Summary

유전자 발현의 DNA 상호 작용, 디스 전사 레귤레이터, 그리고 소설 안티 종양 에이전트를 식별 : 단백질을 연구하는 정량 분석

Published: August 31, 2013
doi:

Summary

우리는 DNA 전사 인자와의 상호 작용을 측정하는 정량적 DNA-결합, ELISA 기반 분석법을 개발 하였다. RUNX2 단백질에 대한 높은 특이성은 합의 DNA 인식 올리고 뉴클레오티드 및 특정 단일 클론 항체를 달성했다. 효소 결합 항체 반응 기질과 발색 검출은 실시간으로 모니터링 하였다.

Abstract

이러한 전기 영동 이동성 이동 분석 (EMSA), 화학 발광 분석법, 크로 마틴 면역 침전 (칩) 기반의 분석 및 멀티 웰 기반의 분석과 같은 많은 DNA-결합 분석은 전사 인자의 활성을 측정하는 데 사용됩니다. 그러나 이러한 분석은, nonquantitative 있습니다 특이성이 부족, 방사성 동위 원소 표지 된 올리고 뉴클레오티드의 사용을 포함 할 수 있으며, 바인딩 DNA의 억제제의 검사에 대한 적응력이되지 않을 수 있습니다. 한편, 정량적 DNA 결합 효소 결합 면역 분석법 (D-ELISA) 분석을 이용하여, 우리는 바이오틴에 존재 컨센서스 DNA 결합 서열과 특정 관계에 의존 RUNX2 전사 인자를 사용하여 DNA와 핵 단백질 상호 작용을 보여 표지 올리고 뉴클레오티드. 세포의 제조, 핵 단백질, 및 이중 가닥 올리고 뉴클레오티드의 디자인의 추출 기술되어있다. 아비딘 코팅 된 96 – 웰 플레이트는 알칼리성 버퍼 고정 염기 차단 버퍼의 핵 단백질로 배양된다. FOLL플레이트의 광범위한 세정 특정 일차 항체 및 이차 항체 배양을 인해서 비색 반응 냉이 퍼 옥시 다제 기질과 발전 첨가하여된다. 정지 반응 키네틱 모드 또는 연속 모니터링 정량적 DNA와 단백질의 상호 작용을 측정하기 위해 사용되었다. 우리는 비 특이 IgG 또는 단백질 또는 일차 항체없이 치료 등의 적절한 특이성 컨트롤을 설명합니다. 분석의 응용 프로그램은 그 약물 검사에서 유틸리티 대표 긍정 및 부정적인 결과를 설명하는 등의 설명되어 있습니다.

Introduction

DNA-결합 분석은 DNA와 상호 작용하는 전사 인자의 능력을 측정하는데 유용성을 갖는다. 바인딩 DNA에 대한 분석은 방사성 동위 원소 표지 된 올리고 뉴클레오타이드 1 또는 화학 발광 분석법에 달려있는 전기 이동성 이동 분석 (EMSA) 등이 있습니다. 96 – 웰 형식 4를 사용 염색질 immuneprecipitation (칩)을 기준으로 분석 3뿐만 아니라 분석도 기재되어있다. 그러나 EMSA는 방사성 표지 된 올리고 뉴클레오티드의 사용을 필요로 비 정량 분석​​법이다. 핵 단백질이 특정 염기 프로모터 서열에 연결할 때, 바인딩 단지는 폴리 아크릴 아마이드 젤에 지체하고 특정 전사 인자가 항체 "supershift"로 유효성을 검사 할 수 있습니다. 우리는 정의 된 프로모터 요소에 대응하는 DNA 결합 서열과 RUNX2의 상호 작용을 측정 할 수있는 효소 – 결합 면역 포맷 (D-ELISA)을 이용하여 정량적 인 DNA-결합 분석을 개발 IN 개의 RUNX2 표적 유전자. 반대로 RUNX2 항체의 사용은 분석 특이성을 제공하고, 방사선 표지의 부족은 전통적인 겔 쉬프트 분석이 분석에서 5 구별. 바인딩 착물의 검출은 분광 광도 분석을위한 착색 된 제품에 HRP 기질, 테트라 메틸 벤지딘 (TMB)을 변환 냉이 퍼 옥시 다제 (HRP)에 결합 된 이차 항체를 이용하여 가능하다. 여기에보고 된 분석은 컨트롤과 같은 변이 된 DNA 올리고 뉴클레오티드의 사용을 포함 할 수 있으며 DNA 결합의 경쟁적 또는 비 경쟁적 억제제의 검출을 위해 사용될 수있다. 새로운 항 종양 화합물의 심사는이 분석도 가능하다.

Protocol

여러 단계가 시간 앞서 수행되는 여러 시약은 절차 이전에 제조 및 저장됩니다 : (1) 세포 배양 및 단백질 분리, (2) 올리고 뉴클레오티드의 준비, (3) 96 – 웰 플레이트의 준비, (4) 핵 추출물 부화 하룻밤. 절차 때문에 DNA 올리고 뉴클레오타이드와 핵 단백질의 하룻밤 배양 2 일이 필요합니다. 1. 버퍼의 준비 1.1 핵 단백질 분리 저장성 버퍼 : 저장성 버?…

Representative Results

D-ELISA 방법은 한 합의 RUNX2 결합 부위 (ACACCA) 3 부작을 포함하는 일련의 별, 이중 가닥 올리고 뉴클레오티드를 사용으로 지정된 DNA 결합 단백질에 대한 매우 구체적인입니다. 단백질 인자를 인식 차 항체는 특이성을 향상시킨다. 차 항체 검출의 용이성 (그림 1)에 대한 착색 된 제품에 명확한 기판 (테트라 메틸 벤지딘)를 변환 공유 결합 된 고추 냉이 퍼 옥시 다제 (HRP)가 포함되어 있습?…

Discussion

DNA-결합 분석은 DNA와 상호 작용하는 전사 인자의 능력을 측정하기 위해 사용된다. 바인딩 DNA에 대한 분석은 전기 이동성의 변화 (EMSA) 1 염색질 immuneprecipitation (칩)을 기준으로 분석 3뿐만 아니라 96 – 웰 형식에게 이러한 화학 발광 분석법 2와 4를 사용 분석을 포함한다. EMSA가 아닌 정량적이고 방사성 동위 원소 (32 P) 올리고 뉴클레오티드를 사용합니다. 이러한 핵 단…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

기술 지원 및 메릴랜드 대학 그린 바움 암 센터의 번역 상 핵심 시설, 특히 박사 부부의 계측. 레나 래피 더스와 Mariola Sadowska은 기꺼이 인정합니다. 이 분석의 개발을 담당 작품은 NIH RO1CA108846, AHA 그랜트 -에 – 보조 GRNT2130014, AP에 VA 공로상에 의해 메릴랜드 담배 배상 기금의 대학 (CRF) 마린 & 스튜어트 제공에 의해 부분적으로 투자되었다 그린 바움 암 센터.

Materials

Name of the Reagent Company Catalogue Number Comments (optional)
Poly dI/dC GE Healthcare, Piscataway, NJ US20539-5UN 1 U ~50mg
RUNX2 antibody MBL International Corp., Woburn, MA D130-3 1 mg/ml
Fab-specific peroxidase conjugated antibody Sigma-Aldrich, St. Louis, MO A9917 7.1 mg/ml
TMB Substrate (tetramethyl benzidine) EXALPHA Biologicals, Shirley, MA X1189S 100 ml
Sodium carbonate Sigma-Aldrich, St. Louis, MO 57995 Plate-fixing
Sulfuric Acid VWR, West Chester, PA BDH-39922-1 Stop solution
Multi-well plates Greiner Bio-One, Basel, Switzerland 655996 Avidin-coated, black sides
HALT Thermo-Scientific/Pierce, Rockford, IL 78440 Protease and phosphatase inhibitors
Chemicals Various manufacturers Laboratory grade  
      Table 1. Reagents
Spectrophotometer: Biotrak II Visible plate reader Amersham Biosciences   For use with stop reaction method
Spectrophotometer: Bio-Tek Synergy HT Multi-reaction microplate reader Bio-Tek Instruments, Inc.   For use with continuous kinetic monitoring
      Table 2. Equipment

References

  1. Hellman, L. M., Fried, M. G. Electrophoretic mobility shift assay (EMSA) for detecting protein-nucleic acid interactions. Nat. Protoc. 2, 1849-1861 (2007).
  2. Bhattacharya, N., Sarno, A., Idler, I. S., et al. High-throughput detection of nuclear factor-kappaB activity using a sensitive oligo-based chemiluminescent enzyme-linked immunosorbent assay. Int. J. Cancer. 127, 404-411 (2010).
  3. Hartzell, D. D., Trinklein, N. D., Mendez, J., et al. A functional analysis of the CREB signaling pathway using HaloCHIP-chip and high throughput reporter assays. BMC Genomics. 10, 497 (2009).
  4. Vuori, K. A., Ahlskog, J. K., Sistonen, L., Nikinmaa, M. TransLISA, a novel quantitative, nonradioactive assay for transcription factor DNA-binding analyses. FEBS J. 276, 7366-7374 (2009).
  5. D’Souza, D. R., Salib, M. M., Bennett, J., et al. Hyperglycemia Regulates RUNX2 Activation and Cellular Wound Healing through the Aldose Reductase Polyol Pathway. J. Biol. Chem. 284, 17947-17955 (2009).
  6. Underwood, K. F., D’Souza, D. R., Mochin, M. T., et al. Regulation of RUNX2 transcription factor-DNA interactions and cell proliferation by Vitamin D3 (cholecalciferol) prohormone activity. J. Bone Miner Res. 27, 913-925 (2012).
  7. Held, P. Kinetic analysis of ß-galactosidase activity using the PowerWave HT and Gen5 data analysis software: basic enzyme kinetic determinations. Biotek Instruments Application Note. , (2007).
  8. Renard, P., Ernest, I., Houbion, A., et al. Development of a sensitive multi-well colorimetric assay for active NFkappaB. Nucleic Acids Res. 29, E21 (2001).
  9. Pommier, Y. DNA topoisomerase I inhibitors: chemistry, biology, and interfacial inhibition. Chem Rev. 109, 2894-2902 (2009).
  10. Pennisi, E. Genomics. ENCODE project writes eulogy for junk DNA. Science. 337, 1159-1161 (2012).
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Citer Cet Article
Underwood, K. F., Mochin, M. T., Brusgard, J. L., Choe, M., Gnatt, A., Passaniti, A. A Quantitative Assay to Study Protein:DNA Interactions, Discover Transcriptional Regulators of Gene Expression, and Identify Novel Anti-tumor Agents. J. Vis. Exp. (78), e50512, doi:10.3791/50512 (2013).

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