Method Article
الأصلي بول أكريلاميد هلام الكهربائي هو أداة أساسية لتحليل التفاعلات الحمض النووي الريبي البروتين. تقليديا استخدمت معظم التجارب المواد الهلامية العمودية. ومع ذلك، توفر المواد الهلامية الأفقية العديد من المزايا، مثل فرصة لمراقبة المجمعات أثناء الكهربائي. نحن نقدم بروتوكول مفصل لتوليد واستخدام الأفقي هلام الأصلي الكهربائي.
بول أكريلاميد الأصلي الكهربائي هلام هو أداة أساسية من البيولوجيا الجزيئية التي استخدمت على نطاق واسع للتحليل البيوكيميائية للتفاعلات الحمض النووي الريبي البروتين. وقد تم تحليل هذه التفاعلات تقليديا مع المواد الهلامية بولي أكريلاميد ولدت بين اثنين من لوحات الزجاج والعينات إليكتروفوريسد عموديا. ومع ذلك، المواد الهلامية بولكرلميد يلقي في الصواني و إليكتروفوريسد أفقيا يقدم العديد من المزايا. على سبيل المثال، المواد الهلامية الأفقية المستخدمة لتحليل المجمعات بين ركائز الفلورسنت رنا والبروتينات محددة يمكن تصوير عدة مرات كما تقدم الكهربائي. وهذا يوفر فرصة فريدة لرصد المجمعات رنا البروتين في عدة نقاط خلال التجربة. وبالإضافة إلى ذلك، الأفقي هلام الكهربائي يجعل من الممكن لتحليل العديد من العينات بالتوازي. وهذا يمكن أن يسهل كثيرا من التجارب بالطبع الوقت وكذلك تحليل ردود الفعل متعددة في وقت واحد لمقارنة المكونات والظروف المختلفة. هنا نحن بيأرأوفيد بروتوكول مفصلة لتوليد واستخدام الأفقي الكهربائي هلام الأصلي لتحليل التفاعلات الحمض النووي الريبي البروتين.
وقد أثبتت مقايسات التحول التنقل الكهربي (إمساس) أن تكون أداة بيوكيميائية لا تقدر بثمن لتحليل تفاعلات حمض البروتين النووي محددة 1 ، 2 ، 3 . هذه المقايسات يمكن أن توفر معلومات هامة بشأن تقارب ملزمة من البروتينات إلى الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي 3 ، مكون الكيمياء المتفاعلة من المجمعات الحمض النووي البروتين 1 وتوفير رؤى جديدة هامة حول خصوصية ملزمة للبروتينات ملزمة رنا عبر التجارب المنافسة الركيزة 1 .
الإعداد التجريبي التقليدي لهذه المقايسات يتكون من خلط البروتين النقي مع راديولبلد رنا ركيزة. ثم يتم تحليل المجمعات الناتجة مع المواد الهلامية بوليكرلميد غير تغيير طبيعة (الأم) سكب بين اثنين من لوحات الزجاج تليها عينة الكهربائي في جهاز عمودي 3. في حين تم استخدام هذا النهج على نحو شامل لتوفير رؤى هامة في الآليات الكيميائية الحيوية التي تكمن وراء ارتباط البروتينات إلى الأحماض النووية، كما أن لديها العديد من القيود. على سبيل المثال، هذه الاستراتيجية الأساسية لديها منخفضة نسبيا الإنتاجية وأنها ليست قابلة للتكيف بسهولة للتطبيقات التي تتطلب تحليل العديد من ردود الفعل ملزمة في موازاة ذلك. وبالإضافة إلى ذلك، مع الجهاز الرأسي التقليدي فإنه من الصعب أن يحتمل رصد المجمعات في عدة مرات خلال الكهربائي 3 ، 4 .
هنا نقدم التكيف من الفحص إمزا الذي يستخدم المواد الهلامية بولي أكريلاميد الأم يلقي في جهاز مسطحة، الكهربائي الأفقي و فلورزنتلي المسمى ركائز رنا 4 ، 5 ، 6 ، 7 . دمج هذه التعديلات بسيطة نسبيا على سترا الأساسيةتيغي يوفر بعض المزايا القوية. على وجه الخصوص، فإن الشكل المسطح الأفقي بسهولة يفسح المجال لتحليل عشرات العينات في وقت واحد 4 . أيضا، بالنسبة لبعض المجمعات البروتين الحمض النووي الريبي، مثل تلك التي شكلت بين البروتين بيكودال-C والرنا الركيزة الكهربائي في هلام أفقي يوفر زيادة القدرة على حل المجمعات رنا البروتين متميزة وتمييز هذه من الركيزة رنا غير منضم.
1. إعداد أفقي بولي أكريلاميد جل الأصلي 4 .
2. ملزم رد فعل 8
3. تحليل العينات على هلام بولي أكريلاميد الأفقي الأصلي
4. تصوير جل
لإثبات قوة وبراعة الأفقي هلام الأصلي الكهربائي قمنا بتحليل ملزمة من القيطم بيكودال-C (Bicc1) البروتين إلى رنا فلورزنتلي المسمى يحتوي على موقع ملزمة Bicc1. البروتينات Bicc1 وظيفة كما مرنا القمعية متعدية محددة للسيطرة على قرارات مصير الخلية خلال مراحل الأمهات من التنمية الحيوانية 9 ، 10 ، 11 ، 12 ، فضلا عن وظائف أجهزة معينة في البالغين 13 ، 14 . حددت عملنا في القيطم أول موقع ملزم للبروتين Bicc1 8: منطقة 32 النوكليوتيدات من 3'UTR من Cripto-1 مرنا 8 و 12. تم تعريف موقع الربط هذا باستخدام مجموعة من التقنيات: حماية ريبونوكليازأيون والفحوصات البصمة، في التجارب ملزمة الجسم الحي وفي المختبر إمزا المقايسات 8 .
كانت مختلطة تنقية البروتين القيطم Bicc1 مع fluorescently المسمى RNA 32 النوكليوتيدات. موقع ملزمة Bicc1 من كريبتو -1 مرنا 8 . في رد فعل منفصل تم خلط البروتين Bicc1 مع فلورزنتلي المسمى 32 رنا النوكليوتيدات المستمدة من 3'UTR من مرنا سيكلين B1. Bicc1 لا يرتبط سيكلين B1 مرنا 8 ، 12 وهذا رنا بمثابة السيطرة السلبية. تم تحليل نصف كل رد فعل على هلام بولي أكريلاميد الأصلي العمودي ( الشكل 1A ) في حين تم تحليل الجزء الآخر بالتوازي باستخدام هلام الأم الأفقي ( الشكل 1B ). ومن الواضح بسهولة باستخدام أي طريقة أن Bicc1 يربط الحمض النووي الريبي كريبتو -1 الحمض النووي الريبي ويشكل مجمع معين وند أنه لا ربط سيكلين B1 السيطرة السلبية رنا. ومع ذلك، فإن المجمعات Bicc1-كريبتو -1 هي أكثر وضوحا بكثير عند تحليلها مع هلام أفقي، على حد سواء تسهيل الكشف والسماح للتمييز من المجمعات البروتين الحمض النووي الريبي من الحمض النووي الريبي غير منضم. بعد التصوير، وضعت الهلام مرة أخرى في جهاز هلام و إليكتروفوريسد لمدة ثلاث ساعات ونصف إضافية. بعد إعادة التصوير هلام قد هاجرت المجمعات أبعد من ذلك وكانت لا تزال قابلة للاكتشاف بسهولة، مما يدل على استقرارها ( الشكل 1C ). هذه القدرة على مواصلة الكهربائي والتحليل بعد التصوير الأولي سيكون تحديا، إن لم يكن مستحيلا، مع شكل هلام عمودي.
الشكل 1: مقارنة بين المواد الهلامية الرأسية والأفقية المحلية لتحليل ملزمة Bicc1 ل Wrpto1 الحمض النووي الريبي. بيوأجريت تجارب ملزمة CC1 مع النيكلأوتيد 32 نيكلأوتيد CyclinB1 رنا السيطرة السلبية أو الفلورسنت 32 النوكليوتيدات Crpto1 الحمض النووي الريبي السيطرة الإيجابية. كل رد فعل الواردة إما 0 نانو مولار أو 250 نانومتر من سومو-Bicc1 N- محطة وتحليلها على أي ( أ ) بولي أكريلاميد عمودي هلام الأم تشغيل لمدة 30 دقيقة في 120 V في 4 درجات مئوية أو عينات مكررة في هلام بولي أكريلاميد الأفقي الأصلي ل ( B ) 2 ساعة عند 120 فولت عند 4 درجات مئوية أو ( C ) 5.5 ساعة عند 120 فولت عند 4 درجات مئوية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
المواد الهلامية بولكرلميد الأصلية هي أداة لا تقدر بثمن للتحقيق التفاعلات البروتين الحمض النووي الريبي وتقليديا هذه المواد الهلامية هي إليكتروفوريسد عموديا 2 ، 3 . لقد استخدمنا تعديل البروتوكول الذي يحل المواد الهلامية بولكرلميد الأم إنشاؤها و إليكتروفوريسد أفقيا 1 ، 4 ، 6 ، 7 ، 15 . هذه التغييرات المستخدمة في تركيبة مع ركائز رنا فلورزنتلي المسمى توفر مزايا عديدة للتحليل البيوكيميائية للتفاعلات البروتين الحمض النووي الريبي ملزمة. وتشمل هذه المزايا ما يلي: يتم تبسيط خلط المخازن المؤقتة بالمقارنة مع الجهاز الرأسي الذي يتطلب مضخة لنقل المخزن المؤقت من الغرفة السفلى إلى المواد الهلامية العليا الأفقية يمكن أن تتولد مع الآبار الكبيرة التي توفر زيادة القدرة على تحليل لارعينات جر، الكهربائي على الهلام الأفقي غالبا ما توفر تحسين القرار من المجمعات الحمض النووي الريبي البروتين بالمقارنة مع المواد الهلامية العمودي، والهلام الكهربائي الأفقي يوفر القدرة على تجارب الصور في نقاط زمنية متعددة أثناء التحليل.
ميزة رئيسية أخرى هي أن الشكل الأفقي يفسح المجال لخلق المواد الهلامية مع عدد كبير من الآبار التي توفر القدرة على تحليل عينات متعددة في موازاة 1 . هذه الميزة توسع بشكل كبير استخدامها كأداة البيوكيميائية لتحليل التفاعلات الحمض النووي الريبي البروتين. على سبيل المثال، القدرة على تحليل عينات متعددة يسهل التحقيق في المعلمات الكمية من البروتين-رنا تشكيل مركب من خلال استخدام تجارب المنافسة 15 ، ك من تحليل 15 وكذلك التجارب المصممة لتحديد الكيمياء المتفاعلة من مكونات معقدة ملزمة 15 . وبالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام أركائز الفلورسنت الحمض النووي الريبي يجعل من الممكن لأداء تحليلات متعددة، مثل فحوصات مضان الاستقطاب ملزمة من رد فعل واحد والحصول على كل من البيانات الكمية والنوعية ملزمة 5 ، 15 .
للحصول على أفضل النتائج من الإعداد هلام الأفقي، وهناك مجموعة متنوعة من المعلمات التي يمكن تعديلها لتحسين نوعية المجمعات للتصوير. وتشمل هذه تغيير نسبة الأكريلاميد من هلام من أجل جعله أسهل للتعامل وتعزيز الفصل بين المجمعات البروتين رنا من الحمض النووي الريبي مجانا أكثر. ومع ذلك، يمكن أن يكون من الصعب التعامل مع نسبة منخفضة من المواد الهلامية الأكريلاميد بسبب حجم. نجد أنه من الأسهل استخدام المواد الهلامية التي لديها تركيز الأكريلاميد من 7.5٪ أو أكثر. أيضا، إذا لزم الأمر يمكن تغيير الظروف الكهربائي لتحسين الاستقرار من المجمعات البروتين الحمض النووي الريبي. ضبط الجهد الكهربائي، تشغيل هلام في درجة حرارة الغرفة إنستإعلان في 4 درجات مئوية وضبط ظروف ما قبل التشغيل.
على الرغم من العديد من المزايا هناك أيضا بعض القيود من المقايسات الكهربائي هلام الأصلي الأفقي. على سبيل المثال، يتم تعظيم فائدته باستخدام ركائز الفلورسنت الحمض النووي الريبي. اعتمادا على فلورفور اختيار وحجم الحمض النووي الريبي، والحصول على مثل هذه ركائز يمكن أن تكون مكلفة. بالإضافة إلى ذلك، المواد الهلامية الأفقية عموما أكبر بكثير من المواد الهلامية العمودية، وبالتالي تتطلب كميات أكبر من المواد مثل بولي أكريلاميد والحلول المعالجة ديبك.
الأفقي هلام الكهربائي الأصلي لديه القدرة على أن تستخدم كأداة التحقق من صحة للشاشات الجزيئية التي تسعى إلى تحديد المركبات التي تستهدف سريريا ذات الصلة رنا البروتين التفاعلات 16 . وتستخدم هذه الشاشات عادة فحوصات كيميائية بيولوجية لتحديد المركبات ذات الصلة لمزيد من الدراسة. قدرة إنتاجية أعلى من الشكل الأفقي مقارنة مع شكل عمودي بروفيديس فرصة لتطبيق الهلام الكهربائي الأصلي كأداة للتحقق الثانوي من المرشحين المحتملين.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
نشكر لورا فاندربلوغ لإعداد الأرقام. ويدعم العمل في المختبر صفائح من قبل جبهة الخلاص الوطني منحة 1050395 ومنح المعاهد الوطنية للصحة (R21HD076828). ويدعم العمل في مختبر رايدر من قبل المعاهد الوطنية للصحة منح R01GM117237 و R01GM117008. ويدعم ميغان دودل من قبل زميد غرس فرصة متقدمة زمالة من خلال جامعة ويسكونسن ماديسون كلية الدراسات العليا وبرنامج التدريب على التكنولوجيا الحيوية من خلال المعهد الوطني للعلوم الطبية العامة للمعاهد الوطنية للصحة (T32GM008349).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Horizontal Gel Box | OWL | N/A | Product no longer made. Similar gel boxes can be found at Thermo Scientific, A-series gel boxes. Catalog Number: A2-BP |
24-well large large horizontal gel electrophoresis combs | OWL | N/A | Product no longer made. Similar gel boxes can be found at Thermo Scientific, A-series gel box combs. Catalog Number: A2-24C |
Powerpac 300 | Bio-Rad | 1655050 | |
Mini-Protean II Electrophoresis Cell | Bio-Rad | 165-2940 | |
InstaPAGE-19 40% 19:1 Acrylamide/Bis | IBI | IB70015 | |
TEMED | IBI | IB70120 | |
APS | IBI | IB70080 | |
Yeast tRNAs | Ambion | AM7119 | |
Fluorescein labeled RNA | IDT | N/A | Order can be made custom to length and desired sequence |
EDTA tetrasodium salt hydrate | Sigma-Aldrich | E5391-1KG | |
HEPES | Sigma-Aldrich | H4034-500G | |
Tris Base Ultrapure | US Biological | T8600 | |
Boric Acid | Fisher Scientific | BP168-500 | |
Potassium Chloride | Fisher Scientific | BP366-1 | |
Tween-20 | Fisher Scientific | BP337-500 | |
DEPC | Sigma-Aldrich | 1609-47-8 | |
Dithiothreitol (DTT) | Sigma-Aldrich | 3483 12 3 | |
Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | 9048-46-8 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved