RNA-bindende eiwitten (RBPs) vertegenwoordigen ongeveer 10% van S. cerevisiae eiwitten 1,2 en ongeveer 15% zoogdiereiwitten 3-5. Ze zijn betrokken bij vele cellulaire processen zoals mRNA post-transcriptie verwerking en regelgeving, vertaling, ribosoom biogenese, tRNA aminoacylering en modificatie, chromatine remodeling, en nog veel meer. Een belangrijke subgroep van RBPs is de mRNA-bindende eiwitten (mRNPs) 6,7. In de loop van mRNA rijping, verschillende RBPs binden het transcript en bemiddelen zijn nucleaire verwerking, export uit de nucleus, cellulaire lokalisatie, vertaling en degradatie 6-8. Zo is de afzonderlijke reeks RBPs gebonden aan een bepaalde transcript op elk tijdstip is bepalend voor de verwerking en uiteindelijk zijn lot.
De identificatie van RBPs geassocieerd met een mRNA kan een aanzienlijke verbetering van ons inzicht in de processen die ten grondslag liggen hun post-transcriptie regulatie. diverse genetische, Microscopische, biochemische en bioinformatica methoden zijn gebruikt om eiwitten betrokken bij regulatie mRNA (beoordeeld in 9-11) te identificeren. Slechts enkele van deze werkwijzen mogelijk zijn om eiwitten gekoppeld aan een specifiek doelwit mRNA. Opmerkelijk is de gist Drie hybridesysteem (Y3H), die gebruik maakt van mRNA van belang als lokaas om een expressiebibliotheek te screenen in gistcellen. Positieve klonen worden gewoonlijk waargenomen door een groeiselectie of reporterexpressie 12-14. Het belangrijkste voordeel van deze werkwijze is het groot aantal eiwitten die in een cellulaire omgeving en het vermogen om de sterkte van de RNA-eiwit interactie te meten kan worden gescand. Nadelen zijn het relatief grote aantal vals-positieve resultaten als gevolg van niet-specifieke binding en de hoge kans op vals negatieve resultaten ten dele, verkeerde vouwing van het fusieproteïne roof of aas RNA.
Een alternatief voor de genetische benadering affiniteit opzuiveringcatie van RNA met zijn geassocieerde eiwitten. PolyA bevattend mRNA kan worden geïsoleerd door middel van oligo dT kolommen en hun geassocieerde eiwitten worden gedetecteerd door middel van massaspectrometrie. Het RNA-eiwit interactie is geconserveerd in zijn cellulaire context door verknoping, die op korte afstand covalente bindingen maakt. Het gebruik van de oligo dT kolom geeft een globaal overzicht van het gehele proteoom die is gekoppeld aan een poly A-mRNA bevattende 3,5,15. Dit betekent echter geen volledig overzicht van eiwitten die zijn gekoppeld aan een bepaalde mRNA. Zeer weinig methoden beschikbaar om dergelijke identificatie bereiken. De PAIR methode is gebaseerd op de transfectie van nucleïnezuur complementair aan de doelwit mRNA 16,17. Het nucleïnezuur is ook verbonden met een peptide, die het mogelijk maakt om verknoping RBPs in dichte nabijheid van de interactieplaats. Na verknoping kunnen de RBP-peptide-nucleïnezuur worden geïsoleerd en onderworpen aan analyse proteomics. Onlangs, een van aptameergebaseerde methodiek wassucces toegepast op extracten van zoogdiercellijnen 18. Een RNA aptameer met verbeterde affiniteit voor streptavidine is ontwikkeld en gefuseerd aan een sequentie van belang (AU-rijk element (ARE) in dit geval). Het aptameer-ARE RNA werd gekoppeld aan streptavidine korrels en gemengd met cellysaat. Eiwitten die gekoppeld aan de ARE sequentie werden gezuiverd en geïdentificeerd door massaspectrometrie (MS). Hoewel deze methode ontdekt associaties die zich buiten de mobiele instellingen (bijvoorbeeld in vitro), is het waarschijnlijk in de toekomst worden gewijzigd om de aptameren introduceren in het genoom kunnen kopen, waardoor de isolatie van eiwitten geassocieerd met het mRNA terwijl in de cellulaire milieu (dat wil zeggen, in vivo). In gist, waarbij genetische manipulaties goed zijn gevestigd, de snelle methode (ontwikkeld in Prof. Jeff Gerst's lab) geeft een beeld van de in vivo verenigingen 19. Rapid combineert de specifieke en sterke binding van het MS2 manteleiwit (MS2-CP) naar het MS2-RNA-sequentie, en de streptavidine-bindende domein (SBP) om geconjugeerde streptavidine beads. Dit maakt efficiënte zuivering van MS2-mRNA's hebben met streptavidine beads. Bovendien, de expressie van 12 exemplaren van MS2 lussen kunnen maximaal zes MS2-CP's gelijktijdig binden aan het RNA en verhoging van de efficiëntie van haar isolement. Dit protocol werd daarom voorgesteld om de identificatie van nieuwe mRNA-geassocieerde eiwitten mogelijk zodra de geëlueerde monsters worden onderworpen aan proteomics analyse met massaspectrometrie.
We hebben onlangs gebruikt om snelle nieuwe eiwitten geassocieerd met de gist PMP1 mRNA 20 identificeren. PMP1 mRNA werd eerder aangetoond geassocieerd te zijn met de ER membraan en het 3 'onvertaalde gebied (UTR) bleek een belangrijke determinant in dit verband 21 zijn. Aldus RBPs dat PMP1 3 'UTR binden waarschijnlijk een belangrijke rol spelen bij de lokalisatie. Snelle gevolgd door vloeistofchromatografiey-massaspectrometrie / massaspectrometrie (LC-MS / MS) resulteerde in de identificatie van vele nieuwe eiwitten die interageren met PMP1 20. Hierin geven we een gedetailleerd protocol van de snelle methode, belangrijke controles die moeten worden gedaan, en technische tips dat de opbrengst en specificiteit kunnen verbeteren.