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Ein RNA-Pull-down-Protokoll wird für den Nachweis von Interaktionen zwischen RNA-Bindeproteine (RBPs) und nicht-codierende sowie kodierenden RNAs hier optimiert. Ein RNA-Fragment von Androgen-Rezeptor (AR) wurde als Beispiel verwendet, zu zeigen, wie ihre RBP aus lystate primärer braunen Fettzellen zu erhalten.
RNA-bindende Proteine (RBPs) entstehen als regulatorischer Ebene in der Entwicklung und Funktion von Fettgewebe. RBPs spielen eine wichtige Rolle bei der Genregulation bei posttranskritionelle Ebenen durch die Stabilität und Translationseffizienz von Ziel-mRNAs beeinflussen. RNA pull-down-Technik weit verbreitet RNA-Protein-Wechselwirkung zu untersuchen ist, die notwendig ist, den Mechanismus zugrunde liegende RBPs 'sowie lange nicht-kodierenden RNAs' (lncRNAs) Funktion aufzuklären. Jedoch stellt die hohe Lipid Fülle in Adipozyten eine technische Herausforderung, dieses Experiment in der Durchführung. Hier ist eine detaillierte RNA Pull-Down-Protokoll wird für die primäre Adipozyten Kultur optimiert. Ein RNA-Fragment von Androgen-Rezeptors (AR) 3 'untranslatierten Region (3'-UTR), die eine Adenylat-uridylat reichen elementwas verwendet als ein Beispiel enthält, zu zeigen, wie ihre RBP Partner HuR Protein von Adipozyten lystate abzurufen. Das hier beschriebene Verfahren kann um die Wechselwirkungen zu detektieren angewendet werden zwischenRBPs und nicht-kodierenden RNAs sowie zwischen RBPs und kodierenden RNAs.
RBPs sind Proteine, die bei der Bildung von RNA-Protein-Komplexe in Zellen zur Doppel- oder Einzelstrang-RNA binden und zu beteiligen. RBPs kann eine Vielzahl von RNA-Spezies binden, einschließlich mRNA und lange nichtkodierende RNAs (lncRNAs) und deren Einfluss auf posttranskriptionales Ebenen ausüben. Beide RBPs und lncRNAs sind , sich als neue Aufsichtsbehörden bei adipösen Entwicklung und Funktion 1,2,3. Um zu verstehen, den Mechanismus der RBP- und lncRNA vermittelte Regulation der zellulären Wege, ist es oft notwendig ist, die Wechselwirkung zwischen einem spezifischen RNA-Moleküls und eines oder mehrere RBPs zu erfassen, und manchmal das gesamte Spektrum von Proteinpartner einer RNA zu identifizieren, Transkript. Jedoch kann der Versuch aufgrund des hohen Gehaltes an Lipiden in Adipozyten schwierig sein. Die RNA - Pull-Down - Protokoll hier beschrieben werden eingesetzt 4,5 die Proteinpartner eines spezifischen RNA aus den Adipozyten Lysaten von Primärkulturen zu erhalten.
Rationale für dieses Protocol wird wie folgt zusammengefasst. Ein RNA - Köder in vitro aus einem DNA - Template transkribiert ist, Biotin-markierte und konjugiert an Streptavidin-beschichteten magnetischen Kügelchen 4. Die RNA Köder wird mit Zelllysaten inkubiert für die Bildung von RNA-Protein-Komplexen zu ermöglichen, die anschließend gezogen werden, auf einem Magnettreten. Mehr die RNA - Pull-Down - Protokoll unten beschrieben speziell, verwenden Sie ein RNA - Fragment von AR 3'UTR als Köder HuR Protein, ein universell ausgedrückt RBP gebunden 3'UTR von mRNAs 6,7, von theadipocytelysate der Primärkultur zu erhalten. Um die Bindungsspezifität dieses Assays testen, wurde eine nicht-relevanten RNAas auch blank Streptavidin-Kügelchen als Kontrolle eingeschlossen. Dieses Protokoll ist kompatibel mit Western - Blot oder Massenspektrometrie (MS) die Erfassung eines bestimmten RBP zu bestätigen oder das gesamte Repertoire der erfassten RBPs bzw. 8 zu identifizieren.
Verschiedene Techniken sind verfügbar RNA-Protein-Wechselwirkung zu untersuchens. Offenbaren RNAs gebunden durch eine gegebene RBP, RIP (RNA Immunpräzipitation) und CLIP (UV-Vernetzung und Immunpräzipitation) angewendet werden kann. Im Gegensatz dazu kann zu identifizieren angewendet werden Proteinpartner eines bestimmten RNA, RNA Pull-Down-Chirp (Chromatin Isolierung von RNA-Reinigung), CHART (Capture-Hybridisierungsanalyse von RNA-Targets) und RAP (RNA-Antisense-Reinigung). Im Vergleich zu den späteren, RNA-Pull-down-Technik dauert weniger Aufwand einzurichten. Es kann zu erfassen Proteine in vitro verwendet werden , und in vivo. Die in - vivo - Ansatz von RNA - Pull-down, die technisch anspruchsvoller als seine in - vitro - Gegenstück ist, RNA-Protein - Interaktionen bewahrt durch in Zellen Vernetzung erfasst Aptamer-markierte RNAs von Interesse von Zellen und erkennt anschließend gebunden RBPs. RNA - Pull-down kann zu bereichern niedrig reichlich RBPs verwendet werden, und die RNA-Protein - Komplexe zu isolieren und zu identifizieren , die bei der Kontrolle der zellulären Regulation 9,10 diversen funktionalen Rollen haben .
HINWEIS: Die RNA von Interesse im Rahmen dieser Studie ist ein Fragment von AR 3'UTR.
1. Herstellung von Biotin-markierter RNA
2. Herstellung von RNA-konjugierten Beads
HINWEIS: Verwenden Sie einen Magnetfuß zur Trennung der magnetischen Kügelchen und Überstand.
3. Preadipozyten Isolierung und Adipogenese Induction
4. Herstellung von Zellysat von Primary Adipozyten
HINWEIS: Stellen Sie sicher, alle Verfahren von Zelllysat Zubereitung auf Eis, und alle Puffer auf Eis gekühlt. Pre-Chill-Dounce-Glas Homogenisator auf Eis.
5. Bindung und Elution von RBP
6. Western Blotting für die Überprüfung der RBP
In dieser Demo-Experiment wurde ein AR-RNA-Fragment als Köder verwendet, um seine bindende Protein HuR zu erfassen. Sowohl ein FL RNA Köder, die HuR Protein und ein Aliquot von unkonjugiertem blank Streptavidinbeads dienten als negative Kontrollen nicht relevant ist. RNA-Protein-Wechselwirkungen können entweder im Kern oder Cytoplasma auftreten, und das Pull-Down-Protokoll kann entweder insgesamt oder fraktionierte (Kern- oder cytoplasmatische) Zelllysate angewendet werden. Analyse von Proteinen durch Western-Blot zeigt, dass die Probe von 15 ul unfraktioniertem Zelllysat, da keine Perleneingangskontrolle ergab ein positives Ergebnis (siehe Abschnitt 4.8), was darauf hinweist, dass HuR-Protein in der Adipozyten-Lysat von Maus Primärkultur erkannt wird durch die Verwendung der monoklonale Antikörper ist. Die AR-RNA Elution Fraktion ergab ein positives Ergebnis, was darauf hinweist, dass HuR Protein mit Hilfe der AR-RNA-konjugierten Perlen für die RNA-Pull-Down-Assay in Adipozyten-Lysat erkannt wird. Sowohl die FL-RNA Elution Fraktion und die blank Wulst Probe ergaben negative Ergebnisse, dass unspezifische Wechselwirkungen zwischen FL-RNA-Fragment und HuR Protein anzeigt, sowie zwischen den leeren Perlen und HuR Protein sind von dieser RNA-Pull-down-Ansatz nicht nachweisbar. Ergebnisse dieser zwei negative Kontrollen zeigen auch, dass eine spezifische Wechselwirkung zwischen dem AR-RNA-Fragment und HuR Protein erfolgreich von der RNA-Pull-down hier beschriebene Protokoll erkannt wird.
Abbildung 1: Western - Blot - Überprüfung von HuR Captured durch die RNA - Pull-down - Assays Eingang: rekonstruierter Zelllysat (zytoplasmatische + Kern Lysat);. Perlen: die Probe aus leeren Streptavidin-beschichteten magnetischen Kügelchen; FL RNA: Streptavidin mit dem FL-mRNA gebundenen Perlen; AR 3'UTR RNA: Streptavidin-Kügelchen gebunden mit dem AR 3'UTR mRNA; Primäre Antikörper: HuR monoklonalen Maus-Antikörper; Sekundäre Antikörper: Ziege anti-Maus IgG-HRP; Abkürzung, FL: Glühwürmchen - Luciferase, AR: Androgenrezeptor, bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Zentrifuge |
Thermocycler |
Spektrophotometer |
Rotator |
Protein-Gel-Elektrophorese und Blotapparatur |
Magnet |
Tabelle 1: Bedeutende Ausrüstung benutzt in dieser Studie Die wichtigsten Geräte in dieser Studie verwendet..
In - vitro - Transkription - Kit |
Biotinylierte RNA |
Spin-Säule zur Gewinnung von DNA und RNA-Fragmenten |
Streptavidin magnetische Kügelchen |
HuR monoklonalen Maus-Antikörper |
Ziege-anti-Maus-IgG-HRP |
Nuklease-freies Molekularbiologie Wasser |
Phosphatpufferkochsalzlösung |
RNase Inhibitor |
Protease-Inhibitor |
Pfu-DNA-Polymerase |
Säure Guanidiniumthiocyanat-Phenol-Lösung |
Tabelle 2: Die wichtigsten Verwendete Reagenzien in dieser Studienrichtung Reagenzien in dieser Studie verwendet..
2x RNA - Struktur - Puffer |
20 mM Tris-HCl (pH 7,4) |
0,2 M KCl |
20 mM MgCl2 |
2 mM DTT |
0,8 U / ul RNase Inhibitor |
Puffer A |
0,1 M NaOH |
0,05 M NaCl |
Puffer B |
0,1 M NaCl |
1x W & B (Bindungs- und Wasch) Puffer |
5 mM Tris-HCl (pH 7,4) |
1 M NaCl |
1x hypotonischen Puffer |
10 mM Tris-HCl (pH 7,4) |
10 mM KCl |
2 mM MgCl2 |
1 mM DTT |
1 mM PMSF |
1x Protease-Inhibitor |
1x Kernisolationspuffer |
25 mM Tris-HCl (pH 7,4) |
150 mM KCl |
2 mM MgCl2 |
1 mM DTT |
0,5% IGEPAL (oder 0,25% IGEPAL für die Elution von RBPs) |
1 mM PMSF |
1x Protease-Inhibitor |
0,4 U / ul RNase-Inhibitor (oder 40 U / ml RNase-Inhibitor für die Elution von RBPs) |
1x Elutionspuffer |
2 mM Biotin in 1x PBS |
. Tabelle 3: Wichtige Verwendete Lösungen in dieser Studie 2x RNA - Struktur - Puffer (siehe Abschnitt 1.7); Puffer A (siehe Abschnitt 2.3); Puffer B (siehe Abschnitt 2.4); 1x W & B (Bindungs- und Wasch) Puffer (siehe Abschnitte 2.2, 2.5, 2.7); 1x hypotonischen Puffer (siehe Abschnitt 4.3); 1x Kernisolationspuffer (siehe Abschnitte 2.8, 4.6, 5.3, 5.4); 1x Elutionspuffer (HINWEIS folgenden siehe Abschnitt 5.4).
mmer "> Template und Primer Sequenzen T7-AR-Oligo 5 'TCT AAT ACG ACT CAC TAT AGG GCT GGG CTT TTT TTT TCT CTT TCT CTC CTT TCT TTT TCT TCT TCC CTC CCT AGC TTA TGA CCG TGG CAG TCT -3' T7-AR-F 5 'CTA ATA CGA CTC ACT ATA G-3' T7-AR-R 5 'AGA CTG CCA CGG TCA TAA GC -3' hluc (+) - T7-probe-F 5'-TAATACGACTCACTATAGGGAGCCCCTGCTAACGACATTTACAACGAG-3 ' hluc (+) - Sonde-R 5'-CATAATCATAGGGCCGCGCACACAC-3 'Tabelle 4: Sequenzen von Template und Primer für die PCR - Amplifikation T7-AR-Oligo. DNA - Matrize für die PCR - Amplifikation (siehe Abschnitt 10,1); T7-AR-F: Vorwärts-Primer für die PCR-Amplifikation (siehe Abschnitt 1.1); T7-AR-R: Rückwärts-Primer für die PCR-Amplifikation (siehe Abschnitt 1.1); hluc (+) - T7-Sonde-F: Vorwärts-Primer für die PCR-Amplifikation (siehe Abschnitt 1.2); hluc (+) - Sonde-R: Rückwärts-Primer für die PCR-Amplifikation (siehe Abschnitt 1.2).
lncRNAs und RBPs haben eine lebenswichtige Rolle in Gesundheit und Krankheit, aber die molekularen Mechanismen dieser Moleküle schlecht verstanden werden. Identifizierung von Proteinen, die mit lncRNA Molekülen interagieren ist ein wichtiger Schritt in Richtung auf die Regulationsmechanismen aufzuklären. Anreicherung von RBPs durch die RNA-Pull-Down-Assay-System wird in-Lösung auf Basis von Erfassung von komplexen interagieren, so dass Proteine, die aus einem Zelllysat selektiv extrahiert werden können biotinylierte RNA Köder gebunden an Streptavidin magnetische Kügelchen verwendet wird. Mehrere andere Verfahren wie Chirp, CHART und RAP kann das gleiche Ziel zu erreichen, aber diese Methoden mehr Aufwand nimmt als die RNA - Pull-down - Technik 16,17,18 einzurichten.
Die Stärke der RNA-Pull-down ist, dass es ein relativ einfaches Protokoll ist und einfach durchzuführen. Sowohl CHIRP und RAP einen Vernetzungsschritt umfassen, die natürlicherweise RNA-Protein-Komplexe und den Aufbau eines vollständigen Satz von Antisense-Oligonukleotiden vorkommende bewahrt (90 nucleotides lang in RAP und 20 Nukleotide lang in Chirp) , um das gesamte Ziel - RNA 16,17,18 Fliesen. RNA-Faltung ist ein kritischer Schritt in der RNA-Pull-down-Assays. Die Hauptbeschränkung dieses Protokolls ist es, dass die Ziel - RNAs in vitro synthetisiert werden und nicht richtig in native Struktur gefaltet werden kann , die richtige zu ermöglichen , mit seiner RBP (en) zu binden. Falsch gefaltete nicht-native RNAs können entweder scheitern RNA-Protein - Wechselwirkungen zu bilden und funktionelle Assays ungültig oder Form Wechselwirkungen , die nur in vitro unter nicht - physiologischen Bedingungen auftreten. Obwohl das Pull-Down - Protokoll hier beschrieben ein gut anerkanntes Verfahren zur RNA angenommen 13,14 Faltung (Abschnitt 1.7 sehen), ist es nicht für andere RNA - Transkripte richtige Faltung garantiert.
RNA - Pull-down wird oft mit RIP als komplementärer Ansatz gekoppelt , um die RNA (s) durch die RBP von Interesse 19 gebunden zu erkennen. Ein weiterer wichtiger Schritt in diesem Protokoll ist die Entfernung von Lipidfraktion aus GesamtzellLysat, da die hohe Lipid Hülle und Fülle in reifen Adipozyten stellt eine große technische Herausforderung dar (siehe Abschnitt 4.5). Das hier beschriebene Protokoll ist besonders für die Verwendung mit Adipozyten entwickelt. Jedoch können die Grundkomponenten dieses Protokolls und der Stringenz aller Puffer verwendet verändert und für die Anwendung auf andere Zellkulturmodellen angepasst werden. Für Gewebe , die hohe endogene RNase haben, verschiedene RNA - Pull-down - Protokolle angewendet werden kann.
RNA-Pull-down, die RNAs von Interesse verwendet die dazugehörigen RBPs zu identifizieren, ist eine effektive und effiziente Technik, um die zentralen Funktionen und Mechanismen von lncRNAs zu sondieren, die eine breite Palette von Rollen in menschlichen Zellen haben. Die zukünftige Entwicklung von RNA-basierten Erfassung, einschließlich RNA Pull-Down wird Herausforderungen benötigt werden, um Adresse mit der Definition der Komponenten, Montage und Funktion von RNA-Protein-Komplexe, sowie ausreichend RBPs von niedrigen reichlich RNA-Protein-Komplexe für MS zu erzeugen.
Keine Interessenkonflikte erklärt.
Diese Arbeit wurde von Singapur NRF Gemeinschaft (NRF-2011NRF-NRFF001-025) sowie CBRG (NMRC / CBRG / 0070/2014) finanziert.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Major materials used in this study. | |||
MEGAscript kit | Ambion | ||
Biotin-14-CTP | Invitrogen | ||
NucAway spin columns | Ambion | ||
Dynabeads M-280 Streptavidin | Invitrogen | ||
HuR (3A2) mouse monoclonal antibody (sc-5261) | Santa Cruz Biotechnology | ||
Goat anti-mouse IgG-HRP(sc-2005) | Santa Cruz Biotechnology | ||
Hypure Molecular Biology Grade Water (nuclease-free) | HyClone | ||
Phosphate Buffer Saline (1×PBS) | HyClone | ||
RNase inhibitor | Bioline | ||
Protease inhibitor | Sigma | ||
Pfu Turbo DNA polymerase | Agilent Technologies | ||
TRIsure | Bioline | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Major equipment used in this study. | |||
Sorvall Legend Micro 21R centrifuge | Thermo Scientific | ||
Sorvall Legend X1R centrifuge | Thermo Scientific | ||
Bio-Rad T100 thermal cycler | Bio-Rad | ||
Nanodrop 2000 | Thermo Scientific | ||
BOECO rotator Multi Bio RS-24 | BOECO,Germany | ||
Protein gel electrophoresis and blotting apparatus | Bio-Rad | ||
DynaMag-2 magnet | Life Technologies |
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