ג'ין השתקה נכונה: הקרנת ספריית RNA מדריך Heptamer מסוג Small בתרופות סרטן פוטנציאליות
Summary
כאן אנו מציגים פרוטוקול להקרנה של ספריית sgRNA heptamer מסוג עבור תרופות טיפוליות פוטנציאל נגד סרטן הדם.
Abstract
להשתקת גנים TRUE (כינה לאחר L TR Nase Z – u tilizing להשתקת גנים דואר fficacious) הוא אחד של הגן מכוונת RNA ההשתקה טכנולוגיות, אשר מנצל RNA מדריך קטן מלאכותית (sgRNA) להנחות endoribonuclease עיבוד 'tRNA 3, tRNase Z L , להכיר RNA היעד. sgRNAs יכול להיות נלקח על ידי תאים ללא כל ריאגנטים transfection ויכול downregulate רמות RNA היעד שלהם ו / או לגרום אפופטוזיס בתאי סרטן אנושיים. יש לנו הוקרנתי ספריית sgRNA המכילה 156 sgRNAs heptamer מהסוג להשפעה על כדאיות של תאי מיאלומה ולוקמיה אדם, ומצאתי כי 20 מהם יכולים לגרום ביעילות אפופטוזיס לפחות אחד שורות התאים הסרטניים. כאן אנו מציגים פרוטוקול להקרנה של ספריית sgRNA heptamer מסוג עבור תרופות טיפוליות פוטנציאל נגד סרטן הדם. הפרוטוקול כולל כיצד לבנות את הספרייה sgRNA, איך להעריך את ההשפעה של כל sgRNA על כדאיות התא, וכיצד פוrther להעריך את sgRNAs יעיל על ידי cytometry הזרימה. כ -2,000 כניסות תהיינה צפויות להיות מושגת על ידי הקרנת ספריית sgRNA בהיקף מלא מורכבת 16,384 heptamers.
Introduction
להשתקת גנים TRUE (כינה לאחר L TR Nase Z – u tilizing להשתקת גנים דואר fficacious) היא אחת הטכנולוגיות להשתקת גנים מכוונת RNA 1. טכנולוגיה זו פותחה על בסיס מאפיינים של tRNase Z L (או 3 'tRNase), tRNA 3' endoribonuclease עיבוד: זה יכול לבקע כל RNA יעד בכל אתר צפוי בניהולו של RNA מדריך הקטן מלאכותי (sgRNA) על ידי הכרה טרום tRNA דמוי או מבנה מיקרו-טרום tRNA דמוי שנוצר בין RNA היעד ואת sgRNA 2 – 9. sgRNA, שהיא בדרך כלל 7-31 NT אורך, הוא מסווג לארבע קבוצות, 5'-חצי-tRNA, RNA heptamer, RNA ליניארי 14-NT, ו- RNA וו.
אנחנו הוכחנו את היעילות של להשתקת גנים נכון על ידי החדרת sgRNAs המלאכותית מעוצב השונה לתוך תאי חי 10 – 15. גם הראינו כי sgRNAs יכול להיות נלקח על ידי Wi תאיםthout כל ריאגנטים transfection ויכול downregulate רמות RNA היעד שלהם ו / או לגרום אפופטוזיס בתאי סרטן אנושי 16 – 18. להשתקת גנים TRUE מופיע לעבוד על תאיים ומערכת רשת גנטית אינטר באמצעות tRNase Z L ו- sgRNAs טבעי 19 – 21.
בנינו ספריית sgRNA המכילה 156 sgRNAs heptamer מהסוג לחפש sgRNAs heptamer מהסוג טיפולי פוטנציאל סרטני דם 22. יש לנו הוקרן אותה ההשפעה על יכולת הקיום של תאים מיאלומה ולוקמיה אדם, ומצאו כי 20 מהם יכול לגרום ביעילות אפופטוזיס לפחות אחד שורות תאים סרטניים. ו -4 מהם הוכחו להפחית את שיעורי צמיחת גידולים בניסויים xenograft העכבר.
כאן אנו מציגים פרוטוקול להקרנה של ספריית sgRNA heptamer מסוג עבור תרופות טיפוליות פוטנציאל נגד סרטן הדם. הפרוטוקול כולל איךכדי לבנות את הספרייה sgRNA, איך להעריך את ההשפעה של כל sgRNA על כדאיות התא, וכיצד להעריך עוד יותר את sgRNAs יעיל על ידי cytometry הזרימה. ניתוח עבור RNAs היעד הסלולרי של sgRNA והערכת sgRNAs יעיל במודלים xenograft העכבר יכול להתבצע על פי שיטות קונבנציונליות 17,22, אם כי אלה אינם נכללים בפרוטוקול זה.
Protocol
Representative Results
Discussion
In most cases, fully 2′-O-methylated, 5′- and 3′-phosphorylated heptamer-type sgRNAs dissolved in water-for-injection-grade water (in the concentration of 100 µM) appear to be stable at below -20 °C for at least one year, judging from their activity to induce apoptosis in cancer cells. However, their stability would change depending on their sequence, quality, and purity. In some cases, 5′- or 3′-phosphate of a part of sgRNA molecules appears to be removed spontaneously du…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודה זו נתמכה על ידי תוכנית העברת יכולת הסתגלות חלקה וטכנולוגיה בראי R מונחה יעד & D, יפן מדע וטכנולוגיה הסוכנות, הקרן לקידום מחקר מדעי מעזר קידום הדדי Corporation עבור בתי ספר פרטיים של יפן, ואת מספרי JSPs KAKENHI גרנט 24300342 ו 15H04313 .
Materials
| Custom heptamer RNA | Nippon Bioservice | ||
| OligoSep Prep HC Cartridge | Transgenomic | 99-3860 | |
| Water-for-injection-grade Water | Otsuka Pharmaceutical | 7131400A2129 | |
| RPMI-1640 medium | Wako | 189-02025 | |
| Fetal Bovine Serum | SIGMA-ALDRICH | 172012-500ML | |
| Penicillin-Streptomycin Mixed Solution | Nacalai Tesque | 26253-84 | |
| 96 Well Plate | Greiner Bio-one | 655 180 | |
| Cell Counting Kit-8 | DOJINDO | 343-07623 | WST-8 solution |
| Microplate Reader, Sunrise Thermo RC-R | TEKAN | 510-82851 | |
| FACS Round-Bottom Tube | BD Falcon | 60819-820 | |
| Phosphate Buffered Saline | SIGMA-ALDRICH | P7059-1L | |
| PE Annexin V Binding Buffer | BD Biosciences | 51-66121E | |
| PE Annexin V | BD Biosciences | 51-65875X | |
| 7AAD | SIGMA-ALDRICH | A9400-1MG | |
| Flow Cytometer, FACSCalibur | BD Biosciences | 342973 |
References
- Scherer, L., Rossi, J. J., Morris, K. V. Therapeutic potential of RNA-mediated control of gene expression: Options and designs. RNA and the Regulation of Gene Expression: A hidden layer of complexity. , 201-226 (2008).
- Nashimoto, M. Conversion of mammalian tRNA 3′ processing endoribonuclease to four-base-recognizing RNA cutters. Nucleic Acids Res. 23, 3642-3647 (1995).
- Nashimoto, M. Specific cleavage of target RNAs from HIV-1 with 5′ half tRNA by mammalian tRNA 3′ processing endoribonuclease. RNA. 2, 523-534 (1996).
- Nashimoto, M., Geary, S., Tamura, M., Kasper, R. RNA heptamers that directs RNA cleavage by mammalian tRNA 3′ processing endoribonuclease. Nucleic Acids Res. 26, 2565-2571 (1998).
- Nashimoto, M. Anomalous RNA substrates for mammalian tRNA 3′ processing endoribonuclease. FEBS Lett. 472, 179-186 (2000).
- Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. A candidate prostate cancer susceptibility gene encodes tRNA 3′ processing endoribonuclease. Nucleic Acids Res. 31, 2272-2278 (2003).
- Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. The N-terminal half-domain of the long form of tRNase Z is required for the RNase 65 activity. Nucleic Acids Res. 32, 4429-4438 (2004).
- Takaku, H., Minagawa, A., Takagi, M., Nashimoto, M. A novel four-base-recognizing RNA cutter that can remove the single 3′ terminal nucleotides from RNA molecules. Nucleic Acids Res. 32, e91 (2004).
- Shibata, H. S., Takaku, H., Takagi, M., Nashimoto, M. The T loop structure is dispensable for substrate recognition by tRNase ZL. J. Biol. Chem. 280, 22326-22334 (2005).
- Tamura, M., Nashimoto, C., Miyake, N., Daikuhara, Y., Ochi, K., Nashimoto, M. Intracellular mRNA cleavage by 3′ tRNase under the direction of 2′-O-methyl RNA heptamers. Nucleic Acids Res. 31, 4354-4360 (2003).
- Habu, Y., et al. Inhibition of HIV-1 gene expression by retroviral vector-mediated small-guide RNAs that direct specific RNA cleavage by tRNase ZL. Nucleic Acids Res. 33, 235-243 (2005).
- Nakashima, A., et al. Gene-silencing by the tRNA maturase tRNase ZL under the direction of small guide RNA. Gene Ther. 14, 78-85 (2007).
- Elbarbary, R. A., Takaku, H., Tamura, M., Nashimoto, M. Inhibition of vascular endothelial growth factor expression by TRUE gene silencing. Biochem. Biophys. Res. Commun. 379, 924-927 (2009).
- Sano, T., Takahashi, M., Nozaki, T., Takahashi, Y., Tamura, M., Nashimoto, M. Expanding the utility of heptamer-type sgRNA for TRUE gene silencing. Biochem. Biophys. Res. Commun. 416, 427-432 (2011).
- Iizuka, S., Oridate, N., Nashimoto, M., Fukuda, S., Tamura, M. Growth inhibition of head and neck squamous cell carcinoma cells by sgRNA targeting the cyclin D1 mRNA based on TRUE gene silencing. PLoS One. 9 (114121), (2014).
- Takahashi, M., et al. Elimination of specific miRNAs by naked 14-nt sgRNAs. PLoS One. 7 (38496), (2012).
- Takahashi, M., et al. A naked RNA heptamer targeting the human Bcl-2 mRNA induces apoptosis of HL60 leukemia cells. Cancer Lett. 328, 362-368 (2013).
- Watanabe, N., et al. Induction of apoptosis of leukemic cells by TRUE gene silencing using small guide RNAs targeting the WT1 mRNA. Leukemia Res. 37, 580-585 (2013).
- Elbarbary, R. A., et al. Modulation of gene expression by human cytosolic tRNase ZL through 5′-half-tRNA. PLoS One. 4, 5908 (2009).
- Elbarbary, R. A., et al. Human cytosolic tRNase ZL can downregulate gene expression through miRNA. FEBS Lett. 583, 3241-3246 (2009).
- Ninomiya, S., et al. Potential small guide RNAs for tRNase ZL from human plasma, peripheral blood mononuclear cells, and cultured cell lines. PLoS One. 10, 0118631 (2015).
- Takahashi, M., et al. Screening of a heptamer-type sgRNA library for potential therapeutic agents against hematological malignancies. Leukemia Res. 38, 808-815 (2014).
- Shivarov, V. TRUE gene silencing for hematologic malignancies. Leukemia Res. 38, 729 (2014).
