نقدم النهج التجريبي لدراسة الحمض النووي الريبي-التمثيلات من مزدوجة-الذين تقطعت بهم السبل الحمض النووي الريبي ملزمة البروتين كيناز تنشيط الحمض النووي الريبي (PKR) أثناء دورة الخلية الثديية باستخدام خلايا هيلا. ويستخدم هذا الأسلوب فورمالدهايد مجمعات التشعب الجيش الملكي النيبالي-روبية باكستانية وإيمونوبريسيبيتيشن لإثراء الكشف روبية باكستانية زمنياً. يمكن تحليل هذه الكشف كذلك من خلال التسلسل الفائق أو قرة-بكر.
كيناز البروتين المنشط الحمض النووي الريبي (PKR) هو عضو من البروتينات الاستجابة المناعية الفطرية ويعترف هيكل الفيروسية الكشف الثانوي مزدوجة-الذين تقطعت بهم السبل. عندما تلتزم بالكشف مزدوج-الذين تقطعت بهم السبل الفيروسية (دسرناس)، يخضع روبية باكستانية ثنائي وأوتوفوسفوريلاتيون لاحقاً. فوسفوريلاتيد روبية باكستانية (بكر) تصبح نشطة، ويستحث الفسفرة فرعية ألفا عامل بدء حقيقية النواة 2 (eIF2α) لقمع الترجمة العالمية. أدلة متزايدة تشير إلى أن يمكن تنشيط روبية باكستانية تحت الظروف الفسيولوجية مثل أثناء دورة الخلية أو تحت ظروف الإجهاد المختلفة دون الإصابة. فهمنا لتفعيل الجيش الملكي النيبالي من روبية باكستانية غير محدودة بسبب عدم وجود أسلوب موحد التجريبية التقاط وتحليل التفاعل روبية باكستانية دسرناس. هنا، فإننا نقدم تجريبية البروتوكول تحديداً إثراء وتحليل روبية باكستانية ملزمة الكشف أثناء دورة الخلية باستخدام خلايا هيلا. فنحن نستخدم نشاط crosslinking كفاءة فورمالدهايد إصلاح المجمعات روبية باكستانية-الجيش الملكي النيبالي، وعزلها عن طريق إيمونوبريسيبيتيشن. يمكن ثم معالجة PKR co-إيمونوبريسيبيتاتيد الكشف كذلك إنشاء مكتبة تسلسل الفائق. فئة رئيسية واحدة من التفاعل روبية باكستانية دسرناس الخلوية هو الكشف الميتوكوندريا (مترناس)، التي يمكن أن توجد دسرناس الجزيئات من خلال التفاعل التكميلية بين الثقيلة-حبلا والكشف حبلا الضوء. لدراسة سترانديدنيس لهذه مترناس المزدوجة، نقدم أيضا بروتوكولا لمحددة حبلا qRT-PCR. أن البروتوكول هو الأمثل للتحليل للكشف روبية باكستانية زمنياً، ولكن يمكن تعديلها بسهولة لدراسة دسرناس الخلوية أو التمثيلات الحمض النووي الريبي للبروتينات ملزمة دسرنا الأخرى.
كيناز البروتين المنشط الحمض النووي الريبي (PKR)، بدء التوكسينات تعرف أيضا باسم عامل 2-ألفا كيناز 2 (EIF2AK2)، هو كيناز بروتين تتسم جيدا أن ينقل المعلومات المقدمة من الكشف. وهو ينتمي إلى ترجمة حقيقية النواة بدء 2 ألفا فرعية (eIF2α) الأسرة كيناز وفوسفوريلاتيس eIF2α في سيرين 51 استجابة للعدوى لقمع الترجمة العالمي1. وفي هذا السياق، يتم تفعيل الكشف مزدوج-الذين تقطعت بهم السبل الفيروسية (دسرناس)، التي توفر منبرا لروبية باكستانية ثنائي وأوتوفوسفوريليشن2روبية باكستانية. بالإضافة إلى eIF2α، يمكن أيضا أن فوسفوريلاتي روبية باكستانية كيناز ج-ن يونيو–المحطة الطرفية (جنك) بتنظيم أنشطة عديدة إشارة توصيل مسارات3،،من45، و κB المانع، p53 والركيزة مستقبلات الأنسولين 1 6.
واعتبرت روبية باكستانية الأصل كيناز التي فوسفوريلاتيد eIF2α أثناء الإصابة بفيروس شلل الأطفال بالاعتراف بفيروس شلل الأطفال دسرناس7،8. متزايدة وجدت روبية باكستانية لتلعب أدواراً متعددة الأوجه تتجاوز الاستجابة المناعية، وضمنا التنشيط الشاذة أو عطل في العديد من الأمراض البشرية. تنشيط فوسفوريلاتيد روبية باكستانية (بكر) وكثيراً ما لوحظ خلال المبرمج وهو سمة مشتركة للمرضى الذين يعانون من الأمراض التنكسية، لا سيما أمراض الأعصاب مثل هنتنغتون، باركنسون في، ومرض الزهايمر9 ،،من1011،،من1213. وبالإضافة إلى ذلك، يتم تنشيط روبية باكستانية تحت ظروف الإجهاد المختلفة مثل الإجهاد الأيضية والحرارة صدمة14،15،،من1617. من ناحية أخرى، يؤدي تثبيط روبية باكستانية في الخلية زيادة الانتشار والتحول الخبيث حتى18،19. مهم أيضا في وظيفة المخ المعتادة الدالة روبية باكستانية وأثناء دورة الخلية كمستوى بكر هو مرتفعة خلال المرحلة م20،،من2122. وفي هذا السياق، بكر يمنع الترجمة العالمية ويوفر إشارات إلى نظم الإشارات الانقسامية الرئيسية اللازمة لانقسام الخلايا السليمة20. وعلاوة على ذلك، أدى التنشيط المطول من روبية باكستانية المرحلة G2/M زنزانات الاعتقال دورة الخلية في مبيض الهمستر الصيني23. ونتيجة لذلك، ينظم حلقة ردود الفعل السلبية لضمان التعطيل السريع خلال مرحلة انتقالية M/G121الفسفرة روبية باكستانية.
على الرغم من وظيفة طائفة واسعة من روبية باكستانية، فهمنا للتنشيط روبية باكستانية محدودة بسبب عدم وجود نهج موحد تجريبي الفائق لالتقاط وتحديد دسرناس التي يمكن تنشيط روبية باكستانية. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن بكر يمكن أن تتفاعل مع دسرناس التي شكلتها المقلوب الو يكرر (إيرالوس)،من2024، ولكن إمكانية وجود دسرناس الخلوية الإضافية التي يمكن تنشيط روبية باكستانية خلال دورة الخلية أو تحت وكانت ظروف الإجهاد في الخلايا البشرية لم تكتشف بعد. ويستخدم النهج التقليدية في تحديد الحمض النووي الريبي-التمثيلات بروتين الحمض النووي الريبي (الممارسات التجارية التقييدية) الأشعة فوق البنفسجية إلى التشعب الجيش الملكي النيبالي-الممارسات التجارية التقييدية مجمعات25،،من2627. دراسة أجريت مؤخرا تطبيق هذا النهج crosslinking الأشعة فوق البنفسجية في نظام ماوس وحدد أن الكشف النوية الصغيرة يمكن أن تنظم التنشيط روبية أثناء الإجهاد الأيضي16. عن طريق استخدام كفاءة عالية crosslinking فورمالدهايد، قدمنا طريقة بديلة لتحديد الكشف التفاعل روبية باكستانية خلال دورة الخلية في خلايا هيلا28. طبق نهج مماثل لدراسة أخرى دسرببس مثل شتاوفن ودروشا29،،من3031. ووجدنا أن بكر يمكن أن تتفاعل مع أنواع مختلفة من الكشف فضله مثل قصيرة العنصر النووي اينتيرسبيرسيد (شرط)، طويلة ويتخلل العنصر النووي (الخط)، وعنصر لفي الذاتية (ايرف)، والكشف حتى ألفا-الأقمار الصناعية. وباﻹضافة إلى ذلك، أظهرنا أن بكر يمكن أن تتفاعل مع الكشف الميتوكوندريا (مترناس)، الذي شكل دسرناس الجزيئات من خلال التفاعل التكميلية بين الثقيلة-حبلا وعلى ضوء حبلا الكشف28. كذلك أيد منشور صدر مؤخرا البيانات المتوفرة لدينا أن بعض مترناس موجودة في نموذج الطباعة على الوجهين ويمكن تنشيط أجهزة الاستشعار دسرنا مثل سرطان الجلد المرتبط بالتمايز البروتين 5 لحمل تداخلين32. الأهم من ذلك، التعبير والترجمة سوبسيلولار من مترناس يتم التضمين أثناء دورة الخلية، وعوامل الإجهاد المختلفة، التي قد تكون هامة في قدرتها على تنظيم روبية باكستانية التنشيط28.
في هذه المقالة، نقدم بروتوكول مفصل crosslinking فورمالدهايد المطورة حديثا وإيمونوبريسيبيتيشن (فكليب) طريقة التقاط وتحليل التفاعل روبية باكستانية الكشف أثناء دورة الخلية. علينا أن نظهر الأسلوب لإعداد دورة الخلية اعتقال العينات باستخدام thymidine ونوكودازولي. ثم نقدم عملية فكليب لعزل الكشف روبية باكستانية زمنياً وطريقة إعداد مكتبة التسلسل الفائق لتحديد هذه الكشف. وعلاوة على ذلك، نحن تحدد الإجراءات التفصيلية لتحليل الكشف روبية باكستانية زمنياً باستخدام PCR قرة. على وجه التحديد، فإننا نعرض إجراء نسخ عكسي حبلا محددة لتحليل سترانديدنيس مترناس. وصف البروتوكول هو الأمثل لخلايا هيلا وروبية باكستانية، ولكن يمكن تعديل الخطوات الرئيسية مثل إعداد نموذج دورة الخلية، فكليب، وتحليل محددة حبلا qRT-PCR بسهولة لدراسة دسرناس الخلوية أو لتحديد التمثيلات الحمض النووي الريبي لأخرى دسرببس.
ويتضح في عملية إعداد العينات القبض على المرحلة S أو M في الشكل 1. إلقاء القبض على الخلايا في مرحلة ثانية، استخدمنا أسلوب كتلة مزدوجة thymidine حيث أننا تعامل الخلايا مع thymidine مرتين مع إطلاق سراح 9 ح بينهما لضمان اعتقال عالية الكفاءة (الشكل 1A). م مرحلة الاعتقال، نحن ?…
The authors have nothing to disclose.
وأيد هذا العمل “برنامج بحوث العلوم الأساسية” عبر الوطنية بحوث مؤسسة من كوريا (جبهة الخلاص الوطني) الممولة من الحكومة الكورية وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (جبهة الخلاص الوطني-2016R1C1B2009886).
0.5 M EDTA, pH 8.0 | Thermo Fisher Scientific | AM9260G | |
1 M Tris, pH 7.0 | Thermo Fisher Scientific | AM9855G | |
1 M Tris, pH 8.0 | Thermo Fisher Scientific | AM9855G | |
1.7 mL microcentrifuge tube | Axygen | MCT-175-C | |
10% Nonidet-p40 (NP-40) | Biosolution | BN015 | |
10% Urea-acrylamide gel solution | 7 M (w/v) Urea and 0.5X TBE, stored protected from light at 4 °C | ||
10X DNA loading buffer | TaKaRa | 9157 | |
15 mL conical tube | SPL | 50015 | |
3' adaptor | 5'-rApp NN NNT GGA ATT CTC GGG TGC CAA GG/3ddC/-3' | ||
3 M Sodium Acetate pH 5.5 | Thermo Fisher Scientific | AM9740 | |
5' adaptor | 5'-GUU CAG AGU UCU ACA GUC CGA CGA UCN NNN-3' | ||
5 M NaCl | Thermo Fisher Scientific | AM9760G | |
50 mL conical tube | SPL | 50050 | |
Acid-phenol chloroform, pH 4.5 | Thermo Fisher Scientific | AM9722 | |
Agencourt AMPure XP | Beckman Coulter | A63881 | Magnetic beads DNA/RNA clean up |
Antarctic alkaline phosphatase | New England Biolabs | M0289S | |
Anti-DGCR8 | Made in house | ||
Anti-PKR (D7F7) | Cell signaling technology | 12297S | |
Anti-PKR (Milli) | Millipore EMD | 07-151 | |
ATP (100 mM) | GE Healthcare | GE27-2056-01 | |
Bromophenol blue sodium salt | Sigma-aldrich | B5525 | |
Calf intestinal alkaline phosphatase | TaKaRa | 2250A | |
Cell scraper 25 cm 2-position | Sarstedt | 83.183 | |
CMV promoter sequence | 5'-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3' | ||
Dulbecco's modified eagle medium | Welgene | LM001-05 | |
dNTP mixture (2.5 mM) | TaKaRa | 4030 | |
Ethanol, Absolute, ACS Grade | Alfa-Aesar | A9951 | |
Fetal bovine serum | Merck | M-TMS-013-BKR | |
Formamide | Merck | 104008 | |
Glycine | Bio-basic | GB0235 | |
GlycoBlue coprecipitant (15 mg/mL) | Thermo Fisher Scientific | AM9516 | |
Isopropanol | Merck | 8.18766.1000 | |
NEBNext rRNA Depletion Kit | New England Biolabs | E6318 | rRNA Depletion Kit |
Nocodazole | Sigma-Aldrich | M1404 | |
Normal rabbit IgG | Cell signaling technology | 2729S | |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 6148 | |
PCR forward primer (RP1) | 5'-AAT GAT ACG GCG ACC ACC GCG ATC TAC ACG TTC AGA GTT CTA CAG TCC GA-3' | ||
PCR index reverse primer (RPI) | 5'-CAA GCA GAA GAC GGC ATA CGA GAT NNN NNN GTG ACT GGA GTT CCT TGG CAC CCG AGA ATT CCA-3' | ||
PCR tubes with flat cap, 0.2 mL | Axygen | PCR-02-C | |
Phosphate bufered saline (PBS) Tablet | TaKaRa | T9181 | |
Phusion high-fidelity DNA polymerase | New England Biolabs | M0530 | High-fidelity polymerase |
PlateFuge microcentrifuge with swing-out rotor | Benchmark | c2000 | |
Polynucleotide kinase (PNK) | TaKaRa | 2021A | |
Protease inhibitor cocktail set III | Merck | 535140-1MLCN | |
Proteinase K, recombinant, PCR Grade | Sigma-Aldrich | 3115879001 | |
qPCR primer sequence: CO1 Heavy | Forward/Reverse: 5′-GCCATAACCCAATACCAAACG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: CO1 Light | Forward/Reverse: 5′-TTGAGGTTGCGGTCTGTTAG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: CO2 Heavy | Forward/Reverse: 5′-CTAGTCCTGTATGCCCTTTTCC-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: CO2 Light | Forward/Reverse: 5′-GTAAAGGATGCGTAGGGATGG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: CO3 Heavy | Forward/Reverse: 5′-CCTTTTACCACTCCAGCCTAG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: CO3 Light | Forward/Reverse: 5′-CTCCTGATGCGAGTAATACGG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: CYTB Heavy | Forward/Reverse: 5′-CAATTATACCCTAGCCAACCCC-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: CYTB Light | Forward/Reverse: 5′-GGATAGTAATAGGGCAAGGACG -3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: GAPDH | Forward/Reverse: 5′-CAACGACCACTTTGTCAAGC-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: ND1 Heavy | Forward/Reverse: 5′-TCAAACTCAAACTACGCCCTG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: ND1 Light | Forward/Reverse: 5′-GTTGTGATAAGGGTGGAGAGG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: ND4 Heavy | Forward/Reverse: 5′-CTCACACTCATTCTCAACCCC-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: ND4 Light | Forward/Reverse: 5′-TGTTTGTCGTAGGCAGATGG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: ND5 Heavy | Forward/Reverse: 5′-CTAGGCCTTCTTACGAGCC-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: ND5 Light | Forward/Reverse: 5′-TAGGGAGAGCTGGGTTGTTT-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: ND6 Heavy | Forward/Reverse: 5′-TCATACTCTTTCACCCACAGC-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
qPCR primer sequence: ND6 Light | Forward/Reverse: 5′-TGCTGTGGGTGAAAGAGTATG-3′/5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTG-3′ | ||
Random hexamer | Thermo Fisher Scientific | SO142 | |
Recombinant Dnase I (Rnase-free) (5 U/μL) | TaKaRa | 2270A | |
Recombinant Rnase inhibitor (40 U/μL) | TaKaRa | 2313A | |
Ribo-Zero rRNA Removal Kit | Illumina | MRZH116 | rRNA Removal Kit |
Rotator | FINEPCR, ROTATOR AG | D1.5-32 | |
RT primer sequence: CO1 Heavy | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTTGAGGTTGCGGTCTGTTAG-3′ | ||
RT primer sequence: CO1 Light | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGGCCATAACCCAATACCAAACG-3′ | ||
RT primer sequence: CO2 Heavy | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGGTAAAGGATGCGTAGGGATGG-3′ | ||
RT primer sequence: CO2 Light | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGCTAGTCCTGTATGCCCTTTTCC-3′ | ||
RT primer sequence: CO3 Heavy | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGCTCCTGATGCGAGTAATACGG-3′ | ||
RT primer sequence: CO3 Light | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGCCTTTTACCACTCCAGCCTAG-3′ | ||
RT primer sequence: CYTB Heavy | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGGGATAGTAATAGGGCAAGGACG-3′ | ||
RT primer sequence: CYTB Light | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGCAATTATACCCTAGCCAACCCC-3′ | ||
RT primer sequence: GAPDH | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTGAGCGATGTGGCTCGGCT-3′ | ||
RT primer sequence: ND1 Heavy | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGGTTGTGATAAGGGTGGAGAGG-3′ | ||
RT primer sequence: ND1 Light | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTCAAACTCAAACTACGCCCTG-3′ | ||
RT primer sequence: ND4 Heavy | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTGTTTGTCGTAGGCAGATGG-3′ | ||
RT primer sequence: ND4 Light | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGCCTCACACTCATTCTCAACCC-3′ | ||
RT primer sequence: ND5 Heavy | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTTTGGGTTGAGGTGATGATG-3′ | ||
RT primer sequence: ND5 Light | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGCATTGTCGCATCCACCTTTA-3′ | ||
RT primer sequence: ND6 Heavy | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGGGTTGAGGTCTTGGTGAGTG-3′ | ||
RT primer sequence: ND6 Light | 5′-CGCAAATGGGCGGTAGGCGTGCCCATAATCATACAAAGCCCC-3′ | ||
Siliconized polypropylene 1.5 mL G-tube | Bio Plas | 4167SLS50 | |
Sodium dedecyl sulfate | Biosesang | S1010 | |
Sodium deoxycholate | Sigma-Aldrich | D6750 | |
SUPERase In Rnase inhibitor | Thermo Fisher Scientific | AM2694 | |
SuperScript III reverse transcriptase | Thermo Fisher Scientific | 18080093 | Reverse transcriptase for library preparation |
SuperScript IV reverse transcriptase | Thermo Fisher Scientific | 18090010 | Reverse transcriptase for qRT-PCR |
SYBR gold nucleic acid gl stain | Thermo Fisher Scientific | S11494 | |
T4 polynucleotide kinase | New England Biolabs | M0201S | |
T4 RNA ligase 1 (ssRNA Ligase) | New England Biolabs | M0204 | |
T4 RNA ligase 2, truncated KQ | New England Biolabs | M0373 | |
Thermomixer | Eppendorf ThermoMixer C with ThermoTop | ||
Thymidine | Sigma-Aldrich | T9250 | |
Tris-borate-EDTA buffer (TBE) | TaKara | T9122 | |
Triton X-100 | Promega | H5142 | |
Ultralink Protein A sepharose beads | Thermo Fisher Scientific | 22810 | Protein A beads |
Ultrasonicator | Bioruptor | ||
Urea | Bio-basic | UB0148 | |
Vortex mixer | DAIHAN Scientific | VM-10 | |
Xylene cyanol | Sigma-Aldrich | X4126 | |
γ-32P-ATP (10 μCi/μL, 3.3 μM) | PerkinElmer | BLU502A100UC |