Une méthode Northern Blot modifiée pour mesurer N6- -methyladenosine (m 6 a) des modifications dans l' ARN est décrite. La méthode actuelle peut détecter des modifications dans divers ARNs et des contrôles en vertu de divers modèles expérimentaux.
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Une méthode Northern Blot modifiée pour mesurer N6- -methyladenosine (m 6 a) des modifications dans l' ARN est décrite. La méthode actuelle peut détecter des modifications dans divers ARNs et des contrôles en vertu de divers modèles expérimentaux.
N 6-méthyladénosine (m6A) les modifications de l’ARN sont diverses et omniprésentes chez les eucaryotes. Ils sont présents dans l’ARNm, l’ARNr, l’ARNt et le microARN. Des études récentes ont révélé que ces modifications réversibles de l’ARN affectent l’épissage, la traduction, la dégradation et la localisation de l’ARN. De multiples processus physiologiques, tels que les rythmes circadiens, la pluripotence des cellules souches, la fibrose, le métabolisme des triglycérides et l’obésité sont également contrôlés par des modifications m6A. L’immunoprécipitation/séquençage, la spectrométrie de masse et le transfert de Northern modifié sont quelques-unes des méthodes couramment utilisées pour mesurer les modifications de m6A. Nous présentons ici une technique de transfert nord-est pour mesurer les modifications de m6A. Le protocole actuel offre une bonne séparation granulométrique de l’ARN, une meilleure adaptation et une meilleure normalisation pour divers modèles expérimentaux, et une délimitation claire des modifications de m6A dans diverses sources d’ARN. Bien que les modifications de m6A soient connues pour avoir un impact crucial sur la physiologie humaine en ce qui concerne les rythmes circadiens et l’obésité, leurs rôles dans d’autres états (patho)physiologiques ne sont pas clairs. Par conséquent, les recherches sur les modifications de m6A ont d’immenses possibilités de fournir des informations clés sur la physiologie moléculaire.
Les modifications dynamiques et réversibles de l’ARN jouent un rôle important dans l’homéostasie de l’ARN. Il y a quarante ans, les modifications de la N6-méthyladénosine (m6A) se sont révélées abondantes dans les transcriptomes eucaryotes1. Ils ont diverses fonctions dans l’ARN messager (ARNm), l’ARN ribosomique (ARNr), le petit ARN nucléolaire, l’ARN de transfert et le microARN2. Les modifications m6A de l’ARNm influencent leur épissage3, leur traduction4, leur dégradation5 et leur localisation2. De plus, ils affectent la biogenèse des ribosomes et la fonction des microARN6. La conservation évolutive des modifications m6A de l’ARN est notée chez les bactéries unicellulaires chez les humains multicellulaires7. La délimitation des rôles des modifications de m6A fait actuellement l’objet d’une exploration approfondie. On s’attend à ce que ces efforts fournissent de nouvelles informations sur le contrôle de la transcription. Des études récentes révèlent que d’autres modifications chimiques de l’ARNm8 jouent également un rôle essentiel dans le métabolisme de l’ARN.
Les rythmes circadiens9, la pluripotence des cellules souches10, le métabolisme des triglycérides4, la fibrose11, l’obésité12 et la dépression majeure13 sont quelques exemples de processus où les modifications de m6A sont connues pour contrôler les résultats. De nombreux transcrits de gènes de l’horloge circadienne ont m6A sites14. La modulation de la méthylase ou de la déméthylase m6provoque des changements de la période circadienne15. Mettl3, une transférase m6A, est un régulateur de la pluripotence des cellules souches. Une carence en Mettl3 entraîne une létalité embryonnaire précoce et un amorçage aberrant de la lignée au stadepost-implantatoire 10. Une carence en masse grasse et en obésité (FTO), une m6A déméthylase, dans les adipocytes affecte la mobilisation des acides gras et le poids corporel par la régulation post-transcriptionnelle d’Angptl44. Ces études révèlent que m6A contrôle non seulement le traitement de l’ARNm, mais joue également un rôle essentiel dans le développement embryologique et la physiopathologie. La fonction des modifications m6A a des implications pour les considérations thérapeutiques à l’avenir.
Plusieurs méthodes sont disponibles pour mesurer les modifications m6A de l’ARN16-18. Traditionnellement, la chromatographie sur couche mince (CCM) et la chromatographie liquide à haute performance (HPLC) sont utilisées pour étudier la distribution de m6A dans plusieurs ARN19,20. La spectrométrie de masse est un outil sensible pour la détection des modifications de m6A dans l’ARN. Cependant, l’ARN doit être excisé par la RNase en fragments courts avant d’être analysé par spectrométrie de masse21. L’immunoprécipitation et le séquençage de l’ARN-méthyle (m6A-Seq)22 immunoprécipitent les ARN fragmentés avec des anticorps spécifiques de m6A et effectuent un séquençage parallèle de l’ARN. Cette méthode génère des paysages m6A à l’échelle du transcriptome. La cartographie à haute résolution de la réticulation et de l’immunoprécipitation à résolution nucléotidique individuelle de m6A (miCLIP) cartographie davantage les modifications de m6A à une résolution de23 pour un seul nucléotide. Les deux méthodes fournissent des détails sur la modification de m6A sur l’ensemble du transcriptome, avec des informations spécifiques sur les gènes. Cependant, les quantifications et la normalisation dans les deux méthodes sont difficiles si les expériences nécessitent la comparaison de plusieurs conditions. De plus, les fragmentations de l’ARN pour m6A-Seq modifient la structure originale de l’ARN, ce qui peut affecter les niveaux natifs de m6A. Pour détecter les modifications globales de l’ARN m6A et leurs changements dans différentes conditions expérimentales, nous rapportons une méthode qui utilise un protocole de transfert de Northern modifié. Cette méthode résout l’ARN en fonction de son poids moléculaire, en utilisant l’électrophorèsesur gel 18. Cette procédure permet une meilleure normalisation et quantification des expériences impliquant plusieurs conditions ou échantillons. Il fournit également des informations spécifiques sur la modification de m6A pour différents ARN, qu’il s’agisse d’ARNr, d’ARNm ou de microARN.
NOTE: Le m d'ARN total 6 Un niveau comprend l' ARNr, l' ARNm, et d' autres petits ARN. Depuis l' ARN ribosomal a abondant m 6 modifications A, la mesure de m 6 niveaux A devront tenir compte de ce fait.
1. Isolement de l'ARN
2. Gel Electrophoresis et le transfert
REMARQUE: Les protocoles de préparation de tampon sont donnés dans le tableau 1.
3. Détection de la N 6 -methyladenosine
Après 14 jours en phase circadienne de lumière-obscurité normale, les souris de type sauvage ont été placés dans l'obscurité constante. Les ARN du foie ont été prélevés à des intervalles de 4 h et étudiés avec Northern Blot modifiée. La méthylation des ARNr, d' ARNm et de petits ARN ont été clairement détectée (figure 2). La comparaison entre les différents moments circadiens (CT) peut être calculé avec précision le niveau ARNr 18S. Il était robuste oscillation circadienne de m 6 niveaux A à ARNr, l' ARNm, et les petits ARN.
Afin d'éviter l'interférence avancé par un ARNr, un ARN polyadénylés peuvent être purifiés comme à l'étape 1.2.2. Après purification, le rARN peut être largement éliminé pour permettre une meilleure visualisation des autres ARN (figure 3).

g> Figure 1: Montage de l'unité de transfert de blot. L'unité de transfert capillaire pour buvard l'ARN sur la membrane est représentée. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 2: le rythme circadien des m 6 niveaux A à C57BL / 6J. Cette figure montre la m 6 Un transfert de l' ARN total à partir de foies de souris de type sauvage a sacrifié le premier jour de la phase sombre sombre après 14 jours d'une phase de lumière-obscurité normale à 4 heures d' intervalle. La quantification a été effectuée en utilisant les 6 m Une différence de densité d'image entre rARN 18S et 28S. M 6 Une abondance a été étalonnée par rapport à la bande 18S du gel de formaldehyde au fond.et = "_ blank"> S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.

Figure 3: m 6a blots avec ou sans ARNr. M représentant 6 A blot de l' ARN total et de l' ARN polyadénylé à partir de foies de souris de type sauvage sont présentées. S'il vous plaît cliquer ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Tableau 1: Tampons et solutions.
| 1 | tampon 10x MOPS (pH 7,0, protéger de la lumière) | |||||
| MOPS | 41.85 | g | 0,2 M | |||
| L'acétate de sodium | 4.1 | g | 0,05 M | |||
| EDTA, le sel de disodium | 3.7 | g | 0,01 M | |||
| l'eau DEPC | ||||||
| Total | 1 | L | ||||
| On agite à la température ambiante | ||||||
| 2 | tampon de SSC 20x (pH 7,0) | |||||
| Chlorure de sodium | 175,3 | g | 3 M | |||
| Citrate trisodique | 88,3 | g | 0,3 M | |||
| l'eau DEPC | ||||||
| Total | 1 | L | ||||
| Agiter à la température ambiante, puis l'autoclave | ||||||
| 3 | Dye Suivi | |||||
| tampon 10x MOPS | 500 | ul | 1 fois | |||
| Ficoll 400 | 0,75 | g | 15% | |||
| bleu de bromophénol | 0,01 | g | 0,2% | |||
| Xylène Cyanol | 0,01 | g | 0,2% | |||
| l'eau DEPC | ||||||
| Total | 5 | mL | ||||
| Conserver à -20 ° C | ||||||
| 4 | l'eau DEPC | |||||
| Diluer ratio à 1: 1.000 de DEPC dans ddH 2 O | ||||||
| Agiter pendant une nuit à température ambiante, puis l'autoclave | ||||||
| 5 | tampon d'échantillon (abri de la lumière) | |||||
| tampon 10x MOPS | 200 | ul | ||||
| 37% de formaldéhyde | 270 | ul | ||||
| formamide | 660 | ul | ||||
| Conserver à -20 ° C | ||||||
Les modifications de l’ARN jouent un rôle important dans la fonction cellulaire et la physiologie. La compréhension actuelle de la régulation, de la fonction et de l’homéostasie de ces modifications est encore en cours d’exploration et d’expansion8. Par conséquent, une méthode précise et de référence pour évaluer les modifications de l’ARN est nécessaire. La méthode de transfert de Northern modifiée permet une quantification précise des modifications de l’ARN et une délimitation claire des modifications dans divers ARN. Bien que la méthode nécessite au moins 3 jours, elle peut être normalisée et peut être utilisée dans divers modèles expérimentaux. De plus, avec différents anticorps, il peut détecter différentes modifications de l’ARN27.
Il est important de séparer les différents ARN lors de l’analyse des modifications de l’ARN. L’ARN ribosomique représente une grande partie de la quantité totale d’ARN28,29. Les résultats de l’analyse des modifications de l’ARN uniquement dans l’ARN total représenteront principalement les changements de l’ARNr. La méthylation et d’autres modifications de l’ARNr pourraient potentiellement masquer les changements dans d’autres ARN. Avec la procédure de séparation sur gel, les modifications de l’ARNm et d’autres petits ARN peuvent être analysées avec plus de précision.
La cartographie à l’échelle du transcriptome avec immunoprécipitation et séquençage de m6A fournit un aperçu détaillé de la modification de chaque type d’ARN22. Il fournit des informations sur les ARN spécifiques et une résolution d’environ 80-120 pb. Bien que m6A-Seq puisse comparer les modifications entre différentes conditions expérimentales, le choix d’étalons et de contrôles appropriés pour de telles expériences est difficile18. L’immunoprécipitation est difficile à reproduire, donnant souvent des variations importantes entre les répétitions. De plus, m6A-Seq nécessite la fragmentation des échantillons d’ARN avant l’immunoprécipitation et le séquençage30. Le processus de fragmentation pourrait potentiellement induire des influences indues sur les modifications de l’ARN d’origine. Si l’expérience n’a pas besoin de l’information du gène spécifique mais nécessite des conditions différentes pour la comparaison, la méthode actuelle offre une meilleure visualisation et un meilleur contrôle pour diverses configurations expérimentales.
La modification de l’ARN est une étape importante dans la régulation du contrôle transcriptionnel31. Cependant, l’homéostasie et les mécanismes de régulation de diverses modifications de l’ARN dans divers domaines physiologiques ne sont pas encore clairs. À l’aide de la méthode actuelle de transfert du Nord modifié, différentes modifications de l’ARN peuvent être quantifiées et comparées. De plus, les changements et les régulations des modifications de l’ARN peuvent être étudiés plus en détail. À l’avenir, il pourrait également être possible de combiner les données expérimentales du transfert du Nord classique et des protocoles modifiés du transfert du Nord, ce qui permettrait de mieux comprendre la biologie de l’ARN.
Le facteur le plus important qui détermine le succès du protocole de transfert de Northern modifié est l’intégrité de l’échantillon d’ARN. Les ARN présentant une certaine quantité de dégradation peuvent donner de bons résultats de transfert de Northern classique, mais cela pourrait avoir un impact significatif sur les résultats de transfert de Northern modifiés. Les modifications de l’ARN dans différents tissus ou lignées cellulaires peuvent également varier considérablement. Il est important de tester les charges d’échantillons d’ARN appropriées pour différents tissus avant d’effectuer les expériences finales.
Comme les procédures de transfert ont traditionnellement été nommées d’après le Dr Southern et différentes directions géographiques, nous proposons le nom de transfert « nord-est » pour la technique actuelle.
Les auteurs n'ont rien à dévoiler.
C.Y.W. a reçu le soutien de l’Institut national de recherche en santé (NHRI-EX101-9925SC), du Conseil national des sciences (101-2314-B-182-100-MY3, 101-2314-B-182A-009) et de l’Hôpital Chang Gung Memorial (CMRPG3B1643, CMRPG3D1002, CMRPG3D0581, CMRPG380091 et CMRPG3C1763).
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Solution RNaseZap | Ambion | AM9782 | Protocole 1.1 |
| TRI Solution réactive | Ambion | AM9738 | Protocole 1.2.1.1 |
| 1-Bromo-3-chloropropane (BCP) | Sigma | B9673 | Protocole 1.2.1.3 |
| Éthanol | JTbaker | 8006 | Protocole 1.2.1.3 |
| Isopropanol | Sigma | I9516 | Protocole 1.2.1.3 |
| GenElute mRNA Miniprep Kit | Sigma | MRN70 | Protocole 1.2.2.1 |
| Glycogène | Ambion | AM9510 | Protocole 1.2.2.2 |
| Acétate de sodium | Fluka | 71183 | Protocole 1.2.2.2 |
| Eau sans nucléase | Ambion | AM9930 | Protocole 1.2.2.6 |
| DEPC | Sigma | D5758 | Protocole 2.1.1 |
| Agarose | JT Baker | A426 | Protocole 2.1.2 |
| MOPS | Sigma | M1254 | Protocole 2.1.3 |
| 37 % formaldéhyde Solution | Sigma | F8775 | Protocole 2.1.3 |
| EDTA, sel disodique | JT Baker | 8993 | Protocole 2.1.3 10x MOPS |
| buffer formamide | Sigma | F7503 | Protocole 2.2.1 |
| ARN Millennium Marker | Ambion | AM7150 | Protocole 2.2.2 |
| Bromure d’éthidium | Amresco | X328 | Protocole 2.2.5 |
| Ficoll PM400 | GE Healthcare | 17-0300-10 | Protocole 2.2.5 colorant de suivi |
| Bleu de bromophénol | Sigma | 114391 | Protocole 2.2.5 colorant de suivi |
| Xylène Cyanol FF | Sigma | X4126 | Protocole 2.2.5 colorant de suivi |
| Chlorure de sodium dihydraté | JT Baker | 3624 | Protocole 2.4.2 20x Tampon SSC |
| Citrate trisodique | Sigma | S1804 | Protocole 2.4.2 20x Tampon SSC |
| Hybond Blotting Paper | GE Healthcare | RPN6101M | Protocol 2.4.4 |
| Membrane GE Hybond-N+ | GE Healthcare | RPN303B | Protocol 2.4.6 |
| Stratalinker UV Crosslinker 2400 | Stratagene | 400075 | Protocol 3.1.2 |
| Gel Catcher 1500 | Technologie ANT | Gel Catcher 1500 | Protocole 3.1.5 |
| Anti-m6A (N6-méthyladénosine) | Synaptic Systems | 202003 | Protocol 3.2.3 |
| Amersham ECL Anti-Rabbit IgG, HRP-lied whole Ab | GE Healthcare | NA934 | Protocol 3.2.5 |
| ChemiDoc MP System | BIO-RAD | 1708280 | Protocol 3.2.8 |
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