يصح جين إسكات: عرض لHeptamer من نوع RNA دليل مكتبة صغيرة للسرطان العلاجية وكلاء المحتملة
Summary
هنا نقدم بروتوكول للكشف عن مكتبة sgRNA heptamer من نوع العقاقير العلاجية المحتملة ضد سرطان الدم.
Abstract
إسكات الجينات الحقيقي (وهو ما يسمى بعد TR Nase Z L – ش tilizing ه إسكات الجينات fficacious) هي واحدة من الجين الموجه RNA إسكات تكنولوجيات، والتي تستخدم على دليل صغير الاصطناعي RNA (sgRNA) لتوجيه الحمض الريبي النووي النقال 3 'endoribonuclease المعالجة، tRNase Z L ، إلى التعرف على الحمض النووي الريبي الهدف. sgRNAs يمكن تناولها عن طريق الخلايا دون أي الكواشف ترنسفكأيشن ويمكن downregulate مستويات الحمض النووي الريبي الهدف و / أو تحفز الخلايا في الخلايا السرطانية البشرية. قمنا بترتيب مكتبة sgRNA تحتوي على 156 sgRNAs heptamer من نوع للتأثير على قابلية الورم النخاعي وسرطان الدم خلايا الإنسان، ووجد أن 20 منهم يمكن أن تحفز كفاءة الخلايا في واحد على الأقل من خطوط الخلايا السرطانية. هنا نقدم بروتوكول للكشف عن مكتبة sgRNA heptamer من نوع العقاقير العلاجية المحتملة ضد سرطان الدم. ويتضمن البروتوكول كيفية بناء المكتبة sgRNA، وكيفية تقييم تأثير كل sgRNA على بقاء الخلية، وكيفية فوrther تقييم sgRNAs فعالية عن طريق التدفق الخلوي. ومن المتوقع أن يتم الحصول عليها عن طريق فحص مكتبة sgRNA على نطاق واسع يتألف من 16،384 heptamers حوالي 2،000 الزيارات.
Introduction
إسكات الجينات الحقيقي (وهو ما يسمى بعد TR Nase Z L – ش tilizing ه إسكات الجينات fficacious) هي واحدة من التقنيات إسكات الجينات الموجهة RNA 1. تم عرض هذه التكنولوجيا المتقدمة على أساس خصائص tRNase Z L (أو 3 'tRNase)، الحمض الريبي النووي النقال 3' endoribonuclease المعالجة: يمكن أن يلتصق أي RNA الهدف في أي موقع من المتوقع تحت إشراف دليل الحمض النووي الريبي الصغيرة الاصطناعي (sgRNA) من خلال الاعتراف قبل الحمض الريبي النووي النقال مثل أو الجزئي قبل الحمض الريبي النووي النقال مثل هيكل تشكلت بين الحمض النووي الريبي الهدف وsgRNA 2-9. sgRNA، التي عادة ما تكون 7-31 الإقليم الشمالي في طول، يتم تصنيفها إلى أربع مجموعات، 5'-نصف الحمض الريبي النووي النقال، RNA heptamer، 14-الإقليم الشمالي الخطية RNA، والجيش الملكي النيبالي هوك.
لقد أثبتت فعالية إسكات الجينات الحقيقي من خلال تقديم مختلف sgRNAs مصممة بشكل مصطنع في الخلايا الحية 10-15. لقد أظهرنا أيضا أن sgRNAs يمكن تناولها من قبل خلايا وايthout أي الكواشف ترنسفكأيشن ويمكن downregulate مستويات الحمض النووي الريبي الهدف و / أو حث موت الخلايا المبرمج في الخلايا السرطانية البشرية 16-18. يبدو إسكات الجينات الحقيقي للعمل على داخل والجينات بين الخلايا نظام الشبكة التنظيمية عبر tRNase Z L وsgRNAs الطبيعية 19-21.
لقد شيدت مكتبة sgRNA تحتوي على 156 sgRNAs heptamer من نوع للبحث عن إمكانية sgRNAs heptamer من نوع العلاجية لسرطان الدم 22. لقد عرض الفيلم للتأثير على قابلية الورم النخاعي وسرطان الدم خلايا الإنسان، ووجد أن 20 منهم يمكن أن تحفز كفاءة الخلايا في واحد على الأقل من خطوط الخلايا السرطانية. وثبت 4 منهم للحد من معدلات نمو الورم في التجارب الماوس طعم أجنبي.
هنا نقدم بروتوكول للكشف عن مكتبة sgRNA heptamer من نوع العقاقير العلاجية المحتملة ضد سرطان الدم. ويتضمن البروتوكول كيفلبناء مكتبة sgRNA، وكيفية تقييم تأثير كل sgRNA على بقاء الخلية، وكيفية مواصلة تقييم sgRNAs فعالية عن طريق التدفق الخلوي. تحليل لالرنا الهدف الخلوية sgRNA وتقييم sgRNAs فعالية في نماذج طعم أجنبي الماوس يمكن أن يؤديها وفقا للأساليب التقليدية 17،22، على الرغم من أن هذه ليست مدرجة في هذا البروتوكول.
Protocol
Representative Results
Discussion
In most cases, fully 2′-O-methylated, 5′- and 3′-phosphorylated heptamer-type sgRNAs dissolved in water-for-injection-grade water (in the concentration of 100 µM) appear to be stable at below -20 °C for at least one year, judging from their activity to induce apoptosis in cancer cells. However, their stability would change depending on their sequence, quality, and purity. In some cases, 5′- or 3′-phosphate of a part of sgRNA molecules appears to be removed spontaneously du…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل برنامج نقل قابل للتكيف والتكنولوجيا سلس من خلال R & D، اليابانية للعلوم والتكنولوجيا وكالة، وصندوق دعم البحث العلمي في العلوم من مؤسسة تشجيع والمساعدة المتبادلة للمدارس الخاصة من اليابان مدفوعة الهدف، وأرقام JSPS KAKENHI غرانت 24300342 و15H04313 .
Materials
| Custom heptamer RNA | Nippon Bioservice | ||
| OligoSep Prep HC Cartridge | Transgenomic | 99-3860 | |
| Water-for-injection-grade Water | Otsuka Pharmaceutical | 7131400A2129 | |
| RPMI-1640 medium | Wako | 189-02025 | |
| Fetal Bovine Serum | SIGMA-ALDRICH | 172012-500ML | |
| Penicillin-Streptomycin Mixed Solution | Nacalai Tesque | 26253-84 | |
| 96 Well Plate | Greiner Bio-one | 655 180 | |
| Cell Counting Kit-8 | DOJINDO | 343-07623 | WST-8 solution |
| Microplate Reader, Sunrise Thermo RC-R | TEKAN | 510-82851 | |
| FACS Round-Bottom Tube | BD Falcon | 60819-820 | |
| Phosphate Buffered Saline | SIGMA-ALDRICH | P7059-1L | |
| PE Annexin V Binding Buffer | BD Biosciences | 51-66121E | |
| PE Annexin V | BD Biosciences | 51-65875X | |
| 7AAD | SIGMA-ALDRICH | A9400-1MG | |
| Flow Cytometer, FACSCalibur | BD Biosciences | 342973 |
Riferimenti
- Scherer, L., Rossi, J. J., Morris, K. V. Therapeutic potential of RNA-mediated control of gene expression: Options and designs. RNA and the Regulation of Gene Expression: A hidden layer of complexity. , 201-226 (2008).
- Nashimoto, M. Conversion of mammalian tRNA 3′ processing endoribonuclease to four-base-recognizing RNA cutters. Nucleic Acids Res. 23, 3642-3647 (1995).
- Nashimoto, M. Specific cleavage of target RNAs from HIV-1 with 5′ half tRNA by mammalian tRNA 3′ processing endoribonuclease. RNA. 2, 523-534 (1996).
- Nashimoto, M., Geary, S., Tamura, M., Kasper, R. RNA heptamers that directs RNA cleavage by mammalian tRNA 3′ processing endoribonuclease. Nucleic Acids Res. 26, 2565-2571 (1998).
- Nashimoto, M. Anomalous RNA substrates for mammalian tRNA 3′ processing endoribonuclease. FEBS Lett. 472, 179-186 (2000).
- Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. A candidate prostate cancer susceptibility gene encodes tRNA 3′ processing endoribonuclease. Nucleic Acids Res. 31, 2272-2278 (2003).
- Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. The N-terminal half-domain of the long form of tRNase Z is required for the RNase 65 activity. Nucleic Acids Res. 32, 4429-4438 (2004).
- Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. A novel four-base-recognizing RNA cutter that can remove the single 3′ terminal nucleotides from RNA molecules. Nucleic Acids Res. 32, e91 (2004).
- Shibata, H. S., Takaku, H., Takagi, M., Nashimoto, M. The T loop structure is dispensable for substrate recognition by tRNase ZL. J. Biol. Chem. 280, 22326-22334 (2005).
- Tamura, M., Nashimoto, C., Miyake, N., Daikuhara, Y., Ochi, K., Nashimoto, M. Intracellular mRNA cleavage by 3′ tRNase under the direction of 2′-O-methyl RNA heptamers. Nucleic Acids Res. 31, 4354-4360 (2003).
- Habu, Y., et al. Inhibition of HIV-1 gene expression by retroviral vector-mediated small-guide RNAs that direct specific RNA cleavage by tRNase ZL. Nucleic Acids Res. 33, 235-243 (2005).
- Nakashima, A., et al. Gene-silencing by the tRNA maturase tRNase ZL under the direction of small guide RNA. Gene Ther. 14, 78-85 (2007).
- Elbarbary, R. A., Takaku, H., Tamura, M., Nashimoto, M. Inhibition of vascular endothelial growth factor expression by TRUE gene silencing. Biochem. Biophys. Res. Commun. 379, 924-927 (2009).
- Sano, T., Takahashi, M., Nozaki, T., Takahashi, Y., Tamura, M., Nashimoto, M. Expanding the utility of heptamer-type sgRNA for TRUE gene silencing. Biochem. Biophys. Res. Commun. 416, 427-432 (2011).
- Iizuka, S., Oridate, N., Nashimoto, M., Fukuda, S., Tamura, M. Growth inhibition of head and neck squamous cell carcinoma cells by sgRNA targeting the cyclin D1 mRNA based on TRUE gene silencing. PLoS One. 9 (114121), (2014).
- Takahashi, M., et al. Elimination of specific miRNAs by naked 14-nt sgRNAs. PLoS One. 7 (38496), (2012).
- Takahashi, M., et al. A naked RNA heptamer targeting the human Bcl-2 mRNA induces apoptosis of HL60 leukemia cells. Cancer Lett. 328, 362-368 (2013).
- Watanabe, N., et al. Induction of apoptosis of leukemic cells by TRUE gene silencing using small guide RNAs targeting the WT1 mRNA. Leukemia Res. 37, 580-585 (2013).
- Elbarbary, R. A., et al. Modulation of gene expression by human cytosolic tRNase ZL through 5′-half-tRNA. PLoS One. 4, 5908 (2009).
- Elbarbary, R. A., et al. Human cytosolic tRNase ZL can downregulate gene expression through miRNA. FEBS Lett. 583, 3241-3246 (2009).
- Ninomiya, S., et al. Potential small guide RNAs for tRNase ZL from human plasma, peripheral blood mononuclear cells, and cultured cell lines. PLoS One. 10, 0118631 (2015).
- Takahashi, M., et al. Screening of a heptamer-type sgRNA library for potential therapeutic agents against hematological malignancies. Leukemia Res. 38, 808-815 (2014).
- Shivarov, V. TRUE gene silencing for hematologic malignancies. Leukemia Res. 38, 729 (2014).
