Summary

TRUE Gene Silencing: Screening eines Heptamer-Typ Kleiner Leitfaden RNA-Bibliothek für potentielle Krebs Therapeutika

Published: June 02, 2016
doi:

Summary

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die Vorführung eines Heptamers-Typ sgRNA Bibliothek für potenzielle therapeutische Medikamente gegen Blutkrebs.

Abstract

TRUE Gen – Silencing (genannt nach tR Nase Z Lu e fficacious gene silencing tilizing) ist eine von der RNA-gerichtete Gen – Silencing – Technologien, die eine künstliche kleine Führungs RNA (sgRNA) verwendet tRNA 3' – Prozessierung Endoribonuklease zu führen, tRNase Z L eine Ziel-RNA zu erkennen. sgRNAs kann durch Zellen ohne Transfektionsreagentien aufgenommen werden und können ihre Ziel-RNA-Niveaus und / oder induzieren Apoptose in menschlichen Krebszellen downregulate. Wir haben eine sgRNA Bibliothek mit 156 Heptamer-Typ sgRNAs für die Wirkung auf die Lebensfähigkeit von menschlichen Myelom und Leukämie-Zellen gescreent, und fand, daß 20 von ihnen effizient Apoptose in zumindest einer der Krebszelllinien induzieren kann. Hier präsentieren wir ein Protokoll für die Vorführung eines Heptamers-Typ sgRNA Bibliothek für potenzielle therapeutische Medikamente gegen Blutkrebs. Das Protokoll enthält, wie die sgRNA Bibliothek zu konstruieren, wie die Auswirkungen der einzelnen sgRNA auf die Lebensfähigkeit der Zellen zu bewerten und wie fueitere bewerten die effektiven sgRNAs mittels Durchflusszytometrie. Rund 2.000 Treffer wäre zu erwarten, durch das Screening der Full-Scale sgRNA Bibliothek von 16.384 Heptamere zusammengesetzt zu erhalten.

Introduction

TRUE Gen – Silencing (genannt nach tR Nase Z Lu e fficacious gene silencing tilizing) ist einer der RNA-directed gene silencing Technologien 1. Diese Technologie wurde auf die Eigenschaften von tRNase Z L (oder 3 'tRNase), tRNA 3' – Prozessierung Endoribonuclease entwickelt basiert: es jedes Ziel – RNA an einer erwarteten Stelle unter der Leitung eines künstlichen kleinen Führungs RNA spalten kann (sgRNA) durch eine Anerkennung pre-tRNA-ähnlichen oder Mikro pre-tRNA-ähnlichen Struktur zwischen der Ziel – RNA gebildet , und der sgRNA 2-9. sgRNA, die in der Regel 7-31 nt in der Länge, ist in vier Gruppen eingeteilt, 5'-Hälfte-tRNA, RNA Heptamer, 14-nt RNA linear und hook RNA.

Wir haben die Wirksamkeit von TRUE gene silencing demonstriert durch verschiedene künstlich gestaltete sgRNAs Einführung in die Zellen 10 leben 15. Wir haben auch gezeigt, dass sgRNAs durch Zellen wi aufgenommen werden kann,thout jegliche Transfektionsreagenzien und können ihre Ziel – RNA – Niveaus downregulate und / oder Apoptose in menschlichen Krebszellen induzieren 16 18. TRUE Gen – Silencing erscheint auf dem intra- und interzellulären Genregulationsnetz System über tRNase Z L und natürliche sgRNAs 19 zu arbeiten 21.

Wir haben eine sgRNA Bibliothek mit 156 Heptamers-Typ sgRNAs konstruiert 22 für potentielle therapeutische Heptamers-Typ sgRNAs für Blutkrebs zu suchen. Wir haben es für die Wirkung auf die Lebensfähigkeit von menschlichen Myelom und Leukämie-Zellen gescreent, und fand, daß 20 von ihnen effizient Apoptose in zumindest einer der Krebszelllinien induzieren kann. Und 4 von ihnen haben gezeigt, dass Tumorwachstumsraten in Maus-Xenograft Experimente reduzieren.

Hier präsentieren wir ein Protokoll für die Vorführung eines Heptamers-Typ sgRNA Bibliothek für potenzielle therapeutische Medikamente gegen Blutkrebs. Das Protokoll enthält, wiezu konstruieren, die sgRNA Bibliothek, wie die Auswirkungen der einzelnen sgRNA auf die Lebensfähigkeit der Zellen zu bewerten und wie Zytometrie die effektiven sgRNAs durch die Strömung weiter auszuwerten. Analyse für sgRNA der zellulären Ziel – RNAs und Bewertung der effektiven sgRNAs in Modellen Maus – Xenotransplantat kann nach herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden 17,22, obwohl diese in diesem Protokoll nicht enthalten.

Protocol

1. Aufbau eines Heptamer-Typ sgRNA Bibliothek Wählen einer Teilmenge der 16.384 (4 7) 7-nt – Sequenzen , wenn der umfassende Bibliothek konstruiert werden soll. HINWEIS: Die Sequenzen können statistische und / oder gestaltet sein, spezifische zelluläre RNAs abzuzielen. Für letztere hairpin – Strukturen ähnlich der T-Arm von tRNA in einer Ziel – RNA mit Hilfe eines geeigneten Computerprogramms zu finden und / oder optisch und wählen Sequenzen komplementär zu 7-nt – Sequenzen unmittelba…

Representative Results

Die sechs Heptamer-Typ sgRNAs 5'-AUCUUCA-3 '(H1885), 5'-ACACACA-3' (H3277), 5'-GGGGGCG-3 '(H10927), 5'-GGGGCCC-3' (H10944), 5'-GCCCCCG-3 '(H12287) und 5'-CACCAGC-3' (H13260) wurden chemisch synthetisiert , wie 2' – O – methyl RNA enthaltenden 5'- und 3'-Phosphate. Diese sgRNAs wurden die Auswirkungen auf die Lebensfähigkeit eines menschlichen Leukämie-Zelll…

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

Diese Arbeit wurde von Anpassungsfähig und Seamless Technologie-Transfer-Programm durch zielorientierte F & E, Japan Science and Technology Agency, die Wissenschaft Forschungsförderungsfonds von der Förderung und den gegenseitigen Aid Corporation für Privatschulen von Japan unterstützt, und die JSPS KAKENHI Grants-Nummern 24300342 und 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

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Cite This Article
Haino, A., Ishikawa, T., Seki, M., Nashimoto, M. TRUE Gene Silencing: Screening of a Heptamer-type Small Guide RNA Library for Potential Cancer Therapeutic Agents. J. Vis. Exp. (112), e53879, doi:10.3791/53879 (2016).

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