Summary

Desthiobiotin Streptavidin 선호도 중재 Mesothelioma 세포에서 RNA 상호 작용 단백질의 정화

Published: April 25, 2018
doi:

Summary

Desthiobiotin 라벨 아데닌 부자 요소 (는) 주제를 포함 하는 합성 25-뉴클레오티드 RNA oligo의 cytosolic는 바인딩 단백질의 특정 바인딩 수 있습니다.

Abstract

생체 외에서 RNA-풀 다운 특정 RNA 구조와 주제를 인식 하는 RNA 의무적인 단백질을 식별 하기 위한 프로토콜의 첫 번째 단계에서 아직도 크게 사용 된다. 이 RNA-풀 다운 프로토콜에서 상업적으로 합성된 RNA 프로브 biotin, desthiobiotin는 역에 streptavidin 바인딩하고 따라서 더에서 단백질의 차입을 허용 한다 RNA 가닥의 3′ 말단에서의 수정 된 형태로 표시 됩니다 생리 조건입니다. RNA-desthiobiotin는 streptavidin 자석 구슬, 풀 다운 단백질 특히 관심의 RNA와 상호 작용 하는 데 사용 되는에의 상호 작용을 통해 움직일 수 있습니다. Mesothelioma 셀의 cytosolic 분수에서 비 변성 및 활성 단백질은 단백질의 원본으로 사용 됩니다. 여기 설명 하는 방법은 알려진된 RNA 의무적인 단백질 25-뉴클레오티드 (nt) 긴 RNA 프로브를 포함 하는 관심사의 순서 사이 상호 작용을 검출 하기 위하여 적용할 수 있습니다. 안정 또는 불안정 기자 벡터 분석 결과 사용 하 여 달성 하는 RNA 분자에 존재 하는 성분의 기능 특성을 완료 하는 데 유용 합니다.

Introduction

유전자 발현과 유전자 제품의 최종 수준 mRNA 안정성과 mRNA 번역 속도1에 영향을 미치는 하 여 단단히 통제 수 있다. 이러한 post-transcriptional 규제 메커니즘은 타겟된 mRNA와 비 코딩 RNA 또는 RNA 바인딩 단백질 (RBPs)의 상호 작용을 통해 발휘 됩니다. 그것은 일반적으로 특정 cis을 포함 하는 (3′ UTR-게놈2의 비 코딩 부분에 속하는) mRNA의 3′ 번역된 영역- 트랜스에 의해 인정 되는 규제 요소 (CRE)-미르 등 RBPs 요인 행동 3. 최고의 공부 cis-3′ UTR, 내의 요소는 차례에, 그리고 특정 AU-바인딩 단백질 (AUBP)에 의해 인식 되는 아데닌 부자 요소 (는) 모티브 유도 하거나 mRNA 저하/deadenylation (감퇴는 중재) 또는 mRNA의 안정화4.

크기는 3′ UTR calretinin의 mRNA (CALB2)은 573 bp 긴 AREsite2, bioinformatic 도구5에의해 예측 상 상속 AUUUA pentamer 포함. Putative는 모티프의 존재와 일치, pmirGLO 벡터 기자 분석 결과 CALB2 mRNA6내에서이 요소의 안정화 역할을 설명 했다. 마지막으로,는 생체 외에서 RNA-풀 다운 사용 되었다 calretinin 안정화 AUBP를 식별 하는 모티브를 통해 mRNA.

모든 비 코딩 RNAs는 단백질7상호 작용에서 생체 외에서 RNA-풀 다운 이므로 좋은 방법과 선택의 첫 번째 분석 결과 RNA-인터 식별 분자 메커니즘을 해독에 도움. 이 RNA-풀 다운 방법에서는 상업적으로 합성된 RNA 프로브, RNA 가닥의 3′ 말단에 biotin (desthiobiotin)의 수정 양식을 표시 했다 사용 되었다. RNA-desthiobiotin는 streptavidin 자석 구슬, 풀 다운 단백질 특히 관심의 바운드 RNA 상호 작용 하는 데 사용 되는에의 상호 작용을 통해 움직일 수 있습니다. Mesothelioma 셀의 cytosolic 분수에서 비 변성 및 활성 단백질은 단백질의 원본으로 사용 됩니다. 이러한 RNA 바인딩 단백질은 eluted 자석 구슬, 12 %SDS 페이지 젤 통해 실행 하 고, 막, 전송 하 고 다른 항 체와 조사에서.

표준 streptavidin biotin 선호도 정화 절차, 가혹한 변성 조건8바운드 단백질 elute 강한 돌이킬 수 없는 biotin streptavidin 본드를 방해 하는 데 필요한 어떤의 분리 발생할 수 있습니다. 단백질 복합물입니다. Biotin, 달리 desthiobiotin 역에 streptavidin 바인딩하고 biotin, 단백질의 부드러운 차입에 대 한 허용 하 고 피하는 자연스럽 게 biotinylated 분자9, 격리의 버퍼 솔루션 경쟁력 있 제안 기법 기본 조건에서 네이티브 단백질 복합물을 분리 하는 데 이상적입니다.

생체 외에서 바인딩 조건과 엄중, 소금 농도, 감소 시키는 대리인 및 세제 비율에 의해 결정 됩니다,이 진정한 vivo에서 상호 작용을 식별 하기 위해 그 세포질 문맥에 가까이 있어야 한다. 여기에 구현 된 바인딩 조건 있다 이전 증명 AU-바인딩 단백질10으로 허의 식별을 위해 적절 한. 이 이렇게 어렵고 도전적인 적절 한 바인딩 조건의 최적화 될 수 있으므로 시간을 절약할 수 있다. 또한,이 방법은 어떤 RNA-풀 다운 실험 시작 프로토콜로 사용 될 수 고 소금 및 세제의 농도 변경 하 고, 글리세롤 백분율을 변경 하 고 다른 소금 추가 여 점차적으로 최적화할 수 있습니다. 또한, 우리는 심지어 짧은 25-뉴클레오티드 RNA-조사는 pentamer 은닉는 모티브 사용할 수 특정 AUBP와의 상호 작용을 보여 시연.

Protocol

1. Cytosolic 핵 단백질 분수의 준비 플레이트 4 x 106 ACC-MESO-4 셀 RPMI-1640 매체에에서 성장 T150 셀 문화 술병에 보충 10 S, 1 x 페니실린/스 (100 x), 그리고 2 m L-글루타민 (200 m m) m. 셀 80-90% (6 셀 ~5-5.5 x 10)의 합류에 도달, 핵 및 cytosolic 분수의 단백질 추출 진행.참고: ACC-MESO-4 셀 라인 RIKEN 유관 센터11에서 얻은 했다. 중간 발음, 1 x PBS의 15 mL을 추가 하 여 ?…

Representative Results

이 실험에서 calretinin 3′ UTR 은닉은 모티브의 (CALB2 3′ UTR (은) 25-nt) 25-nt 긴 조각 인간 항 R (허) 단백질, 알려진된 mRNA 안정제에 특히 바인딩 되었는지 테스트 하려면 사용 되었습니다. 테스트는 요소, 25 nt RNA의 특이성 조사 CALB2 3′ UTR (mtARE)는 모티브의 안정화 효과 폐지 이전 보였다는 모티브는 돌연변이 포함 하 이었다 사용된6. 3 RNA 프로브 28 nt 부정적인 제어…

Discussion

3′ Utr는 비 코딩 게놈3에 속하고 모든 비 코딩 RNAs 단백질7그들의 기능 발휘 하기 위하여 작용할 수 있습니다. 포유류 게놈 복사할 퍼지 수를 발견 하 고 긴 noncoding RNAs16의 상당 부분을 생산,이 긴 noncoding RNAs로 상호 작용 하는 유전자 발현 조절에 작동 입증 증거를 신흥 개장 하는 chromatin 단지17. 이 정보는 RNA-풀 다운 분석 결과 …

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 작품은 스위스 국립 과학 재단 Sinergia 그랜트 CRSII3 147697, 재단에 Angewandte Krebsforschung와 취리히 Krebsliga에 의해 지원 되었다.

Materials

NE-PER Nuclear and cytoplasmic extraction kit Thermo Fisher Scientific  78833
Pierce Protease Inhibitor Tablets, EDTA-free Thermo Fisher Scientific A32965
Pierce BCA Protein Assay Kit Thermo Fisher Scientific 23225
Pierce Magnetic RNA-protein Pull-Down Kit  Thermo Fisher Scientific 20164 Includes magnetic beads and therefore the kit need to be stored at 4 °C
Pierce RNA 3’ End Desthiobiotinylation Kit  Thermo Fisher Scientific 20163 The kit is a part of the "Pierce Magnetic RNA-protein Pull-Down Kit", and needs to be stored at -20 °C unlike the pull-down kit (4 °C).
DynaMag-2,  magnetic stand Thermo Fisher Scientific 12321D
Anti – HuR (MOUSE) monoclonal antibody Thermo Fisher Scientific The antibody is included in the Pierce Magnetic RNA-protein Pull-Down Kit  – 1:1000 in 5% BSA 1x TTBS – rabbit anti-mouse secondary antibody 1:10,000 in 5% BSA 1x TTBS
Anti – α – tubulin (MOUSE) monoclonal antibody Santa Cruz 8035 1:1000 in 5% BSA 1x TTBS – rabbit anti-mouse secondary antibody 1:10,000 in 5% BSA 1x TTBS
Anti – PARP (RABBIT) Polyclonal antibody Cell Signaling 9542 1:1000 in 5% BSA 1x TTBS – goat anti-rabbit secondary antibody 1:10,000 in 5% BSA 1x TTBS
Anti – Mesothelin (MOUSE) Monoclonal Antibody  Rockland 200-301-A87
Secondary goat anti-rabbit antibody Cell Signaling 7074
Secondary rabbit anti-mouse antibody Sigma-Aldrich A-9044
RPMI – 1640 medium Sigma-Aldrich R8758
FBS – Filtrated Bovine Serum Pan Biotech  P40-37500
Penicillin – streptomycin (100x) Sigma-Aldrich  P4333
L-Glutamine solution (200 mM) Sigma-Aldrich  G7513
0.25% Trypsin-EDTA (1x) Gibco by Life technologies  25200-056
Mini-PROTEAN 3 Cell Bio-Rad 1653301
Mini Protean System Glass Plates  Bio-Rad 1653308
Mini-PROTEAN Spacer Plates with 1.5 mm integrated spacer Bio-Rad 1653312
Mini-PROTEAN Comb, 10-well, 1.5 mm, 66 µL Bio-Rad 1653365
Mini-PROTEAN Tetra Cell Casting Modules Bio-Rad 1658050
RNaseZap RNase Decontamination Solution Thermo Fisher Scientific AM9780
Rotiphorese gel 30 – aqueous 30% acrylamide and bisacrylamide stock solution at a ration of 37.5:1 Roth 3029
20% SDS  PanReac AppliChem A3942
PVDF transfer membrane  Perkin Elmer NEF1002 Need to be activated by incubating in pure methanol for 1 min followed by washing in water for 2 min 
Trans-Blot SD semi-dry transfer cell  Bio-Rad 1703940
Clarity Western ECL Substrate Bio-Rad 1705061
FusionFX  Digital Imager Vilber
RNA oligo synthesis Mycrosynth AG, Switzerland the synthesis scale – 0.04 µmol – HPLC purified
Bovine serum albumin Sigma-Aldrich A7030
Hydrochloric Acid (HCl) 6 M PanReac AppliChem 182883.1211
Ultra Pure 1 M Tris, pH 7.5  Thermo Fisher Scientific 15567027
Glycerol  Thermo Fisher Scientific 17904 50% sterile aliquots to be stored at -20°C
Pierce Streptavidin magnetic beads  Thermo Fisher Scientific 88817 Please note that these magnetic beads have an average diameter of 1 µm (range from 0.5 – 1.5 µm). Furthermore, Dynabeads-M280 Streptavidin, which are beads of homogenouse size 2.8 µm, are also used in RNA-pulldown but be aware that this may affect purification process.
TEMED Sigma-Aldrich T9281
Ammonium persulfate  Sigma-Aldrich A3678
Coomassie G-250 Applichem A3480
Aluminiumsulfate-(14-18)-hydrate  Sigma-Aldrich 368458
ortho-phosphoric acid  Applichem A0637

Referencias

  1. Glisovic, T., Bachorik, J. L., Yong, J., Dreyfuss, G. RNA-binding proteins and post-transcriptional gene regulation. FEBS Letters. 582 (14), 1977-1986 (2008).
  2. Mayr, C. Evolution and biological roles of alternative 3’UTRs. Trends in Cell Biology. 26 (3), 227-237 (2016).
  3. Matoulkova, E., Michalova, E., Vojtesek, B., Hrstka, R. The role of the 3′ untranslated region in post-transcriptional regulation of protein expression in mammalian cells. RNA Biology. 9 (5), 563-576 (2012).
  4. von Roretz, C., Di Marco, S., Mazroui, R., Gallouzi, I. E. Turnover of AU-rich-containing mRNAs during stress: a matter of survival. Wiley Interdisciplinary Reviews: RNA. 2 (3), 336-347 (2011).
  5. Fallmann, J., Sedlyarov, V., Tanzer, A., Kovarik, P., Hofacker, I. L. AREsite2: An enhanced database for the comprehensive investigation of AU/GU/U-rich elements. Nucleic Acids Research. 44, D90-D95 (2016).
  6. Kresoja-Rakic, J., et al. Posttranscriptional regulation controls calretinin expression in malignant pleural mesothelioma. Frontiers in Genetics. 8 (70), (2017).
  7. Chu, C., Spitale, R. C., Chang, H. Y. Technologies to probe functions and mechanisms of long noncoding RNAs. Nature Structural & Molecular Biology. 22 (1), 29-35 (2015).
  8. Diamandis, E. P., Christopoulos, T. K. The biotin-(strept)avidin system: principles and applications in biotechnology. Clinical Chemistry. 37 (5), 625-636 (1991).
  9. Hirsch, J. D., et al. Easily reversible desthiobiotin binding to streptavidin, avidin, and other biotin-binding proteins: Uses for protein labeling, detection, and isolation. Analytical Biochemistry. 308 (2), 343-357 (2002).
  10. . Magnetic bead technology for better assay development Available from: https://assets.thermofisher.com/TFS-Assets/LSG/brochures/1602577-Magnetic-Bead-Technology-Brochure.pdf (2013)
  11. Usami, N., et al. Establishment and characterization of four malignant pleural mesothelioma cell lines from Japanese patients. Cancer Science. 97 (5), 387-394 (2006).
  12. Laemmli, U. K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 227 (5259), 680-685 (1970).
  13. Coulson, R. M., Cleveland, D. W. Ferritin synthesis is controlled by iron-dependent translational derepression and by changes in synthesis/transport of nuclear ferritin RNAs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 90 (16), 7613-7617 (1993).
  14. Leibold, E. A., Munro, H. N. Cytoplasmic protein binds in vitro to a highly conserved sequence in the 5′ untranslated region of ferritin heavy- and light-subunit mRNAs. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 85 (7), 2171-2175 (1988).
  15. Srikantan, S., Gorospe, M. HuR function in disease. Frontiers in Bioscience (Landmark Edition). 17, 189-205 (2012).
  16. Morris, K. V., Mattick, J. S. The rise of regulatory RNA. Nature Reviews: Genetics. 15 (6), 423-437 (2014).
  17. Rinn, J. L., et al. Functional demarcation of active and silent chromatin domains in human HOX loci by noncoding RNAs. Cell. 129 (7), 1311-1323 (2007).
  18. Zhao, J., Sun, B. K., Erwin, J. A., Song, J. J., Lee, J. T. Polycomb proteins targeted by a short repeat RNA to the mouse X chromosome. Science. 322 (5902), 750-756 (2008).
  19. McHugh, C. A., et al. The Xist lncRNA interacts directly with SHARP to silence transcription through HDAC3. Nature. 521 (7551), 232-236 (2015).
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Kresoja-Rakic, J., Felley-Bosco, E. Desthiobiotin-Streptavidin-Affinity Mediated Purification of RNA-Interacting Proteins in Mesothelioma Cells. J. Vis. Exp. (134), e57516, doi:10.3791/57516 (2018).

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