人端粒酶逆转录 (叔) 合成不仅端粒长度 DNA, 而且还通过 rna 依赖性 rna 聚合酶活性的双链 rna。在这里, 我们描述了一个新建立的检测 rna 依赖 rna 聚合酶活性的内源性叔。
端粒酶逆转录酶 (叔) 是端粒细胞的催化亚单位, 它通过 RNA 依赖性的 DNA 聚合酶活性拉长端粒。尽管叔被命名为逆转录酶, 但叔的结构和系统发育分析表明, 叔是右手聚合酶的成员, 与病毒 rna 相关的 rna 聚合酶 (RdRPs) 以及病毒逆转录酶有关。我们首先确定了人叔的 RdRP 活性, 产生互补 rna 立场的模板非编码 RNA, 并有助于 rna 沉默的癌细胞。为了分析这种非规范酶活性, 我们在2009年开发了重组叔 RdRP 化验, 然后建立了内源性叔体外RdRP 测定。在这篇手稿中, 我们描述后一种方法。简单地, 叔免疫复合物从细胞分离, 并与模板 RNA 和 rNTPs, 包括放射性 rNTP 的 RdRP 反应孵化。为消除单链 RNA, 用 RNase 对反应产物进行处理, 用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析最终产物。核素 RdRP 产品可在隔夜曝光后显影检测到。
人端粒酶逆转录酶 (叔) 被称为端粒细胞催化亚单位, 它拉长端粒, 使用端粒酶 rna 组分 (TERC), 特异 RNA 模板1。虽然叔聚合端粒长度 DNA 作为端粒酶的组成部分, 结构和系统发育分析表明, 叔与病毒 rna 相关的 rna 聚合酶 (RdRPs) 和病毒反转录相关系密切, 并分享域与这些聚合酶2,3,4。RdRP 是生成互补 rna 链到模板 rna 的酶。该酶不仅编码在病毒, 而且在模型有机体, 如植物, 酵母和蠕虫, 和双链 RNA 合成由 RdRP 贡献转录和转录后基因沉默在这些有机体5,6.虽然人类 RdRP 已经失踪很长一段时间, 我们发现 RdRP 活动的人叔在 2009年7。
首先用重组蛋白7证实了 RdRP 的活性, 然后建立了一种灵敏的体外检测方法, 测定内源性叔8的 RdRP 活性。在这里, 我们展示了体外RdRP 检测 (IP-RdRP 检测) 内源性叔。该方法始于内源性叔免疫沉淀 (IP), 其次是体外RdRP 反应, 其中放射性 ribonucleotides 被纳入新生 RNA 链。
RdRP 检测是一种检测人叔 RdRP 活性的敏感方法。叔蛋白在有丝分裂 HeLa 细胞中高度表达, 其中叔形成 RdRP 复合物8,9,10。这表明有丝分裂 HeLa 细胞是检测 RdRP 活性的最佳材料。在上文所述的协议中, 有丝分裂和非同步 HeLa 细胞分别被列为阳性和阴性的例子。如图 1A所示, RdRP 从有丝分裂 HeLa 细胞中推荐的 RNA 模板中检测出的产品在20到 30 nt 之间显示出广泛的放射性信号。除了 hela 细胞外, 我们还进行了不同类型细胞系的检测, 发现信号模式可以在不同的细胞类型中改变9: 有些显示一个强信号只有大约 30 nt, 有些显示一个相似的模式与 HeLa 细胞。我们也进行了与 RNA 模板的检测, 除了 34 nt 模板8, 短和长 (300 nt) rna 与各种序列, 并成功地获得了 RdRP 产品从这些模板, 虽然可能有一些偏好。然而, 对于第一次试验, 我们建议使用 HeLa 细胞有丝分裂阶段和 34 nt RNA 模板。RdRPs 可以产生双链 RNA 两个在底漆依赖和在底漆独立方式11。我们报告, 叔保留此财产作为人类 RdRP7,9;叔合成 dsRNA 从一个 RNA 模板与 3 ‘-保护结构通过一个后启动机制7。对于 34 nt RNA 模板, 叔合成互补链, 不使用底漆9。为了专门检测以底漆为独立的方式合成的 RdRP 产品,即合成的 RNA 产品, [α-32p] ntp 可替换为 [γ-32p] ntp 在 RdRP 反应9。
MNase 治疗微珠上的叔免疫复合物是达到预期效果的关键步骤。如果 MNase 治疗时间过长或进行了激烈的震动, RdRP 产品将显著减少。为了避免这样的麻烦, 我们强烈建议严格遵守协议。头盔的解决方案是成功的另一个关键因素。如果您发现信号非常微弱, 请将显示器的解决方案替换为新准备的。
在整个议定书中, 人们应该小心避免 RNase 污染。核糖核酸应使用专用设备进行处理。在操纵核糖核酸后, 你应该立即丢弃提示和 RNase, 消除 RNase 与专门的解决方案 (如RNase 安静), 并改变树林。
叔与TERC和多种内源 rna 相互作用, 我们报告了其中的一部分7。在 ip-RdRP 检测中进行的修改, 如无 MNase 治疗的 ip RdRP 化验, 将提供一份完整的关于叔相关 RdRP 活动的内源 RNA 模板和生物信息学指南的序列特征。我们已经成功地将此协议应用于组织裂解。由于叔的表达在各种正常和肿瘤组织, 这可能是有益的研究非规范化的酶功能的人的叔。
The authors have nothing to disclose.
这项工作部分是由日本机构发展癌症治疗学创新研究 (p 直接) (15cm0106102h0002、K.M.) 和癌症研究和治疗进化项目 (16cm01061150001、K.M.) 的项目所支持的。为医学研究开发, 阿曼德;武田科学基金会 (Y.M.);授予高松公主癌症研究基金 (13-24520, Y.M.);和 jsp KAKENHI 授予编号 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 |