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Articolo metodologico

Purificazione dell'affinità MS2 accoppiata con sequenziamento dell'RNA nei batteri gram-positivi

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DOI:

10.3791/61731

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23 febbraio 2021

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In questo articolo

Sommario

La tecnologia MAPS è stata sviluppata per esaminare il targetome di uno specifico RNA normativo in vivo. L'sRNA di interesse è contrassegnato con un aptamer MS2 che consente la co-purificazione dei suoi partner di RNA e la loro identificazione tramite sequenziamento dell'RNA. Questo protocollo modificato è particolarmente adatto per i batteri Gram-positivi.

Abstract

Sebbene i piccoli RNA regolatori (sRNA) siano diffusi tra il dominio batterico della vita, le funzioni di molti di loro rimangono scarsamente caratterizzate in particolare a causa della difficoltà di identificare i loro obiettivi di mRNA. Qui, abbiamo descritto un protocollo modificato della purificazione ms2-affinity accoppiato con la tecnologia RNA Sequencing (MAPS), con l'obiettivo di rivelare tutti i partner RNA di uno specifico sRNA in vivo. In generale, l'aptamero MS2 è fuso all'estremità 5 ' dell'sRNA di interesse. Questo costrutto viene quindi espresso in vivo, permettendo all'MS2-sRNA di interagire con i suoi partner cellulari. Dopo la raccolta batterica, le cellule vengono leccate meccanicamente. L'estratto grezzo viene caricato in una colonna cromatografica a base di amilosio precedentemente rivestita con la proteina MS2 fusa alla proteina legante del maltosio. Ciò consente l'acquisizione specifica di MS2-sRNA e RNA interagenti. Dopo l'eluizione, gli RNA co-purificati sono identificati dal sequenziamento dell'RNA ad alta produttività e dalla successiva analisi bioinformatica. Il seguente protocollo è stato implementato nell'agente patogeno umano Gram-positivo Staphylococcus aureus ed è, in linea di principio, trasponibile a qualsiasi batterio Gram-positivo. In sintesi, la tecnologia MAPS costituisce un metodo efficiente per esplorare a fondo la rete normativa di un particolare sRNA, offrendo un'istantanea dell'intero targetome. Tuttavia, è importante tenere presente che gli obiettivi putativi identificati da MAPS devono ancora essere convalidati da approcci sperimentali complementari.

Introduzione

Centinaia, forse anche migliaia di piccoli RNA (SRNA) normativi sono stati identificati nella maggior parte dei genomi batterici, ma le funzioni della stragrande maggioranza di essi rimangono insolito. Nel complesso, gli sRNA sono molecole brevi e non codificanti, che svolgono ruoli importanti nella fisiologia batterica e nell'adattamento agli ambientifluttuanti1,2,3. Infatti, queste macromolecole sono al centro di numerose reti normative complesse, che hanno un impatto sulle vie metaboliche, sulle risposte allo stress ma anche sulla virulenza e sulla resistenza agli antibiot....

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Protocollo

1. Buffer e supporti

  1. Per gli esperimenti MAPS, preparare i seguenti buffer e supporti:
    - Tampone A (150 mM KCl, 20 mM Tris-HCl pH 8, 1 mM MgCl2 e 1 mM DTT)
    - Tampone E (250 mM KCl, 20 mM Tris-HCl pH 8, 12 mM maltosio, 0,1% Tritone, 1 mM MgCl2 e 1 mM DTT)
    - Tampone di carico dell'RNA (0,025% cianolo di xilene e 0,025% blu bromofenolo in urea 8 M)
    - Mezzo per infusione di cuore cerebrale (BHI) (12,5 g di cervello di vitello, 10 g di peptone, 5 g di cuore di manzo, 5 g di NaCl, 2,5 g di Na2HPO4 e 2 g di glucosio per 1 L)
    - Lysogeny Broth (LB) medium (10 g di peptone, 5 g di estratto di ....

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Risultati

I risultati rappresentativi derivano dallo studio del targetome RsaC in S. aureus29. RsaC è uno sRNA non convenzionale lungo 1.116 nt. La sua estremità di 5' contiene diverse regioni ripetute mentre la sua estremità di 3 ' (544 nt) è strutturalmente indipendente e contiene tutti i siti di interazione previsti con i suoi obiettivi di mRNA. L'espressione di questo sRNA è indotta quando il manganese (Mn) è scarso, che si incontra spesso nel contesto della risposta immunitaria dell'ospite. Ut.......

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Discussione

Un protocollo modificato per i batteri Gram-positivi
Il protocollo iniziale di MAPS è stato sviluppato per studiare l'interactoma dello sRNA nell'organismo modello E. coli20,30. Qui descriviamo un protocollo modificato adatto alla caratterizzazione di reti regolatorie dipendenti dall'sRNA nell'opportunistico agente patogeno umano S. aureus ed è certamente trasponibile ad altri batteri Gram-positivi, patogeni o meno.

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Questo lavoro è stato supportato dalla "Agence Nationale de la Recherche" (ANR, Grant ANR-16-CE11-0007-01, RIBOSTAPH e ANR-18-CE12- 0025-04, CoNoCo, a PR). È stato anche pubblicato nell'ambito del labEx NetRNA ANR-10-LABX-0036 e di ANR-17-EURE- 0023 (a PR), come finanziamento dallo Stato gestito da ANR nell'ambito degli investimenti per il futuro programma. DL è stato supportato dal programma di ricerca e innovazione Horizon 2020 dell'Unione Europea nell'ambito dell'accordo di sovvenzione Marie Skłodowska-Curie n. 753137-SaRNAReg. Il lavoro in E. Massé Lab è stato supportato da sovvenzioni operative del Canadian Institutes of Health Research (CIHR), del Natural Scienc....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Provetta per microcentrifuga da 1,5 mLSarstedt72.690.001
Provette per centrifuga da 15 mLFalcon352070
Provetta per microcentrifuga da 2 mLStarstedt72.691
2100 Bioanalyzer InstrumentAgilentG2939BARNA quantità e qualità
Pallone da coltura da 250 mLDominique Dutscher2515074Bacterial colture
Provette da centrifuga da 50 mLFalcon352051Centrifugazione per colture
Etanolo assolutoVWR Sostanze chimiche20821.321Estrazione e purificazione dell'RNA
Centrifuga Allegra X-12RBeckman CoulterPellettatura batterica
Ampicilina (amp)Sigma-AldrichA9518-5GTerreno di crescita
Resina di amilosioNuovo Inghilterra BioLabsE8021S Purificazionedi affinità MS2
Frammento di AF Anti-diossigenina AP FabSigma Aldrich11093274910Saggi di Northern blot
Cassetta per autoradiografiaThermoFisher Scientific50-212-726Saggi di Northern blot
BamHIThermoFisher ScientificER0051Costruzione plasmidica
BHI (Brain Heart Infusion) BrodoSigma-Aldrich53286Terreno di crescita
Reagente bloccanteSigma Aldrich11096176001Saggi Northern blot
CDP-Star SigmaAldrich11759051001Saggi Northern blot (substrato)
Centrifuga 5415 REppendorfEstrazione e purificazione dell'RNA
CloroformioDominique Dutscher508320-CEREstrazione dell'RNA e purificazione
Miscela di marcatura DIG-RNASigma-Aldrich11277073910Saggi Northern blot
DNasi IRoche4716728001DNase Trattamento con DNasi
Eritromicina (ery)Sigma-AldrichFluka 45673Terreno di crescita
Dispositivo FastPrepMP Biomedicals116004500Lisi meccanica
Tiocianatodi guanidioSaggi Sigma-AldrichG9277-250GNorthern blot
Ibridazione Hoven HybrigeneTechneFHB4DDSaggi Northern blot
Provette di ibridazioneTechneFHB16Saggi Northern blot
Alcool isoamilicoFisher ScientificA/6960/08Estrazione e purificazione dell'RNA
LB (brodo di lisogenia)Sigma-AldrichL3022Terreno di coltura
Matrice di lisi B BulkMP Biomedicals6540-428Lisi meccanica
MicroPulser ElettroporatoreBioRad1652100Costruzione di plasmidi
Dispositivo per l'acqua Milli-QZ00QSV0WWAcqua ultrapura
Spettrofotometro NanoDropThermoFisher ScientificRNA/DNA quantità e qualità
Membrana di nitrocellulosaDominique Dutsher10600002Saggi Northern blot
Phembact NeutrePHEM TechnologiesBAC03-5-11205Pulizia e decontaminazione
FenoloCarl Roth38.2Estrazione e purificazione dell'RNA
Phusion DNA polimerasi ad alta fedeltàNew England BiolabsM0530Costruzione di plasmidi
pMBP-MS2Addgene65104Produzione MS2-MBP
Colonna per cromatografia Poly-PrepBioRad7311550Purificazione di affinità MS2
PstIThermoFisher ScientificER0615Costruzione plasmidi
Qubit 3 FluorimetroInvitrogen15387293Quantità di RNA
SoluzioneMP Biomedicals6055050Lisi meccanica
ScriptSeq Kit completoIlluminaBB1224Preparazione di librerie di cDNA
Spettrofotometro Genesys 20ThermoFisher Scientific11972278Colture batteriche
SpeedVac Savant Dispositivo per vuotoThermoFisher ScientificDNA120Estrazione e purificazione dell'RNA
Stratalinker UV Crosslinker 1800Stratagene400672Saggi Northern blot
T4 DNA ligasiThermoFisher ScientificEL0014Costruzione del plasmide
TBE (Tris-Borato-EDTA)EuromedexET020-CSaggi di Northern blot
ThermalCycler T100BioRad1861096Costruzione di plasmidi
Tween 20Sigma AldrichP9416-100MLSaggi di Northern blot
Processore di pellicole a raggi Xhu.qHQ-350XTSaggi Northern blot
Pellicole a raggi X Super RX-NFujiFilm4741019318Saggi Northern blot

Riferimenti

  1. Carrier, M. C., Lalaouna, D., Masse, E. Broadening the Definition of Bacterial Small RNAs: Characteristics and Mechanisms of Action. Annual Review of Microbiology. 72, 141-161 (2018).
  2. Hör, J., Matera, G., Vogel, J., Gottesman, S., Storz, G.

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Ristampe e permessi

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