RNA聚合酶II合成延伸超过所述成熟mRNA的3'末端的前体RNA。的成熟RNA的末端cotranscriptionally生成的,在由RNA序列决定的一个部位,通过裂解复合物的内切核酸酶的活性。在这里,我们详细研究裂解反应在体外的方法。
哺乳动物mRNA的3'末端不被由RNA聚合酶II(RNPII)突然终止转录的形成。相反,RNPII合成前体的mRNA之外的成熟RNA的末端,内切酶活性的主动过程,需要在特定的位点。前体RNA切割的CA二核苷酸后通常会发生10-30个核苷酸下游的共识polyA位点(AAUAAA)。从裂解复合物,约800 kDa的多因子蛋白复合物,蛋白质完成这个特定的核酸酶活性。特定的RNA序列的上游和多聚A位点的下游控制裂解复合物的募集。紧接在切割后,mRNA前由聚腺苷酸聚合酶(PAP)多聚腺苷酸化,以产生成熟的稳定的RNA消息。
一种RNA转录物的3'端的处理可以使用移动的核提取物与特定的放射性标记的RNA底物进行研究。总之,长32 </ SUP> P-标记的未裂解的前体RNA被孵育体外核提取物和裂解是通过凝胶电泳和放射自显影评估。当适当的切割发生在较短的5'裂解产物进行检测和定量。在这里,我们描述了裂解分析法详细使用,作为一个例子,对HIV-1的mRNA的3'末端加工。
最成熟的真核生物的RNA消息(mRNA的)的生物合成需要几个转录后修饰,如封盖,剪接和多聚腺苷酸化。这些修饰通常耦合,以确保正确的处理1,并强烈增加mRNA的稳定性。
由聚(A)聚合酶(PAP)2-4 3'哺乳动物预mRNA的末端形成由新生RNA,随后加入腺苷酸残基到5的内切核苷酸裂解产生'裂解产物。在哺乳动物中,断裂是由多组分蛋白复合物完成约800 kDa的,是组装在特定的预RNA序列。所述聚(A)信号序列,一个高度保守的典型六核苷酸序列AAUAAA,引导切割位点在约10-30个核苷酸的下游。这个网站是专门由切割和多聚腺苷酸化特异性因子(CPSF)及73 kD的亚基确认CSPF包含内切核酸酶的活性。裂解刺激因子(CSTF)结合更加堕落GU-或U丰富的元素序列中的poly(A)位点下游。还需要裂解是哺乳动物裂解因子I(CFIM)和哺乳动物裂解因子II(CFII)。 CFIM结合上游序列中的元素(使用)的具体UGUA(N)的网站,已经被定义为一些基因,似乎参与重要的生理过程5-8。
在体外实验中 ,RNA加工反应通过使用放射性标记的RNA底物9-12常用分析。这些可以通过从噬菌体启动子的T7或SP6失控转录来合成。当研究一种多聚腺苷酸化位点尚未之前其特征在于,它需要使用的基因组DNA,而不是基因产生的RNA底物,作为重要的下游序列中可能不存在于cDNA的。设计底物,包括至少150个核苷酸upstrea米和50从上成熟的mRNA切割位点/结束nt的下游。裂解产物迁移比基材快;然而,因为其他片段可以通过非特异性核酸酶作用而生成的,该反应的特异性具有由其上的正确处理的信号序列依赖性进行验证。因此,RNA底物具有在AAUAAA序列( 例如,AAGAAA)的点突变可作为阴性对照的裂解反应。
由于少量的放射性标记的RNA被用于裂解反应中,存在于高丰度在大多数核提取核糖核酸酶可以是有问题的,并限制对提取物的制备起始材料的选择范围。 HeLa细胞中往往含有内源性核糖核酸酶水平低,因而在这些测定中表现良好。
在RNA底物在体内和体外的信使核糖核酸是紧接着的poly(A)另外,周四S中的裂解的中间不存在可检测量。因此,研究一个特定的RNA序列或涉及的裂解反应的蛋白质,实验是在防止多聚腺苷酸化的发生条件进行。有乳沟的多聚腺苷酸化无依赖性,反之亦然,所以人能阻止多聚腺苷酸化而不伤害裂解反应。因此,ATP被替换为缺少3'羟基基团,以便只有一个单核苷酸可以在多聚(A)位点被结合并可以被检测到刚切割的RNA链终止类似物。
由于复杂性和这种类型的检测的特殊性程度高,我们描述了一个详细的视频协议由前体mRNA的体外切割/聚(A)机械研究核酸内切裂解。我们描述了如何准备主管核提取物,产生放射性标记的RNA底物,进行裂解反应,并分析和解释结果ING产品。 图1显示了HIV-1的前mRNA的3'末端也可以用于裂解分析法进行编码的RNA底物的例子。艾滋病毒RNA基因组的3'端是由许多重要的调控序列,如聚(A)位点,一个G+ü丰富的地区,以及使用的元素,这些都是必要的病毒mRNA转录13高效成熟。在这个例子中,我们所期望的输入RNA底物为338 nt的,一经裂解237 nt的。如果多聚腺苷酸化被允许发生,产品一抹黑将237和437个核苷酸之间被观察到。
体外前体mRNA 3'裂解反应,在HeLa细胞核提取物或从这些提取物分馏裂解因素进行,使识别的核心裂解因素,其主要复合物16-21。许多与这些因素相关的更多的蛋白质最近已确定了22个,并在体外的反应可能会继续阐明这些蛋白是如何有助于反应轻。也许是因为在体内的反应似乎是cotranscriptional 23,或者是因为一些影响因素可能提取和透析过程中丢失时…
The authors have nothing to disclose.
SV是感谢来自美国国立卫生研究院K22AI077353和Landenberger基金会的资助。 KR感激来自美国国立卫生研究院(5SC1GM083754)承认资金。
1L Celstir Flask | Wheaton | 356884 | Different sizes available |
4 Position Slow Speed Stirrer | VWR | 12621-076 | |
Swinging Bucket Centrifuge | Beckman Coulter | Allegra x-15R with SX4500 Rotor | |
Ultra Centrifuge | Beckman Coulter | Optima L-100 XP Ultra with SW41 Rotor | |
Table Top Centrifuge 5417R | Eppendorf | Refridgerated | |
Thermomixer incubator | Eppendorf | ||
250ml Conicle Tubes | Corning | 430776 | |
50ml Conicle Tubes | BD Falcon | 352098 | |
Ultra-clear Centrifuge Tubes | Beckman Coulter | 344059 | |
JOKLIK Modified MEM | Lonza | 04-719Q | |
Fetal Bovine Serum | Atlas | F-0500-A | Heat inactivated |
L-Glut:Pen:Strep | Gemini Bio-Products | 400-110 | |
1M Tris-HCl pH 8.0 | Mediatech | 46-031-CM | |
Magnesium Chloride | Fisher | BP214-500 | |
Potassium Chloride | MP Biomedicals | 194844 | |
HEPES | Fisher | BP310-500 | |
DTT | Alexis Biomedicals | 280-001-G-010 | |
Glycerol | Fisher | BP229-4 | |
5M Sodium Chloride Solution | Mediatech | 46-032-CV | |
EDTA 0.5M Solution | Sigma-Aldrich | E7889-100ml | |
EDTA | Fisher | BP120-500 | |
PMSF | Thermo Scientific | 36978 | |
Ammonium Sulfate | Fisher | A702-500 | |
cOmplete EDTA-Free Protease inhibitor cocktail tablets | Roche | 04 693 132 001 | |
Slide-A-Lyzer Dialysis Cassettes Kit | Thermo Scientific | 66372 | MWCO 7000 0.5ml-3ml |
15ml Dounce Tissue grinder set | Sigma-Aldrich | D9938-1SET | Different sizes available |
Expand High Fidelity PCR Kit | Roche | 11 732 650 001 | |
10mM dNTP Mix | Invitrogen | Y02256 | 10mM each nucleotide |
MaxiScript SP6/T7 Kit | Ambion | AM1322 | |
m7G(5')ppp(5') G RNA Cap | New England Biolabs | S1404S | |
Century Marker Template Plus | Ambion | AM7782 | |
Easytides UTP [alpha-32p]-250uCi | Perkin Elmer | BLU507H250UC | |
Gel loading buffer II | Ambion | 8546G | |
DEPC treated water | Ambion | AM9906 | |
10x TAE | Fisher | BP13354 | |
10x TBE | Ameresco Life Sciences | 0658-4L | |
10x PBS | Fisher | BP399-20 | |
Urea | Fisher | BP169-212 | |
Ammonium Persulfate | Bio-Rad | 161-0700 | |
TEMED | Fisher | BP150-20 | |
Ammonium Acetate | Fisher | A637-500 | |
40% 19:1 Acrylamide:Bis-acrylamide | Bio-Rad | 161-0144 | |
Glycogen | Roche | 10 901 393 001 | |
100% Absolute Ethanol 200 Proof | Acros | 61509-0040 | |
Acid Phenol-Chloroform | Ambion | 9720 | For RNA |
Scintilation Fluid | Fisher | SX18-4 | |
Rnase Inhibitor | Promega | N261B | |
Poly (Vinyl alcohol) PVA | Sigma-Aldrich | P8136-250G | |
Creatine Phosphate | Calbiochem | 2380 | |
100mM dATP | Fisher | BP2560-4 | |
SDS | Acros | 23042-5000 | |
Proteinase K | Fisher | BP1700-100 | |
Adjustable Sequencing Unit | Sigma-Aldrich | Z351881-1EA | |
Binder Clips | Office Depot | 838-056 | |
20cmx42cm glass plates | Sigma-Aldrich | Z352543 | 1SET |
20cmx22cm glass plates | Sigma-Aldrich | Z35252-7 | 1SET |
20cmx42cm Aluminum Cooling Plates | Sigma-Aldrich | Z352667 | 1EA |
0.4mmx22cm Spacers | Sigma-Aldrich | Z35230-6 | 1SET |
0.4mmx42cm Spacers | Sigma-Aldrich | Z352314-1 | 1SET |
8-well Comb | Sigma-Aldrich | Z35195-4 | 1EA |
16-well Comb | Sigma-Aldrich | Z351962 | 1EA |
32-well Comb | Sigma-Aldrich | Z351970 | 1EA |
Gel Repel Coating | C.B.S. Scientific | SGR-0401 | or SGR-0101 for individual bottle |
Gel Loading Tips | Rainin | GT-10-4 | 0.1-10uL |
Sequencing PowerPac HV | Bio-Rad | PowerPac HV | 5000V/500mA/400W |
Gel Dryer Model 583 | Bio-Rad | Model 583 | |
Hydrotech Vacuum Pump for gel dryer | Bio-Rad | ||
Glogos II Glow-in-the-dark Markers | Agilent | 420201 | |
Film 8×10 | Midsci | BX810 | |
Film 14×17 | Phenix | F-BX1417 | |
Autoradiography Cassette | Fisher | FBCA 1417 | 8×10 size available |