A amplificação rápida dois diferentes 3′ extremidades do cDNA (3′ corrida) protocolos descrito aqui fazem uso de dois diferentes polimerases de DNA para mapear sequências que incluem um segmento de quadro de leitura aberta (ORF), o códon de parada e o inteiro 3′ UTR de uma transcrição de usando o RNA obtidos de linhagens celulares de cancro diferentes.
Maturação dos mRNAs eucarióticos envolve 3′ formação de ponta, que envolve a adição de uma cauda poli (a). A fim de mapear a extremidade 3′ de um gene, o tradicional método de escolha é 3′ amplificação rápida das extremidades do cDNA (3′ corrida). Protocolos para 3′ corrida requerem o design cuidadoso e seleção de primers aninhadas dentro da região 3′ untranslated (3′ UTR) do gene alvo de interesse. No entanto, com algumas modificações, o protocolo pode ser usado para incluir o inteiro 3′ UTR e sequências dentro do quadro de leitura aberta (ORF), fornecendo uma imagem mais abrangente da relação entre a ORF e a 3′ UTR. Isto está além da identificação do sinal de poliadenilação (PAS), assim como o decote e poliadenilação site fornecido pelo convencional 3′ corrida. Expandida de 3′ corrida pode detectar incomum 3′ UTRs, incluindo fusões gene dentro a 3′ UTR, e as informações de sequência podem ser usadas para prever potenciais locais obrigatórios de miRNA, bem como AU rico desestabilizando a elementos que possam afectar a estabilidade da transcrição.
A formação da extremidade 3′ é um passo crítico na maturação do mRNA que compreende a clivagem do pre-mRNA a jusante de um PAS, seguido pela adição de 250 ~ untemplated adenines, que formam a cauda de poli1,2. Proteína de ligação a poli (PABP) vincula-se à cauda poli (a), e isso protege a transcrição do mRNA de degradação e facilita a tradução1.
As estimativas atuais sugerem que 70% dos genes humanos têm Passe múltiplo e, portanto, submeter-se poliadenilação alternativa, resultando em múltiplos 3′ extremidades3. Assim, é importante identificar onde a cauda poli (a) atribui ao resto do 3′ UTR, bem como identificar o PAS usado por qualquer transcrição determinada. O advento da próxima geração de sequenciamento resultou na identificação simultânea de 3′ UTRs e a passagem de milhares de genes. Este aumento na capacidade de sequenciamento exigiu o desenvolvimento de algoritmos de bioinformatic para analisar os dados envolvendo poliadenilação alternativa da extremidade 3′. Para a detecção de novo ou validação do PAS e, portanto, mapeamento da extremidade 3′ de genes individuais de dados de sequenciamento em larga escala, 3′ corrida continua a ser o método de escolha4,5. As sequências incluídas em produtos de cDNA de 3′ corrida normalmente incluem apenas uma parte do 3′ UTR que contém a cauda poli (a), o local de clivagem, o PAS, sequências e o montante do PAS. Ao contrário do PCR, que requer a concepção e utilização do gene específico para diante e reverso primeiras demão, 3′ corrida requer apenas duas gene específico aninhado frente primeiras demão. Daí, a PCR requer um conhecimento mais detalhado da sequência de nucleotídeos de uma grande região do gene sendo amplificado4,6. Desde 3′ corrida usa o mesmo inverter a primeira demão que metas a poli (a) cauda para todos polyadenylated RNA transcritos, somente os primers para a frente devem ser gene específico, assim, exigindo apenas conhecimento de uma região significativamente menor do mRNA. Isso permite que a amplificação das regiões cujas sequências não são inteiramente caracterizado4,7. Isto permitiu 3′ corrida para ser usado não somente para determinar a extremidade 3′ de um gene, mas para também determinar e caracterizar regiões grandes montante do PAS que formam uma parcela significativa de 3′ UTR. Combinando 5′ corrida com o modificado 3′ corrida que inclui porções maiores de 3′ UTR e flanqueiam regiões, é possível totalmente sequenciar ou clonar uma transcrição de mRNA inteira da extremidade 5′ para seus 3′ final8.
Um exemplo desta aplicação de modificado 3′ corrida é a identificação recente de um romance CCND1-MRCK transcrição de gene de fusão de linhas de células do linfoma de células do manto e pacientes com câncer. O 3′ UTR consistia de sequências de genes de ambos os CCND1 e MRCK e foi recalcitrantes a miRNA Regulamento9. Os dois aninhados CCND1 específicos frente primers foram complementares à região imediatamente adjacente e a jusante do CCND1 códon de parada. Embora toda transcriptoma sequenciamento juntamente com ferramentas de bioinformatic específico pode ser usado para detectar fusões gene dentro do 3′ UTR10, muitos laboratórios podem não ter os recursos financeiros ou bioinformatic perícia para fazer uso desta tecnologia. Portanto, 3′ corrida é uma alternativa para novo de identificação e validação de genes de fusão novela envolvendo a 3′ UTR. Considerando o drástico aumento no número de genes de fusão relatados, bem como ler as transcrições, 3′ corrida tornou-se uma poderosa ferramenta na caracterização de gene sequências11,12. Além disso, estudos recentes demonstraram que diferentes sequências dentro a 3′ UTR, bem como o comprimento de 3′ UTR pode afetar a estabilidade de transcrição do mRNA, localização, Traduzibilidade próprios e função13. Devido em parte ao crescente interesse no mapeamento da transcriptoma, tem havido um aumento no número de diferentes polimerases de DNA, sendo desenvolvido para uso em laboratório. É importante determinar que tipos de modificações podem ser feitos para o 3′ protocolo de corrida em a fim de utilizar o repertório disponível de polimerases de DNA.
Este trabalho de adaptação 3′ corrida para mapear o inteiro 3′ UTR de relatórios, o PAS e 3′ final local de clivagem da transcrição de ANKHD1 usando aninhados cartilhas dentro da seção de ANKHD1 de transcrição e dois diferentes polimerases de DNA.
Apesar do advento das tecnologias de sequenciação paralelo maciço, numa base de gene-gene-por, 3′ corrida continua a ser o método mais fácil e mais econômico para identificar o PAS e nucleotídeos adjacentes à cauda poli (a). A adaptação descrita aqui expande usando 3′ corrida para amplificar e mapear sequências que incluem uma parte da ORF, o códon de parada e o inteiro 3′ UTR a transcrição do mRNA de ANKHD1 . Uma grande vantagem do 3′ corrida é que, com algumas adaptações menores, produtos de 3…
The authors have nothing to disclose.
Nós gostaríamos de reconhecer Bettine Gibbs para sua ajuda técnica.
HeLa cells | ATCC | CCL-2 | Cervical cancer cell line. |
Jeko-1 cells | ATCC | CRL-3006 | Mantle cell lymphoma cell line. |
Granta-519 cells | DSMZ | ACC-342 | Mantle cell lymphoma cell line. |
Fetal Bovine Serum | Sigma Aldrich | F6178 | Fetal bovine serum for cell culture. |
Penicillin/Streptomycin | ThermoFisherScientific | 15140122 | Antibiotic and antimycotic. |
GlycoBlue | Ambion | AM9545 | Coprecipitant. |
DMEM | ThermoFisherScientific | 10569044 | Gibco brand cell culture media with GlutaMAX. |
Nuclease Free-Water | ThermoFisherScientific | AM9938 | Ambion DNase and RNAse free water(non DEPC treated). |
Dulbecco’s Phosphate-Buffered Solution | Corning | 21-030 | 1X PBS. |
Chloroform | Sigma Aldrich | C7559-5VL | |
2-propanol | Sigma Aldrich | I9516 | |
Reagent Alcohol | Sigma Aldrich | 793175 | Ethanol |
Ethidium Bromide solution | Sigma Aldrich | E1510 | |
TRIzol Reagent | ThermoFisherScientific | 15596026 | Monophasic phenol and guanidine isothiocyanate reagent. |
2X Extender PCR-to-Gel Master Mix | Amresco | N867 | 2X PCR-to-Gel Master Mix containing loading dye used in routine quick PCR assays and primer search. |
10mM dNTP | Amresco | N557 | |
RQ1 RNase-Free DNase | Promega | M6101 | Dnase treatment kit. |
Gel Loading Dye Orange (6X) | New England BioLabs | B7022S | |
2X Phusion High-Fidelity PCR Master Mix with HF buffer | ThermoFisherScientific | F531S | 2X PCR MasterMix containing a chimeric DNA polymerase consisting of a DNA binding domain fused to a Pyrococcus-like proofreading polymerase and other reagents. |
PfuUltra II Fusion HS DNA polymerase | Agilent Technologies | 600670 | Modified DNA Polymerase from Pyrococcus furiosus (Pfu). |
RevertAid RT Reverse Transcription Kit | Thermo Fischer | K1691 | Used for reverse transcription of mRNA into cDNA synthesis. Kit includes Ribolock RNAse inhibitor, RevertAid M-MuLV reverse transcriptase and other reagents listed in manuscript. |
Pefect size 1Kb ladder | 5 Prime | 2500360 | Molecular weight DNA ladder. |
Alpha Innotech FluorChem Q MultiImage III | Alpha Innotech | Used to visualise ethidium bromide stained agarose gel. | |
Low Molecular Weight Ladder | New England BioLabs | N3233L | Molecular weight DNA ladder. |
Vortex Mixer | MidSci | VM-3200 | |
Mini Centrifuge | MidSci | C1008-R | |
Dry Bath | MidSci | DB-D1 | |
NanoDrop 2000C | ThermoFisherScientific | ND-2000C | Spectrophotometer. |
Wide Mini-Sub Cell GT Horizontal Electrophoresis System | BioRad | 1704469 | Electrophoresis equipment-apparatus to set up gel |
PowerPac Basic Power Supply | BioRad | 1645050 | Power supply for gel electrophoresis. |
Agarose | Dot Scientific | AGLE-500 | |
Mastercycler Gradient | Eppendorf | 950000015 | PCR thermocycler. |
Centrifuge | Eppendorf | 5810 R | |
Centrifuge | Eppendorf | 5430R | |
Wizard SV Gel and PCR Fragment DNA Clean-Up System | Promega | A9281 | |
Zero Blunt TOPO PCR Cloning Kit, with One Shot TOP10 Chemically Competent E. coli cells | ThermoFisherScientific | K280020 | |
MyPCR Preparation Station Mystaire | MidSci | MY-PCR24 | Hood dedicated to PCR work. |
Hamilton SafeAire II fume hood | ThermoFisherScientific | Fume hood. | |
Beckman Coulter Z1 Particle Counter | Beckman Coulter | 6605698 | Particle counter. For counting cells before plating for RNA extraction. |
Applied Biosystems Sequence Scanner Software v2.0 | Applied Biosystems (through ThermoFisherScientific) | Software to analyze Sanger sequencing data. |