Method Article
Здесь описывается анализ антител без пробирки для прямого анализа активности метилтрансферазы на синтетической или в пробирке транскрибированной РНК.
Существует более 100 химически различных модификаций РНК, две трети из которых состоят из метилирования. Интерес к изменениям РНК, и особенно метилирования, вновь появился из-за важной роли, которую играют ферменты, которые пишут и стирают их в биологических процессах, имеющих отношение к болезням и раку. Здесь, чувствительный анализ in vitro для точного анализа деятельности писателя метилирования РНК на синтетических или in vitro транскрибированных РНК предоставляется. В этом ассее используется тритированная форма S-аденосил-метионина, что приводит к прямой маркировке метилированной РНК тритием. Низкая энергия излучения трития делает метод безопасным, а уже существующие методы усиления сигнала трития позволяют количественно и визуализировать метилированную РНК без использования антител, которые обычно подвержены артефактам. Хотя этот метод написан для РНК метилирования, несколько настроек сделать его применимым к изучению других изменений РНК, которые могут быть радиоактивно помечены, такие как РНК ацетилирование с 14C ацетил кофермент A. В целом, этот вывод позволяет быстро оценить РНК метилирование условия, ингибирование с небольшими ингибиторами молекулы, или эффект РНК или фермента мутантов, и обеспечивает мощный инструмент для проверки и расширения результатов, полученных в клетках.
ДНК, РНК и белки подвержены изменениям, которыежестко регулируют экспрессию генов 1. Среди этих модификаций метилирование происходит на всех трех биополимерах. Метилирование ДНК и белка было очень хорошо изучено в течение последних трех десятилетий. В отличие от этого, интерес к метилированию РНК был только недавно возродился в свете важной роли, что белки, которые пишут, стирают или связывают РНК метилациляции играют в развитии и болезни2. В дополнение к более известным функциям в обильных рибосомных и передачи РНК, РНК метилирования пути регулируют конкретные посыльного РНК стабильности3,4, сращивание5 и перевод6,7, miRNA обработки8,9 и транскрипционной паузы и выпуска10,11.
Здесь сообщается о простом и надежном методе проверки РНК-метилтрансферазы в условиях лаборатории молекулярной биологии (обобщено на рисунке 1). Многие исследования оценивают активность РНК метилтрансферазы через точечную подрамность с антителом против изменения интереса РНК. Однако, точка-блот не проверяет целостность РНК при инкубации с метилтрансферазой РНК. Это важно, потому что даже незначительные загрязнения рекомбинантных белков с нуклеазой может привести к частичной деградации РНК и смешанные результаты. Более того, даже высокоспецифические антитела к модификации РНК могут распознавать неизмененные РНК с определенными последовательностями или структурами. In vitro RNA метилтрансферазы анализ сообщил здесь использует тот факт, что S-аденосил метионин может быть трилциатна на метиловой группы донора (Рисунок 1), что позволяет метилированной РНК быть точно обнаружены без использования антител . Инструкции предусмотрены для экстракорпорной транскрипции и очистки стенограммы интереса и тестирования метилирования указанной транскрипта ферментом интереса. Этот метод является гибким и надежным и может быть скорректирован в соответствии с потребностями того или иного проекта. Например, в пробирке транскрибируются и очищены РНК, химически синтезированные РНК, но и клеточные РНК могут быть использованы. Этот ассси обеспечивает количественную информацию в виде сцинтилляции, а также качественную информацию, показывая, где именно метилированная РНК работает на геле. Это может обеспечить уникальное понимание функции РНК метилтрансферазы, особенно при использовании клеточных РНК в качестве субстрата, так как он обеспечивает метод непосредственного наблюдения размер РНК или РНК, которые предназначены для метилирования.
1. Транскрипция в пробирке и гель очищение целевой РНК
2. In vitro РНК метилтрансферазы анализ
Реакция транскрипции в пробирке
Рисунок 2 A представляет собой типичный пробег от реакции транскрипции in vitro с полимеразой РНК T7 7SK snRNA, которая является относительно короткой (331 nt) и высоко структурированной РНК. Как показано на этом исходном изображении, есть несколько нежелательных полос, как короче, так и дольше, чем 7SK, вероятно, в результате случайных транскрипционных событий инициации или прекращения. Из-за этого, очистка геля после реакции транскрипции in vitro имеет важное значение для получения чистой РНК-образца, как показано на рисунке 2B. На данный момент, РНК интерес может быть определена по его расположению по отношению к лестнице и очищены путем очистки геля.
Как упоминалось ранее, это может быть необходимо для оптимизации длины транскрипции реакции до шага очистки геля. Транскрипционные реакции, которые работают слишком долго, могут привести к чрезвычайно высокому количеству РНК-продукции, что затрудняет идентификацию правильной транскрипта ниже по течению. Важно также проверить личность очищенной транскрипта по обратной транскрипции и количественной PCR (RTqPCR) с помощью конкретных грунтовок.
Анализ метилтрансферазы в пробирке РНК
На рисунке 3 показан репрезентативный результат анализа метилтрансферазы РНК, описанного в протоколе с использованием нижнего предела рекомендуемой РНК и концентраций белка. Этот асссеможно как для количественных результатов от сцинтилляции, так и качественных результатов авторадиограммы. Здесь, MePCE, РНК метилтрансферазы известно метилата 7SK10, было показано, чтобы быть в состоянии также метилировать U6. Кроме того, как недавно показано для 7SK16, связывание гистона H4 к MePCE также подавляет метилирование U6. Мы смогли наблюдать это как в сцинтилляции кол(Рисунок 3C) и авторадиограммы (Рисунок 3B), показывая надежность этого протокола.
Рисунок 1 . Схематическое представление типичного рабочего процесса ассеиса по ассеу РНК-метилтрансферазы и ожидаемых результатов. Синефунгин является конкурентоспособным ингибитором метилтрансферазы. L: лестница; WT: дикий тип; M: каталитический мутант; cpm: количество за минуту, пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2 . Представитель эксперимент, показывающий продукт экстракорпорной транскрипции до (A) и после (B) очистки на денатурации мочевины-полиакриламид 8% гель окрашенных нуклеиновой кислоты пятно. Стрелки указывают на стенограмму 7SK до и после очистки геля. L: лестница. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3 . In vitro RNA метил-трансферазный анализ выполняется с MePCE против U6. In vitro methyltransferase анализ с использованием рекомбинантных GST-MePCE (25 нм), 3H-радиоактивных SAM в качестве донора метиловой группы и в пробирке транскрибируется U6 РНК (50 нм) в качестве субстрата. Авторадиограмма была выставлена в течение 2 недель для того, чтобы обнаружить остаточную активность (250 cpm) в образце «Histone H4». Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Здесь сообщается о простом и надежном методе проверки РНК-метилтрансферазы в отношении конкретных транскриптов. Ассаи использует тот факт, что S-аденосил метионин может быть тритиациарет на метилгруппы донора(рисунок 1), что позволяет метилированной РНК быть точно обнаружены без использования антител. Однако, важно отметить, что этот анализ не может указать, какие остатки или химической группы метилируется ферментом. Для выявления или проверки того, что конкретный остаток метилирован, другие методы, такие как мутационный анализ, обратный блок транскрипции или анализ масс-спектрометрии субстрата РНК могут быть использованы в сочетании с анализом метилтрансферазы РНК.
Выбор РНК и их способ синтеза зависит от размера РНК. Специфические РНК размеров от 18 до 120 nt могут быть удобно синтезированы на заказ от многих авторитетных поставщиков нуклеиновой кислоты. Однако, чаще всего, конкретные РНК различных размеров в пробирке транскрибируется. Шаблоны ДНК для транскрипции in vitro могут быть сгенерированы различными способами и требуют расположения последовательности интересов ниже по течению промоутера T7 или SP6. Когда точные концы РНК имеют важное значение, плазмида рРЗ рекомендуется17. Высокая чувствительность асссея(рисунок3) также позволяет заменить очищенную РНК смесью клеточной РНК, то всего или мессенджера РНК, например. Действительно, гель и авторадиограмма обеспечивают способ непосредственного наблюдения размера РНК (ы), предназначенные для метилирования.
Условия, о которых сообщается здесь в шаге 2.1 протокола, являются оптимальными для семейства метилтрансфераз BIN3, которое имеет два омолога у человека, MEPCE10 и BCDIN3D9. Важно подчеркнуть, что условия асссея должны быть адаптированы к специфическому белку и РНК интерес. Например, было показано, что присутствие MgCl2 уменьшает активность BCDIN3D18, однако, MgCl2 может быть важным координатором структуры РНК, и, таким образом, может представлять собой важный компонент асссирования для других РНК метилтрансферазы.
Преимущество использования авторадиограммы, которая может подвергаться в течение длительного периода времени, заключается в том, что она может позволить обнаружить очень слабую активность, которая не обнаруживается в сцинтилляционном асссе. Обычно это указывает на то, что белок является метилтрансферазой, но что один или несколько условий реакции или реагентов должны быть оптимизированы: фермент; субстрат, кофактор, буферные условия и т.д.9. Например, очистка фермента может потребоваться улучшить, чтобы удалить или изменить положение тега. Это также может быть, что РНК, используемая в качестве субстрата должна быть сложена должным образом или взаимодействовать с другим белком или РНК-фактор, который будет метилирован ферментом. Таким образом, уже существующие литературы и / или собственные результаты в клетках должны быть тщательно рассмотрены для создания условий проверки фермента и РНК интерес.
Ассес также чрезвычайно гибок. Например, это может быть шагом-предшественником другого типа анализа, так что радиоактивно метилированная РНК используется в количественных и качественных деметиллазы хассий11, или в РНК связывающих анализов, позволяющих специально визуализировать поведение метилированная РНК по сравнению с неизмененной. Анализ также может быть слегка скорректированы для анализа модификации РНК, которые используют коэнзимы, которые могут быть радиоактивно помечены, такие как ацетил кофермент а для изучения РНК ацетилирование19,20.
Авторам нечего раскрывать.
Авторы хотели бы поблагодарить д-ра Турью Канти Дебнатх за помощь в ChemDraw. Исследования в лаборатории Xhemal'e поддерживается Министерством обороны - Конгресс направлены медицинские исследования программы - Рак молочной железы Прорыв премии (W81XWH-16-1-0352), NIH Грант R01 GM127802 и запуск средств от Института сотовой и Молекулярная биология и Колледж естественных наук техасского университета в Остине, США.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
10 bp DNA Ladder | Invitrogen | 10821-015 | 10 bp DNA Ladder kit. |
10% Ammonium Persulfate (APS) | N/A | N/A | For urea denaturing polyacrylamide gel (For 10 mL, dissolve 1g in 8 mL of milliQ water; adjust volume to 10 mL with milliQ water; filter the solution using a 10 mL syringe equiped with a 0.45 µm filter). |
10X TBE Buffer | N/A | N/A | For urea denaturing polyacrylamide gel (For 1L, add 108 g of Tris Base, 55 g of Boric Acid to a cylinder with a stir bar; add 800 mL of distilled water and let dissolve; add 40mL of 0.5 M Na2EDTA (pH 8.0); adjust volume to 1L with milliQ water; filter the solution using a 0.22µm filter). |
10X TBS | N/A | N/A | For 1L, add 60.5 g of Tris Base, 87.6 g of NaCl to a cylinder with a stir bar; add 800 mL of distilled water and let dissolve; adjust pH to 7.5 with concentrated HCl; adjust volume to 1L with milliQ water; filter the solution using a 0.22 µm filter. |
Acrylamide: Bis-Acrylamide 29:1 (40% Solution/Electrophoresis), Fisher BioReagents | Fisher | BP1408-1 | For urea denaturing polyacrylamide gel. |
ADENOSYL-L-METHIONINE, S-[METHYL-3H]; (SAM[3H]) | Perkin Elmer | NET155V250UC | For in vitro methylation of RNA; Concentration = 1.0 mCi/mL; Specific activity = 17.1 Ci/mmol; Molarity= (1.0 Ci/L)/(83.2 Ci/mmol) = 0.0584 mmol/L = 58.4 µM. Upon receipt of the frozen 3H-SAM tube, thaw it at 4°C, make 20 µL aliquots, and freeze them at -30°C. Never refreeze and reuse a partially used aliquot. |
Amersham Hypercassette Autoradiography Cassettes | GE Healthcare | RPN11649 | For autoradiogram gel exposure. |
Amersham Hyperfilm MP | GE Healthcare | 28906846 | For autoradiogram gel exposure. |
Beckman Scintillation Counter | Beckman | LS6500 | For liquid scintillation count. |
Biorad Mini Horizontal Electrophoresis System | Biorad | 1704466 | Mini Horizontal Electrophoresis System. |
cOmplete Mini EDTA-free Protease Inhibitor Cocktail Tablets | Roche Applied Science | 4693159001 | For a 20X solution, dissolve 1 tablet in 0.525 mL of nuclease free water. |
Criterion Cell | Biorad | 345-9902 | RNase free empty cassette for polyacrylamide gel. |
Criterion empty Cassettes | Biorad | 1656001 | Vertical midi-format electrophoresis cell. |
DeNovix DS-11 Microvolume Spectrophotometer | DeNovix | DS-11-S | Microvolume Spectrophotometer for measuring DNA and RNA concentration. |
Ecoscint Original | National Diagnostics | LS-271 | For liquid scintillation count. |
Fisherbrand 7mL HDPE Scintillation Vials | Fisher | 03-337-1 | For liquid scintillation count. |
Fluoro-Hance-Quick Acting Autoradiography Enhancer | RPI CORP | 112600 | For autoradiogram gel pretreatment. |
Gel dryer | Biorad | 1651745 | For drying gel. |
Gel Loading Buffer II | Ambion | AM8547 | For loading RNA in denaturing polyacrylamide urea gel (composition: 95% Formamide, 18 mM EDTA, and 0.025% SDS, Xylene Cyanol, and Bromophenol Blue). |
GeneCatcher disposable gel excision tips | Gel Company | NC9431993 | For removing bands from agarose and polyacrylamide gels. |
Megascript Kit | Ambion | AM1333 | For in vitro transcription with T7 RNA polymerase. |
Perfectwestern Extralarge Container | Genhunter Corporation | NC9226382 (clear)/ NC9965364 (black) | Gel staining box. |
pRZ | Addgene | #27663 | Plasmid for producing in vitro transcripts with homogeneous ends |
Qiagen RNeasy MinElute Cleanup | Qiagen | 74204 | For RNA clean-up, use modified protocol provided in the protocol. |
QIAquick Gel Extraction Kit (50) | Qiagen | 28704 | Kit for gel extraction and clean up of dsDNA fragment used for in vitro transcription. |
Saran Premium Plastic Wrap | Saran Wrap | Amazon | For drying gel. |
SYBR Gold | Invitrogen | S11494 | Ultra sensitive nucleic acid gel stain. |
SYBR Safe | Invitrogen | S33102 | Nucleic acid gel stain. |
TE | Sigma | 93283-100ML | 10 mM Tris-HCl, 1 mM disodium EDTA, pH 8.0 |
TEMED | Fisher | 110-18-9 | For urea denaturing polyacrylamide gel. |
Thermomixer with SMARTBLOCK 24X 1.5mL TUBES | eppendorf | 5382000023/5361000038 | For temperature controlled incubation of 1.5 mL tubes. |
TOPO TA Cloning Kit | life technologies | Kits for fast cloning of Taq polymerase–amplified PCR products into vectors containing T7 and/or SP6 promoters for in vitro RNA transcription. | |
TURBO DNase (2 U⁄µL) | Ambion | AM2238 | For DNA removal from in vitro transcription reactions. |
Urea | Sigma | 51456-500G | For urea denaturing polyacrylamide gel. |
Whatman 3MM paper | GE Healthcare | 3030-154 | Chromatography paper for drying gel. |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены