Name: using the e1a minigene tool to study mrna splicing changes
Uploaded: 2021-04-22T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Using the E1A Minigene Tool to Study mRNA Splicing Changes at JoVE.com

We danken Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP, via Grant Temático 2017/03489-1 aan JK en fellowship aan FLB 2018/05350-3) en de Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico (CNPq) voor de financiering van dit onderzoek. We willen dr. Adrian Krainer bedanken voor het leveren van de pMTE1A plasmide en Zerler en collega's voor hun werk in het klonen van E1A. We danken ook Prof. Dr. Patrícia Moriel, Prof. Dr. Wanda Pereira Almeida, Prof. Dr. Marcelo Lancellotti en Prof. Dr. Karina Kogo Cogo Müller om ons in staat te stellen hun laboratoriumruimte en apparatuur te gebruiken.

1. Plating cellen
OPMERKING: In dit beschreven protocol werden HEK293 stabiele cellijnen, eerder gegenereerd voor stabiele inductieve expressie van Nek4, gebruikt21, maar hetzelfde protocol is geschikt voor veel andere cellijnen, zoals HEK29322, HeLa23,24,25,26, U-2 OS27, COS728</...

<ol>
	<li>Ule, J., Blencowe, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternative+Splicing+Regulatory+Networks:+Functions,+Mechanisms,+and+Evolution.">Alternative Splicing Regulatory Networks: Functions, Mechanisms, and Evolution.</a> Molecular Cell. 76 (2), 329-345 (2019).</li><li>Pan, Q., Shai, O., Lee, L. J., Frey, B. J., Blencowe, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deep+surveying+of+alternative+splicing+complexity+in+the+human+transcriptome+by+high-throughput+sequencing.">Deep surveying of alternative splicing complexity in the human transcriptome by high-throughput sequencing.</a> Nature Genetics. 40 (12), 1413-1415 (2008).</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 (7280), 457-463 (2010).</li><li>Stamm, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signals+and+their+transduction+pathways+regulating+alternative+splicing:+a+new+dimension+of+the+human+genome.">Signals and their transduction pathways regulating alternative splicing: a new dimension of the human genome.</a> Human Molecular Genetics. 11 (20), 2409-2416 (2002).</li><li>Kornblihtt, A. R., 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=Alternative+splicing:+a+pivotal+step+between+eukaryotic+transcription+and+translation.">Alternative splicing: a pivotal step between eukaryotic transcription and translation.</a> Nature Reviews Molecular Cell Biology. 14 (3), 153-165 (2013).</li><li>Zhong, X. -. Y., Ding, J. -. H., Adams, J. A., Ghosh, G., Fu, X. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+SR+protein+phosphorylation+and+alternative+splicing+by+modulating+kinetic+interactions+of+SRPK1+with+molecular+chaperones.">Regulation of SR protein phosphorylation and alternative splicing by modulating kinetic interactions of SRPK1 with molecular chaperones.</a> Genes &amp; Development. 23 (4), 482-495 (2009).</li><li>Misteli, T., C&#225;ceres, J. F., Clement, J. Q., Krainer, A. R., Wilkinson, M. F., Spector, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serine+Phosphorylation+of+SR+Proteins+Is+Required+for+Their+Recruitment+to+Sites+of+Transcription+In+Vivo.">Serine Phosphorylation of SR Proteins Is Required for Their Recruitment to Sites of Transcription In Vivo.</a> Journal of Cell Biology. 143 (2), 297-307 (1998).</li><li>Kanopka, 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=Regulation+of+adenovirus+alternative+RNA+splicing+by+dephosphorylation+of+SR+proteins.">Regulation of adenovirus alternative RNA splicing by dephosphorylation of SR proteins.</a> Nature. 393 (6681), 185-187 (1998).</li><li>Anufrieva, K. 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=Therapy-induced+stress+response+is+associated+with+downregulation+of+pre-mRNA+splicing+in+cancer+cells.">Therapy-induced stress response is associated with downregulation of pre-mRNA splicing in cancer cells.</a> Genome Medicine. 10 (1), 49 (2018).</li><li>Shultz, J. 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=SRSF1+Regulates+the+Alternative+Splicing+of+Caspase+9+Via+A+Novel+Intronic+Splicing+Enhancer+Affecting+the+Chemotherapeutic+Sensitivity+of+Non-Small+Cell+Lung+Cancer+Cells.">SRSF1 Regulates the Alternative Splicing of Caspase 9 Via A Novel Intronic Splicing Enhancer Affecting the Chemotherapeutic Sensitivity of Non-Small Cell Lung Cancer Cells.</a> Molecular Cancer Research. 9 (7), 889-900 (2011).</li><li>Gabriel, 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=Role+of+the+splicing+factor+SRSF4+in+cisplatin-induced+modifications+of+pre-mRNA+splicing+and+apoptosis.">Role of the splicing factor SRSF4 in cisplatin-induced modifications of pre-mRNA splicing and apoptosis.</a> BMC Cancer. 15, (2015).</li><li>Lee, S. C. -. W., Abdel-Wahab, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Therapeutic+targeting+of+splicing+in+cancer.">Therapeutic targeting of splicing in cancer.</a> Nature Medicine. 22 (9), 976-986 (2016).</li><li>Cooper, T. A. <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+minigene+systems+to+dissect+alternative+splicing+elements.">Use of minigene systems to dissect alternative splicing elements.</a> Methods. 37 (4), 331-340 (2005).</li><li>Stoss, O., Stoilov, P., Hartmann, A. M., Nayler, O., Stamm, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+in+vivo+minigene+approach+to+analyze+tissue-specific+splicing.">The in vivo minigene approach to analyze tissue-specific splicing.</a> Brain Research Protocols. 4 (3), 383-394 (1999).</li><li>Zerler, 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=Adenovirus+E1A+coding+sequences+that+enable+ras+and+pmt+oncogenes+to+transform+cultured+primary+cells.">Adenovirus E1A coding sequences that enable ras and pmt oncogenes to transform cultured primary cells.</a> Molecular and Cellular Biology. 6 (3), 887-899 (1986).</li><li>Gattoni, R., Schmitt, P., Stevenin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+splicing+of+adenovirus+E1A+transcripts:+characterization+of+novel+reactions+and+of+multiple+branch+points+abnormally+far+from+the+3'+splice+site.">In vitro splicing of adenovirus E1A transcripts: characterization of novel reactions and of multiple branch points abnormally far from the 3' splice site.</a> Nucleic Acids Research. 16 (6), 2389-2409 (1988).</li><li>Stephens, C., Harlow, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+splicing+yields+novel+adenovirus+5+E1A+mRNAs+that+encode+30+kd+and+35+kd+proteins.">Differential splicing yields novel adenovirus 5 E1A mRNAs that encode 30 kd and 35 kd proteins.</a> The EMBO journal. 6 (7), 2027-2035 (1987).</li><li>Ulfendahl, P. 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=A+novel+adenovirus-2+E1A+mRNA+encoding+a+protein+with+transcription+activation+properties.">A novel adenovirus-2 E1A mRNA encoding a protein with transcription activation properties.</a> The EMBO journal. 6 (7), 2037-2044 (1987).</li><li>Berk, A. J., Sharp, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+of+the+adenovirus+2+early+mRNAs.">Structure of the adenovirus 2 early mRNAs.</a> Cell. 14 (3), 695-711 (1978).</li><li>Svensson, C., Pettersson, U., Akusj&#228;rvi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Splicing+of+adenovirus+2+early+region+1A+mRNAs+is+non-sequential.">Splicing of adenovirus 2 early region 1A mRNAs is non-sequential.</a> Journal of Molecular Biology. 165 (3), 475-495 (1983).</li><li>Basei, F. L., Meirelles, G. V., Righetto, G. L., dos Santos Migueleti, D. L., Smetana, J. H. C., Kobarg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+interaction+partners+for+Nek4.1+and+Nek4.2+isoforms:+from+the+DNA+damage+response+to+RNA+splicing.">New interaction partners for Nek4.1 and Nek4.2 isoforms: from the DNA damage response to RNA splicing.</a> Proteome Science. 13 (1), 11 (2015).</li><li>Zhou, 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+Akt-SRPK-SR+Axis+Constitutes+a+Major+Pathway+in+Transducing+EGF+Signaling+to+Regulate+Alternative+Splicing+in+the+Nucleus.">The Akt-SRPK-SR Axis Constitutes a Major Pathway in Transducing EGF Signaling to Regulate Alternative Splicing in the Nucleus.</a> Molecular Cell. 47 (3), 422-433 (2012).</li><li>Caceres, J., Stamm, S., Helfman, D., Krainer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+alternative+splicing+in+vivo+by+overexpression+of+antagonistic+splicing+factors.">Regulation of alternative splicing in vivo by overexpression of antagonistic splicing factors.</a> Science. 265 (5179), 1706-1709 (1994).</li><li>Zhong, X. -. Y., Ding, J. -. H., Adams, J. A., Ghosh, G., Fu, X. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+SR+protein+phosphorylation+and+alternative+splicing+by+modulating+kinetic+interactions+of+SRPK1+with+molecular+chaperones.">Regulation of SR protein phosphorylation and alternative splicing by modulating kinetic interactions of SRPK1 with molecular chaperones.</a> Genes &amp; Development. 23 (4), 482-495 (2009).</li><li>Naro, 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=The+centrosomal+kinase+NEK2+is+a+novel+splicing+factor+kinase+involved+in+cell+survival.">The centrosomal kinase NEK2 is a novel splicing factor kinase involved in cell survival.</a> Nucleic Acids Research. 42 (5), 3218-3227 (2014).</li><li>Lu, C. -. C., Chen, T. -. H., Wu, J. -. R., Chen, H. -. H., Yu, H. -. Y., Tarn, W. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phylogenetic+and+Molecular+Characterization+of+the+Splicing+Factor+RBM4.">Phylogenetic and Molecular Characterization of the Splicing Factor RBM4.</a> PLoS ONE. 8 (3), 59092 (2013).</li><li>Jarn&#230;ss, 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=Splicing+Factor+Arginine/Serine-rich+17A+(SFRS17A)+Is+an+A-kinase+Anchoring+Protein+That+Targets+Protein+Kinase+A+to+Splicing+Factor+Compartments.">Splicing Factor Arginine/Serine-rich 17A (SFRS17A) Is an A-kinase Anchoring Protein That Targets Protein Kinase A to Splicing Factor Compartments.</a> Journal of Biological Chemistry. 284 (50), 35154-35164 (2009).</li><li>Bressan, G. 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=Functional+association+of+human+Ki-1/57+with+pre-mRNA+splicing+events.">Functional association of human Ki-1/57 with pre-mRNA splicing events.</a> FEBS Journal. 276 (14), 3770-3783 (2009).</li><li>Vivarelli, 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=Paraquat+Modulates+Alternative+Pre-mRNA+Splicing+by+Modifying+the+Intracellular+Distribution+of+SRPK2.">Paraquat Modulates Alternative Pre-mRNA Splicing by Modifying the Intracellular Distribution of SRPK2.</a> PLoS ONE. 8 (4), 61980 (2013).</li><li>Russell, W. C., Graham, F. L., Smiley, J., Nairn, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characteristics+of+a+Human+Cell+Line+Transformed+by+DNA+from+Human+Adenovirus+Type+5.">Characteristics of a Human Cell Line Transformed by DNA from Human Adenovirus Type 5.</a> Journal of General Virology. 36 (1), 59-72 (1977).</li><li>Aranda, P. S., LaJoie, D. M., Jorcyk, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bleach+gel:+A+simple+agarose+gel+for+analyzing+RNA+quality.">Bleach gel: A simple agarose gel for analyzing RNA quality.</a> Electrophoresis. 33 (2), 366-369 (2012).</li><li>Schindelin, 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=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>Bai, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+3'+splice+site+choice+in+vivo+by+ASF/SF2+and+hnRNP+A1.">Control of 3' splice site choice in vivo by ASF/SF2 and hnRNP A1.</a> Nucleic Acids Research. 27 (4), 1126-1134 (1999).</li><li>Cote, G. J., Nguyen, N., Lips, C. J. M., Berget, S. M., Gagel, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+an+in+vitro+RNA+processing+system+for+CT/CGRP+precursor+mRNA.">Validation of an in vitro RNA processing system for CT/CGRP precursor mRNA.</a> Nucleic Acids Research. 19 (13), 3601-3606 (1991).</li></ol>

Minigenes zijn belangrijke instrumenten om de effecten in wereldwijde alternatieve splicing in vivo te bepalen. De adenovirale minigene E1A wordt al tientallen jaren met succes gebruikt om de rol van eiwitten te evalueren door de hoeveelheid hiervan in cel13,14te verhogen . Hier stellen we het minigene E1A-gebruik voor voor het evalueren van alternatieve splicing na chemotherapeutische blootstelling. Een stabiele cellijn die Nek4 isoform 1 uitdrukte, werd gebruik...

Splicing is een van de belangrijkste stappen in eukaryotische mRNA-verwerking die gelijktijdig plaatsvindt met 5'mRNA-aftopping en 3'mRNA-polyadenylation, bestaande uit intronverwijdering gevolgd door exon-verbinding. De herkenning van de splicingplaatsen (SS) door het spliceosoom, een ribonucleoproteïnecomplex dat kleine ribonucleoproteïnen (snRNP U1, U2, U4 en U6), kleine RNA's (snRNAs) en verschillende regulerende eiwitten1 bevat, is noodzakelijk voor het splicen.
Naast intronverwijdering (constitutieve splicing), kunnen in eukaryoten introns worden behouden en exonen worden uitgesloten, waardoor het proces genaamd mRNA alternative splicing (AS) wordt geconfigureerd. De alternatieve pre-mRNA-prothese breidt de codeercapaciteit van eukaryotische genomen uit, waardoor een groot en divers aantal eiwitten uit een relatief klein aantal genen kan worden voortgekregen. Geschat wordt dat 95-100% van de menselijke mRNAs die meer dan één exon bevatten , alternatieve spen kunnen ondergaan2,3. Dit is fundamenteel voor biologische processen zoals neuronale ontwikkeling, apoptoseactivatie en cellulaire stressrespons4, waardoor het organisme alternatieven biedt om het functioneren van cellen te reguleren met behulp van hetzelfde repertoire van genen.
De machines die nodig zijn voor alternatieve splicing worden dezelfde gebruikt voor constitutieve splicing en het gebruik van de SS is de belangrijkste determinant voor het optreden van alternatieve splicing. Constitutief splicing houdt verband met het gebruik van sterke splicingsites, die meestal meer lijken op consensusmotieven voor spliceosome-herkenning5.
Alternatieve exonen worden meestal minder efficiënt herkend dan constitutieve exonen zodra de cis-regulerendeelementen, de sequenties in 5'SS en 3'SS die deze exons flankeren, een inferieur bindingsvermogen vertonen voor het spliceosome. mRNA bevat ook gebieden met de naam versterkers of geluiddempers in exonen (exonische splicing enhancers (ESE's) en exonische splicing silencers (ESSs)) en introns (intronic splicing enhancers (ISE's) en intronic splicing silencers (ISSs)) die het exongebruik verbeteren of onderdrukken, respectievelijk5. Deze sequenties worden herkend door transregulerende elementen of splicingfactoren (SF). SF's worden voornamelijk vertegenwoordigd door twee families van eiwitten, de serine/argininerijke splicingfactoren (SRSF's) die zich binden aan ESE's en de familie van heterogene nucleaire ribonucleoproteïnen (hnRNPs) die zich binden aan ESSs-sequenties5.
Alternatieve splicing kan worden gemoduleerd door fosforylering/defosforylatie van transfactoren die de interactiespartners en cellulaire lokalisatie van splicingfactorenwijzigen 6,7,8. Het identificeren van nieuwe regulatoren van splicingfactoren kan nieuwe instrumenten bieden om splicing en bijgevolg sommige kankerbehandelingen te reguleren.
Anufrieva et al.9, in een mRNA microarray genexpressieprofiel, waargenomen consistente veranderingen in de niveaus van spliceosomal componenten in 101 cellijnen en na verschillende stressomstandigheden (platina-gebaseerde geneesmiddelen, gammastraling, topoisomeraseremmers, tyrosinekinaseremmers en taxanen). De relatie tussen splicing patroon en chemotherapie werkzaamheid is al aangetoond in longkanker cellen, die chemotherapie resistent zijn, met veranderingen in caspase-9 varianten tarief10. HEK293 cellen behandeld met chemotherapeutica panel vertonen veranderingen in splicing met een toename van pro-apoptotische varianten. Gabriel et al.11 waargenomen veranderingen in ten minste 700 gebeurtenissen van splicing na cisplatine behandeling in verschillende cellijnen, erop wijzend dat splicing paden zijn cisplatine-beïnvloed. Splicing modulatoren hebben al aangetoond anti-tumor activiteit, waaruit blijkt dat splicing is belangrijk voor de ontwikkeling van de tumor en, voornamelijk, chemotherapie respons12. Daarom is het karakteriseren van nieuwe eiwitten die splicing reguleren na cellulaire stressoren, zoals chemotherapeutica, erg belangrijk om nieuwe behandelingsstrategieën te ontdekken.
De aanwijzingen van alternatieve splicing-regulatie uit interactoomstudies, met name belangrijk om functies van nieuwe of niet-gekarakteriseerde eiwitten te karakteriseren, kunnen een meer algemene en eenvoudige benadering vereisen om de echte rol van het eiwit in AS te verifiëren. Minigenen zijn belangrijke instrumenten voor de analyse van de algemene rol van een eiwit dat de splicing-regulatie beïnvloedt. Zij bevatten segmenten van een interessant gen dat alternatief gesplitleerde en flankerende genomische gebieden bevat13. Het gebruik van een minigene-tool maakt de analyse van het splitsen in vivo mogelijk met verschillende voordelen, zoals de lengte van het minigeen dat klein is en daarom geen beperking is voor de versterkingsreactie; hetzelfde minigeen kan in verschillende cellijnen worden geëvalueerd; alle cellulaire componenten, voornamelijk hun regulerende post-translationele modificatie (fosforylering en veranderingen in celcompartimenten) zijn aanwezig en kunnen worden aangepakt13,14. Bovendien kunnen veranderingen in het alternatieve splicingpatroon worden waargenomen na cellulaire stress en, het gebruik van een minigeensysteem, maken het mogelijk om de route te identificeren die wordt gemoduleerd door verschillende stimuli.
Er zijn al verschillende minigene-systemen beschreven die specifiek zijn voor verschillende soorten splicing-gebeurtenissen13,14, maar als voorlopige test is de minigene E1A15 een zeer goed ingeburgerd alternatief splicing reporter-systeem voor de studie van 5'SS-selectie in vivo. Uit slechts één gen, E1A, worden vijf mRNAs geproduceerd door alternatieve splicing op basis van selectie van drie verschillende 5′ splice-sites en van één belangrijke of een kleine 3′ splice-site16,17,18. De expressie van E1A-varianten verandert afhankelijk van de periode van Adenovirale infectie19,20.
We hebben eerder aangetoond dat beide Nek4-isovormen interageren met splicingfactoren zoals SRSF1 en hnRNPA1 en terwijl isoform 2 minigene E1A alternatieve splicing verandert, heeft isoform 1 geen effect in dat21. Omdat isovorm 1 de meest voorkomende isovorm is en de chemotherapieresistentie en DNA-schaderespons verandert, evalueren we of het minigene E1A alternatieve splicing in een stresstoestand kan veranderen.
Minigene-assay is een eenvoudige, goedkope en snelle methode, omdat het alleen RNA-extractie, cDNA-synthese, versterking en agarosegelanalyses nodig heeft en een nuttig hulpmiddel kan zijn om te evalueren, omdat een mogelijk effect op alternatieve splicing door een eiwit van belang tot het effect van verschillende behandelingen op cellulair alternatief splicingpatroon.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>100 pb DNA Ladder</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>15628-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6 wells plate</td>
			<td>Sarstedt</td>
			<td>833920</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A9539-250G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cisplatin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P4394</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DEPC water</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AM9920</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>11965118</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dNTP mix</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>10297-018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal Bovine Serum - FBS</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>12657029</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescent Microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>DMIL LED FLUO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel imaging acquisition system - ChemiDoc Gel Imagin System</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GFP - pEGFPC3</td>
			<td>Clontech</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEK293 stable cells - HEK293 Flp-In</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Generated from Flp-In&#8482; T-REx&#8482; 293 - Invitrogen and described in ref 21</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hygromycin B</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>10687010</td>
			<td>Used for Flp-In cells maintenemant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Image processing and analysis software - FIJI software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>ref. 32</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipid- based transfection reagent - jetOPTIMUS Polyplus Reagent</td>
			<td>Polyplus</td>
			<td>117-07</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oligo DT</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>18418020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paclitxel</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P3456</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate Reader/ UV absorbance</td>
			<td>Biotech</td>
			<td></td>
			<td>Epoch Biotek/ Take3 adapter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pMTE1A plasmid</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Provided by Dr. Adrian Krainer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pMTE1A F</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>&#160;5&#8217; -ATTATCTGCCACGGAGGTGT-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pMTE1A R</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>5&#8217; -GGATAGCAGGCGCCATTTTA-3&#8217;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated centrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>F5810R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reverse Transcriptase - M-MLV</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>28025013</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reverse transcriptase - Superscript IV</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>18090050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ribunuclease inhibitor RNAse OUT</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>10777-019</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNA extraction phenol-chloroform based reagent - Trizol</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>15596018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SybrSafe DNA gel stain</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>S33102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Taq Platinum</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>10966026</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetracyclin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T3383</td>
			<td>Used for Flag empty or Nek4- Flag expression induction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocycler Bio-Rad</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>T100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T4799</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using the e1a minigene tool to study mrna splicing changes

mRNA-verwerking omvat meerdere gelijktijdige stappen om mRNA voor te bereiden op vertaling, zoals 5'capping, poly-A-toevoeging en splicing. Naast constitutief splicing maakt alternatieve mRNA-splicing de expressie van multifunctionele eiwitten uit één gen mogelijk. Aangezien interactoomstudies over het algemeen de eerste analyse zijn voor nieuwe of onbekende eiwitten, is de associatie van het aaseiwit met splicingfactoren een indicatie dat het kan deelnemen aan het mRNA-splicingproces, maar om te bepalen in welke context of welke genen worden gereguleerd, is een empirisch proces. Een goed uitgangspunt om deze functie te evalueren is het gebruik van de klassieke minigene tool. Hier presenteren we het adenovirale E1A minigene gebruik voor het evalueren van de alternatieve splicing veranderingen na verschillende cellulaire stress stimuli. We evalueerden de splicing van E1A minigene in HEK293 stabiel overexpressie Nek4 eiwit na verschillende stress behandelingen. Het protocol omvat E1A minigene transfectie, celbehandeling, RNA extractie en cDNA synthese, gevolgd door PCR en gel analyse en kwantificering van de E1A gesplitste varianten. Het gebruik van deze eenvoudige en gevestigde methode in combinatie met specifieke behandelingen is een betrouwbaar uitgangspunt om licht te werpen op cellulaire processen of welke genen kunnen worden gereguleerd door mRNA-splicing.

Een 5' splice sites test met behulp van E1A minigene werd uitgevoerd om veranderingen in het splicing profiel in cellen te evalueren na chemotherapie expositie. De rol van Nek4 - isoform 1 in AS-regulatie in HEK293 stabiele cellen na paclitaxel- of cisplatinebehandeling werd geëvalueerd.
De regio Adenoviral E1A is verantwoordelijk voor de productie van drie belangrijke mRNAs van één RNA-precursor vanwege het gebruik van versc...

Watch this Scientific Journal Video about Using the E1A Minigene Tool to Study mRNA Splicing Changes at JoVE.com

Using the E1A Minigene Tool to Study mRNA Splicing Changes

Dit protocol biedt een snel en nuttig hulpmiddel voor het evalueren van de rol van een eiwit met een niet-gekarakteriseerde functie in alternatieve splicing-regulatie na chemotherapeutische behandeling.

De E1A Minigene Tool gebruiken om mRNA-splicingwijzigingen te bestuderen

mRNA processing involves multiple simultaneous steps to prepare mRNA for translation, such as 5&#180;capping, poly-A addition and splicing. Besides ...

Het algemene doel van dit protocol is om gedetailleerde richtlijnen te bieden voor het gebruik van het minigene E1A2 voor het evalueren van wereldwijde mRNA-splicingwijzigingen. Dit is een snel, goedkoop en eenvoudig hulpmiddel voor het beoordelen van de functie van het doeleiwit in alternatieve splicing-regelgeving zonder de noodzaak van speciale regimes of laboratoriumomstandigheden. Begin met het cultiveren van HEK 293 cellen met stabiele expressie van het gen van belang.Splits de cellen met 0,25% trypsine EDTA, plaat vervolgens 300.000 cellen per put in zes-put platen en incubeer ze gedurende 24 uur bij 37 graden Celsius in 5% kooldioxide. Controleer na 24 uur de samenvloeiing en transfect hek 293 stabiele cellen alleen wanneer 70 tot 80% samenvloeien. Verwijder voorzichtig het celkweekmedium met een pipet, voeg vervolgens twee milliliter compleet DMEM-medium zonder antibiotica toe en plaats de plaat terug in de incubator.Bereid een buis voor met de transfectiebuffer, voeg vervolgens twee microgram pMTE1A DNA, vortex toe en voeg twee microliters transfectiereagens toe. Draai opnieuw en incubeer gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur. Haal de platen uit de incubator en voeg voorzichtig het transfectiemengsel druppelgewijs toe.Voeg zes uur na de transfectie tetracycline toe aan HEK 293 stabiele cellen voor Nek4 expressie inductie. 24 uur na de transfectie, controleer de celmorfologie en transfectie-efficiëntie met behulp van een fluorescerende microscoop. Gebruik een pipet om het celkweekmedium te verwijderen en voeg vervolgens celkweekmedium toe met de chemotherapeutica.Incubeer de cellen nog 24 uur. Om RNA te verzamelen, gooit u het celkweekmedium weg en voegt u 0,5 tot 1 milliliter RNA-extractiereagens rechtstreeks aan de put toe. Als putten zeer samenvloeiend zijn, gebruik dan één milliliter RNA-extractiereagens om de RNA-kwaliteit te verbeteren.Homogeniseer de cellen met een pipet en breng ze over in een centrifugebuis van 1,5 milliliter. Ga onmiddellijk naar de RNA-extractie of bewaar de monsters bij min 80 graden Celsius. Ontdooi de monsters in een zuurkast en incubeer gedurende vijf minuten bij kamertemperatuur.Voeg 0,1 tot 0,2 milliliter chloroform toe en roer krachtig en incubeer vervolgens gedurende drie minuten bij kamertemperatuur. Centrifugeer gedurende 15 minuten bij 12,000 keer G en vier graden Celsius, verzamel vervolgens de bovenste waterfase en breng deze over naar een nieuwe centrifugebuis van 1,5 milliliter. Verzamel ongeveer 60% van het totale volume, maar verzamel niet het DNA of de organische fase.Voeg 0,25 tot 0,5 milliliter isopropanol toe en roer het monster vier keer door omkering. Incubeer gedurende 10 minuten bij kamertemperatuur, centrifugeer vervolgens op 12.000 keer G gedurende 10 minuten bij vier graden Celsius en gooi het supernatant weg. Was de RNA-pellet twee keer met ethanol en centrifugeer gedurende vijf minuten op 7,500 keer G en gooi de ethanol weg.Verwijder overtollige ethanol door de buis op een papieren handdoek om te keren en laat de buis vervolgens open in een zuurkast om de pellet gedurende vijf tot tien minuten gedeeltelijk te drogen. Hang de RNA-pellet opnieuw op in 15 microliters MET DEPC behandeld water. Kwantificeer het totale RNA en verifieer de RNA-kwaliteit door de absorptie te meten op 230, 260 en 280 nanometer.Om de totale RNA-kwaliteit te controleren, voert u gedurende 30 minuten een 1% agarosegel uit die is voorbehandeld met 1,2% van een 2,5% natriumhypochlorietoplossing. Voer de cDNA-synthese uit met één tot twee microgram totaal RNA. Combineer RNA, één microliter oligo d-T, één microliter DNTP en nucleasevrij water tot 12 microliter.Incubeer de reactie in de Thermo Cycler gedurende vijf minuten bij 65 graden Celsius. Verwijder monsters uit de Thermo Cycler en voeg vier microliters reverse transcriptasebuffer, twee microliters DTT en één microliter ribonucleaseremmer toe. Incubeer twee minuten op 37 graden Celsius.Voeg een microliter thermo-stabiele reverse transcriptase toe en incubeer gedurende 50 minuten bij 37 graden Celsius. Inactiveer het enzym gedurende 15 minuten op 70 graden Celsius. Voer PCR uit zoals beschreven in het teksthandschrift, laad vervolgens 20 tot 25 microliter van het PCR-product op een 3% agarosegel die nucleïnezuurvlek bevat en voer ongeveer een uur op 100 volt.Fotografeer de gel, vermijd eventuele bandverzadiging en kwantificeer de banden met behulp van een beeldverwerkingssoftware. De banden op respectievelijk 631, 493 en 156 basisparen komen overeen met de 13S-, 12S- en 9S-isovormen. Open het afbeeldingsbestand in het menu Bestand van de software en converteer het naar grijswaarden.Pas helderheid en contrast aan en verwijder indien nodig uitschietergeluiden. Teken een rechthoek rond de eerste rijstrook met het gereedschap Rechthoekselectie en selecteer deze via de opdracht Analyseren, Gels en Eerste rijstrook selecteren of met de sneltoets. Gebruik de muis om te klikken en houd in het midden van de rechthoek op de eerste rijstrook en sleep deze naar de volgende rijstrook.Ga naar Analyseren, Gels en Selecteer Volgende rijstrook. Herhaal deze stap voor alle resterende rijstroken. Nadat alle rijstroken zijn gemarkeerd en genummerd, gaat u naar Analyze, Gels en Plot Lanes om een profielplot van elke rijstrook te tekenen.Gebruik het gereedschap Rechte lijnselectie om een lijn over de basis van elke piek te tekenen, die overeenkomt met elke band, waarbij het achtergrondgeluid wordt weggelaten. Nadat alle pieken van elke rijstrook zijn afgesloten, selecteert u het toverstokje en klikt u in elke piek. Metingen moeten verschijnen in het resultatenvenster voor elke gemarkeerde piek.Houd alleen rekening met de 13S-, 12S- en 9S-pieken die overeenkomen met 631,493 en 156 basisparenbanden. Kopieer intensiteitsgegevens voor een spreadsheeteditor en som de intensiteit van alle drie de banden voor elk monster op en bereken vervolgens het percentage voor elke isovorm ten opzichte van het totaal. Plot de percentages van elke isovorm of de verschillen in het percentage ten opzichte van de onbehandelde monsters.Een plasmide met het minigeen uit E1A werd gebruikt om het effect op alternatieve splicing waar te nemen door het aandeel mRNA van elke geproduceerde isovorm te evalueren. Basale expressie van E1A-isovormenvarianten was afhankelijk van de cellijn en tijd van de E1A-expressie. De HEK 293 stabiele cellijn, of HEK 293 recombinase bevattende site, vertoonde een hogere expressie van 13S in vergelijking met HeLa-cellen, maar vertoonde vergelijkbare niveaus van 13S en 12S isovormen na 48 uur E1A-expressie.Cellen blootgesteld aan cisplatine vertoonden een verschuiving in vijf priem S-S splicing selectie ten gunste van 12S expressie. Dit effect werd waargenomen in HEK 293 die de lege vector van de Vlag stabiel uitdrukte, evenals isoforme van Nek4. Veranderingen in alternatieve splicing na paclitaxel behandeling waren zeer discreet, maar de richtingen van de veranderingen waren tegenovergesteld in Flag en Nek4 uitdrukkende cellen.Bij het uitvoeren van dit protocol is het belangrijk om niet-getransfecteerde en niet-omgekeerde transcriptasebesturingselementen te gebruiken om verkeerde interpretatie met endogene E1A-expressie te voorkomen, voornamelijk bij het gebruik van HEK 293-cellen. Na het verkrijgen van positieve resultaten kan de alternatieve verlening van specifieke genen gerelateerd aan de chemotherapeutische respons worden geëvalueerd. Wanneer enig effect wordt waargenomen, kan dit eenvoudige protocol deze studies sturen voor meer consistente trajecten, waarbij het eiwit een rol speelt bij het reguleren van alternatieve splicing in chemotherapierespons, bijvoorbeeld.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Coculture Assays to Study Macrophage and Microglia Stimulation of Glioblastoma Invasion

Coculture Testen om te studeren macrofagen en microglia Stimulatie van glioblastoma Invasion

Glioblastoma multiforme (grade IV glioma) is a very aggressive human cancer with a median survival of 1 year post diagnosis. Despite the increased ...

Conditional Knockdown of Gene Expression in Cancer Cell Lines to Study the Recruitment of Monocytes/Macrophages to the Tumor Microenvironment

Voorwaardelijke Knockdown van genexpressie in kanker cellijnen te bestuderen van de aanwerving van monocyten/macrofagen naar de Tumor communicatie

siRNA and shRNA-mediated knock down (KD) methods of regulating gene expression are invaluable tools for understanding gene and protein function. However, ...

Using the Dot Assay to Analyze Migration of Cell Sheets

Met behulp van de Dot-Assay voor het analyseren van de migratie van cel bladen

Although complex organisms appear static, their tissues are under a continuous turnover. As cells age, die, and are replaced by new cells, cells move ...

Dried Blood and Serum Spots As A Useful Tool for Sample Storage to Evaluate Cancer Biomarkers

Gedroogd bloed en Serum vlekken als een nuttig instrument voor Sample opslag om te evalueren van kanker, Biomarkers

Blood sample quality is crucial to ensure accurate downstream analyses such as real-time PCR or ELISA. Correct storage of biological materials is the ...

Utilizing 18F-FDG PET/CT Imaging and Quantitative Histology to Measure Dynamic Changes in the Glucose Metabolism in Mouse Models of Lung Cancer

Utilizing 18F-FDG PET/CT Imaging and Quantitative Histology to Measure Dynamic Changes in the Glucose Metabolism in Mouse Models of Lung Cancer

Met behulp van 18F-FDG PET/CT beeldvorming en kwantitatieve histologie voor het meten van dynamische veranderingen in het Glucose metabolisme in muismodellen van longkanker

A hallmark of advanced tumors is a switch to aerobic glycolysis that is readily measured by [18F]-2-fluoro-2-deoxy-D-glucose positron emission tomography ...

A Syngeneic Pancreatic Cancer Mouse Model to Study the Effects of Irreversible Electroporation

Een muismodel van Syngeneic Pancreatic kanker te bestuderen van de gevolgen van onomkeerbaar Electroporation

Pancreatic cancer (PC), a disease which kills approximately 40,000 patients each year in the US, has successfully evaded several therapeutic approaches ...

Live-Cell Imaging Assays to Study Glioblastoma Brain Tumor Stem Cell Migration and Invasion

Live-cel Imaging tests studie Glioblastoma Brain Tumor stamcel migratie en invasie

Glioblastoma (GBM) is an aggressive brain tumor that is poorly controlled with the currently available treatment options. Key features of GBMs include ...

In Vitro Assay to Study Tumor-macrophage Interaction

In vitro assay om tumor-macrofaag interactie te bestuderen

Tumor associated macrophages (TAMs) account for a large percentage of cells in the tumor mass for different types of cancers. Glioblastoma (GBM), a ...

Using the Chicken Chorioallantoic Membrane In Vivo Model to Study Gynecological and Urological Cancers

Met behulp van de Chicken Chorioallantoic Membrane In Vivo Model om gynaecologische en urologische kankers studie

Mouse models are the benchmark tests for in vivo cancer studies. However, cost, time, and ethical considerations have led to calls for alternative in vivo ...

Portal Vein Injection of Colorectal Cancer Organoids to Study the Liver Metastasis Stroma

Portale ader injectie van colorectale kanker organoïden om de levermetastase stroma te bestuderen

Hepatic metastasis of colorectal cancer (CRC) is a leading cause of cancer-related death. Cancer-associated fibroblasts (CAFs), a major component of the ...