Name: transcriptome-wide profiling of protein-rna interactions by cross-linking and immunoprecipitation mediated by flag-biotin tandem purification
Uploaded: 2020-05-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Transcriptome-Wide Profiling of Protein-RNA Interactions by Cross-Linking and Immunoprecipitation Mediated by FLAG-Biotin Tandem Purification at JoVE.com

Die Stipendien werden vom National Basic Research Program of China (2017YFA0504204, 2018YFA0107604), der National Natural Science Foundation of China (31630095) und dem Center for Life Sciences der Tsinghua University unterstützt.

1. Zelllinienbau
<ol><li>Klonen Sie das gen von Interesse in einem PiggyBac Vektor pPiggyBac-FLAG-bio-[cDNA von Interesse]-(Hygromycin-resistent) Plasmid, das ein FLAG-Biotin-Epitop13,21 trägt, um ein FLAG-Biotin-Tag geschmolzenes RBP (FBRBP) auszudrücken.</li>
	<li>Kotranssekte den FB-RBP-Exezierenden Vektor mit dem pBase-Vektor in eine Zelllinie, die das BirA-Enzym22exzisiert. HINWEIS: In dieser St...

<ol>
	<li>Kim, B., Jeong, K., Kim, V. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+Mapping+of+DROSHA+Cleavage+Sites+on+Primary+MicroRNAs+and+Noncanonical+Substrates.">Genome-wide Mapping of DROSHA Cleavage Sites on Primary MicroRNAs and Noncanonical Substrates.</a> Molecular Cell. 66 (2), 258-269 (2017).</li><li>Guallar, 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=RNA-dependent+chromatin+targeting+of+TET2+for+endogenous+retrovirus+control+in+pluripotent+stem+cells.">RNA-dependent chromatin targeting of TET2 for endogenous retrovirus control in pluripotent stem cells.</a> Nature Genetics. 50 (3), 443-451 (2018).</li><li>Holmqvist, E., Li, L., Bischler, T., Barquist, L., Vogel, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+Maps+of+ProQ+Binding+In+Vivo+Reveal+Target+Recognition+via+RNA+Structure+and+Stability+Control+at+mRNA+3'+Ends.">Global Maps of ProQ Binding In Vivo Reveal Target Recognition via RNA Structure and Stability Control at mRNA 3' Ends.</a> Molecular Cell. 70 (5), 971-982 (2018).</li><li>Wei, C., 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=RBFox2+Binds+Nascent+RNA+to+Globally+Regulate+Polycomb+Complex+2+Targeting+in+Mammalian+Genomes.">RBFox2 Binds Nascent RNA to Globally Regulate Polycomb Complex 2 Targeting in Mammalian Genomes.</a> Molecular Cell. 62 (6), 875-889 (2016).</li><li>Kim, D. 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=Activation+of+PARP-1+by+snoRNAs+Controls+Ribosome+Biogenesis+and+Cell+Growth+via+the+RNA+Helicase+DDX21.">Activation of PARP-1 by snoRNAs Controls Ribosome Biogenesis and Cell Growth via the RNA Helicase DDX21.</a> Molecular Cell. 75 (6), 1270-1285 (2019).</li><li>Yao, R. W., 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=Nascent+Pre-rRNA+Sorting+via+Phase+Separation+Drives+the+Assembly+of+Dense+Fibrillar+Components+in+the+Human+Nucleolus.">Nascent Pre-rRNA Sorting via Phase Separation Drives the Assembly of Dense Fibrillar Components in the Human Nucleolus.</a> Molecular Cell. 76 (5), 767-783 (2019).</li><li>Licatalosi, D. 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=HITS-CLIP+yields+genome-wide+insights+into+brain+alternative+RNA+processing.">HITS-CLIP yields genome-wide insights into brain alternative RNA processing.</a> Nature. 456 (7221), 464-469 (2008).</li><li>Moore, M. J., 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=Mapping+Argonaute+and+conventional+RNA-binding+protein+interactions+with+RNA+at+single-nucleotide+resolution+using+HITS-CLIP+and+CIMS+analysis.">Mapping Argonaute and conventional RNA-binding protein interactions with RNA at single-nucleotide resolution using HITS-CLIP and CIMS analysis.</a> Nature Protocols. 9 (2), 263-293 (2014).</li><li>Konig, J., 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=iCLIP--transcriptome-wide+mapping+of+protein-RNA+interactions+with+individual+nucleotide+resolution.">iCLIP--transcriptome-wide mapping of protein-RNA interactions with individual nucleotide resolution.</a> Journal of Visualized Experiments. (50), e2638 (2011).</li><li>Zarnegar, B. J., 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=irCLIP+platform+for+efficient+characterization+of+protein-RNA+interactions.">irCLIP platform for efficient characterization of protein-RNA interactions.</a> Nature Methods. 13 (6), 489-492 (2016).</li><li>Van Nostrand, E. L., 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=Robust+transcriptome-wide+discovery+of+RNA-binding+protein+binding+sites+with+enhanced+CLIP+(eCLIP).">Robust transcriptome-wide discovery of RNA-binding protein binding sites with enhanced CLIP (eCLIP).</a> Nature Methods. 13 (6), 508-514 (2016).</li><li>Hafner, 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=PAR-CliP--a+method+to+identify+transcriptome-wide+the+binding+sites+of+RNA+binding+proteins.">PAR-CliP--a method to identify transcriptome-wide the binding sites of RNA binding proteins.</a> Journal of Visualized Experiments. (41), e2034 (2010).</li><li>de Boer, 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=Efficient+biotinylation+and+single-step+purification+of+tagged+transcription+factors+in+mammalian+cells+and+transgenic+mice.">Efficient biotinylation and single-step purification of tagged transcription factors in mammalian cells and transgenic mice.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 100 (13), 7480-7485 (2003).</li><li>Bi, X., 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=RNA+Targets+Ribogenesis+Factor+WDR43+to+Chromatin+for+Transcription+and+Pluripotency+Control.">RNA Targets Ribogenesis Factor WDR43 to Chromatin for Transcription and Pluripotency Control.</a> Molecular Cell. 75 (1), 102-116 (2019).</li><li>Heo, I., 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=TUT4+in+concert+with+Lin28+suppresses+microRNA+biogenesis+through+pre-microRNA+uridylation.">TUT4 in concert with Lin28 suppresses microRNA biogenesis through pre-microRNA uridylation.</a> Cell. 138 (4), 696-708 (2009).</li><li>Cho, J., 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=LIN28A+Is+a+Suppressor+of+ER-Associated+Translation+in+Embryonic+Stem+Cells.">LIN28A Is a Suppressor of ER-Associated Translation in Embryonic Stem Cells.</a> Cell. 151 (4), 765-777 (2012).</li><li>Yu, J., 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=Induced+pluripotent+stem+cell+lines+derived+from+human+somatic+cells.">Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells.</a> Science. 318 (5858), 1917-1920 (2007).</li><li>Zhao, C., 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=Tissue+specific+roles+for+the+ribosome+biogenesis+factor+Wdr43+in+zebrafish+development.">Tissue specific roles for the ribosome biogenesis factor Wdr43 in zebrafish development.</a> PLoS Genetics. 10 (1), 1004074 (2014).</li><li>Wilbert, M. L., 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=LIN28+binds+messenger+RNAs+at+GGAGA+motifs+and+regulates+splicing+factor+abundance.">LIN28 binds messenger RNAs at GGAGA motifs and regulates splicing factor abundance.</a> Molecular Cell. 48 (2), 195-206 (2012).</li><li>Hunziker, 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=UtpA+and+UtpB+chaperone+nascent+pre-ribosomal+RNA+and+U3+snoRNA+to+initiate+eukaryotic+ribosome+assembly.">UtpA and UtpB chaperone nascent pre-ribosomal RNA and U3 snoRNA to initiate eukaryotic ribosome assembly.</a> Nature Communications. 7, 12090 (2016).</li><li>Kim, J., Cantor, A. B., Orkin, S. H., Wang, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+in+vivo+biotinylation+to+study+protein-protein+and+protein-DNA+interactions+in+mouse+embryonic+stem+cells.">Use of in vivo biotinylation to study protein-protein and protein-DNA interactions in mouse embryonic stem cells.</a> Nature Protocols. 4 (4), 506-517 (2009).</li><li>Li, Z., Michael, I. P., Zhou, D., Nagy, A., Rini, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+piggyBac+transposon-based+mammalian+cell+expression+system+for+inducible+protein+production.">Simple piggyBac transposon-based mammalian cell expression system for inducible protein production.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (13), 5004-5009 (2013).</li><li>Hnasko, T. S., Hnasko, R. 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+Western+Blot.">The Western Blot.</a> Methods in Molecular Biology. 1318, 87-96 (2015).</li><li>Aktas, 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=DHX9+suppresses+RNA+processing+defects+originating+from+the+Alu+invasion+of+the+human+genome.">DHX9 suppresses RNA processing defects originating from the Alu invasion of the human genome.</a> Nature. 544 (7648), 115-119 (2017).</li><li>Xu, 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=Enhanced+Crosslinking+Immunoprecipitation+(eCLIP)+Method+for+Efficient+Identification+of+Protein-bound+RNA+in+Mouse+Testis.">Enhanced Crosslinking Immunoprecipitation (eCLIP) Method for Efficient Identification of Protein-bound RNA in Mouse Testis.</a> Journal of Visualized Experiments. (147), e59681 (2019).</li></ol>

Hier stellen wir eine modifizierte CLIP-seq-Methode namens FbioCLIP-seq vor, bei der das FLAG-Biotin-Doppel-Tagging-System für die Tandemreinigung von Protein-RNA-Komplexen genutzt wird. Das FLAG-Biotin-Doppel-Tagging-System hat sich als leistungsfähig bei der Identifizierung von Protein-Protein- und Protein-DNA-Wechselwirkungen13,21erwiesen. Hier zeigen wir die hohe Spezifität und den Komfort dieses Systems bei der Identifizierung der RNAs, die mit...

RNAs und RNA-bindende Proteine (RBPs) steuern verschiedene zelluläre Prozesse, einschließlich Spleißen, Translation, Ribosomenbiogenese, epigenetische Regulation und Zellschicksalübergang1,2,3,4,5,6. Die empfindlichen Mechanismen dieser Prozesse hängen von der einzigartigen räumlichen und zeitlichen Anordnung von RNAs und RBPs ab. Daher besteht ein wichtiger Schritt zum Verständnis der RNA-Regulierung auf molekularer Ebene darin, die Positionsinformationen über die Bindungsstellen von RBPs aufzudecken.
Eine Strategie, die als Vernetzung und Immunpräzipation (CLIP-seq) bezeichnet wird, wurde entwickelt, um Protein-RNA-Wechselwirkungen mit UV-Vernetzung zu erfassen, gefolgt von Immunpräzipitation des von Interesse sindden Proteins7. Das Hauptmerkmal der Methodik ist die Induktion kovalenter Querverbindungen zwischen einem RNA-bindenden Protein und seinen direkt gebundenen RNA-Molekülen (innerhalb von 1 ° ) durch UV-Bestrahlung8. Die RBP-Footprints können durch CLIP-Tag-Clustering und Peak-Calling bestimmt werden, die in der Regel eine Auflösung von 30 bis 60 nt haben. Alternativ kann der umgekehrte Transkriptionsschritt von CLIP zu Indels (Einfügungen oder Deletionen) oder Substitutionen an den Vernetzungsstellen führen, was die Identifizierung von Proteinbindungsstellen auf den RNAs bei einer Einzigennukleotid-Auflösung ermöglicht. Für die Analyse der High-Throughput-Sequenzierungsergebnisse von CLIP-seq8wurden Pipelines wie Novoalign und CIMS entwickelt. Mehrere modifizierte CLIP-seq-Methoden wurden ebenfalls vorgeschlagen, darunter die Vernetzung der Individualnukleotid-Auflösung und die Immunpräzipation (iCLIP), verbesserte CLIP (eCLIP), irCLIP und photoaktivierbare ribonukleosidverstärkte Vernetzung und Immunpräzipation (PAR-CLIP)9,10,11,12.
Trotz des breiten Einsatzes traditioneller CLIP-Seq-Methoden bei der Untersuchung von RBPs haben die CLIP-Methoden mehrere Nachteile. Erstens kann das mühsamde denaturierte Gelelektrophorese- und Membrantransferverfahren zu Informationsverlust führen und zu einer begrenzten Sequenzkomplexität führen. Zweitens kann die proteinspezifische CLIP-Methode einen Proteinkomplex anstelle eines einzelnen Zielproteins nach unten ziehen, was zu falsch positiven Protein-RNA-Wechselwirkungen aus den korifizierten RBPs führen kann. Drittens erfordert die Antikörper-basierte Strategie eine große Menge an hochwertigen Antikörpern, was die Anwendung dieser Methoden für die Untersuchung von RBPs ohne hochwertige Antikörper unzureichend macht. Viertens erfordert die traditionelle CLIP-Methode radioaktiv markierte ATP, um die proteingebundenen RNAs zu kennzeichnen.
Die hohe Affinität von Streptavidin zu biotinylierten Proteinen macht es zu einem sehr leistungsfähigen Ansatz, um bestimmte Proteine oder Proteinkomplexe zu reinigen. Die effiziente Biotinylierung von Proteinen, die eine künstliche Peptidsequenz durch ektopisch exprimierte bakterielle BirA-Biotinligase in Säugetierzellen tragen, macht es zu einer effizienten Strategie, Biotinreinigung in vivo13durchzuführen. Wir entwickelten eine modifizierte CLIP-seq-Methode namens FbioCLIP-seq (FLAG-Biotin-mediated Cross-linking and Immunoprecipitation followed by high-throughput sequencing) using FLAG-biotin tag tandem purification14 (Abbildung 1). Durch Tandemreinigung und strenge Waschbedingungen werden fast alle interagierenden RBPs entfernt (Abbildung 2). Die strengen Waschbedingungen ermöglichen auch die Umgehung des arbeitsintensiven und technisch anspruchsvollen SDS-PAGE- und Membrantransfers. Und ähnlich wie eCLIP und irCLIP ist die FbioCLIP-seq Methode isotopfrei. Das Überspringen der Gellauf- und Übertragungsschritte vermeidet den Verlust von Informationen, hält authentische Protein-RNA-Interaktionen intakt und erhöht die Bibliothekskomplexität. Darüber hinaus ist es durch die hohe Effizienz des Kennzeichnungssystems eine gute Wahl für RBPs ohne hochwertige Antikörper.
Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Beschreibung des FbioCLIP-seq Protokolls für Säugetierzellen. Kurz gesagt, die Zellen sind durch 254 nm UV vernetzt, gefolgt von Zelllyse und FLAG-Immunpräzipitation (FLAG-IP). Als nächstes werden die Protein-RNA-Komplexe durch Biotin-Affinitätserfassung weiter gereinigt und RNAs durch partielle Verdauung mit MNase fragmentiert. Dann wird die proteingebundene RNA dephosphoryliert und mit einem 3'-Linker ligiert. Ein 5'-RNA-Linker wird hinzugefügt, nachdem die RNA mit PNK phosphoryliert und durch Proteinase-K-Verdauung eluiert wurde. Nach umgekehrter Transkription werden die proteingebundenen RNA-Signale durch PCR verstärkt und durch Agarose-Gel-Reinigung gereinigt. Zwei RBPs wurden ausgewählt, um das FbioCLIP-seq-Ergebnis zu veranschaulichen. LIN28 ist ein gut charakterisiertes RNA-bindendes Protein, das an der mikroRNA-Reifung, Proteintranslation und Zellreprogrammierung beteiligt ist15,16,17. WDR43 ist ein WD40 domänenhaltiges Protein, das die Ribosomenbiogenese, die eukaryotische Transkription und die embryonale Stammzell-Pluripotenzkontrolle14,18koordiniert. In Übereinstimmung mit den zuvor berichteten Ergebnissen für LIN28 mit CLIP-seq zeigt FbioCLIP-seq Bindungsstellen von LIN28 auf "GGAG"-Motiven in den microRNA mir-let7g und mRNAs16,19 (Abbildung 3). WDR43 FbioCLIP-seq identifizierte auch die verbindliche Präferenz von WDR43 mit 5' externen transkribierten Abstandshaltern (5'-ETS) von Pre-rRNAs20 (Abbildung 4). Diese Ergebnisse bestätigen die Zuverlässigkeit der FbioCLIP-seq-Methode.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV crosslinker</td>
			<td>UVP</td>
			<td>HL-2000 HybrilLinker</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Affinity Purification Beads</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ANTI-FLAG beads</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A2220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Streptavidin beads</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>112.06D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10x PBS</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>70013032</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 M NaOAc</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>AM9740</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 x FLAG peptide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F4799</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ATP</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A6559</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium chloride (CaCl2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C1016</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CIP</td>
			<td>NEB</td>
			<td>M0290S</td>
			<td>CIP buffer is in the same package.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DTT</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D0632</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E9884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E3889</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel purification kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>28704</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycogen</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>AM9510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium chloride (MgCl2)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>449172</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MNase</td>
			<td>NEB</td>
			<td>M0247S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NP-40</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>M158-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PMSF</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>10837091001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porteinase K</td>
			<td>TAKARA</td>
			<td>9033</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease inhibitor cocktail</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P8340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q5 High-Fidelity 2X Master Mix</td>
			<td>NEB</td>
			<td>0492S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>reverse trancriptase (SupperScriptIII)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>18080093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNA isolation reagent (Trizol)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15596018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase Inhibitor</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>EO0381</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNaseOUT</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10777019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RQ1 Dnase</td>
			<td>Promega</td>
			<td>M6101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>1614363</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9888</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium deoxycholate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D6750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T4 PNK</td>
			<td>NEB</td>
			<td>M0201S</td>
			<td>PNK buffer is in the same package.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T4 RNA ligaes</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>EL0021</td>
			<td>T4 RNA ligase buffer and BSA are in the same package.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T4 RNA ligase2, truncated</td>
			<td>NEB</td>
			<td>M0242S</td>
			<td>T4 RNA ligase buffer and 50% PEG are in the same package.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>25200072</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Urea</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>208884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mESC culture medium</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM (80%)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11965126</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-Mercaptoethanol</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>21985023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FCS (15%)</td>
			<td>Hyclone</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamax (1%)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>35050061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LIF</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>purified recombinant protein; 10,000 fold dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEAA (1%)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>11140050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nucleoside mix (1%)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>ES-008-D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin (1%)</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>15140122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kit</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA gel extraction kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>28704</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

transcriptome-wide profiling of protein-rna interactions by cross-linking and immunoprecipitation mediated by flag-biotin tandem purification

RNA- und RNA-bindende Proteine (RBPs) steuern mehrere biologische Prozesse. Die räumliche und zeitliche Anordnung von RNAs und RBPs liegt der heiklen Regulierung dieser Prozesse zugrunde. Eine Strategie namens CLIP-seq (Cross-Linking und Immunprecipitationung) wurde entwickelt, um endogene Protein-RNA-Wechselwirkungen mit UV-Vernetzung mit anschließender Immunpräzipation zu erfassen. Trotz des breiten Einsatzes der konventionellen CLIP-Seq-Methode in der RBP-Studie wird die CLIP-Methode durch die Verfügbarkeit hochwertiger Antikörper, potentieller Verunreinigungen aus den korifizierten RBPs, die Anforderung der Isotopenmanipulation und den potenziellen Informationsverlust während eines mühsamen experimentellen Verfahrens eingeschränkt. Hier beschreiben wir eine modifizierte CLIP-seq-Methode namens FbioCLIP-seq mit der FLAG-Biotin-Tag-Tandemreinigung. Durch Tandemreinigung und strenge Waschbedingungen werden fast alle interagierenden RNA-bindenden Proteine entfernt. Somit werden auch die RNAs, die indirekt durch diese korifizierten RBPs vermittelt werden, reduziert. Unsere FbioCLIP-seq-Methode ermöglicht einen effizienten Nachweis von direkten proteingebundenen RNAs ohne SDS-PAGE- und Membrantransferverfahren in isotop- und proteinspezifischer Antikörperfreiheit.

Die schematische Darstellung der FbioCLIP-seq-Prozedur ist in Abbildung 1dargestellt. Im Vergleich zur FLAG-vermittelten oder streptavidinvermittelten einstufigen Affinitätsreinigung entfernte die FLAG-Biotin-Tandemreinigung fast alle korifizierten Proteine, wodurch die Kontamination indirekter Protein-RNA-Wechselwirkungen vermieden wurde (Abbildung 2). Repräsentative Ergebnisse für FbioCLIP-seq für LIN28 und WDR43 sind in <strong class...

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Transcriptome-Wide Profiling of Protein-RNA Interactions by Cross-Linking and Immunoprecipitation Mediated by FLAG-Biotin Tandem Purification

Hier stellen wir ein modifiziertes CLIP-seq-Protokoll namens FbioCLIP-seq mit FLAG-Biotin-Tandemreinigung vor, um die RNA-Ziele von RNA-bindenden Proteinen (RBPs) in Säugetierzellen zu bestimmen.

Transkriptom-weite Profilierung von Protein-RNA-Wechselwirkungen durch Vernetzung und Immunpräzipitation durch FLAG-Biotin-Tandemreinigung

RNA and RNA-binding proteins (RBPs) control multiple biological processes. The spatial and temporal arrangement of RNAs and RBPs underlies the delicate ...

Nur bindende Proteine steuern mehrere biologische Prozesse. Diese FLAG-Biotin CLIP-seq Methode, um die spezielle und zeitliche Anordnung von RNAs und RBPs in Säugetierzellen global zu profilieren. Diese Methode ermöglicht eine effiziente Detektion von direkten proteingebundenen RNAs ohne SDS-PAGE und die Membranübertragungsverfahren.Im Vergleich zu herkömmlichen CLIP-seq ist isotopfrei und es erfordert keine proteinspezifischen Antikörper. Beginnen Sie damit, etwa 3 Millionen embryonale Mundzellen mit einer 10-Zentimeter-Platte zu beschichten und über Nacht zu inkubieren. Am nächsten Tag das Medium mit einem Vakuum entfernen und die Zellen mit zwei Millilitern 0,25%Trypsin EDTA für zwei Minuten bei Raumtemperatur behandeln.Das Trypsin mit vier Millilitern frischem MESC-Medium ablöschen und die Zellen in ein 15-Milliliter-Zentrifugenrohr übertragen. Dann zentrifugieren Sie sie bei 300 mal G für drei Minuten bei vier Grad Celsius und entfernen Sie den Überstand. Die Zellen in vier Milliliterkaltem PBS aufhängen und zur Vernetzung wieder auf die 10-Zentimeter-Platte übertragen.Strahlen Sie die Zellen mit einem 254 Nanometer UV-Licht aus und übertragen Sie die vernetzten Zellen dann in eine 15-Milliliter-Röhre. Drehen Sie diese Zellen bei 300 mal G für drei Minuten bei vier Grad Celsius, entfernen Sie dann den Überstand und lysen Sie die Zellen mit 500 Mikroliter Puffer A, die nach Manuskriptanweisungen hergestellt werden. Übertragen Sie die Zellen in ein RNAse-freies 1,5-Milliliter-Rohr und bebrüten Sie sie bei vier Grad Celsius mit sanfter Rotation für 30 bis 60 Minuten.Behandeln Sie das Lysat mit 30 Mikroliter DNAse 1 bei 37 Grad Celsius für 10 Minuten. Dann stoppen Sie die Reaktion, indem Sie vier Mikroliter 0,5 Molaren EDTA hinzufügen. Drehen Sie das unlösliche Pellet durch Zentrifugieren bei 12.000 mal G für 20 Minuten bei vier Grad Celsius, und übertragen Sie den Überstand auf ein neues vorgekühltes 1,5-Milliliter-Rohr.Übertragen Sie das Zelllysat in vorausgeglichene FLAG-Perlen, und brüten Sie die Probe bei vier Grad Celsius, während Sie sich für zwei bis vier Stunden drehen. Zentrifugieren Sie nach der Inkubation die Perlen zwei Minuten lang bei 3000 mal G und entfernen Sie den Überstand. Fügen Sie 500 Mikroliter Puffer A in die Probe und inkubiert bei 4 Grad Celsius für fünf Minuten, dann drehen Sie die Perlen und entfernen Sie den Überstand.Wiederholen Sie die Wäsche mit Puffer A, gefolgt von zwei Wäschen mit vorgekühltem Puffer B.To elute mit einem drei X FLAG-Peptid, bereiten Sie die Elutionslösung vor, wie im Textmanuskript beschrieben, und drehen Sie die FLAG-Perlen herunter. Entfernen Sie den Überstand mit einer schmalen Endpipettenspitze und fügen Sie 200 Mikroliter der drei X FLAG Elutionslösung zu jeder Probe hinzu. Inkubieren Sie die Proben für 30 Minuten bei vier Grad Celsius mit sanfter Rotation.Dann drehen Sie die Perlen für zwei Minuten bei 3000 mal G.Transfer die Supernate auf ein frisches Rohr und wiederholen Sie die Elution zweimal. Sparen Sie 5% der Eluenten für western blot analysis oder Silberfärbung, um die Wirksamkeit der FLAG-Immunpräzipitation zu überprüfen. Übertragen Sie die gezogenen Eluenten auf vorbereitete Streptavidinperlen und drehen Sie die Proben sanft bei vier Grad Celsius für ein bis drei Stunden oder über Nacht.Dann sammeln Sie die Perlen auf einem magnetischen Ständer und entfernen Sie den Überstand. Waschen Sie die Perlen zweimal mit 500 Mikroliter Puffer C mit sanfter Rotation für fünf Minuten pro Wäsche. Als nächstes waschen Sie die Perlen zweimal mit 500 Mikroliter Puffer D und zweimal mit 500 Mikrolitereiseis PNK-Puffer, sammeln Sie die Perlen auf dem magnetischen Ständer und entfernen Sie den Überstand zwischen den Waschungen.Um eine partielle RNA-Verdauung durchzuführen, fügen Sie 100 Mikroliter MNA-Lösung zu jeder Probe hinzu und Wirbel auf 37 Grad Celsius mit einem thermischen Mischer für 10 Minuten eingestellt. Sammeln Sie die Perlen mit einem magnetischen Ständer für 30 Sekunden und entfernen Sie den Überstand. Waschen Sie sie dann mit PNK-EDTA-Puffer, Puffer C und PNK-Puffer gemäß Manuskriptanweisungen.Sammeln Sie die Perlen mit dem magnetischen Ständer und entfernen Sie den Puffer. Dann fügen Sie die CIP-Reaktionsmischung hinzu und wirbeln Sie die Perlen bei 37 Grad Celsius mit einem thermischen Mischer für 10 Minuten. Waschen Sie die Perlen schnell zweimal mit 500 MikrolitereisepEDTA-Puffer, gefolgt von zwei Wäschen mit 500 Mikrolitereiskaltem PNK-Puffer.Nach den Wassen 40 Mikroliter dreier Hauptlinkerligationsmischungen zu den Perlen hinzufügen und bei 16 Grad Celsius mit einem Thermomischer drei Stunden oder über Nacht wirbeln. Eine effiziente Ligation des Linkers zu den Verbündeten ist für dieses Experiment von entscheidender Bedeutung. Überprüfen Sie das Reaktionsrohr gelegentlich, um sicherzustellen, dass diese während der Ligation nicht ausfallen.Wiederholen Sie nach der Inkubation die Waschungen mit PNK EDTA- und PNK-Puffern, fügen Sie 40 Mikroliter PNK gemischt in die Perlen und wirbeln Sie sie bei 37 Grad Celsius mit dem Thermomischer für 10 Minuten. Waschen Sie die Perlen mit PNK EDTA- und PNK-Puffern, und fahren Sie dann mit der RNA-Isolierung fort, wie im Textmanuskript beschrieben. Im Vergleich zu FLAG-vermittelten oder Streptavidin vermittelte ein Schritt Affinitätsreinigung, FLAG-Biotin Tandem-Reinigung entfernt fast alle Kern gereinigtproteine, Vermeidung der Kontamination der indirekten Protein-RNA-Wechselwirkungen.LIN28 und WDR43, Fbio CLIP-seq wurde mit Maus embryonalen STEM-Zellen durchgeführt. Insgesamt wurden für LIN28 bzw. WDR43 rund 7,7 Millionen bzw. 2,2 Millionen Eindeutige Lesevorgänge abgerufen. Der Vergleich der Trackansichten zeigt unterschiedliche Bindungsmuster im RN45 Pre-rRNA-Lokus.Die vernetzten Seiten auf dem GGA G Motiv der pre-let7-g RNA von LIN28, Fbio CLIP-seq oder identifiziert. Darüber hinaus wurden angereicherte RNA-Motive in den Bindungsstellen und der Prozentsatz mutierter Nukleotide in verschiedenen Mutationsarten bestimmt. Zeigt, dass LIN28 es vorzieht, an das Gennukleotid zu binden.Nun, um 22:00 Uhr, dieses Protokoll, ist es wichtig, die Wirksamkeit der Immunpräzipitation zu bestätigen, um sicherzustellen, dass das Protein nur Komplexe erfolgreich gereinigt wurden.

Research

JoVE Journal

Genetics

Analysis of the c-KIT Ligand Promoter Using Chromatin Immunoprecipitation

Analyse des c-KIT-Liganden-Promotors unter Verwendung von Chromatin-Immunpräzipitation

Multiple cellular processes, including DNA replication and repair, DNA recombination, and gene expression, require interactions between proteins and DNA. ...

Forschung

Genetik

Investigation of RNA Synthesis Using 5-Bromouridine Labelling and Immunoprecipitation

Untersuchung der RNS-Synthese mit 5-Bromouridine Kennzeichnung und Immunopräzipitation

When steady state RNA levels are compared between two conditions, it is not possible to distinguish whether changes are caused by alterations in ...

Promoter Capture Hi-C: High-resolution, Genome-wide Profiling of Promoter Interactions

Promotor Capture Hallo-c: Hochauflösende, genomweite Profilierung der Promoter Interaktionen

The three-dimensional organization of the genome is linked to its function. For example, regulatory elements such as transcriptional enhancers control the ...

Chromatin Immunoprecipitation of Murine Brown Adipose Tissue

Chromatin Immunopräzipitation der murinen braunen Fettgewebe

Most cellular processes are regulated by transcriptional modulation of specific gene programs. Such modulation is achieved through the combined actions of ...

Multi-locus Variable-number Tandem-repeat Analysis of the Fish-pathogenic Bacterium Yersinia ruckeri by Multiplex PCR and Capillary Electrophoresis

Multi-locus Variable-number Tandem-repeat Analysis of the Fish-pathogenic Bacterium Yersinia ruckeri by Multiplex PCR and Capillary Electrophoresis

Multi-locus Variable-number Tandem-repeat Analyse des Fischpathogenen Bakteriums Yersinia ruckeri durch Multiplex-PCR und Kapillarelektrophorese

Yersinia ruckeri is an important pathogen of farmed salmonids worldwide, but simple tools suitable for epizootiological investigations (infection tracing, ...

CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein-mediated Precise Gene Editing by Tube Electroporation

CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein-vermittelte präzise Genbearbeitung durch Tube Electroporation

Gene editing nucleases, represented by CRISPR-associated protein 9 (Cas9), are becoming mainstream tools in biomedical research. Successful delivery of ...

An Assay for Quantifying Protein-RNA Binding in Bacteria

Ein Assay zur Quantifizierung der Protein-RNA-Bindung in Bakterien

In the initiation step of protein translation, the ribosome binds to the initiation region of the mRNA. Translation initiation can be blocked by binding ...

Identification of Footprints of RNA:Protein Complexes via RNA Immunoprecipitation in Tandem Followed by Sequencing (RIPiT-Seq)

Identification of Footprints of RNA:Protein Complexes via RNA Immunoprecipitation in Tandem Followed by Sequencing RIPiT-Seq

Identifizierung von Fußabdrücken von RNA:Protein-Komplexe über RNA-Immunpräzipitation im Tandem gefolgt von Sequenzierung (RIPiT-Seq)

RNA immunoprecipitation in tandem (RIPiT) is a method for enriching RNA footprints of a pair of proteins within an RNA:protein (RNP) complex. RIPiT ...

Transforming, Genome Editing and Phenotyping the Nitrogen-fixing Tropical Cannabaceae Tree Parasponia andersonii

Transforming, Genome Editing and Phenotyping the Nitrogen-fixing Tropical Cannabaceae Tree Parasponia andersonii

Transforming, GenomEditing und Phenotypisierung der Stickstoff-fixierenden tropischen Cannabaceae Baum Parasponia andersonii

Parasponia andersonii is a fast-growing tropical tree that belongs to the Cannabis family (Cannabaceae). Together with 4 additional species, it forms the ...