Trascrittasi inversa umana del telomerase (TERT) sintetizza non solo DNA telomerico, ma anche RNA double-stranded attraverso attività RNA polimerasi RNA-dipendente. Qui, descriviamo un neocostituita dosaggio per rilevare attività RNA polimerasi RNA-dipendente di TERT endogeno.
Trascrittasi inversa umana del telomerase (TERT) è la subunità catalitica della telomerasi e allunga telomeri attraverso attività DNA polimerasi RNA-dipendente. Anche se TERT viene definita come una trascrittasi inversa, analisi strutturale e filogenetiche del TERT dimostrano che TERT è un membro della polimerasi di mano destra e riguarda virale polimerasi RNA-dipendente del RNA (RdRPs) come pure della trascrittasi inversa virale. In primo luogo abbiamo identificato RdRP attività di TERT umana che genera RNA complementare stand a un modello di RNA non codificanti e contribuisce al RNA silencing in cellule tumorali. Per analizzare questa attività enzimatica non canonico, abbiamo sviluppato RdRP test con TERT ricombinante nel 2009, da allora in poi stabilito in vitro RdRP dosaggio per TERT endogeno. In questo manoscritto, descriviamo il metodo quest’ultimo. Brevemente, TERT complessi immuni sono isolati dalle cellule e incubati con modello RNA e rNTPs compresi rNTP radioattivo per RdRP reazione. Per eliminare singoli filamenti di RNA, prodotti di reazione sono trattati con RNAsi ho e i prodotti finali sono analizzati con elettroforesi su gel di poliacrilammide. Radiomarcato RdRP prodotti possono essere rilevati mediante autoradiografia dopo l’esposizione durante la notte.
Trascrittasi inversa umana del telomerase (TERT) è ben nota come la subunità catalitica della telomerasi e allunga del telomero utilizzando il componente di RNA telomerasi (TERC), il RNA specifico modello1. Anche se TERT polimerizza DNA telomerico come componente della telomerasi, le analisi strutturali e filogenetiche indicano che TERT è strettamente correlata con virale polimerasi RNA-dipendente del RNA (RdRPs), nonché della trascrittasi inversa virale e condivide i domini con queste polimerasi2,3,4. RdRP è l’enzima che genera il filamento di RNA complementare a un modello di RNA. L’enzima è codificato non solo virus, ma anche in organismi di modello, come pianta, lievito e vite senza fine, e la sintesi del RNA double-stranded da RdRP contribuisce al silenziamento genico post-trascrizionale e post-trascrizionali in questi organismi5,6 . Anche se RdRP umano era scomparso da molto tempo, abbiamo trovato RdRP attività in TERT umano nel 20097.
Abbiamo in primo luogo confermato RdRP attività di TERT con proteina ricombinante7, poi stabilito un dosaggio sensibile in vitro per rilevare attività RdRP di endogeno TERT8. Qui, dimostriamo in vitro RdRP test (IP-RdRP assay) per TERT endogeno. Questo metodo inizia con immunoprecipitazione (IP) di TERT endogeno e viene seguito da in vitro RdRP reazione, in cui ribonucleotidi radioattivi sono incorporati nei filamenti di RNA nascente.
Il dosaggio di IP-RdRP è un metodo sensibile per rilevare attività RdRP di TERT umano. Proteina TERT è altamente espressa in cellule HeLa mitotiche, in cui TERT forma il RdRP complesso8,9,10. Ciò suggerisce che mitotiche cellule HeLa sono un materiale ottimo per rilevare attività RdRP. Nel protocollo descritto in precedenza, mitotiche e non sincronizzate le cellule HeLa sono incluse come un positivo e un esempio negativo, rispettivamente. Come mostrato in Figura 1A, RdRP dosaggio prodotti dal modello consigliato RNA in cellule HeLa mitotic Visualizza ampi segnali radioattivi tra 20 a 30 nt. Oltre alle cellule HeLa, abbiamo effettuato il test con diversi tipi di linee cellulari e trovato che il pattern di segnale può essere cambiato in cellulari diversi tipi9: alcuni mostrano un forte segnale solo circa 30 nt, alcuni mostrano un modello simile con cellule HeLa. Abbiamo anche avere eseguito l’analisi con modelli di RNA diversi da 34 nt modello8, breve e lungo (~ 300 nt) RNA con varie sequenze e con successo RdRP prodotti ottenuti da tali modelli anche se ci può essere qualche preferenza. Per la prima prova, tuttavia, si consiglia di utilizzare cellule HeLa in fase mitotica e il modello nt RNA 34. RdRPs può generare RNA double-stranded in un primer-dipendente e in un modo primer-independent11. Abbiamo segnalato che TERT conserva questa proprietà come umano RdRP7,9; TERT sintetizza dsRNA da un modello di RNA con 3′-foldback struttura attraverso un meccanismo di back-adescamento7. Per il modello nt RNA 34, TERT sintetizza fili complementari senza l’utilizzo di primer9. Per rilevare in modo specifico RdRP prodotti sintetizzati in modo indipendente dal primer, cioè de novo sintetizzato RNA prodotti, [α –32P] NTP può essere sostituito con [γ –32P] NTP nel RdRP reazione9.
MNase trattamento di immunocomplessi TERT su perline è un passaggio fondamentale per ottenere i risultati desiderati. Se il trattamento di MNase viene eseguito troppo a lungo o con intensa agitazione, si ridurrebbero notevolmente i prodotti RdRP. Per evitare tali problemi, si consiglia di seguire rigorosamente il protocollo attentamente. Soluzione HMD è un altro fattore critico per il successo. Se trovate che i segnali sono molto deboli, sostituire la soluzione HMD a uno appena preparato.
In tutto il protocollo, uno dovrebbe prendere molta cura per evitare la contaminazione RNasi. Ribonucleasi trattamento dovrebbero essere realizzate con apparecchiature dedicate. Dopo la manipolazione la ribonucleasi, uno dovrebbe eliminare i puntali e tubi con RNAsi immediatamente, eliminano RNasi con soluzioni specializzate (ad es. RNasi tranquilla) e cambiare groves.
TERT interagisce con non solo TERC ma anche molti tipi di RNA endogeni, e abbiamo segnalato parte di loro7. Modifica nell’analisi della IP-RdRP, ad esempio, il saggio di IP-RdRP senza trattamento MNase, fornirà la lista completa di modelli di RNA endogeni per RdRP TERT-collegata attività e bioinformatica guida sulle loro caratteristiche di sequenza. Abbiamo applicato con successo questo protocollo al tessuto lisato. Perché TERT è espresso in una varietà di tessuti normali e tumorali, questo test potrebbe essere utile per studiare la funzione enzimatica non canonico di TERT in essere umano.
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato supportato in parte dal progetto per lo sviluppo di ricerche Innovative sulle terapeutica del cancro (P-DIRECT) (15cm0106102h0002, K.M.) e il progetto per la ricerca sul cancro e l’evoluzione terapeutica (P-creare) (16cm 01061150001, K.M.) dal Giappone Agenzia per la ricerca medica e sviluppo, AMED; la Fondazione di scienza di Takeda (Y.M.); Concessione della principessa Takamatsu Cancer Research Fund (13-24520, Y.M.); e pagine JSP KAKENHI Grant numero JP16K07133 (Y.M.).
Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM) | Wako | 044-29765 | |
Fetal bovine serum (FBS) | CORNING | 35-010-CV | |
Penicillin-Streptomycin mixed solution | nacalai tesque | 26253-84 | |
Trypsin-Ethylenediamenetetraacetic acid (EDTA) solution | nacalai tesque | 32777-44 | |
Phosphate buffered saline (PBS(-)) | Wako | 166-23555 | |
Thymidine | nacalai tesque | 07147-61 | |
Nocodazole | Sigma | M1404 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | nacalai tesque | 08904-85 | |
Sodium chloride | nacalai tesque | 31333-45 | |
Tris(hydroxymethyl)aminomethane | nacalai tesque | 35434-21 | |
Hydrochloric acid | nacalai tesque | 18321-05 | |
Nonidet P-40 (NP-40) | nacalai tesque | 25223-04 | |
Pierce Protein A Plus Agarose | Thermo scientific | 22812 | |
2-[4-(2-Hydroxyethyl)-1-piperazinyl]ethanesulfonic acid (HEPES) | nacalai tesque | 17514-15 | |
Potassium hydroxide | Wako | 168-21815 | |
Potassium acetate | nacalai tesque | 28405-05 | |
Magnesium chloride hexahydrate (MgCl2•6H2O) | Wako | 135-00165 | |
Glycerol | nacalai tesque | 17045-65 | |
Polyoxyethylene(10) octylphenyl ether (Triton X-100) | Wako | 169-21105 | |
cOmplete, EDTA-free | Roche Applied Science | 11 873 580 001 | |
Calcium chloride dihydrate (CaCl2•2H2O) | nacalai tesque | 06731-05 | |
Micrococcal nuclease (MNase) | Takara Bio | 2910A | |
Ethylene glycol bis (b-aminoethylether)-N,N,N',N'-tetraacetic acid (EGTA) | nacalai tesque | 15214-92 | |
3-[(3-Cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonat (CHAPS) | nacalai tesque | 07957-64 | |
Dithiothreitol (DTT) | nacalai tesque | 14128-91 | |
rCTP, rATP, rUTP, rGTP, 100mM each | Promega | E6000 | |
[a-32P]UTP (3,000 Ci/mmol) | PerkinElmer | NEG507H | Use fresh RI for the assay |
RNase inhibitor | TOYOBO | SIN-201 | |
Proteinase K | Takara | 9033 | |
Acid-Phenol:Chloroform, pH 4.5 (with IAA, 125:24:1) | Life Technologies | AM9720 | |
3 M Sodium acetate | NIPPON GENE | 316-90081 | |
Ethanol (99.5) | nacalai tesque | 14713-95 | |
Dr. GenTLE Precipitation Carrier | Takara Bio | 9094 | |
RNase One Ribonuclease | Promega | M4265 | |
Sodium dodecyl sulfate (SDS) | nacalai tesque | 02873-75 | |
Formamide, deionized | nacalai tesque | 16345-65 | |
Ethylenediaminetetraacetic Acid Disodium Salt Dihydrate (EDTA) | nacalai tesque | 15130-95 | |
Orange G | nacalai tesque | 25401-22 | |
CO2 incubator | e.g., ASTEC | SCA-325DRS | |
Centrifuge | e.g., TOMY | EX-135 | For step B) |
Micro refrigerated centrifuge | e.g., KUBOTA | 3740 | For step 6.2 |
Sonicator | Qsonica | Q125 | Set a microtip (#4422) on the sonicator, for step 6.4 |
Micro refrigerated centrifuge | e.g., TOMY | MX-305 | For step 6.5 |
Cooled incubator | e.g., Panasonic | MIR-154-PJ | Set a rotary shaker inside |
Rotary shaker | e.g., TAITEC | RT-5 | |
Cooled incubator | e.g., TAITEC | BR-43FL | Set a shaker “MINI WAVE” inside, for step 7.7 |
MINI WAVE | AS ONE | WEV-03 | A shaker for steps 7.7, 8.5 and 8.6 |
Incubator | e.g., TAITEC | HB-80 | Set a shaker “MINI WAVE” inside, for step 8.5 and 8.6 |
Block incubator | e.g., ASTEC | BI-516S |