RNA蛋白互作技术新突破气象监测系统!Cell报道纯化RNA交联蛋白



5. 亚砷酸盐介导的翻译阻滞对总蛋白和RNA相互作用蛋白组的影响

6. XRNAX与CLIP-Seq结合鉴定RNA结合蛋白

结果:

1. XRNAX从紫外交联细胞中提取蛋白交联RNA

目前通用的RNA提取法为Trizol法,作者采用紫外交联的MCF7细胞,收集TRIZOL法中间相,去除游离蛋白质和RNA,以及DNA酶消化以消除DNA,产生了含高浓度RNA(>1000ng/mL)和蛋白质(>0.7mg/mL)的提取物。(Fig1A)然后作者比较了传统TRIZOL法和XRNA法,发现经RNase和Protein K消化后,XRNAX琼脂糖凝胶有条带消失,提示存在RNA蛋白复合物。(Fig1B)接下来,作者对两种方法提取的RNA类型进行了分析。(Fig1C)发现XRNAX法提取物含大量编码蛋白及lincRNA。(Fig1D)质谱及GO富集分析结果证实XRNAX提取物含有大量RNA蛋白复合物。(Fig1E)为了排除非RNA与蛋白结合的干扰,作者用同位素标记处理细胞(SILAC),结果显示,未经交联的蛋白也被XRNAX提取出来了。(Fig1F)为了解决这个问题,作者在SILAC下游设计了二氧化硅纯化柱,这一做法有效的使RNA交联蛋白的提取率从65%提高到了89%。

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2. RNA相互作用位点与结构域的鉴定

作者采用已建立的XRNAX方法鉴定RNA与蛋白相互作用的位点。胰酶消化XRNAX提取物分析其蛋白成分,(Fig2A左)MSFragger分析结果显示经尿苷酸修饰后质谱出现明显位移。(Fig2B)对环U交联肽氨基酸分析结果显示,与MCF7总裂解产物的肽相比,该法含大量苯丙氨酸(F)、赖氨酸(K)和甘氨酸(G),(Fig2E)并且大部分的交联肽定位于RNA识别域。(Fig2C)接下来,作者在MCF7细胞中瞬时表达FLAG-HA标记的C7orf50及DUF2373,在多核苷酸激酶(PNK)试验中证实了它们在体内结合RNA的能力。(Fig2D)

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3. 三种细胞系整合的人RNA结合蛋白质组

为了探索完整的RNA结合蛋白组,作者将此富集方案(XRNAX,消化,然后二氧化硅富集)应用于三个常用的人源细胞系,MCF7,HeLa和HEK293。(Fig2A中)为了保证蛋白质为RNA结合蛋白,作者选用Fig1F中的方法里,至少两个超富集肽检测到的蛋白质,以保证它们可在交联细胞中被发现(Fig3A)。这就是高置信度RNA结合蛋白质组,即MCF7的1207个蛋白、HeLa的1239个蛋白和HEK293细胞的1357个蛋白,且其中858个为三个细胞系共有。(Fig3B)然后作者将其与目前已知的多聚腺苷RNA结合蛋白组对比,发现在Hela细胞中,其与mRNA互作组及候选mRNA互作组均存在部分重叠。(Fig3C)作者在MCF7及HEK293细胞系中得到了类似的结果,并且,加上对非多聚腺苷互作体部分的GO分析数据,超过80%的蛋白质与RNA或核糖核苷酸相互作用。(Fig3D)结合所有三个细胞系的研究,作者选出1753个蛋白,将其命名为整合的人RNA结合蛋白质组或ihRBP,包含978个蛋白质(70%)的多聚腺苷互作体和775个非多聚腺苷互作体。(Fig3E)接下来,作者就ihRBP中氨基酸进行分析,发现了由交替的R和E、R和S、R和G组成的六肽以及六(G)。(Fig3F)然而,多聚腺苷相对于非多聚腺苷的RNA更频繁地包含特定的低复杂度序列,更疏水,且具有偏碱性的等电点。(Fig3G)多聚腺苷和非多聚腺苷相互作用蛋白质组共性和差异都十分显著。(Fig3H)

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4. 亚砷酸盐对蛋白质组的影响

接下来,作者探究加砷条件下蛋白翻译的变化情况。亚砷酸盐诱导产生的翻译减少在10分钟后已经明显,30分钟后趋于平稳。(Fig4A)对于大多数蛋白质,总的蛋白质表达水平没有改变,然而,一个明显的蛋白质亚群显示出丰度逐渐降低。(Fig4B)GO分析表明,在亚砷酸根处理5min后,下调的蛋白质在蛋白翻译相关分组内大量出现。(Fig4C)进一步研究发现,下调的为胞质核蛋白体,而非线粒体核蛋白体。(Fig4D)Western blot结果确证砷诱导后自噬潮增加。(Fig4E)用自噬抑制剂spautin-1预处理后,砷诱导产生的蛋白水平下调即得到减轻。(Fig4F)以上说明亚砷酸盐刺激导致蛋白翻译阻滞。

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5. 亚砷酸盐介导的翻译阻滞对总蛋白和RNA相互作用蛋白组的影响




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