La transcriptase inverse de la télomérase humaine (TERT) synthétise non seulement l’ADN télomérique, mais aussi l’ARN bicaténaire par l’activité de l’ARN polymérase ARN-dépendante. Nous décrivons ici un essai nouvellement créé pour détecter l’activité de l’ARN polymérase ARN-dépendante du TERT endogène.
La transcriptase inverse de la télomérase humaine (TERT) est la sous-unité catalytique de la télomérase, et elle s’allonge les télomères à travers l’activité de l’ADN polymérase ARN-dépendante. Bien que TERT est appelé comme une transcriptase inverse, analyses structurales et phylogénétiques de TERT démontrent que TERT est membre des polymérases droitiers et concerne viral RNA-dependent RNA polymérase (RdRPs) ainsi que de la transcriptase inverse virale. Tout d’abord, nous avons identifié RdRP activité de TERT humaine qui génère RNA complémentaire se tenir à un modèle non codantes RNA et contribue à la RNA silencing dans les cellules cancéreuses. Pour analyser cette activité enzymatique non canonique, nous développé des tests de RdRP avec TERT recombinante en 2009, établi par la suite essai in vitro RdRP avec de TERT endogène. Dans ce manuscrit, nous décrivons la dernière méthode. Brièvement, complexes immuns TERT sont isolés des cellules et incubés avec template RNA et RN y compris rNTP radioactif pour la réaction de la RdRP. Pour éliminer les ARN simple brin, produits de réaction sont traités avec de la RNase I et les produits finaux sommes analysés par électrophorèse sur gel de polyacrylamide. Radiomarquées RdRP produits peuvent être détectées par autoradiographie après exposition pendant la nuit.
La transcriptase inverse de la télomérase humaine (TERT) est connue comme la sous-unité catalytique de la télomérase, et elle s’allonge les télomères, télomérase RNA composant (TERC), l’ARN spécifique modèle1. Bien que TERT polymérise ADN télomérique comme une composante de la télomérase, les analyses structurelles et phylogénétiques indiquent que TERT est étroitement lié avec viral RNA-dependent RNA polymérase (RdRPs) ainsi que de la transcriptase inverse virale et partage des domaines avec Ces polymérases2,3,4. RdRP est l’enzyme qui génère le brin d’ARN complémentaire à un modèle de RNA. L’enzyme est codé non seulement chez les virus, mais aussi dans les organismes modèles, tels que les plantes, les levures et les vis sans fin, et synthèse de l’ARN double brin par RdRP contribue au transcriptional et post-transcriptional gene silencing dans ces organismes5,6 . Bien que les principes RdRP humaine avait disparu depuis longtemps, nous avons trouvé RdRP activité humaine TERT en 20097.
Tout d’abord, nous a confirmé une activité de TERT RdRP protéine recombinante7, puis mis en place un essai sensibles in vitro pour détecter toute activité endogène TERT8RdRP. Ici, nous démontrons l’essai in vitro RdRP avec (IP-RdRP assay) de TERT endogène. Cette méthode commence par immunoprécipitation (IP) de TERT endogène et est suivie d’une réaction in vitro RdRP, dans lequel ribonucléotides radioactifs sont incorporés dans des brins de RNA naissants.
L’essai de IP-RdRP est une méthode sensible pour détecter les activités de la RdRP de TERT humaine. Protéine TERT est fortement exprimée dans les cellules HeLa mitotiques, dans lesquels TERT fait le RdRP complexe8,9,10. Ceci suggère que les cellules HeLa mitotiques constituent un matériau optimal pour détecter les activités de la RdRP. Dans le protocole décrit ci-dessus, les cellules HeLa mitotiques et non synchronisées sont inclus comme un positif et un exemple négatif, respectivement. Comme le montre la Figure 1 a, les produits dosage RdRP depuis le descripteur recommandée d’ARN dans les cellules HeLa mitotiques présenter signal radioactif large entre 20 à 30 nt. Outre les cellules HeLa, nous avons effectué le test avec différents types de lignées cellulaires et constaté que le profil des signaux peut être changé en cellule différentes types9: certains montrent un signal fort qu’environ 30 nt, certains montrent une tendance similaire avec les cellules HeLa. Nous ont également effectué le test avec des modèles de RNA l’exception de la nt 34 modèle8, bref et long (~ 300 nt) RNAs avec différentes séquences et obtenu avec succès RdRP produits parmi ces modèles, bien qu’il y a peut-être une certaine préférence. Pour le premier essai, cependant, nous recommandons d’utiliser des cellules HeLa en phase mitotique et le modèle nt RNA 34. RdRPs peut générer l’ARN bicaténaire dans une amorce-dépendante et dans une façon indépendante de l’apprêt11. Nous avons signalé que le TERT conserve cette propriété comme humain RdRP7,9; TERT synthétise dsRNA d’un descripteur d’ARN avec 3′-foldback structure grâce à un mécanisme de retour d’amorçage /7. Pour le modèle nt RNA 34, TERT synthétise les brins complémentaires sans utiliser des amorces9. Pour détecter spécifiquement RdRP produits synthétisés dans une façon indépendante de l’amorce, c’est-à-dire de novo synthétisé RNA produits, [α –32P] NTP peut être remplacé par [γ –32P] NTP dans la réaction de la RdRP9.
MNase traitement des complexes immuns TERT sur perles est une étape essentielle pour atteindre les résultats souhaités. Si le traitement MNase est effectué trop longtemps ou avec une agitation intense, les produits de RdRP seraient réduits remarquablement. Pour éviter un tel problème, nous vous recommandons de suivre strictement le protocole soigneusement. Solution HMD est un autre facteur critique de succès. Si vous trouvez que les signaux sont très faibles, remplacer la solution HMD à un nouveau prêt.
Dans tout le protocole, il faut prendre grand soin d’éviter toute contamination de la RNase. Traitement de la ribonucléase doit être effectué avec des équipements dédiés. Après manipulation de la ribonucléase, on devrait jeter les bouts et tubes avec de la RNase immédiatement, éliminer la RNase avec solution spécialisée (par exemple le calme RNase) et changent les bosquets.
TERT interagit avec non seulement TERC , mais également de nombreux types d’ARN endogènes, et nous l’avons signalé partie d’entre eux7. Modification dans l’essai de IP-RdRP, tels que l’essai de IP-RdRP sans traitement MNase, fournira une liste complète des modèles de RNA endogènes pour guide d’activité et bioinformatiques RdRP TERT-associés sur leurs caractéristiques de séquence. Nous avons appliqué avec succès ce protocole au tissu lysat. TERT s’exprime dans une variété de tissus normales et tumorales, ce test peut être utile d’examiner la fonction enzymatique non canonique de TERT chez l’homme.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été soutenu en partie par le projet pour le développement de la recherche novatrice sur la thérapeutique anticancéreuse (P-DIRECT) (15cm0106102h0002, K.M.) et le projet pour la recherche sur le Cancer et l’évolution thérapeutique (P-créer) (16cm 01061150001, K.M.) de l’Agence japonaise pour la recherche médicale et le développement, AMED ; le FNS Takeda (Y.M.) ; Subvention de la Princesse Takamatsu Cancer Research Fund (13-24520, Y.M.) ; et JSPS KAKENHI numéro de licence JP16K07133 (y).
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 |