Humana de la telomerasa transcriptasa inversa (TERT) sintetiza la DNA telomeric, pero también ARN bicatenario a través de la actividad de ARN polimerasa RNA-dependiente. Aquí, describimos un análisis recién creado para detectar actividad de ARN polimerasa RNA-dependiente del terc endógena.
Humano telomerasa transcriptasa inversa (TERT) es la subunidad catalítica de la telomerasa y alarga a través de la actividad de RNA-dependiente polimerasa de la DNA del telómero. Aunque terc es nombrado como una transcriptasa inversa, análisis estructurales y filogenéticos de terc demuestran que terc es miembro de polimerasas de diestros y relaciona con polimerasas RNA-dependent RNA virales (RdRPs) así como de la transcriptasa inversa viral. En primer lugar identificamos RdRP actividad de terc humano que genera RNA complementario soporte a una plantilla de RNA no codificante y contribuye a RNA silenciamiento en células de cáncer. Para analizar esta actividad enzimática no canónico, desarrollamos análisis de RdRP con terc recombinante en 2009, posteriormente había establecido en vitro ensayo RdRP para terc endógena. En este manuscrito, describimos el método de este último. Brevemente, complejos inmunes terc aislados de las células y se incubaron con plantilla de RNA y rNTPs incluyendo rNTP radiactivo de RdRP reacción. Para eliminar el RNA monocatenario, productos de reacción son tratados con Rnasa I y los productos finales están analizado con electroforesis en gel de poliacrilamida. Productos radiactivos de RdRP pueden detectarse por autorradiografía tras la exposición durante la noche.
Humana de la telomerasa transcriptasa inversa (TERT) es conocida como la subunidad catalítica de la telomerasa y alarga el telómero usando componente RNA de telomerasa (TERC), el RNA específico plantilla1. Aunque terc polimeriza ADN telomérico como un componente de la telomerasa, los análisis estructurales y filogenéticos indican que terc está estrechamente relacionada con polimerasas RNA-dependent RNA virales (RdRPs) así como la transcriptasa inversa viral y comparte dominios con Estas polimerasas2,3,4. RdRP es la enzima que genera el filamento del RNA complementario a una plantilla de RNA. La enzima está codificada no sólo virus, sino también en organismos modelo, como la planta, la levadura y el gusano, y síntesis de ARN de doble hebra por RdRP contribuye al silenciamiento génico transcripcional y postranscripcional en estos organismos5,6 . Aunque RdRP humana había estado desaparecido durante mucho tiempo, se encontró actividad RdRP humano terc en 20097.
Nos confirmaron actividad RdRP de terc con proteína recombinante7primero estableció un análisis de sensibilidad en vitro para detectar actividad RdRP de terc endógeno8. Aquí, demostramos el ensayo en vitro RdRP (IP-RdRP ensayo) para terc endógena. Este método comienza con inmunoprecipitación (IP) de terc endógeno y es seguido en vitro RdRP reacción, en el cual ribonucleótidos radiactivos se incorporan a filamentos de RNA nacientes.
El ensayo de RdRP de IP es un método sensible para detectar actividad RdRP de terc humana. TERC proteína se expresa altamente en células de HeLa mitóticas, en que terc forma el RdRP complejo8,9,10. Esto sugiere que las células de HeLa mitotic son un material óptimo para detectar actividad RdRP. En el protocolo descrito anteriormente, las células HeLa mitotic y asíncrono se incluyen como un positivo y un ejemplo negativo, respectivamente. Como se muestra en la figura 1A, RdRP productos de análisis de la plantilla recomendada de RNA en células HeLa mitotic mostrar señales radioactivas amplias entre 20 a 30 nt. Además de las células HeLa, hemos realizado el ensayo con diferentes tipos de líneas celulares y encontró que se puede cambiar el patrón de señal en la célula diferentes tipos9: algunos muestran una señal fuerte sólo alrededor de 30 nt, algunos muestran un patrón similar con células HeLa. Han realizado también el ensayo con las plantillas del RNA que no sea el 34 nt plantilla8, corta y larga (~ 300 nt) ARNs con secuencias distintas y con éxito RdRP productos obtenidos de las plantillas aunque puede haber cierta preferencia. Para el primer ensayo, sin embargo, se recomienda utilizar células HeLa en fase mitótica y la plantilla de nt RNA 34. RdRPs puede generar ARN bicatenario en un cartilla-dependiente y en una forma independiente de la cartilla11. Nos han informado que terc conserva esta propiedad como humano RdRP7,9; TERC sintetiza dsRNA de una plantilla de RNA 3′-foldback estructura a través de un mecanismo de cebado de espalda7. Para la plantilla de nt RNA 34, terc sintetiza filamentos complementarios sin utilizar primers9. Para detectar específicamente la RdRP productos sintetizados en forma independiente de la cartilla, es decir, de novo sintetizadas RNA productos [α –32P] puede reemplazarse con [γ –32P] NTP NTP en el RdRP reacción9.
MNase tratamiento de complejos inmunes terc en granos es un paso crítico para obtener los resultados deseados. Si se realiza el tratamiento de MNase demasiado tiempo o con agitación intensa, los productos de RdRP se reduciría notablemente. Para evitar estos problemas, recomendamos seguir estrictamente el protocolo cuidadosamente. Solución HMD es otro factor crítico para el éxito. Si usted encuentra que las señales son muy débiles, reemplazar la solución HMD a uno recién preparado.
A lo largo del Protocolo, uno debe tomar gran cuidado para evitar la contaminación de la Rnasa. Ribonucleasa tratamiento debe ser realizado con equipo dedicado. Después de manipular la ribonucleasa, uno debe desechar las puntas y tubos con Rnasa inmediatamente, eliminan Rnasa con solución especializada (e.g. Rnasa tranquila) y cambian de arboledas.
TERC interactúa no sólo con TERC sino también muchos tipos de RNAs endógenos, y nos han informado de parte de ellos7. Modificación en el ensayo de RdRP de IP, tales como el ensayo de RdRP IP sin tratamiento MNase, proporcionará una lista completa de plantillas de RNA endógenas guía actividad y bioinformáticas de RdRP asociada a terc en sus características de secuencia. Hemos aplicado con éxito este protocolo al tejido lisado. Porque TERT se expresa en una variedad de tejidos normales y tumorales, este análisis podrían ser útil para investigar la función enzimática no canónico de terc en humanos.
The authors have nothing to disclose.
Este trabajo fue financiado en parte por el proyecto para el desarrollo de la investigación innovadora en Cancer Therapeutics (P-directo) (15cm0106102h0002, K.M.) y el proyecto para la investigación del cáncer y la evolución terapéutica (P-crear) (16cm 01061150001, K.M.) de Japón Agencia para la investigación médica y el desarrollo, AMED; la Fundación de ciencia de Takeda (Y.M.); Beca del fondo de investigación del cáncer de princesa Takamatsu (13-24520, Y.M.); y JSP KAKENHI número 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 |