Summary

Desthiobiotin-链亲和素亲和介导纯化间皮瘤细胞 RNA 相互作用蛋白的研究

Published: April 25, 2018
doi:

Summary

Desthiobiotin 标记的合成 25-核苷酸 RNA 寡核苷酸, 其中含有腺嘌呤丰富的元素 (是) 的主题, 允许特定的结合胞浆是结合蛋白。

Abstract

体外RNA 下拉仍然主要用于确定 rna 结合蛋白识别特定 rna 结构和图案的协议的第一步。在这个 rna 下拉协议, 商业上合成的 rna 探针被标记以修改的形式生物素, desthiobiotin 在 RNA 链的 3 ‘ 末端, 可逆地束缚到链亲和素并且因而允许蛋白质洗脱在更加生理上条件。rna desthiobiotin 是固定的, 通过与链亲和素的相互作用, 磁性珠子, 这是用来拉下来的蛋白质, 特别是与 RNA 的利益。非变性和活性蛋白从间皮瘤细胞胞浆的比例被用作蛋白质的来源。此处描述的方法可用于检测已知的 rna 结合蛋白与含有一系列兴趣序列的25核苷酸 (nt) 长 RNA 探针之间的相互作用。这对于完成使用报告向量法实现的 RNA 分子中稳定或不稳定元素的功能表征是有用的。

Introduction

基因表达和基因产物的最终水平可以通过影响 mrna 稳定性和 mrna 翻译率1来严格调节。这些转录后调控机制是通过非编码 rna 和/或 rna 结合蛋白 (限制性商业惯例) 与靶向 mRNA 的相互作用而施加的。它通常是 3 ‘ 未翻译的 mRNA 区域 (3 ‘ UTR-属于基因组2) 的非编码部分, 其中包含特定的cis-管理元素 (), 由演作用因素 (如 miRNA 或限制性商业惯例) 识别。3. 最好研究的cis元素在 3 ‘ UTR, 是腺嘌呤丰富的元素 (是) 的主题, 这是公认的特定的 AU 结合蛋白 (AUBP), 反过来, 诱导 mRNA 退化/deadenylation (是介导的衰变) 或mRNA 稳定化4

3 ‘ UTR 的 calretinin mRNA (CALB2) 的大小是 573 bp 长, 包含一个假定的 AUUUA pentamer, 如 AREsite2 的预测, 生物信息学工具 5.与假定的存在相一致的是主题, pmirGLO 向量-报告分析显示了这个元素在 CALB2 mRNA6中的稳定作用。最后, 用体外RNA 下拉法确定了通过 AUBP 稳定 calretinin mRNA 的方法。

由于所有非编码 rna 与蛋白质7相互作用,体外rna 下拉是确定 rna interactors 以帮助破译分子机制的一种很好的方法和首选的检测手段。在这个 rna 下拉法, 商业上被合成的 rna 探针, 被标记以被改进的生物素 (desthiobiotin) 的形式在 RNA 链的 3 ‘ 末端被使用了。rna desthiobiotin 是固定的通过与链亲和素的相互作用的磁性珠子, 这是用来拉下来的蛋白质, 特别是与绑定 RNA 的利益。非变性和活性蛋白从间皮瘤细胞胞浆的比例被用作蛋白质的来源。这种 RNA 束缚的蛋白质是洗脱从磁性珠子, 运行通过 12% SDS 页凝胶, 转移到膜, 并探讨了不同的抗体。

在标准的链亲和素-生物素亲和纯化过程中, 需要苛刻的变性条件来破坏强不可逆转的生物素-链亲和素键脱绑定蛋白 8, 这可能导致离解蛋白质复合物。与生物素不同的是, desthiobiotin 可逆地结合到链亲和素, 并以缓冲的生物素溶液进行竞争性置换, 允许蛋白质的温和洗脱, 避免自然生物素化分子的分离 9,表明该技术是理想的分离本地蛋白质复合体在当地条件下。

体外约束条件和严格性是由盐浓度、还原剂和洗涤剂百分比决定的, 应与细胞上下文中存在的情况相近, 以便识别真正的体内交互作用。在此之前所实现的绑定条件已被证明是适当的, 以确定虚宾作为一种金结合蛋白10。这种方法可以节省时间, 因为优化适当的绑定条件可能会耗费时间和挑战性。此外, 该方法可作为任何 RNA 下拉实验的启动协议, 通过改变盐和洗涤剂的浓度, 改变甘油的百分比, 添加其他盐, 可以逐步优化。此外, 我们证明, 即使是一个短的25核苷酸 RNA 探针窝藏 pentamer 是-主题可以用来证明与特定 AUBP 的互动。

Protocol

1. 胞浆和核蛋白分数的制备 板 4 x 106 ACC-MESO-4 细胞在 T150 细胞培养瓶中生长 RPMI 1640 培养基补充10% 血清, 1x 青霉素/链霉素 (100x), 2 毫米 l-谷氨酰胺 (200 毫米)。当细胞达到 80-90% (~ 5-5. 5 x 106细胞) 的汇合处时, 继续进行蛋白质提取核和胞浆分数。注: ACC-MESO-4 细胞线是从山本理 BioResource 中心11获得的。 吸入培养基, 通过加入15毫升的 1x PBS 来洗涤细胞,…

Representative Results

在这个实验中, 一个 25 nt 长片段的 calretinin 3 ‘ UTR 窝藏是主题 (CALB2 3 ‘ UTR (是) 25 nt) 被用来测试它是否结合了人类抗原 R (虚) 蛋白, 一个已知的 mRNA 稳定剂。为了测试这些元素的特异性, 25-nt RNA 探针 CALB2 3 ‘ UTR (mtARE) 包含了一个有主题的突变, 以前被证明是为了取消 “是” 的主题的稳定效果, 使用了6。第三个 RNA 探针代表负控制, 这是一个 28 nt 无关的 rna, 它包…

Discussion

3 ‘ UTRs 属于非编码基因组3, 所有非编码 rna 可以与蛋白质相互作用, 以发挥其功能7。当哺乳动物基因组被发现被普遍转录并产生长非编码 rna 16 的很大一部分时, 新的证据表明这些长非编码 rna 在调节基因表达时的作用与染色质重塑复合体17。这种知识是利用 RNA 下拉法得到的。因此, 要开始破译特定 RNA 的 interactors, 第一步可能?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作得到了瑞士国家科学基金会 Sinergia 赠款 CRSII3 147697, 基金会《应用 Krebsforschung 和苏黎世 Krebsliga 的支持。

Materials

NE-PER Nuclear and cytoplasmic extraction kit Thermo Fisher Scientific  78833
Pierce Protease Inhibitor Tablets, EDTA-free Thermo Fisher Scientific A32965
Pierce BCA Protein Assay Kit Thermo Fisher Scientific 23225
Pierce Magnetic RNA-protein Pull-Down Kit  Thermo Fisher Scientific 20164 Includes magnetic beads and therefore the kit need to be stored at 4 °C
Pierce RNA 3’ End Desthiobiotinylation Kit  Thermo Fisher Scientific 20163 The kit is a part of the "Pierce Magnetic RNA-protein Pull-Down Kit", and needs to be stored at -20 °C unlike the pull-down kit (4 °C).
DynaMag-2,  magnetic stand Thermo Fisher Scientific 12321D
Anti – HuR (MOUSE) monoclonal antibody Thermo Fisher Scientific The antibody is included in the Pierce Magnetic RNA-protein Pull-Down Kit  – 1:1000 in 5% BSA 1x TTBS – rabbit anti-mouse secondary antibody 1:10,000 in 5% BSA 1x TTBS
Anti – α – tubulin (MOUSE) monoclonal antibody Santa Cruz 8035 1:1000 in 5% BSA 1x TTBS – rabbit anti-mouse secondary antibody 1:10,000 in 5% BSA 1x TTBS
Anti – PARP (RABBIT) Polyclonal antibody Cell Signaling 9542 1:1000 in 5% BSA 1x TTBS – goat anti-rabbit secondary antibody 1:10,000 in 5% BSA 1x TTBS
Anti – Mesothelin (MOUSE) Monoclonal Antibody  Rockland 200-301-A87
Secondary goat anti-rabbit antibody Cell Signaling 7074
Secondary rabbit anti-mouse antibody Sigma-Aldrich A-9044
RPMI – 1640 medium Sigma-Aldrich R8758
FBS – Filtrated Bovine Serum Pan Biotech  P40-37500
Penicillin – streptomycin (100x) Sigma-Aldrich  P4333
L-Glutamine solution (200 mM) Sigma-Aldrich  G7513
0.25% Trypsin-EDTA (1x) Gibco by Life technologies  25200-056
Mini-PROTEAN 3 Cell Bio-Rad 1653301
Mini Protean System Glass Plates  Bio-Rad 1653308
Mini-PROTEAN Spacer Plates with 1.5 mm integrated spacer Bio-Rad 1653312
Mini-PROTEAN Comb, 10-well, 1.5 mm, 66 µL Bio-Rad 1653365
Mini-PROTEAN Tetra Cell Casting Modules Bio-Rad 1658050
RNaseZap RNase Decontamination Solution Thermo Fisher Scientific AM9780
Rotiphorese gel 30 – aqueous 30% acrylamide and bisacrylamide stock solution at a ration of 37.5:1 Roth 3029
20% SDS  PanReac AppliChem A3942
PVDF transfer membrane  Perkin Elmer NEF1002 Need to be activated by incubating in pure methanol for 1 min followed by washing in water for 2 min 
Trans-Blot SD semi-dry transfer cell  Bio-Rad 1703940
Clarity Western ECL Substrate Bio-Rad 1705061
FusionFX  Digital Imager Vilber
RNA oligo synthesis Mycrosynth AG, Switzerland the synthesis scale – 0.04 µmol – HPLC purified
Bovine serum albumin Sigma-Aldrich A7030
Hydrochloric Acid (HCl) 6 M PanReac AppliChem 182883.1211
Ultra Pure 1 M Tris, pH 7.5  Thermo Fisher Scientific 15567027
Glycerol  Thermo Fisher Scientific 17904 50% sterile aliquots to be stored at -20°C
Pierce Streptavidin magnetic beads  Thermo Fisher Scientific 88817 Please note that these magnetic beads have an average diameter of 1 µm (range from 0.5 – 1.5 µm). Furthermore, Dynabeads-M280 Streptavidin, which are beads of homogenouse size 2.8 µm, are also used in RNA-pulldown but be aware that this may affect purification process.
TEMED Sigma-Aldrich T9281
Ammonium persulfate  Sigma-Aldrich A3678
Coomassie G-250 Applichem A3480
Aluminiumsulfate-(14-18)-hydrate  Sigma-Aldrich 368458
ortho-phosphoric acid  Applichem A0637

Referências

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Kresoja-Rakic, J., Felley-Bosco, E. Desthiobiotin-Streptavidin-Affinity Mediated Purification of RNA-Interacting Proteins in Mesothelioma Cells. J. Vis. Exp. (134), e57516, doi:10.3791/57516 (2018).

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