophila), amfibier (Xenopus), og gjær 5,15,16. Det er direkte kompatibelt med microarray analyse 5,17, RNA-seq 9,13,14, og gjelder in vivo 12,15. Her, vi detalj metodikken til å merke, isolere og rense nylig transkriberte RNA i dyrkede celler. I tillegg potenal problemer og fallgruver blir diskutert.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>Name</td>
 <td>Company</td>
 <td>Catalog Number</td>
 <td>Comments</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>4-thiouridine</td>
 <td>Carbosynth</td>
 <td>T4509</td>
 <td>Prepare 50 mM stock in sterile H2O, store at -20 &deg;C in aliquots of 50-500 &mu;l, discard unused reagent, do not refreeze.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Trizol</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>15596026 (100 ml), 15596018 (200 ml)</td>
 <td>WARNING - CORROSIVE and HAZARDOUS TO HEALTH! Ensure immediate access to Phenol antidote (PEG-Methanol); Store at 4 &deg;C.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Chloroform</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>372978</td>
 <td>WARNING - HAZARDOUS TO HEALTH</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Isopropanol</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>650447</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sodium citrate, nuclease-free</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>C8532</td>
 <td>Prepare 1.6 M stock solution using nuclease-free water.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>5M nuclease-free NaCl</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>71386</td>
 <td>Stock solution</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Nuclease-free H2O</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>W4502</td>
 <td>Make 1 ml aliquots in nuclease-free tubes.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>RNA precipitation buffer</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>1.2 M NaCl, 0.8 M sodium citrate in nuclease free water. Prepare in advance under strictly nuclease-free conditions. Store at room temperature in 50 ml falcon tubes.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ethanol</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>459844</td>
 <td>Use with nuclease-free water to prepare 80% ethanol, store at -20 &deg;C.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>1 M nuclease-free Tris Cl, pH 7.5</td>
 <td>Lonza</td>
 <td>51237</td>
 <td>Stock solution</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>500 mM nuclease-free EDTA, pH 8.0</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>15575-020</td>
 <td>Stock solution</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>10x Biotinylation Buffer (BB)</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>100 mM Tris pH 7.4, 10 mM EDTA in nuclease-free water, make aliquots of 1 ml.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dimethylformamide (DMF)</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>D4551</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>EZ-Link biotin-HPDP</td>
 <td>Pierce</td>
 <td>21341</td>
 <td>Prepare 1 mg/ml stock solution by dissolving 50 mg biotin-HPDP in 50 ml DMF. Gentle warming enhances solubilisation. Store at 4 &deg;C in aliquots of 1 ml.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Phase Lock Gel Heavy tubes 2.0 ml</td>
 <td>Eppendorf</td>
 <td>0032 005.152</td>
 <td>Optional for the chloroform extraction step.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Zeta membrane</td>
 <td>BIORAD</td>
 <td>162-0153</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>10x Dot blot binding buffer</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>100 mM NaOH, 10 mM EDTA</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Biotin-oligo</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>5'-biotin, 25 nucleotides, any sequence</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sodium dodecyl sulphate</td>
 <td>Fisher</td>
 <td>BPE9738</td>
 <td>For 100 ml 20% stock solution, add 20 g SDS to 80 ml PBS pH 7-8 and adjust volume to 100 ml. Keep all high-percentage SDS solutions above 20 &deg;C. Warm the solutions slightly should SDS precipitate.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>EZ-Link Iodoacetyl-LC-Biotin</td>
 <td>Pierce</td>
 <td>21333</td>
 <td>Prepare 1 mg/ml stock solution by dissolving 50 mg iodoacetyl-biotin in 50 ml DMF. Gentle warming enhances solubilisation. Store at 4 &deg;C in aliquots of 1 ml. Generates irreversible, thiol-specific biotinylation.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Phosphate buffer saline</td>
 <td>Gibco</td>
 <td>10010-015</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dot blot blocking buffer</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Mix 20 ml 20% SDS with 20 ml 1 x PBS pH 7-8 and add EDTA to the final concentration of 1 mM.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Streptavidin-horseradish peroxidase </td>
 <td>Vector Laboratories</td>
 <td>SA5004</td>
 <td>Store at -20 &deg;C. Mix 10 ml 20% SDS with 10 ml 1 x PBS. Add 20 &mu;l Streptavidin-HRP before use. </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>ECL reagent</td>
 <td>GE Healthcare</td>
 <td>RNP2109</td>
 <td>Use following the manufacturer's instructions.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Super RX, X-RA Film, 18x24 cm</td>
 <td>Fujifilm</td>
 <td>47410 19236</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>&mu;Macs Streptavidin Kit</td>
 <td>Miltenyi</td>
 <td>130-074-101</td>
 <td>Store the beads at 4 &deg;C.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Tween 20</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>P1379</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Washing buffer</td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>100 mM Tris pH 7.4, 10 mM EDTA, 1 M NaCl, 0.1% Tween 20 in nuclease-free H2O.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dithiothreitol (DTT)</td>
 <td>Sigma</td>
 <td>43817</td>
 <td>Prepare as 100 mM DTT in nuclease-free H2O, always prepare fresh before use.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>RNeasy MinElute Kit</td>
 <td>Qiagen</td>
 <td>74204</td>
 <td>Store columns at 4 &deg;C, remaining components of the kit at room temperature.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>1.5 ml screw-top polypropylene tubes</td>
 <td>Sarstedt</td>
 <td>72.692.005</td>
 <td>Compatible with Dimethylformamide</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>2.0 ml screw-top polypropylene tubes</td>
 <td>Sarstedt</td>
 <td>72.694.005</td>
 <td>Compatible with Dimethylformamide</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>15 ml tubes</td>
 <td>BD Falcon</td>
 <td>352096</td>
 <td>Compatible with Dimethylformamide</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>50 ml tubes</td>
 <td>BD Falcon</td>
 <td>352070</td>
 <td>Compatible with Dimethylformamide</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>All solutions/reagents should be stored at room temperature unless otherwise specified.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Equipment </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>UV/VIS spectrophotometer</td>
 <td>Thermo Scientific</td>
 <td>NanoDrop 1000</td>
 <td>Or equivalent. Use low volume (1-2 &mu;l) for measurements of low RNA concentrations to avoid excessive sample loss.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polypropylene 15 ml centrifuge tubes</td>
 <td>VWR International</td>
 <td>525-0153</td>
 <td>In contrast to standard 15 ml tubes, these tolerate up to 15,000 &times; g</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>High-speed centrifuge</td>
 <td>Beckman Coulter</td>
 <td>Avanti J-25</td>
 <td>Or equivalent equipment capable of reaching 13,000&times;g</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>High-speed rotor</td>
 <td>Beckman Coulter</td>
 <td>JLA-16250</td>
 <td>Or equivalent equipment capable of reaching 13,000&times;g</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Adaptors for 15 ml tubes</td>
 <td>Laborger&auml;te Beranek</td>
 <td>356964</td>
 <td>Or equivalent equipment capable of reaching 13,000&times;g</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Refrigerated table-top centrifuge</td>
 <td>Eppendorf</td>
 <td>5430 R</td>
 <td>Or equivalent.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Thermomixer</td>
 <td>Eppendorf</td>
 <td>Thermomixer compact</td>
 <td>Or equivalent.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Magnetic stand</td>
 <td>Miltenyi Biotec</td>
 <td>130-042-109</td>
 <td>One stand holds 8 &mu;Macs columns.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Waterbath</td>
 <td>Grant</td>
 <td>SUB Aqua 5</td>
 <td>Or equivalent.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ultra-fine scale</td>
 <td>A&amp;D</td>
 <td>GR-202</td>
 <td>Or equivalent.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>E-Gel iBase Power System</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>G6400UK</td>
 <td>For RNA gels; or equivalent.</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>E-Gel EX 1% agarose precast gels</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>G4020-01</td>
 <td>For RNA gels; or equivalent.</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

metabolic labeling of newly transcribed rna for high resolution gene expression profiling of rna synthesis, processing and decay in cell culture

Utvikling av hel-transkriptom mikromatriser og neste generasjons sekvensering har revolusjonert vår forståelse av kompleksiteten i mobilnettet genuttrykk. Sammen med en bedre forståelse av de involverte molekylære mekanismer, har nøyaktige målinger av de underliggende kinetikk blitt stadig viktigere. Her disse kraftige metoder overfor store begrensninger på grunn av iboende egenskapene til malen prøvene de studerer, dvs. totalt cellulære RNA. I mange tilfeller vil endringene i total cellulær RNA forekommer enten er for sakte eller for fort for å representere de underliggende molekylære hendelser og deres kinetikk med tilstrekkelig oppløsning. I tillegg er bidraget fra endringer i RNA syntese, bearbeiding, og forfallet ikke lett differensiert. Vi har nylig utviklet høy oppløsning genuttrykk profilering for å overvinne disse begrensningene. Vår tilnærming er basert på metabolsk merking av nylig transkribert RNA med 4-thiourispis (dermed også referert til som 4SU-merking) etterfulgt av grundig rensing med ny-transkriberte RNA ved hjelp av tiol-spesifikk biotinylering og streptavidin-belagte magnetiske kuler. Det er aktuelt for et bredt spekter av organismer inkludert virveldyr, Drosophila, og gjær. Vi vellykket anvendt 4SU-tagging å studere real-time kinetikk transkripsjonsfaktor aktiviteter, gir presise målinger av RNA halveringstider, og få ny innsikt i kinetikken av RNA prosessering. Endelig kan beregningsmessig modellering bli anvendt for å generere et integrert, omfattende analyse av de underliggende molekylære mekanismer.

En. Starter Material og Forventet Rentene Etter en time (t) av 4SU-eksponering nylig transkribert RNA representerer om lag 1-4% av totalt cellulære RNA. Dette vil være lavere i vekststimulerende arrestert celler som de ikke lenger syntetisere RNA for å ta hensyn til cellevekst / replikasjon. Ved merking for en hr, anbefaler vi starter analysen med 60 - 80 mikrogram total RNA. Fra og med mindre enn 30 mikrogram av total RNA resulterer i små RNA-pellets som er vanskelig å se etter biotinyler...

Watch this Scientific Journal Video about Metabolic Labeling of Newly Transcribed RNA for High Resolution Gene Expression Profiling of RNA Synthesis, Processing and Decay in Cell Culture at JoVE.com

Metabolic Labeling of Newly Transcribed RNA for High Resolution Gene Expression Profiling of RNA Synthesis, Processing and Decay in Cell Culture

Total cellulær RNA gir et dårlig mal for å studere kortvarige endringer i RNA-syntese og nedbrytning, så vel som kinetikken til RNA prosessering. Her beskriver vi metabolsk merking av nylig transkriberte RNA med 4-thiouridine etterfulgt av tiol-spesifikk biotinylering og rensing av nylig transkriberte RNA tillater å overvinne disse begrensningene.

Metabolsk Merking av ny-transkriberte RNA for High Resolution Gene Expression Profilering av RNA syntese, bearbeiding og Decay i cellekultur

The development of whole-transcriptome microarrays and next-generation sequencing has revolutionized our understanding of the complexity of cellular gene ...

Research

JoVE Journal

Biology

The Preparation of Primary Hematopoietic Cell Cultures From Murine Bone Marrow for Electroporation

It is becoming increasingly apparent that electroporation is the most effective way to introduce plasmid DNA or siRNA into primary cells. The Gene Pulser ...

RNA Isolation from Embryonic Zebrafish and cDNA Synthesis for Gene Expression Analysis

Many important and complex laboratory procedures require an input of high quality, intact RNA.  A degraded sample or the presence of impurities can lead ...

Using an Automated Cell Counter to Simplify Gene Expression Studies: siRNA Knockdown of IL-4 Dependent Gene Expression in Namalwa Cells

The use of siRNA mediated gene knockdown is continuing to be an important tool in studies of gene expression.  siRNA studies are being conducted not only ...

Induction and Testing of Hypoxia in Cell Culture

Hypoxia is defined as the reduction or lack of oxygen in organs, tissues, or cells.  This decrease of oxygen tension can be due to a reduced supply in ...

In vitro Transcription and Capping of Gaussia Luciferase mRNA Followed by HeLa Cell Transfection

In vitro Transcription and Capping of Gaussia Luciferase mRNA Followed by HeLa Cell Transfection

In vitro Transkripsjon og tildekking av Gaussia luciferase mRNA Etterfulgt av Jakten Cell Transfeksjon

In vitro transcription is the synthesis of RNA transcripts by RNA polymerase from a linear DNA template containing the corresponding promoter sequence ...

Metabolic Labeling of Leucine Rich Repeat Kinases 1 and 2 with Radioactive Phosphate

Metabolsk Merking av leucine Rich Gjenta Kinaser en og to med Radioaktiv Fosfat

Leucine rich repeat kinases 1 and 2 (LRRK1 and LRRK2) are paralogs which share a similar domain organization, including a serine-threonine kinase domain, ...

Analysis of Global RNA Synthesis at the Single Cell Level following Hypoxia

Analyse av global RNA syntese på celle-nivå etter Hypoksi

Hypoxia or lowering of the oxygen availability is involved in many physiological and pathological processes. At the molecular level, cells initiate a ...

Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

Measurement of Metabolic Rate in Drosophila using Respirometry

Måling av Metabolic Rate i<em&gt; Drosophila</em&gt; Hjelp respirometri

Metabolic disorders are a frequent problem affecting human health. Therefore, understanding the mechanisms that regulate metabolism is a crucial ...

Targeted RNA Sequencing Assay to Characterize Gene Expression and Genomic Alterations

Målrettet RNA sekvense analysen å karakter Gene Expression og Genomisk Endringer

RNA sequencing (RNAseq) is a versatile method that can be utilized to detect and characterize gene expression, mutations, gene fusions, and noncoding ...

Detection of RNA-binding Proteins by In Vitro RNA Pull-down in Adipocyte Culture

Detection of RNA-binding Proteins by In Vitro RNA Pull-down in Adipocyte Culture

Påvisning av RNA-bindende proteiner etter<em&gt; In Vitro</em&gt; RNA Pull-down i adipocyte Culture

RNA-binding proteins (RBPs) are emerging as a regulatory layer in the development and function of adipose. RBPs play a key role in the gene expression ...