Name: true gene silencing: screening of a heptamer-type small guide rna library for potential cancer therapeutic agents
Uploaded: 2016-06-02T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about TRUE Gene Silencing: Screening of a Heptamer-type Small Guide RNA Library for Potential Cancer Therapeutic Agents at JoVE.com

Este trabajo fue apoyado por el Programa de Transferencia Adaptable y Tecnología sin fisuras a través de la I + D, la Agencia de Tecnología Japonesa de Ciencia y el Fondo de Promoción de la Investigación en Ciencias de la Corporación de Promoción y Ayuda Mutua para las escuelas privadas de Japón, impulsado por el destino, y los números JSP KAKENHI Grant 24300342 y 15H04313 .

1. Construcción de un tipo heptámero sgRNA Biblioteca <ol><li> Seleccionar un subconjunto de los 16.384 (4) 7 7-nt secuencias a menos que la biblioteca a gran escala se va a construir. NOTA: Las secuencias pueden ser al azar y / o diseñado para atacar los ARN celulares específicos. Para este último, encontrar estructuras de horquilla se asemeja a la T-brazo de tRNA en un ARN diana con la ayuda de un programa apropiado de ordenador y / o visualmente, y seleccionar las secuencias complementarias a...

<ol>
	<li>Scherer, L., Rossi, J. J., Morris, K. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+potential+of+RNA-mediated+control+of+gene+expression:+Options+and+designs.">Therapeutic potential of RNA-mediated control of gene expression: Options and designs.</a> RNA and the Regulation of Gene Expression: A hidden layer of complexity. , 201-226 (2008).</li><li>Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conversion+of+mammalian+tRNA+3&#8242;+processing+endoribonuclease+to+four-base-recognizing+RNA+cutters.">Conversion of mammalian tRNA 3&#8242; processing endoribonuclease to four-base-recognizing RNA cutters.</a> Nucleic Acids Res. 23, 3642-3647 (1995).</li><li>Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+cleavage+of+target+RNAs+from+HIV-1+with+5&#8242;+half+tRNA+by+mammalian+tRNA+3&#8242;+processing+endoribonuclease.">Specific cleavage of target RNAs from HIV-1 with 5&#8242; half tRNA by mammalian tRNA 3&#8242; processing endoribonuclease.</a> RNA. 2, 523-534 (1996).</li><li>Nashimoto, M., Geary, S., Tamura, M., Kasper, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+heptamers+that+directs+RNA+cleavage+by+mammalian+tRNA+3&#8242;+processing+endoribonuclease.">RNA heptamers that directs RNA cleavage by mammalian tRNA 3&#8242; processing endoribonuclease.</a> Nucleic Acids Res. 26, 2565-2571 (1998).</li><li>Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anomalous+RNA+substrates+for+mammalian+tRNA+3&#8242;+processing+endoribonuclease.">Anomalous RNA substrates for mammalian tRNA 3&#8242; processing endoribonuclease.</a> FEBS Lett. 472, 179-186 (2000).</li><li>Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+candidate+prostate+cancer+susceptibility+gene+encodes+tRNA+3&#8242;+processing+endoribonuclease.">A candidate prostate cancer susceptibility gene encodes tRNA 3&#8242; processing endoribonuclease.</a> Nucleic Acids Res. 31, 2272-2278 (2003).</li><li>Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+N-terminal+half-domain+of+the+long+form+of+tRNase+Z+is+required+for+the+RNase+65+activity.">The N-terminal half-domain of the long form of tRNase Z is required for the RNase 65 activity.</a> Nucleic Acids Res. 32, 4429-4438 (2004).</li><li>Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+four-base-recognizing+RNA+cutter+that+can+remove+the+single+3&#8242;+terminal+nucleotides+from+RNA+molecules.">A novel four-base-recognizing RNA cutter that can remove the single 3&#8242; terminal nucleotides from RNA molecules.</a> Nucleic Acids Res. 32, e91 (2004).</li><li>Shibata, H. S., Takaku, H., Takagi, M., Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+T+loop+structure+is+dispensable+for+substrate+recognition+by+tRNase+ZL.">The T loop structure is dispensable for substrate recognition by tRNase ZL.</a> J. Biol. Chem. 280, 22326-22334 (2005).</li><li>Tamura, M., Nashimoto, C., Miyake, N., Daikuhara, Y., Ochi, K., Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracellular+mRNA+cleavage+by+3&#8242;+tRNase+under+the+direction+of+2&#8242;-O-methyl+RNA+heptamers.">Intracellular mRNA cleavage by 3&#8242; tRNase under the direction of 2&#8242;-O-methyl RNA heptamers.</a> Nucleic Acids Res. 31, 4354-4360 (2003).</li><li>Habu, Y., 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=Inhibition+of+HIV-1+gene+expression+by+retroviral+vector-mediated+small-guide+RNAs+that+direct+specific+RNA+cleavage+by+tRNase+ZL.">Inhibition of HIV-1 gene expression by retroviral vector-mediated small-guide RNAs that direct specific RNA cleavage by tRNase ZL.</a> Nucleic Acids Res. 33, 235-243 (2005).</li><li>Nakashima, A., 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=Gene-silencing+by+the+tRNA+maturase+tRNase+ZL+under+the+direction+of+small+guide+RNA.">Gene-silencing by the tRNA maturase tRNase ZL under the direction of small guide RNA.</a> Gene Ther. 14, 78-85 (2007).</li><li>Elbarbary, R. A., Takaku, H., Tamura, M., Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+of+vascular+endothelial+growth+factor+expression+by+TRUE+gene+silencing.">Inhibition of vascular endothelial growth factor expression by TRUE gene silencing.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 379, 924-927 (2009).</li><li>Sano, T., Takahashi, M., Nozaki, T., Takahashi, Y., Tamura, M., Nashimoto, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expanding+the+utility+of+heptamer-type+sgRNA+for+TRUE+gene+silencing.">Expanding the utility of heptamer-type sgRNA for TRUE gene silencing.</a> Biochem. Biophys. Res. Commun. 416, 427-432 (2011).</li><li>Iizuka, S., Oridate, N., Nashimoto, M., Fukuda, S., Tamura, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+inhibition+of+head+and+neck+squamous+cell+carcinoma+cells+by+sgRNA+targeting+the+cyclin+D1+mRNA+based+on+TRUE+gene+silencing.">Growth inhibition of head and neck squamous cell carcinoma cells by sgRNA targeting the cyclin D1 mRNA based on TRUE gene silencing.</a> PLoS One. 9 (114121), (2014).</li><li>Takahashi, 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=Elimination+of+specific+miRNAs+by+naked+14-nt+sgRNAs.">Elimination of specific miRNAs by naked 14-nt sgRNAs.</a> PLoS One. 7 (38496), (2012).</li><li>Takahashi, 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=A+naked+RNA+heptamer+targeting+the+human+Bcl-2+mRNA+induces+apoptosis+of+HL60+leukemia+cells.">A naked RNA heptamer targeting the human Bcl-2 mRNA induces apoptosis of HL60 leukemia cells.</a> Cancer Lett. 328, 362-368 (2013).</li><li>Watanabe, N., 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=Induction+of+apoptosis+of+leukemic+cells+by+TRUE+gene+silencing+using+small+guide+RNAs+targeting+the+WT1+mRNA.">Induction of apoptosis of leukemic cells by TRUE gene silencing using small guide RNAs targeting the WT1 mRNA.</a> Leukemia Res. 37, 580-585 (2013).</li><li>Elbarbary, R. A., 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=Modulation+of+gene+expression+by+human+cytosolic+tRNase+ZL+through+5&#8242;-half-tRNA.">Modulation of gene expression by human cytosolic tRNase ZL through 5&#8242;-half-tRNA.</a> PLoS One. 4, 5908 (2009).</li><li>Elbarbary, R. A., 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=Human+cytosolic+tRNase+ZL+can+downregulate+gene+expression+through+miRNA.">Human cytosolic tRNase ZL can downregulate gene expression through miRNA.</a> FEBS Lett. 583, 3241-3246 (2009).</li><li>Ninomiya, 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=Potential+small+guide+RNAs+for+tRNase+ZL+from+human+plasma,+peripheral+blood+mononuclear+cells,+and+cultured+cell+lines.">Potential small guide RNAs for tRNase ZL from human plasma, peripheral blood mononuclear cells, and cultured cell lines.</a> PLoS One. 10, 0118631 (2015).</li><li>Takahashi, 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=Screening+of+a+heptamer-type+sgRNA+library+for+potential+therapeutic+agents+against+hematological+malignancies.">Screening of a heptamer-type sgRNA library for potential therapeutic agents against hematological malignancies.</a> Leukemia Res. 38, 808-815 (2014).</li><li>Shivarov, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRUE+gene+silencing+for+hematologic+malignancies.">TRUE gene silencing for hematologic malignancies.</a> Leukemia Res. 38, 729 (2014).</li></ol>

In most cases, fully 2&#8242;-O-methylated, 5&#8242;- and 3&#8242;-phosphorylated heptamer-type sgRNAs dissolved in water-for-injection-grade water (in the concentration of 100 &#181;M) appear to be stable at below -20 &#176;C for at least one year, judging from their activity to induce apoptosis in cancer cells. However, their stability would change depending on their sequence, quality, and purity. In some cases, 5&#8242;- or 3&#8242;-phosphate of a part of sgRNA molecules appears to be removed spontaneously du...

Silenciamiento génico TRUE (denominado después tR Nase Z L - u tilizing e fficacious silenciamiento génico) es una de las tecnologías de silenciamiento génico dirigidas por ARN 1. Esta tecnología ha sido desarrollada en base a las propiedades de tRNase Z L (o 3 &#39;tRNase), tRNA 3&#39; endorribonucleasa procesamiento: se puede escindir cualquier ARN diana en cualquier sitio de espera bajo la dirección de un guía pequeña artificial ARN (sgRNA) mediante el reconocimiento de una pre-tRNA-como o micro-pre-tRNA-como estructura formada entre el ARN diana y la sgRNA 2-9. sgRNA, que es por lo general 7-31 nt de longitud, se clasifica en cuatro grupos, 5&#39;-media-tRNA, ARN heptámero, ARN lineal 14-nt, y ARN gancho. Hemos demostrado la eficacia del silenciamiento génico TRUE mediante la introducción de diversos sgRNAs diseñados artificialmente en las células vivas 10-15. También hemos demostrado que sgRNAs pueden ser absorbidos por las células wiThout cualquier reactivo de transfección y se puede regular a la baja los niveles de ARN diana y / o inducir la apoptosis en células de cáncer humano 16 - 18. TRUE silenciamiento génico parece funcionar en el intracelular y el sistema de red de regulación de genes intercelular a través de tRNase Z L y sgRNAs naturales 19 - 21. Hemos construido una biblioteca que contiene 156 sgRNA sgRNAs de tipo heptámero para buscar potenciales sgRNAs de tipo heptámero terapéuticas para el cáncer de la sangre 22. Hemos proyectado que para el efecto sobre la viabilidad de células de mieloma y leucemia humana, y se encontró que 20 de ellos puede inducir eficazmente la apoptosis en al menos una de las líneas celulares de cáncer. Y 4 de ellos se han demostrado reducir las tasas de crecimiento de tumores en experimentos de xenoinjertos de ratón. Aquí se presenta un protocolo para la detección de una biblioteca de tipo sgRNA heptámero para posibles fármacos terapéuticos contra cánceres de la sangre. El protocolo incluye la formapara construir la biblioteca sgRNA, la forma de evaluar el efecto de cada sgRNA sobre la viabilidad celular, y la forma de evaluar más a fondo las sgRNAs eficaces mediante citometría de flujo. Análisis de los ARN diana celular de sgRNA y evaluación de sgRNAs eficaces en modelos de xenoinjertos de ratón se pueden realizar de acuerdo con métodos convencionales 17,22, aunque éstos no están incluidos en este protocolo.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="948">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:457px;">Custom heptamer RNA</td>
			<td style="width:167px;">Nippon Bioservice</td>
			<td style="width:144px;"></td>
			<td style="width:180px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">OligoSep Prep HC Cartridge</td>
			<td style="width:167px;">Transgenomic</td>
			<td style="width:144px;">99-3860</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Water-for-injection-grade Water</td>
			<td style="width:167px;">Otsuka Pharmaceutical&#160;</td>
			<td style="width:144px;">7131400A2129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RPMI-1640 medium</td>
			<td style="width:167px;">Wako</td>
			<td style="width:144px;">189-02025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:167px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:144px;">172012-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:457px;">Penicillin-Streptomycin Mixed Solution</td>
			<td style="width:167px;">Nacalai Tesque</td>
			<td style="width:144px;">26253-84</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">96 Well Plate</td>
			<td style="width:167px;">Greiner Bio-one</td>
			<td style="width:144px;">655 180</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cell Counting Kit-8</td>
			<td style="width:167px;">DOJINDO</td>
			<td style="width:144px;">343-07623</td>
			<td>WST-8 solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Microplate Reader, Sunrise Thermo RC-R</td>
			<td style="width:167px;">TEKAN</td>
			<td style="width:144px;">510-82851</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">FACS Round-Bottom Tube</td>
			<td style="width:167px;">BD Falcon</td>
			<td style="width:144px;">60819-820</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate Buffered Saline</td>
			<td style="width:167px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:144px;">P7059-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PE Annexin V Binding Buffer</td>
			<td style="width:167px;">BD Biosciences</td>
			<td style="width:144px;">51-66121E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PE Annexin V</td>
			<td style="width:167px;">BD Biosciences</td>
			<td style="width:144px;">51-65875X</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">7AAD</td>
			<td style="width:167px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:144px;">A9400-1MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Flow Cytometer, FACSCalibur</td>
			<td style="width:167px;">BD Biosciences</td>
			<td style="width:144px;">342973</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

true gene silencing: screening of a heptamer-type small guide rna library for potential cancer therapeutic agents

Silenciamiento génico TRUE (denominado después tR Nase Z L - u tilizing e fficacious silenciamiento génico) es uno del gen dirigida por ARN silenciar tecnologías, que utiliza una guía de pequeño artificial ARN (sgRNA) para guiar endoribonuclease procesamiento de tRNA 3 &#39;, tRNase Z L , para reconocer un ARN diana. sgRNAs pueden ser absorbidos por las células sin reactivos de transfección y se pueden regular a la baja los niveles de ARN diana y / o inducir la apoptosis en células de cáncer humano. Hemos proyectado una biblioteca sgRNA que contiene 156 sgRNAs de tipo heptámero para el efecto sobre la viabilidad de células de mieloma y leucemia humana, y se encontró que 20 de ellos puede inducir eficazmente la apoptosis en al menos una de las líneas celulares de cáncer. Aquí se presenta un protocolo para la detección de una biblioteca de tipo sgRNA heptámero para posibles fármacos terapéuticos contra cánceres de la sangre. El protocolo incluye la forma de construir la biblioteca sgRNA, la forma de evaluar el efecto de cada sgRNA sobre la viabilidad celular, y cómo further evaluar los sgRNAs eficaces por citometría de flujo. Se esperaría que alrededor de 2.000 accesos a ser obtenido mediante el cribado de la biblioteca sgRNA a gran escala compuesta de 16.384 heptamers.

Los seis sgRNAs de tipo heptámero 5&#39;-AUCUUCA-3 &#39;(H1885), 5&#39;-ACACACA-3&#39; (H3277), 5&#39;-GGGGGCG-3 &#39;(H10927), 5&#39;-GGGGCCC-3&#39; (H10944), 5&#39;-GCCCCCG-3 &#39;(H12287), y 5&#39;-CACCAGC-3&#39; (H13260) se sintetizaron químicamente como 2&#39;- O -metil ARN que contiene 5&#39;-y 3&#39;-fosfatos. Estos sgRNAs se examinaron para determinar los efectos sobre la viabilidad de una línea celular de ...

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TRUE Gene Silencing: Screening of a Heptamer-type Small Guide RNA Library for Potential Cancer Therapeutic Agents

Aquí se presenta un protocolo para la detección de una biblioteca de tipo sgRNA heptámero para posibles fármacos terapéuticos contra cánceres de la sangre.

TRUE silenciamiento génico: Proyección de un tipo heptámero Guía Pequeño ARN Biblioteca de agentes terapéuticos potenciales del cáncer

TRUE gene silencing (termed after tRNase ZL-utilizing efficacious gene silencing) is one of the RNA-directed gene silencing technologies, which utilizes ...

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