Summary

In vitro Rekonstitution der Active T. castaneum Telomerase

Published: July 14, 2011
doi:

Summary

Die Bemühungen um die katalytische Untereinheit der Telomerase zu isolieren, TERT, in ausreichenden Mengen für strukturelle Studien haben mit begrenztem Erfolg seit mehr als einem Jahrzehnt getroffen. Hier präsentieren wir Methoden zur Isolierung des rekombinanten Tribolium castaneum TERT (<em> Tc</em> TERT) und die Wiederherstellung der aktiven<em> T. castaneum</em> Telomerase ribonucleoprotein (RNP)-Komplex<em> In-vitro-</em>.

Abstract

Die Bemühungen um die katalytische Untereinheit der Telomerase zu isolieren, TERT, in ausreichenden Mengen für strukturelle Studien haben mit begrenztem Erfolg seit mehr als einem Jahrzehnt getroffen. Hier präsentieren wir Methoden zur Isolierung des rekombinanten Tribolium castaneum TERT (Tc TERT) und die Wiederherstellung der aktiven T. castaneum Telomerase ribonucleoprotein (RNP)-Komplex in vitro.

Telomerase ist ein spezialisierter Reverse-Transkriptase-1, die kurze DNA-Wiederholungen, die Telomere, die 3 'Ende der linearen Chromosomen 2, die ihnen von End-to-End-Fusion und Abbau zu schützen dienen hinzu. Nach DNA-Replikation, ein kurzes Segment am Ende des Chromosoms 3 und ohne Telomerase ist verloren, weiterhin Zellen, bis schließlich der Erreichung ihrer Hayflick Limit 4 geteilt. Darüber hinaus ist die Telomerase ruhend in den meisten somatischen Zellen 5 bei Erwachsenen, sondern ist aktiv in Krebszellen 6, wo es fördert Zelle Unsterblichkeit 7.

Die minimale Telomerase-Enzym besteht aus zwei Kernkomponenten: die Protein-Untereinheit (TERT), welche die katalytische Untereinheit des Enzyms und ein integraler RNA-Komponente (TER), der die Vorlage TERT verwendet, um Telomere 8,9 synthetisieren enthält umfasst. Vor 2008 hatten nur Strukturen für einzelne Telomerase-Domänen 10,11 gelöst. Ein wichtiger Durchbruch auf diesem Gebiet kamen aus der Bestimmung der Kristallstruktur der aktiven 12, katalytische Untereinheit von T. castaneum Telomerase, Tc TERT 1.

Hier stellen wir Verfahren zur Herstellung von großen Mengen des aktiven, löslichen Tc TERT für strukturelle und biochemische Untersuchungen, und die Wiederherstellung der Telomerase RNP-Komplex in vitro für Telomerase-Aktivität Assays. Eine Übersicht über die experimentellen Methoden ist in Abbildung 1 dargestellt.

Protocol

1. Expression von rekombinanten Tc TERT Impfen 6 L von 2YT Medien (6 x 2 L Baffled Erlenmeyerkolben mit 1 l Brühe 2YT in jeder) aus sechs frische Platten von Rosetta (DE3) transformiert pLysS Zellen mit den synthetischen Tc TERT Plasmid mit einem TEV spaltbaren N-terminalen Hexa-Histidin- -Tag. Wachsen Zellen bei 37 ° C unter Schütteln bei 220 Upm bis zu einer OD 600 von 0,5-0,6. Induce Proteinexpression durch Zugabe von 1 mM IPTG. Temperatur reduz…

Discussion

Die hier vorgestellte Methode ermöglicht die Produktion von großen Mengen der katalytischen Untereinheit von T. castaneum Telomerase TERT in lösliche aktive Form für strukturelle und biochemische Untersuchungen. Die Methode der Tc TERT Überexpression empfindlich auf subtile Veränderungen in Temperatur oder Zelldichte von den oben dargestellten und können dramatisch beeinflussen die Höhe der Proteinexpression. Insbesondere haben wir festgestellt, dass Induktion der Zellen für die Proteinexpress…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Forschung hier vorgestellte wurde von der Pennsylvania Department of Health, der Ellison Medical, Der V und The Emerald Stiftungen unterstützt.

Materials

Name of Reagent Company Catalog Number
Rosetta(DE3)plysS Cells Novagen 70956
2YT Broth Teknova Y0215
IPTG Gold Biotechnology I2481C
MISONIX Sonicator 3000 Qsonica, LLC.  
ÄKTA Purifier FPLC GE Life Sciences  
Ni-NTA Superflow Resin Qiagen 30410
Amicon Ultra-15 Centrifugal Filter Device Millipore UFC903008
POROS 50 HS Strong Cation Exchange Packing Applied Biosystems 1-3359-06
POROS 50 HQ Strong Cation Exchange Packing Applied Biosystems 1-2559-06
Superdex 200 10/300 Size-Exclusion Column GE Life Sciences 17-5175-01
Phenol: Chloroform: Isoamyl 25:24:1 with 10mM Tris, pH 8, 1mM EDTA Sigma P3803-100mL
RNaseZap Ambion AM9780
Recombinant Rnasin Ribonuclease Inhibitor Promega N251B
RNeasy Mini Kit Qiagen 74104
DNA oligonucleotides Integrated DNA Technologies  

Referências

  1. Gillis, A. J., Schuller, A. P., Skordalakes, E. Structure of the Tribolium castaneum telomerase catalytic subunit TERT. Nature. 455, 633-637 (2008).
  2. Greider, C. W., Blackburn, E. H. Identification of a specific telomere terminal transferase activity in Tetrahymena extracts. Cell. 43, 405-413 (1985).
  3. Harley, C. B., Futcher, A. B., Greider, C. W. Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts. Nature. 345, 458-460 (1990).
  4. Hayflick, L. The Limited in vitro Lifetime of Human Diploid Cell Strains. Exp Cell Res. 37, 614-636 (1965).
  5. Blackburn, E. H. Telomeres: no end in sight. Cell. 77, 621-623 (1994).
  6. Kim, N. W. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. Science. 266, 2011-2015 (1994).
  7. Bodnar, A. G. Extension of life-span by introduction of telomerase into normal human cells. Science. 279, 349-352 (1998).
  8. Greider, C. W., Blackburn, E. H. The telomere terminal transferase of Tetrahymena is a ribonucleoprotein enzyme with two kinds of primer specificity. Cell. 51, 887-898 (1987).
  9. Greider, C. W., Blackburn, E. H. A telomeric sequence in the RNA of Tetrahymena telomerase required for telomere repeat synthesis. Nature. 337, 331-337 (1989).
  10. Jacobs, S. A., Podell, E. R., Cech, T. R. Crystal structure of the essential N-terminal domain of telomerase reverse transcriptase. Nat Struct Mol Biol. 13, 218-225 (2006).
  11. Rouda, S., Skordalakes, E. Structure of the RNA-binding domain of telomerase: implications for RNA recognition and binding. Structure. 15, 1403-1412 (2007).
  12. Mitchell, M., Gillis, A., Futahashi, M., Fujiwara, H., Skordalakes, E. Structural basis for telomerase catalytic subunit TERT binding to RNA template and telomeric DNA. Nat Struct Mol Biol. 17, 513-518 (2010).
check_url/pt/2799?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
Schuller, A. P., Harkisheimer, M. J., Skordalakes, E. In vitro Reconstitution of the Active T. castaneum Telomerase. J. Vis. Exp. (53), e2799, doi:10.3791/2799 (2011).

View Video