Name: discrimintion and mapping of the primary and processed transcripts in maize mitochondrion using a circular rt-pcr-based strategy
Uploaded: 2019-07-29T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Discrimintion and Mapping of the Primary and Processed Transcripts in Maize Mitochondrion Using a Circular RT-PCR-based Strategy at JoVE.com

עבודה זו הייתה נתמכת על ידי הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (להעניק no. 31600250, Y.Z.), פרויקטים של מדע וטכנולוגיה של העיר גואנגג'ואו (להעניק no. 201804020015, ח), ואת מערכת המחקר החקלאי סין (להעניק לא. מכוניות-04-PS09, ח).

1. פריימר עיצוב
<ol><li>עיצוב בצבעי יסוד ספציפיים לשימוש בתעתיק הפוך (RT) באמצעות תוכנת עיצוב PCR (טבלת חומרים) המבוססת על הכללים הכלליים של העיצוב הכללי17. הערה: RT התחל הם ספציפיים מאוד את התעתיקים היעד, והם מעוגנים בדרך כלל על 5 ' החלק של רצפי קידוד (mRNAs מבוגרים ו RNAs...

<ol>
	<li>Zhang, 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=Major+contribution+of+transcription+initiation+to+5&#39;-end+formation+of+mitochondrial+steady-state+transcripts+in+maize.">Major contribution of transcription initiation to 5&#39;-end formation of mitochondrial steady-state transcripts in maize.</a> RNA Biology. 16 (1), 104-117 (2019).</li><li>Choi, B. Y., Acero, M. M., Bonen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+of+wheat+mitochondrial+mRNA+termini+and+comparison+with+breakpoints+in+DNA+homology+among+plants.">Mapping of wheat mitochondrial mRNA termini and comparison with breakpoints in DNA homology among plants.</a> Plant Molecular Biology. 80 (4-5), 539-552 (2012).</li><li>Calixte, S., Bonen, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmentally-specific+transcripts+from+the+ccmFN-rps1+locus+in+wheat+mitochondria.">Developmentally-specific transcripts from the ccmFN-rps1 locus in wheat mitochondria.</a> Molecular Genetics and Genomics. 280 (5), 419-426 (2008).</li><li>Kuhn, K., Weihe, A., Borner, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+promoters+are+a+common+feature+of+mitochondrial+genes+in+Arabidopsis.">Multiple promoters are a common feature of mitochondrial genes in Arabidopsis.</a> Nucleic Acids Research. 33 (1), 337-346 (2005).</li><li>Jonietz, C., Forner, J., Holzle, A., Thuss, S., Binder, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+PROCESSING+FACTOR2+is+required+for+5'+end+processing+of+nad9+and+cox3+mRNAs+in+mitochondria+of+Arabidopsis+thaliana.">RNA PROCESSING FACTOR2 is required for 5' end processing of nad9 and cox3 mRNAs in mitochondria of Arabidopsis thaliana.</a> ThePlant Cell. 22 (2), 443-453 (2010).</li><li>Stoll, B., Stoll, K., Steinhilber, J., Jonietz, C., Binder, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitochondrial+transcript+length+polymorphisms+are+a+widespread+phenomenon+in+Arabidopsis+thaliana.">Mitochondrial transcript length polymorphisms are a widespread phenomenon in Arabidopsis thaliana.</a> Plant Molecular Biology. 81 (3), 221-233 (2013).</li><li>Mulligan, R. M., Lau, G. T., Walbot, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Numerous+transcription+initiation+sites+exist+for+the+maize+mitochondrial+genes+for+subunit+9+of+the+ATP+synthase+and+subunit+3+of+cytochrome+oxidase.">Numerous transcription initiation sites exist for the maize mitochondrial genes for subunit 9 of the ATP synthase and subunit 3 of cytochrome oxidase.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 85 (21), 7998-8002 (1988).</li><li>Lupold, D. S., Caoile, A. G., Stern, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+maize+mitochondrial+cox2+gene+has+five+promoters+in+two+genomic+regions,+including+a+complex+promoter+consisting+of+seven+overlapping+units.">The maize mitochondrial cox2 gene has five promoters in two genomic regions, including a complex promoter consisting of seven overlapping units.</a> Journal of Biological Chemistry. 274 (6), 3897-3903 (1999).</li><li>Yan, B., Pring, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptional+initiation+sites+in+sorghum+mitochondrial+DNA+indicate+conserved+and+variable+features.">Transcriptional initiation sites in sorghum mitochondrial DNA indicate conserved and variable features.</a> Current Genetics. 32 (4), 287-295 (1997).</li><li>Rapp, W. D., Lupold, D. S., Mack, S., Stern, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Architecture+of+the+maize+mitochondrial+atp1+promoter+as+determined+by+linker-scanning+and+point+mutagenesis.">Architecture of the maize mitochondrial atp1 promoter as determined by linker-scanning and point mutagenesis.</a> Molecular and Cellular Biology. 13 (12), 7232-7238 (1993).</li><li>Rapp, W. D., Stern, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+conserved+11+nucleotide+sequence+contains+an+essential+promoter+element+of+the+maize+mitochondrial+atp1+gene.">A conserved 11 nucleotide sequence contains an essential promoter element of the maize mitochondrial atp1 gene.</a> The EMBO Journal. 11 (3), 1065-1073 (1992).</li><li>Forner, J., Weber, B., Thuss, S., Wildum, S., Binder, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+of+mitochondrial+mRNA+termini+in+Arabidopsis+thaliana:+t-elements+contribute+to+5'+and+3'+end+formation.">Mapping of mitochondrial mRNA termini in Arabidopsis thaliana: t-elements contribute to 5' and 3' end formation.</a> Nucleic Acids Research. 35 (11), 3676-3692 (2007).</li><li>Binder, S., Stoll, K., Stoll, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maturation+of+5'+ends+of+plant+mitochondrial+RNAs.">Maturation of 5' ends of plant mitochondrial RNAs.</a> Physiologia Plantarum. 157 (3), 280-288 (2016).</li><li>Hang, R. L., Liu, C. Y., Ahmad, A., Zhang, Y., Lu, F. L., Cao, X. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arabidopsis+protein+arginine+methyltransferase+3+is+required+for+ribosome+biogenesis+by+affecting+precursor+ribosomal+RNA+processing.">Arabidopsis protein arginine methyltransferase 3 is required for ribosome biogenesis by affecting precursor ribosomal RNA processing.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (45), 16190-16195 (2014).</li><li>Wang, H. Q., 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=Maize+Urb2+protein+is+required+for+kernel+development+and+vegetative+growth+by+affecting+pre-ribosomal+RNA+processing.">Maize Urb2 protein is required for kernel development and vegetative growth by affecting pre-ribosomal RNA processing.</a> New Phytologist. 218 (3), 1233-1246 (2018).</li><li>Maloney, A. P., 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=Identification+in+maize+mitochondrial+26S+rRNA+of+a+short+5'-end+sequence+possibly+involved+in+transcription+initiation+and+processing.">Identification in maize mitochondrial 26S rRNA of a short 5'-end sequence possibly involved in transcription initiation and processing.</a> Current Genetics. 15 (3), 207-212 (1989).</li><li>Green, R. M., Sambrook, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Molecular Cloning: A Laboratory Manual. , (2012).</li><li>Canino, G., 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=Arabidopsis+encodes+four+tRNase+Z+enzymes.">Arabidopsis encodes four tRNase Z enzymes.</a> Plant Physiology. 150 (3), 1494-1502 (2009).</li><li>Gobert, 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=A+single+Arabidopsis+organellar+protein+has+RNase+P+activity.">A single Arabidopsis organellar protein has RNase P activity.</a> Nature Structural, Molecular Biology. 17, 740-744 (2010).</li><li>Gutmann, B., Gobert, A., Giege, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PRORP+proteins+support+RNase+P+activity+in+both+organelles+and+the+nucleus+in+Arabidopsis.">PRORP proteins support RNase P activity in both organelles and the nucleus in Arabidopsis.</a> Genes &amp; Development. 26 (10), 1022-1027 (2012).</li><li>Stern, D. B., Goldschmidt-Clermont, M., Hanson, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chloroplast+RNA+metabolism.">Chloroplast RNA metabolism.</a> Annual Review of Plant Biology. 61, 125-155 (2010).</li></ol>

במחקר קודם, RNAs הכולל ומיטוכונדריאלי מתרבות ההשעיה של התאים של Arabidopsis שימשו כדי למפות תעתיק מיטוכונדריאלי termini על ידי CRT-PCR, ותוצאות דומות הושגו12. עם זאת, רק RNA מיטוכונדריאלי מועשר שימש למיפוי תעתיק מיטוכונדריאלי טרמיני במחקרים רבים אחרים1,2<su...

במפעל המיטומטר, rnas רבים מבוגרים ומקודחים נצברים כמו מספר isoforms, ואת התעתיקים של מצב יציב ניתן לחלק לשתי קבוצות מבוסס על ההבדל ב 5 ' הקצוות שלהם1,2,3, ד. התעתיקים העיקריים יש 5 ' טריפוספט קצוות, אשר נגזר שעתוק חניכה. לעומת זאת, לתעתיקים המעובדים יש 5 ' monophosphate שנוצרו על-ידי עיבוד פוסט-טרנססקריפט. אפליה ומיפוי של שני הסוגים של התעתיקים חשובים כדי לפענח את המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס תעתיק וההבשלה של תעתיק.
כדי להבחין בין התעתיקים העיקריים והמעובדים במפעל המיטומטר, פותחו ארבע אסטרטגיות עיקריות. האסטרטגיה הראשונה היא לטפל מראש עם rnas מיטוכונדריאלי עם חומצת טבק פירופוספאטאז (ברז), אשר ממיר 5 ' טריפוספט כדי monophosphate ומאפשר התעתיקים העיקריים להיות מעגלי על ידי RNA ligase. התעתיק מריקודי ה-RNA שטופלו בסטפס ושאינם מטופלים מושווים באמצעות הגברה מהירה של קצוות cdna (מרוץ) או מעגלי RT-pcr (cRT-pcr)2,3,4. באסטרטגיה השנייה, התעתיקים המעובדים הם ראשית לרוקן rnas מיטוכונדריאלי באמצעות שליחות קטלנית 5 '-פוספט תלוי-החכירה (TEX), ואת התעתיקים העיקריים שמאל ממופים מכן על ידי פריימר הארכה ניתוח5,6 . האסטרטגיה השלישית היא טרום המכסה את התעתיקים העיקריים באמצעות guanylyl transferase, ולאחר מכן את המיקום של triphosphated 5 ' termini נקבע על ידי פריימר הארכה יחד עם ריבונוקלאז או S1 הגנה ההגנה מפני שכירות7,8 ,9. שונה מאלה בהתאם לנוכחות/היעדרות של 5 ' טריפוספט, האסטרטגיה הרביעית משלבת בתמלול מחוץ למבחנה, מוטזיס מונחה אתרים וניתוח הארכה כדי לאפיין את היזמים ולקבוע את התמלול . מקומות החניכה8,10,11 על-ידי שימוש באסטרטגיות אלה, תעתיקים ראשוניים ומעובדים רבים נקבעו ב המיטו, הצמח.
עם זאת, מספר מחקרים דיווחו כי 5 ' הטריפוספט של התעתיקים העיקריים היו יציבים, והם הומרו בקלות monophosphate מסיבה לא ידוע2,4,12,13. בעיה זו מעכבת אפליה ברורה של שני סוגי התעתיקים באמצעות טכניקות בהתאם לנוכחות/היעדרות של 5 ' טריפוספט, ומאמצים קודמים להפלות באופן שיטתי בין התעתיקים הראשוניים והמעובדים במפעל מיטוכונמיטוa נכשל2,12.
בפרוטוקול זה, אנו משלבים cRT-PCR, RNA 5 ' פוליפהוספטאז הטיפול, RT-qPCR, והצפוני כתם כדי להבדיל באופן שיטתי את התעתיקים העיקרי ומעובד שהצטברו באופן מאוד תירס (Zea מייז) המיטורציה (איור 1). cRT-PCR מאפשר מיפוי סימולטני של 5 ' ו-3 ' הגפיים של מולקולת RNA, והוא מותאם בדרך כלל למפות את המפה לתוך מפעלים2,12,14,15. רנ א 5 ' פוליפהוספטאז יכול להסיר שני פוספטים מן triphosphated 5 ' termini, מה שהופך את התעתיקים העיקריים זמין לצורך הפצה עצמית על ידי RNA ligase. מחקרים קודמים הראו כי 26 בוגרים rrna ב תירס עיבד 5 ' הטרמינוס, וזה היה חסר רגישות RNA 5 ' פוליפהוספטאז1,16. כדי למזער את ההשפעה של טריפוספט יציב בראשית 5 ' termini, the 5 ' פוליפהוספטאז-טיפל ושאינם מטופלים rnas הם מנורמל על ידי rrna בוגרת, ואת התעתיקים העיקרי ומעובד הם הבדיל מכן על ידי השוואת ה מוצרי cRT-PCR המתקבלים משתי דגימות ה-RNA. המיפוי של ה-cRT-PCR ותוצאות האפליה מאומתים על-ידי הכתם הצפוני ו-RT-qPCR, בהתאמה. בסופו של דבר, משתמשים בצבעי יסוד חלופיים כדי להגביר את התעתיקים שאותרו באבן החשופה בצפון, אך לא באמצעות cRT-PCR. על-ידי שימוש באסטרטגיה זו מבוססת cRT-PCR, התעתיקים הקבועים ביותר במיטוכונטריום בתירס הובלו ומופו1.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Acetic acid</td>
			<td>Aladdin, China</td>
			<td>A112880</td>
			<td>To prepare 1x TAE buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Applied Biosystems 2720 Thermal Cycler</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, USA</td>
			<td>4359659</td>
			<td>Thermal cycler for PCR amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ascorbic acid</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900134</td>
			<td>For preparation of extraction buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Biowest Agarose</td>
			<td>Biowest, Spain</td>
			<td>9012-36-6</td>
			<td>To resolve PCR products and RNAs</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine serum albumin</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>A1933</td>
			<td>For preparation of extraction buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bromophenol blue</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>B8026</td>
			<td>For preparation of loading buffer for agarose gel electrophoresis and Northern blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DEPC</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900882</td>
			<td>Deactivation of RNase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DIG Northern starter kit</td>
			<td>Roche, USA</td>
			<td>12039672910</td>
			<td>For DIG-RNA labeling and Northern blot. This kit contains the reagents for transcription-labeling of RNA with DIG and T7 RNA polymerase, hybridization and chemiluminescent detection.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900106</td>
			<td>For preparation of extraction buffer and 1x TAE buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>E3889</td>
			<td>For preparation of wash buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel documentation system</td>
			<td>Bio-Rad, USA</td>
			<td>Gel Doc XR+</td>
			<td>To image the agarose gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycerol</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>G5516</td>
			<td>For preparation of loading buffer for agarose gel electrophoresis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GoldView II (5000x)</td>
			<td>Solarbio,. China</td>
			<td>G8142</td>
			<td>DNA staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hybond-N+, Nylon membrane</td>
			<td>Amersham Biosciences, USA</td>
			<td>RPN119</td>
			<td>For Northern blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image Lab</td>
			<td>Bio-Rad, USA</td>
			<td>Image Lab 3.0</td>
			<td>Image gel, and compare the abundance of PCR products.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KH2PO4</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900041</td>
			<td>For preparation of extraction buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KOH</td>
			<td>Aladdin, China</td>
			<td>P112284</td>
			<td>For preparation of extraction buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-cysteine</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900399</td>
			<td>For preparation of extraction buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Millex</td>
			<td>Millipore, USA</td>
			<td>SLHP033RB</td>
			<td>To sterile extraction and wash buffers by filtration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Miracloth</td>
			<td>Calbiochem, USA</td>
			<td>475855-1R</td>
			<td>To filter the ground kernel tissues</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MOPS</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900306</td>
			<td>For preparation of running buffer for Northern blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, USA</td>
			<td>2000C</td>
			<td>For RNA concentration and purity assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaOH</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900797</td>
			<td>For preparation of wash buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pEASY-Blunt simple cloning vector</td>
			<td>TransGen Biotech, China</td>
			<td>CB111</td>
			<td>Cloning of the gel-recovered band. It contains a T7 promoter several bps upstream of the insertion site.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phanta max super-fidelity DNA polymerase</td>
			<td>Vazyme, China</td>
			<td>P505</td>
			<td>DNA polymerase for PCR amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyvinylpyrrolidone 40</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900008</td>
			<td>For preparation of extraction buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primer Premier 6.24</td>
			<td>PREMIER Biosoft, USA</td>
			<td>Primer Premier 6.24</td>
			<td>To design primers for reverse transcription and PCR amplification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PrimeScript II reverse transcriptase</td>
			<td>Takara, Japan</td>
			<td>2690</td>
			<td>To synthesize the first strand cDNA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PureLink RNA Mini kit</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific, USA</td>
			<td>12183025</td>
			<td>For RNA purificaion</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNA 5&#39; polyphosphatase</td>
			<td>Epicentre, USA</td>
			<td>RP8092H</td>
			<td>To convert 5&#39; triphosphate to monophosphate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase inhibitor</td>
			<td>New England Biolabs, UK</td>
			<td>M0314</td>
			<td>A component of RNA self-ligation and 5&#39; polyphosphatase treatment reactions, and it is used to inhibite the activity of RNase.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium acetate</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900212</td>
			<td>For preparation of running buffer for Northern blot</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>V900058</td>
			<td>To prepare 20x SSC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SsoFas evaGreen supermixes</td>
			<td>Bio-Rad, USA</td>
			<td>1725202</td>
			<td>For RT-qPCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T4 RNA Ligase 1</td>
			<td>New England Biolabs, UK</td>
			<td>M0437</td>
			<td>For RNA circularization</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrasodium pyrophosphate</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>221368</td>
			<td>For preparation of extraction buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TIANgel midi purification kit</td>
			<td>Tiangen Biotech, China</td>
			<td>DP209</td>
			<td>To purify DNA fragments from agarose gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris</td>
			<td>Aladdin, China</td>
			<td>T110601</td>
			<td>To prepare 1x TAE buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TRIzol reagent</td>
			<td>Invitrogen, USA</td>
			<td>15596026</td>
			<td>To extract mitochondiral RNA.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal DNA purification kit</td>
			<td>Tiangen Biotech, China</td>
			<td>DP214</td>
			<td>To recover linearized plastmids from the restriction enzyme digestion reaction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene cyanol FF</td>
			<td>Sigma-aldrich, USA</td>
			<td>X4126</td>
			<td>For preparation of loading buffer for agarose gel electrophoresis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

discrimintion and mapping of the primary and processed transcripts in maize mitochondrion using a circular rt-pcr-based strategy

ב המיטו, כמה תעתיקים של מדינה יציבה יש 5 ' טריפוספט נגזר תעתיק שעתוק (התעתיקים העיקריים), בעוד האחרים מכילים 5 ' monophosphate שנוצרו לאחר ההמרה (תעתיקים מעובד). כדי להפלות בין שני סוגי התעתיקים, פותחו מספר אסטרטגיות, ורובן תלויות בנוכחות/העדר של 5 טריפוספט. עם זאת, טריפוספט ב 5 ' termini העיקרי הוא לא יציב, והיא מעכבת אפליה ברורה של שני סוגים של תעתיקים. כדי להבדיל באופן שיטתי ולמפות את התעתיקים העיקרי ומעובד שהצטברו באופן מספק תירס המיטו, פיתחנו מעגלי RT-PCR (cRT-PCR) מבוססי אסטרטגיה על ידי שילוב cRT-PCR, RNA 5 ' פוליפהופטואז טיפול, כמותי הכתם הצפוני (RT-qPCR). כשיפור, אסטרטגיה זו כוללת צעד נורמליזציה של RNA כדי למזער את ההשפעה של 5 ' טריפוספט לא יציב.
בפרוטוקול זה, רנ א מיטוכונדריאלי מועשר מטופל מראש על ידי RNA 5 ' פוליפהוספטאז, אשר ממיר 5 ' triphsophate נאה monophosphate. לאחר שעתוק מעגלי ותמלול הפוכה, שני הcdnas הנגזרים מ-5 ' פוליפהוספטאז ' והוא לא מטופל, הם מנורמתים על-ידי ממגורות של תירס 26S בוגרת rRNA, שהיא בעלת מעבד 5 מעובד ואינה רגישה לתוך 5 ' פוליפהוספטאז. לאחר הנורמליזציה, התעתיקים הראשוניים והמעובדים מפלים בהשוואת מוצרי cRT-PCR ו-RT-qPCR המתקבלים מתוך RNAs המטופל ושאינו מטופל. התמליל נקבע על ידי שיבוט ורצף של מוצרי cRT-PCR, ולאחר מכן מאומת על ידי הכתם הצפוני.
על ידי שימוש באסטרטגיה זו, רוב התעתיקים של המצב היציב ביותר של תירס מיטוכונטרלון נקבעו. בשל דפוס התעתיק המסובך של כמה גנים מיטוכונדריאלי, לא הובחנו ו/או מופו מספר תעתיקים של מצבים יציבים, למרות שזוהו בכתם הצפוני. אנחנו לא בטוחים אם אסטרטגיה זו מתאימה להפלות ולמפות את התעתיקים של המצב היציב במיטוהצמחים או בפלסטלינה.

הערכה של יעילות מיטוכונדריזה של RNA
במחקר קודם, שניהם RNAs הכולל ומיטוכונדריאלי שימשו עבור מיפוי cRT-PCR של תעתיק מיטוכונדריאלי termini ב arabidopsis (arabidopsis thaliana), ושני סוגים של rnas נתן תוצאות מיפוי דומה12. בתחילה, השתמשנו ג...

Watch this Scientific Journal Video about Discrimintion and Mapping of the Primary and Processed Transcripts in Maize Mitochondrion Using a Circular RT-PCR-based Strategy at JoVE.com

Discrimintion and Mapping of the Primary and Processed Transcripts in Maize Mitochondrion Using a Circular RT-PCR-based Strategy

דיסקציה ומיפוי של התעתיקים הראשוניים והמעובדים בתירס מיטוכונטריון שימוש באסטרטגיה מעגלית-PCR המבוססת על מעגלי

אנו מציגים אסטרטגיה מבוססת RT-PCR על-ידי שילוב מעגלי RT-PCR, כמותי RT-PCR, RNA 5 ' פוליפהוספטאז-טיפול, ואת הכתם הצפוני. פרוטוקול זה כולל שלב נורמליזציה כדי למזער את השפעתה של 5 ' טריפוספט לא יציב, והוא מתאים להפלות ולמיפוי התעתיקים הראשוניים והמעובדים שהצטברו באופן בלתי נשכח במיטוכונמיטוייז.

In plant mitochondria, some steady-state transcripts have 5&#39; triphosphate derived from transcription initiation (primary transcripts), while the ...

פרוטוקול זה משמש למיפוי ואפליה של התמלילים העיקריים והמעובדים במיטוכונדריה תירס. טכניקה זו כוללת צעד נורמליזציה של RNA והיא ממזערת את ההשפעה של חמישה טריפוספטים ראשוניים לא יציבים המעכבים אפליה ברורה בין התמלילים הראשיים והמעובדים. מלבד מיטוכונדריה תירס, שיטה זו יכולה להיות מיושמת על plastids ומיטוכונדריה צמח אחרים.התחל על ידי איסוף 20 גרם של גרעינים פיתוח לתוך צינור 50 מיליליטר על קרח. מעבירים את הגרעינים למרגמה מקוררת מראש ומוסיפים 10 עד 20 מיליליטר של חיץ מיצוי קר כקרח. טוחנים את הגרעינים לחלוטין, מוסיפים מאגר מיצוי נוסף ומסננים את רקמת הקרקע דרך שתי שכבות של בד מסנן.צנטריפוגה לסינון ב 8, 000 פעמים G במשך 10 דקות. ואז להעביר את העל טבעי לצינור חדש ולהשליך את הסינון. צנטריפוגה הצינור ב 20, 000 פעמים G במשך 10 דקות.יוצקים את supernatant ולהשעות מחדש את גלולה בשישה מיליליטר של חיץ לשטוף. עליות ההשעיה לתוך חמישה צינורות 1.5 מיליליטר RNase חינם צנטריפוגה אותם ב 14, 000 פעמים G במשך חמש דקות. השליכו את העל-טבעי והקפיאו את גלולת המיטוכונדריה בחנקן נוזלי.יש לחלץ RNA מיטוכונדריאלי באמצעות רייגנטים מסחריים בהתאם להוראות היצרן ולהגדיר טיפול RNA חמישה פוליפוספטזה מעולה. לאחר מכן, לשחזר את RNA עם ערכת טיהור RNA. הריג'נט המשמש לחילוץ רנ"א מסוכן.תמיד לעבוד עם זה ברדס אדים ותמיד ללבוש חלוק מעבדה וכפפות. הכינו שתי תגובות מעגליות באמצעות אותן כמויות של חמישה פוליפוספטזה ראשוניים שטופלו ו-RNA מיטוכונדריאלי שאינו מטופל. דגירה שתי התגובות ב 16 מעלות צלזיוס במשך 12 עד 16 שעות ולאחר מכן לשחזר את RNA עצמית קשירה עם ערכת טיהור RNA בשימוש בעבר.התחל על ידי הכנת תערובת פריימר עם יחס שווה של 26 SCRT ועד שבעה פריימרים שעתוק הפוך אחרים. להרכיב שתי מערכות תגובת שעתוק הפוכות על פי הוראות כתב היד ולהדיגר אותם ב 42 מעלות צלזיוס במשך 50 דקות. כדי לנרמל את ה- cDNA, הכן שתי תגובות PCR עם אותו נפח של cDNA מחמשת הפוליפוספטזה העיקריות שטופלו או לא טופלו של RNA ולהפעיל את התגובה תחת תנאי התרמוצ'ילי המתוארים בכתב היד.נורמליזציה על ידי rRNA בוגרת 26S הוא צעד מפתח להפלות בין התעתיקים הראשיים והמעובדים. השווה את השפע של שני מוצרי PCR ובהכרחי, מטב את הנורמליזציה על-ידי התאמת כמויות ה- cDNA של התבנית. הכינו זוגות של תגובות PCR עם כרכים מתאימים של cDNA מנורמל וזוג פריימרים שונים כמו בחמישה ראשוניים עד שלושה צומת הממשלה של תעתיקי היעד ולבצע PCR על פי הוראות כתב היד.לאחר מכן, השתמש בערכת שחזור DNA ג'ל כדי לבודד את הרצועות הבולטות המוגברות על ידי PCR מקונן. לשכפל את מוצרי PCR מטוהרים ג'ל לתוך וקטור באמצעות טכניקות סטנדרטיות ולבצע PCR המושבה כדי לבחור שיבוטים חיוביים המכילים את היעד מוסיף. רצף מוצרי PCR וליישר את נתוני הרצף עם הגנום המיטוכונדריאלי תירס באמצעות כלי חיפוש יישור מקומי בסיסי או BLAST.בחר את אוסף הנוקלאוטיד של תירס האורגניזם וחפש במסד הנתונים. מצא את חמשת הצומתים המובילים עד שלושה של התמליל המעגלי וקבע את עמדות חמשת התעתיקים המובילים ושלושת התעתיקים. להגביר את שבר ה-DNA המשמש להכנת בדיקה RNA ולשכפל אותו לווקטור בשימוש בעבר המכיל מקדם T7, 17 זוגות בסיס במעלה הזרם של אתר הכניסה.תווית בדיקות RNA עם dig-11-UTP ולבצע הכלאה RNA באמצעות ערכות מסחריות. הפלה את חמשת הקצוות הראשוניים והמעובדים על ידי השוואת מוצרי RT-PCR המעגליים המתקבלים מחמשת הפוליספטזה העיקריים המנורמלים שטופלו ולא טופלו ב- RNA. לאחר מכן, תכנן פריימרים כמותיים של RT-PCR בהתבסס על תוצאות המיפוי ואמת את תוצאות האפליה באמצעות RT-PCR.הגן COX-2 שימש כדוגמה להדגמת המיפוי והאפליה של תעתיקי מיטוכונדריה תירס עם האסטרטגיה המעגלית מבוססת RT-PCR. CDNA של מנורמל שימשו תבניות עבור PCR, אשר הביא שתי להקות בולטות מוגברת מתוך חמשת מדגם פוליפוספטזה הממשלה מטופלים. שתי הלהקות נקראו COX-2 אחת ושתיים התאוששו מהסם ושכפלו לווקטורים.תוצאות PCR המושבה הראו כי שיבוטים חיוביים מכילים מוסיף עם גודל משתנה אשר מרמז כי termini יש הטרוגניות חמש פריים או שלושה טרמיני הממשלה. תוצאות הרצף הראו כי COX-2 אחד ושניים יש את אותם שלושה קצוות ראשוניים ב 39 נוקלאוטידים במורד הזרם של עצירת codon בעוד חמשת termini הממשלה שלהם ממוקמים ב 992 כדי 1, 030 ו 1, 276 כדי 1, 283 נוקלאוטידים במעלה הזרם של קודון ההתחלה, בהתאמה. היברידיות כתם ג'ל RNA בוצעה כדי לאמת את תוצאות מיפוי RT-PCR מעגלי ושתי להקות עיקריות עם גדלים דומים COX-2 אחד ושניים זוהו.זוג פריימרים שונים נוספים תוכננו להגביר את ה-COX-2 שלוש וארבע להקות שזוהו עם כתם ג'ל RNA אך לא עם RT-PCR מעגלי בפעם הראשונה. תוצאות RT-PCR הכמותיות אישרו כי COX-2 אחד, שתיים, שלוש וארבע היו רגישים לחמישה פוליפוספטזה עיקרית ושעבורם חמישה טרמיני ראשוניים ראשוניים. ניתן לבצע ניתוח הרחבת פריימר כדי לאמת את חמש תוצאות המיפוי העיקריות למרות שהוא אינו כלול בפרוטוקול זה.

Research

JoVE Journal

Genetics

Detection of Copy Number Alterations Using Single Cell Sequencing

איתור של שינוי מספר העתקה באמצעות רצף תא יחיד

Detection of genomic changes at single cell resolution is important for characterizing genetic heterogeneity and evolution in normal tissues, cancers, and ...

QTL Mapping and CRISPR/Cas9 Editing to Identify a Drug Resistance Gene in Toxoplasma gondii

QTL Mapping and CRISPR/Cas9 Editing to Identify a Drug Resistance Gene in Toxoplasma gondii

מיפוי QTL ו CRISPR / Cas9 עריכה לזהות ג &#39;ין ההתנגדות התרופה ב<em&gt; Toxoplasma gondii</em

Scientific knowledge is intrinsically linked to available technologies and methods. This article will present two methods that allowed for the ...

Mapping RNA-RNA Interactions Globally Using Biotinylated Psoralen

מיפוי RNA-RNA אינטראקציות גלובלי באמצעות Psoralen Biotinylated

Knowing how RNAs interact with themselves and with others is key to understanding RNA based gene regulation in the cell. While examples of RNA-RNA ...

Mapping Genome-wide Accessible Chromatin in Primary Human T Lymphocytes by ATAC-Seq

מיפוי הגנום כולו נגיש כרומטין של לימפוציטים מסוג T אנושי ראשוני על ידי האטא ק-Seq

Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high-throughput sequencing (ATAC-seq) is a method used for the identification of open (accessible) regions ...

CRISPR/Cas9-mediated Targeted Integration In Vivo Using a Homology-mediated End Joining-based Strategy

CRISPR/Cas9-mediated Targeted Integration In Vivo Using a Homology-mediated End Joining-based Strategy

CRISPR/Cas9-מתווכת אינטגרציה יישוב In Vivo באמצעות אסטרטגיה מבוסס על הצטרפות סוף בתיווך הומולוגיה

As a promising genome editing platform, the CRISPR/Cas9 system has great potential for efficient genetic manipulation, especially for targeted integration ...

Adapting 3' Rapid Amplification of CDNA Ends to Map Transcripts in Cancer

התאמת 3' הגברה מהירה של CDNA מסתיים למפות תעתיקים של סרטן

Maturation of eukaryotic mRNAs involves 3&#39; end formation, which involves the addition of a poly(A) tail. In order to map the 3&#39; end of a gene, the ...

High-throughput Identification of Gene Regulatory Sequences Using Next-generation Sequencing of Circular Chromosome Conformation Capture (4C-seq)

High-throughput Identification of Gene Regulatory Sequences Using Next-generation Sequencing of Circular Chromosome Conformation Capture 4C-seq

זיהוי תפוקה גבוהה של ג'ין רצפים תקינה באמצעות רצף הדור הבא של כרומוזום מעגלי קונפורמציה ללכוד (4C-seq)

The identification of regulatory elements for a given target gene poses a significant technical challenge owing to the variability in the positioning and ...

Using Ustilago maydis as a Trojan Horse for In Situ Delivery of Maize Proteins

Using Ustilago maydis as a Trojan Horse for In Situ Delivery of Maize Proteins

בעזרת פחמון זקן התירס כמו סוס טרויאני ב באתרו משלוח של תירס חלבונים

Inspired by Homer&#180;s Trojan horse myth, we engineered the maize pathogen Ustilago maydis to deliver secreted proteins into the maize apoplast ...

Using In Vitro and In-cell SHAPE to Investigate Small Molecule Induced Pre-mRNA Structural Changes

שימוש בחוץ גופית וצורה בתא לחקור מולקולה קטנה המושרה שינויים מבניים Pre-mRNA

In the process of drug development of RNA-targeting small molecules, elucidating the structural changes upon their interactions with target RNA sequences ...

Characterizing Histone Post-translational Modification Alterations in Yeast Neurodegenerative Proteinopathy Models

אפיון שינויים Post-translational שינוי היסטון במודלים ניווניות Proteinopathy שמרים

Neurodegenerative diseases, such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and Parkinson&#39;s disease (PD), cause the loss of hundreds of thousands of lives ...