방법은 쥐 Bcrp1의 대체 발기인 사용 및 전사 규정을 발견 할 수
Summary
예로서, 뮤린 ABC 수송 Bcrp1 (ABCG2)을에 실리 프로토콜은 마우스 조직에서 발현하는 유전자로 대체 프로모터 사용량을 검출하고, 리포터 분석법을 사용하여 확인 된 다른 프로모터의 기능을 평가하기 위해 제공된다.
Abstract
일반적으로 번역되지 않은 – – 첫 번째 엑손 다른 조직에서 유전자 발현은 종종 독특한와의 mRNA의 합성 결과 다른 프로모터에 의해 제어된다. E1U, E1A, E1B 및 E1C : Bcrp1 (ABCG2)는 ABC 트랜스 포터 유방암 저항 단백질 (BCRP, ABCG2)의 쥐 orthologue는, 생산 대응하는 네 개의 대안 첫 번째 엑손에 의해 지정된 적어도 네 개의 대안 발기인이 있습니다. 여기에 실리 프로토콜은 Bcrp1에 대한 대체 발기인 사용량을 예측하기 위해 제공됩니다. 또한, 리포터 분석 방법은 다른 프로모터 리포터 작 제물을 제조하고,이 상류 식별 대안 제 엑손의 추정 프로모터의 기능을 결정하기 위해 설명된다.
Introduction
더 많은 인간 유전자의 절반 이상은 다른 발기인 (1)에 의해 조절된다. 각 대안 프로모터는 다른 대안 발기인에서와 다를 수 있습니다 조절 요소를 포함 할 수 있습니다. 하나의 조직에 사용되는 프로모터 (들) 다른 조직에서 사용되는 것과 다를 수 있습니다. 예를 들면, 소정의 신호 전달 경로의 활성화는 하나의 조직에 이용되는 유전자 대안 적 프로모터를 실행하면서도에 영향을 미치지 또는 다른 조직에서 이용되는 것과 같은 유전자에 대한 별도의 다른 프로모터를 금할 수있다.
Bcrp1 유전자의 발현은 다른 발기인이 적용됩니다. Bcrp1은 인간의 유방암 저항 단백질 (BCRP) 유전자의 쥐 orthologue입니다. BCRP는 ATP 바인딩 카세트 (ABC) 트랜스 포터, 공식적으로 지정 ABCG2 2, 3입니다. 정점 세포막 단백질로서, BCRP / Bcrp1 기능 천연 및 생체이 다양한 기질을 유출하는 <sup> 3,4-. (12) – 인간과 쥐에서 BCRP / Bcrp1은 매우 예컨대 태반, 뇌와 고환 2, 5 등 혈액 조직 장벽과 간 (담즙 누소관), 소장, 신장,뿐만 아니라 기관으로 약학 관련 기관 표현된다. 조혈 암 줄기 세포를 포함한 다른 줄기 세포에서 BCRP / Bcrp1 생체 이물질의 발현은 암 화학 요법 제 약물 (3)에 이들 세포의 내성을 부여 할 수있다.
정상 및 종양 세포에서 BCRP 식의 규정을 이해하는 초기 연구에서 cDNA를 종료 (5'-RACE) BCRP의 mRNA의 분석 5 '빠른 증폭 정확한 전사 개시 사이트 (13)을 결정 하였다. 뿐만 아니라 다수의 발견 전사 개시 사이트시켰다 또한 BCRP에 번역되지 않은 첫 번째 엑손, 세 가지 다른 형태가되었다가 발생했습니다. 이러한 대안 첫 번째 엑손 – E1A 지정, E1B, E1C는 – 인체 조직의 다양한 다르게 표현했다. 두 개의 추가적인 제 엑손 변이체 BCRP 13 번째 엑손을 사용하여 인간의 EST 데이터베이스의 BLAST 검색에서 발견되었다. 네 경기는 상류 E1u를 지정되었다 엑손 2에서 첫 번째 엑손> 70킬로바이트를 한 것으로 밝혀졌습니다; 네 개의 다른 경기는 E1- (13)를 지정되었다 완전히 첫 번째 엑손 부족 BCRP의 mRNA를 밝혔다. 대안 리더 엑손의 존재는 다른 프로모터 사용 (14)의 표현 인 것으로 간주된다.
마우스에서, Bcrp1 네 다른 제 엑손 다른 마우스 조직에서 Bcrp 한 전사를 제어하는 프로모터 대신에 대응할 수 것이 기재되어있다; 이러한 엑손 / 발기인 E1U, E1A, E1B 및 E1C을 지정하고, 약있는 70, Bcrp1 엑손 2 5, 15 상류 58, 15, 및 5킬로바이트 E1A mRNA의 이소 형은 murin에서 지배적 인 것으로 밝혀졌다즉 조혈 줄기 세포, 심장, 폐, 비장, 뇌의 E1B 이성체가 골수 5, 15 마우스 대장, 태아 간 세포 및 적혈구 전구 세포에서 발현 된 반면. 상류 E1B로부터 프로모터 포스 사이 클릭 AMP 반응 요소 결합 단백질 (p-CREB) 그 대안 고유 CREB 반응 요소에 의해 적어도 부분적으로 조절 마우스 장내 Bcrp1 전사를 지배하는 중요한 대안 프로모터 것으로 나타났다 Bcrp1 프로모터 (16). E1C mRNA의 이성체가 주로 성인 쥐의 간 및 신장 (5)로 표현된다. E1U 이소 형은 5 표현 지배적 인 이소 인 쥐의 고환을 제외하고 테스트 대부분의 조직에서 발견 할 수없는 것입니다. Bcrp1은 (는 말기 정자 4를 보호 할 수있는 정액을 운반하는 내피 세포에서) 모두 체세포 (내피 꽉 접합, 세뇨관 myoid 세포와 세르 톨리 (Sertoli) 세포)와 배아 세포에서 발견되는 쥐의 고환에 표현했다. 등록상류 E1U에서 이온 steroidogenic 인자 -1 (SF-1) 5 기능 응답 요소가 포함되어 있습니다. Bcrp1의 mRNA와 단백질은 크게 쥐의 세르 톨리 (Sertoli) 세포에서 Bcrp1 발현 SF-1 (5)에 의해 제어되고 있음을 시사 세르 톨리 (Sertoli) 세포의 특정 SF-1 녹아웃 생쥐의 고환에서 감소된다.
구체적 방법을 제시 프로토콜에 실리 Bcrp1 대체 엑손 제를 검출하고, 상류 식별 된 다른 제 엑손에서 추정 프로모터 루시페라아제 기반 리포터 분석법을 확립.
Protocol
Representative Results
Discussion
제시된 방법과 대표적인 결과의 대부분은 2013 5 년에 출판되었다 "마우스 고환에서 B의 crp1 전사 상류 steroidogenic 요소-1에 의해 규제 소설 첫 번째 엑손 (E1U)의 프로모터에 의해 제어된다"라는 이전 작업에 설명되어 있습니다 . 여기에 도시 된 대표적인 결과에 더하여, 이전의 논문은 5'-RACE PCR 및 RT-PCR 방법을 이용하여 대안적인 제 엑손 활용 추정치를 제공 하였다. ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품은 더글러스 D. 로스와 재향 군인 담당 부서에서 아리프 후세인에 대한 공로 검토 포상에 의해 지원되었다.
Materials
| COMMERCIAL BIOLOGIC MATERIALS AND KITS: | |||
| First Choice RLM-RACE kit | Ambion Inc., Austin, TX, currently available through Life Technologies | AM1700 | 5'-RACE PCR kit |
| TOPO TA cloning kit | Life Technologies | K450001 | This kit contains the TOP10 chemically competent E. coli bacteria. |
| T4 DNA ligase quick ligation kit | New England Biolabs | M2200 | |
| Faststart high-fidelity Taq- DNA polymerase | Sigma-Aldrich/Roche | 3553400001/RMB-4738284001 | Contains a high-fidelity Taq polymerase enzyme blend |
| XtremeGENE HP DNA transfection reagent | Roche | 6366236001 | |
| Dual-luciferase reporter assay kit | Promega | E1910 | Includes the pGL3-basic empty reporter vector (firefly luciferase), pRLTK renilla luciferase expressing vector, and other control vectors. |
| QIAprep | Qiagen | 27104 | For plasmid miniprep – isolation and purification of plasmid DNA from bacterial colonies |
| pCR2.1 vector | part of the TOPO TA cloning kit | ||
| pGL3-basic luciferase containing vector | Promega | E1751 | |
| pRL-TK Renilla luciferase expressing vector | Promega | E2241 | |
| Bacterial artificial chromosome | BACPAC Resources Center, Children’s Hospital Oakland Research Institute, Oakland, CA | RP23-285A12 and RP24-314E24 | http://bacpac.chori.org/clones.htm |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| REAGENTS/CHEMICALS/MEDIA/SUPPLIES | |||
| TRIzol | Life Technologies | 15596026 | |
| Wizard® SV Gel and PCR Clean-Up System | Promega | A9281 | Useful for purifying PCR products following digestion with restriction endonucleases |
| CRYOVIALS | Denville Scientific | V9012 | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| SOFTWARE: | |||
| Ensembl software | Ensembl project | http://Ensembl.org | The Ensembl project produces genome databases for vertebrates and other eukaryotic species, and makes this information freely available online. |
| Blast software | NCBI | http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?CMD= Web&PAGE_TYPE=BlastHome |
|
| Primer 3 software | Simgene | http://simgene.com/Primer3 | Useful for designing primers for 5'-RACE PCR |
| NCBI Nucleotide database | NCBI | http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nucleotide/ | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| CELL LINES: | |||
| TM4 murine Sertoli cells | ATCC, Manassas, Virginia | CRL-1715™ | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| INSTRUMENTS: | |||
| Luminometer | Turner Biosystems | TD-20/20 | This is a relatively inexpensive, manually operated luminometer. Automated systems are also available from the same manufacturer that utilize 96 well plates. |
| NanoDrop spectrophotometers | Thermo Scientific, Inc. | NanoDrop 2000 | Spectrophotometer can use very small quantities of sample |
| DU 800 UV/VIS spectrophotometer and Nucleic Acid Analysis II software | BeckmanCoulter Inc, Fullerton, CA | DU 800 |
References
- Kimura, K., et al. Diversification of transcriptional modulation: large-scale identification and characterization of putative alternative promoters of human genes. Genome Res. 16 (1), 55-65 (2006).
- Doyle, L. A., et al. A multidrug resistance transporter from human MCF-7 breast cancer cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 95 (26), 15665-15670 (1998).
- Natarajan, K., Xie, Y., Baer, M. R., Ross, D. D. Role of breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) in cancer drug resistance. Biochem Pharmacol. 83 (8), 1084-1103 (2012).
- Qian, X., Cheng, Y. H., Mruk, D. D., Cheng, C. Y. Breast cancer resistance protein (Bcrp) and the testis–an unexpected turn of events. Asian J Androl. 15 (4), 455-460 (2013).
- Xie, Y., et al. Bcrp1 transcription in mouse testis is controlled by a promoter upstream of a novel first exon (E1U) regulated by steroidogenic factor-1. Biochim Biophys Acta. 1829 (12), 1288-1299 (2013).
- Maliepaard, M., et al. Subcellular localization and distribution of the breast cancer resistance protein transporter in normal human tissues. Cancer Res. 61 (8), 3458-3464 (2001).
- Fetsch, P. A., et al. Localization of the ABCG2 mitoxantrone resistance-associated protein in normal tissues. Cancer Lett. 235 (1), 84-92 (2006).
- Cooray, H. C., Blackmore, C. G., Maskell, L., Barrand, M. A. Localisation of breast cancer resistance protein in microvessel endothelium of human brain. Neuroreport. 13 (16), 2059-2063 (2002).
- Kolwankar, D., Glover, D. D., Ware, J. A., Tracy, T. S. Expression and function of ABCB1 and ABCG2 in human placental tissue. Drug Metab Dispos. 33 (4), 524-529 (2005).
- Xiong, H., et al. ABCG2 is upregulated in Alzheimer’s brain with cerebral amyloid angiopathy and may act as a gatekeeper at the blood-brain barrier for Abeta(1-40) peptides. J Neurosci. 29 (1-40), 5463-5475 (2009).
- Woodward, O. M., et al. Identification of a urate transporter, ABCG2, with a common functional polymorphism causing gout. Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (25), 10338-10342 (2009).
- Huls, M., et al. The breast cancer resistance protein transporter ABCG2 is expressed in the human kidney proximal tubule apical membrane. Kidney Int. 73 (2), 220-225 (2008).
- Nakanishi, T., et al. Novel 5′ untranslated region variants of BCRP mRNA are differentially expressed in drug-selected cancer cells and in normal human tissues: implications for drug resistance, tissue-specific expression, and alternative promoter usage. Cancer Res. 66 (10), 5007-5011 (2006).
- Ayoubi, T. A., Van De Ven, W. J. Regulation of gene expression by alternative promoters. FASEB J. 10 (4), 453-460 (1996).
- Zong, Y., Zhou, S., Fatima, S., Sorrentino, B. P. Expression of mouse Abcg2 mRNA during hematopoiesis is regulated by alternative use of multiple leader exons and promoters. J Biol Chem. 281 (40), 29625-29632 (2006).
- Natarajan, K., et al. Identification and characterization of the major alternative promoter regulating Bcrp1/Abcg2 expression in the mouse intestine. Biochim Biophys Acta. 1809 (7), 295-305 (2011).
- Promega. . Wizard® SV Gel and PCR Clean-Up System – INSTRUCTIONS FOR USE OF PRODUCT. , (2009).
- New_England_Biolabs. . Quick Ligation Kit Protocol – M2200S. , (2014).
- Roche. . XtremeGENE HP DNA Transfection Reagent Protocol – Manual version 1.0). , (2010).
- Promega. . Quick Protocol for the use of the Dual-Luciferase Reporter Assay. , (2009).
- Carninci, P., et al. The transcriptional landscape of the mammalian genome. Science. 309 (5740), 1559-1563 (2005).
- VanBuren, V., et al. Assembly, verification, and initial annotation of the NIA mouse 7.4K cDNA clone set. Genome Res. 12 (12), 1999-2003 (2002).
- Bonaldo, M. F., Lennon, G., Soares, M. B. Normalization and subtraction: two approaches to facilitate gene discovery. Genome Res. 6 (9), 791-806 (1996).
- Okazaki, Y., et al. Analysis of the mouse transcriptome based on functional annotation of 60,770 full-length cDNAs. Nature. 420 (6915), 563-573 (2002).
- Landry, J. R., Mager, D. L., Wilhelm, B. T. Complex controls: the role of alternative promoters in mammalian genomes. Trends Genet. (11), 640-648 (2009).
- Park, P. J. ChIP-seq: advantages and challenges of a maturing technology. Nat Rev Genet. 10 (10), 669-680 (2009).
- Bulun, S. E., et al. Regulation of aromatase expression in breast cancer tissue. Ann N Y Acad Sci. 1155, 121-131 (2009).
