Mapeo de las interacciones RNA-ARN a nivel mundial usando Psoralen Biotinilado

Estudiar cómo las macromoléculas se pliegan e interactúan entre sí es la clave para entender la regulación genética en la célula. Aunque se ha centrado mucho esfuerzo en la última década en la comprensión de cómo el ADN y las proteínas contribuyen a la regulación de genes, se sabe relativamente menos sobre la regulación post-transcripcional de la expresión génica. El ARN lleva información tanto en su secuencia lineal como en su estructura secundaria y terciaria ¹ . Su capacidad de base de pares con sí mismo y con otros es importante para su función in vivo . Los recientes avances en el sondaje de la estructura secundaria de ARN de alto rendimiento han proporcionado información valiosa sobre las ubicaciones de las regiones de doble y única hebra en el transcriptoma ^{2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8} , howeVer información sobre los compañeros de interacción de emparejamiento sigue siendo en gran parte falta. Para determinar qué secuencia de ARN está interactuando con otra región de ARN en el transcriptoma, necesitamos información global de pares.

Mapear las interacciones de ARN en pares de una manera global e imparcial ha sido tradicionalmente un desafío importante. Mientras que los enfoques anteriores, tales como CLASH ⁹ , hiCLIP ¹⁰ y RAP ¹¹ , se utilizan para identificar las interacciones de ARN a gran escala, estas técnicas típicamente mapa de ARN base de emparejamiento de un subconjunto de ARN que interactúan con una proteína particular o especies de ARN. Los desarrollos recientes en el estudio de las interacciones globales de ARN incluyen el método RPL ¹² , que no estabiliza las interacciones de ARN in vivo y, por tanto, sólo puede capturar un subconjunto de interacciones in vivo . Para superar estos desafíos, nosotros y otros desarrollamos estrategias genéticamenteP ARN interactomas in vivo , utilizando versiones modificadas del reticulador psoraleno ^{13 , 14 , 15} . En este protocolo, se describen los detalles para realizar S equación de P soralen reticulado, L igated, y S elegido Hybridos (SPLASH), que utiliza biotinylated psoraleno a la cruz de enlace de base RNAs in vivo , seguido por la ligación de proximidad y de alto rendimiento de secuenciación a Identificar ARN base de apareamiento asociados genoma en todo ( Figura 1 ] [ ^15] .

En este manuscrito, describimos los pasos para realizar SPLASH utilizando cultivos de células adherentes, en este caso las células HeLa. El mismo protocolo puede adaptarse fácilmente a las células de mamífero en suspensión ya las células de levadura y bacterias. En resumen, las células HeLa se tratan con psoraleno biotinilado y se irradian a 365 nm para reticular los pares de bases de ARN que interactúan in vivo. A continuación, los ARN se extraen de las células, se fragmentan y se enriquecen para reticular regiones usando esferas de estreptavidina. Los fragmentos de ARN que interactúan se ligan entonces juntos usando ligación de proximidad y se convierten en una biblioteca de cDNA para secuenciación profunda. Tras la secuenciación, los ARN quiméricos se asignan en el transcriptoma / genoma para identificar las regiones que interactúan con ARN que están emparejadas entre sí. Hemos utilizado exitosamente SPLASH para identificar miles de interacciones de ARN in vivo en levaduras y diferentes células humanas, incluyendo el emparejamiento de ARN intramolecular e intermolecular en diversas clases de ARNs, tales como snoRNAs, lncRNAs y mRNAs, para vislumbrar la organización estructural y los patrones de interacción De ARN en la célula.