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摘要

MAPS 技术已开发出来,以仔细审查体内特定监管 RNA 的目标。感兴趣的 sRNA 标有 MS2 贴录器,通过 RNA 测序实现其 RNA 合作伙伴的共同纯化及其标识。此修改后的协议特别适合革兰氏阳性细菌。

摘要

虽然小的调节RNA(SRNA)在生命的细菌领域很普遍,但由于难以确定其mRNA目标,其中许多RNA的功能仍然很差。在这里,我们描述了MS2亲和力纯化与RNA测序(MAPS)技术的修改协议,旨在揭示特定sRNA在体内的所有RNA合作伙伴。从广义上讲,MS2 的贴合器与感兴趣的 sRNA 的 5' 四肢融合在一起。然后,此构造以体内表示,允许 MS2-sRNA 与其细胞伙伴进行交互。细菌收获后,细胞被机械地解化。粗提取物被加载到以前涂有MS2蛋白的淀粉样色谱柱中,该色谱柱与麦芽糖结合蛋白融合。这能够对 MS2-sRNA 进行特定捕获并交互 RNA。洗净后,通过高通量RNA测序和随后的生物信息分析确定共同纯化RNA。以下协议已在Gram阳性人类病原体 金黄色葡萄球菌 中实施,原则上可转为任何革兰氏阳性细菌。综上所述,MAPS 技术是深入探索特定 sRNA 监管网络的有效方法,可提供其整个目标图的快照。然而,必须记住,MAPS 确定的假定目标仍需要通过补充实验方法进行验证。

引言

在大多数细菌基因组中,已经发现了数百种,甚至数千种小型调节RNA(SRNA),但其中绝大多数的功能仍然不寻常。总的来说,sRNA是短的非编码分子,在细菌生理学和适应波动环境1,2,3中起着主要作用。事实上,这些大分子是众多复杂监管网络的中心,影响代谢途径、应激反应,但也影响毒性和抗生素耐药性。从逻辑上讲,它们的合成是由特定的环境刺激(例如营养饥饿、氧化或膜应力)触发的。大多数 sRNA 通过短和非连续基配对在转录后级别调节多个目标 mRNA。他们通常通过与核糖体竞争翻译启动区域4来阻止翻译的启动。sRNA:mRNA复式的形成也常常导致目标mRNA通过招募特定的RNA而主动退化。

sRNA 靶点(即其目标 RNA 的整组)的定性允许识别其干预的代谢通路及其回答的潜在信号。因此,特定 sRNA 的功能通常可以从其目标中推断出。为此,已经开发了几个西里科预测工具,如因塔纳和科普拉纳5,6,7。它们特别依赖于序列互补性、配对能量和潜在交互站点的可访问性,以确定假定 sRNA 合作伙伴。但是,预测算法并不集成影响体内基础配对的所有因素,例如 RNA 陪护8的参与,这些因素有利于次优交互或双方的共同表达。由于其固有的局限性,预测工具的误报率仍然很高。大多数实验性的大规模方法是基于sRNA的共纯化:mRNA夫妇与标记RNA结合蛋白(RBP)6,9相互作用。例如,通过利格化和测序(RIL-seq)方法识别出RNA复式与RNA伴郎(如大肠杆菌10、11中的Hfq和ProQ)共同纯化。一种类似的技术称为紫外线交叉链接,利化和混合测序(CLASH)被应用到大肠杆菌12,13的RNA和Hfq相关sRNA。尽管Hfq和ProQ在多种细菌8、14、15的sRNA介介调节中的作用十分突出,但在像S.Aureus16、17、18这样的几个生物体中基于sRNA的调节似乎与RNA无关。即使像沃特斯和同事13所证明的那样,与RNA关联的RNA复式净化是可行的,但这种情况仍然很棘手,因为RNA会引发它们的快速退化。因此,MS2-亲和力纯化加上RNA测序(MAPS)方法19,20构成了这种生物体的坚实替代品。

与上述方法不同,MAPS 使用特定的 sRNA 作为诱饵来捕获所有相互作用的RNA,因此不依赖于 RBP 的参与。整个过程在 图1中描述。简言之,sRNA 标记为 5' 与 MS2 RNA 贴机,该贴子由 MS2 涂层蛋白特别识别。这种蛋白质与麦芽糖结合蛋白(MBP)融合,固定在淀粉酶树脂上。因此,MS2-sRNA 及其 RNA 合作伙伴保留在亲和力色谱列中。与麦芽糖分离后,使用高通量RNA测序进行联合纯化RNA识别,然后进行生物信息分析(图2)。MAPS 技术最终绘制了一张内部发生的所有潜在交互的交互映射图。

MAPS技术最初是在非致病性革兰阴性大肠杆21中实施的。值得注意的是,MAPS 帮助识别了一个 tRNA 衍生片段,该片段与 RyhB 和 Rybb sRNA 特别交互,并防止任何 sRNA 转录噪声在非诱导条件下调节 mRNA 目标。此后,MAPS 已成功应用于其他大肠杆菌sRNA,如 DsrA22、RprA23、CyaR23和 GcvB24(表 1)。除了确认以前已知的目标外,MAPS 还扩展了这些众所周知的 sRNA 的目标范围。最近,MAPS已经在沙门氏菌蒂菲穆里姆进行,并透露,SraL sRNA绑定到rho mRNA,编码转录终止因子25。通过这种配对,SraL 保护rho mRNA 免受由 Rho 本身触发的过早转录终止。有趣的是,该技术不限于 sRNA,可以应用于任何类型的蜂窝RNA,例如使用 tRNA 衍生的片段26和 mRNA22的 5'未翻译区域 (表 1)。

MAPS方法也已适应致病性革兰阳性细菌S.金黄色葡萄球菌19。具体来说,裂解协议已被广泛修改,以有效地打破细胞,由于比Gram阴性细菌更厚的细胞壁,并保持RNA完整性。这个经过调整的协议已经解开了RSA27、RsaI28和RSAC29的相互作用。这种方法深入了解了这些 sRNA 在细胞表面特性、葡萄糖吸收和氧化应激反应的调控机制中的关键作用。

2015年在 大肠杆菌 中制定和实施的协议最近被详细描述了30。在这里,我们提供修改后的 MAPS 协议,该协议特别适合研究革兰阳性(较厚的细胞壁)细菌中的 sRNA 监管网络,无论是非致病细菌还是致病菌(安全预防措施)。

研究方案

1. 缓冲区和媒体

  1. 对于 MAPS 实验,请准备以下缓冲区和媒体:
    - 缓冲区A(150毫克,20米三轮车-HCl pH 8,1毫米M毫克2 和1米DTT)
    - 缓冲E(250毫克,20米三轮车-HCl pH 8,12米麦芽糖,0.1%特里顿,1毫克2 和1毫克DTT)
    - RNA加载缓冲区(0.025%二甲苯氰醇和0.025%溴酚蓝色在8M尿素)
    - 脑心输液 (BHI) 介质 (12.5 g 小牛脑, 10 克肽, 5 克牛肉心脏, 5 克 NaCl, 2.5 克纳2HPO4 和 2 克葡萄糖 1 L)
    - 莱索根尼·布罗斯(LB)介质(10克肽,5克酵母提取物和10克纳克1升)
  2. 对于北方污点检测,准备以下缓冲区:
    - 阻塞溶液(1x 雄酸和 1% 阻塞试剂)
    - 混合溶液(50% 表酰胺、5 倍 SSC、7% SDS、1% 阻塞溶液和 0.2% N-劳丽尔沙可辛、50m 磷酸钠)。随着激动而发热溶解。
    注意:小心注意与每种产品相关的安全防范措施。
    - 1 M 磷酸钠(58m 磷酸钠二面体和 42m 磷酸钠单巴酸)
    - 盐酸钠柠檬酸钠(SSC)缓冲器,20倍浓缩物(3M纳克和300m柠檬酸三钠)

2. 安全问题

  1. 在 2 级遏制实验室中执行涉及可行致病菌的所有步骤。
    注意:裂解后,只能在外部提取细胞提取物(第 5 步)。
  2. 穿上实验室外套和手套。
  3. 确保手腕被覆盖。
  4. 用消毒液清洁生物安全柜(II类)。
  5. 将暴露在细菌中的固体废物丢弃在适当的生物医学箱中。
  6. 用消毒液处理含有受污染液体的烧瓶。然后,将其丢弃在水槽中。
  7. 在离开 2 级密封实验室之前,用肥皂小心地洗手和手腕,并脱下实验室外套。

3. 普拉斯米德建筑

注意:为了克隆目的,首先确定内源性sRNA的边界至关重要。pCN51-P3 和 pCN51-P3-MS2 质粒在托马西尼等人(2017)27中描述。P3 促进器允许以细胞密度依赖的方式(即当细菌进入静止生长阶段时)高表达 sRNA。许多葡萄球菌SRNA在这个生长阶段积累。

  1. 使用高保真DNA聚合酶和PCR机,通过PCR放大sRNA序列。请仔细遵循制造商的说明,阅读加里比扬和阿瓦希亚 (2013)31 了解更多详情。
  2. 使用以下模板设计特定引物:
    figure-protocol-1349
    和 5 '- CGCGGATCC(N) -3' 分别为转发和反向引金。
    注意:这些寡核苷酸能够将 MS2 序列(粗体)融合到感兴趣的 sRNA 的 5' 端。 普斯特I 和 BamHI 限制站点(下划线)在 MS2-sRNA 构造的 5' 和 3' 四肢添加,以克隆放大体到 pCN51-P3 质粒27中。(N) 对应于基因特异性序列(15-20 核苷酸)。
  3. 根据制造商的建议,在适当的缓冲区中,文摘 1μg pCN51-P3 质粒和 MS2-sRNA PCR 产品 1 μg,其中 2 U 的 PstI 和 1 U 的 BamHI。
  4. 在 37 °C 下孵化 1 小时,使用 PCR 净化套件净化 DNA(参见 材料表)。
  5. 将消化的 pCN51-P3 质粒 (300 ng) 和 MS2-sRNA 放大器(矢量的摩尔比:插入 = 1:3)混合在 1.5 mL 管中。见里维等人(1988年)32, 以最大限度地提高连带效率。在每个管中加入 1 μL 的连气缓冲器和 10 U 的 T4 升。用超纯水将体积调整到 10 μL。
  6. 在22°C孵育至少2小时。
  7. 将 5μL 的粘合混合物添加到 50 μL 的冷冻 DH5® 化学能力 大肠杆菌 细胞中。阅读塞德曼等人(2001年)33, 了解更多关于质粒转化和化学能力的细胞。
  8. 在冰上孵化30分钟。
  9. 使用热块或水浴的变换管(42 °C 处的 45°C)热冲击(45 s)。
  10. 添加 900 μL 的 LB 介质,在 37 °C 孵化 30 分钟。
  11. LB agar 板上的细菌悬浮板 100 μL 板,并辅以安培林 (100 μg/μL)。
    注:pCN51-P3载体编码了一个抗胆碱基因,该基因只能选择携带pCN51-P3-MS2-sRNA质粒 的大肠杆菌 克隆。
  12. 使用质粒DNA迷你素套件(见 材料表)从在安非他明(100μg/μL)存在的情况下生长的隔夜细菌培养物(5 mL)中提取pCN51-P3-MS2-sRNA质粒。
  13. 使用以下引号 5'-TCTC 加塔塔加格-3'对 34 进行桑格测序来验证构造。
  14. 将 pCN51-P3-MS2-sRNA 质粒转换为 DC10B 化学能力 大肠杆菌 细胞。重复步骤 3.7 到 3.11。
  15. 提取 pCN51-P3-MS2-sRNA 质粒(参见步骤 3.12),使用电聚变装置将 1-5μg 的质粒DNA转化为 HG001 ΔsRNA电能的 S. aureus 细胞。请按照制造商的说明操作。阅读格罗瑟和理查森 (2016)35 了解更多关于准备电能 S. aureus 的方法
    注意:这一步骤涉及处理致病菌(见第2步)。
  16. 添加 900 μL 的 BHI 介质,在 37 °C 下孵化 3 小时。
  17. 离心机 1 分钟,16,000 x g。丢弃超自然人。
  18. 将颗粒重新喷入 100 μL 的 BHI 中,并将 BHI agar 板上的细菌悬浮板与红霉素 (10 μg/μL) 补充。
    注:pCN51-P3载体还编码了红霉素耐药基因,该基因仅能选择携带pCN51-P3-MS2-sRNA质粒的 金黄色葡萄球菌 克隆。

4. 细菌收获

注意:此步骤涉及处理致病菌(参见第 2 步)。

  1. 在 3 mL 的 BHI 介质中生长一组携带 pCN51-P3-MS2-sRNA 或 pCN51-P3-MS227 质粒的菌株,并在重复中补充红霉素 (10μg/μL)。
  2. 将每个隔夜文化稀释在 50 mL(≈1/100)的新鲜 BHI 介质中,辅以红霉素 (10μg/μL),达到0.05 的 OD 600nm。 使用 250 mL 灭菌烧瓶(5:1 烧瓶与中等比例)。
    注:应根据所研究的sRNA的表达模式设置中等和生长条件。
  3. 在 37 °C 下生长文化,在 180 rpm 时以 6 小时的速度摇晃。
  4. 将每个培养件转移到一个 50 mL 离心机管中。
  5. 离心机在 2,900 x g 在 15 分钟内在 4 °C. 丢弃超自然人。
  6. 将颗粒保持在冰上,直接执行机械细胞裂解(第 5 步)或在 -80 °C 下冻结和储存颗粒。

5. 机械细胞裂解

注意:以下步骤必须在冰上执行,缓冲器必须在 4 °C。 使用手套并采取所有预防措施,保护样品免受 RNases 的保护。

  1. 在缓冲区 A 的 5 mL 中重新喷射颗粒(步骤 4.6)。
  2. 将再悬浮的细胞转移到15mL离心管中,并带有3.5克二氧化硅珠(0.1毫米)。
  3. 将管插入机械单元解仪器中(参见 材料表)。以 4.0 m/s 的速度运行 40s 的循环。
    注意:如果一个周期不足以破坏细胞,让设备冷却5分钟,同时将样品保持在冰上。然后,以 4.0 m/s 重复另一个 40s 周期。细胞裂解的效率可以通过在BHI-agar板上电镀超自然来测试。
  4. 离心机在15,700 x 15分钟。恢复超自然,并保持在冰上。

6. 列准备

注意:小心不要让淀粉样树脂干燥。如有必要,请用末端盖密封列。在开始亲和力纯化之前,先准备所有解决方案。

  1. 将色谱列放在柱架中(参见 材料表)。
  2. 取出柱尖,用超纯净水清洗柱子。
  3. 加入300微升淀粉样酶树脂。
  4. 用 10 mL 的缓冲区 A 清洗柱。
  5. 在缓冲区 A 的 6 mL 中稀释 MBP-MS2 蛋白质 1,200 pmol,并将其加载到列中。
  6. 用 10 mL 的缓冲区 A 清洗柱。

7. MS2亲和力纯化 (图1

  1. 将细胞解体加载到列中。
    注意:保持细胞核糖精(原油提取物,CE)的1mL提取总RNA(步骤8),并执行北斑(步骤9)和转录(步骤10)分析。
  2. 在干净的收集管中收集流过分数 (FT)。
  3. 用 10 mL 的缓冲区 A 洗柱 3 次。
  4. 用 1 mL 缓冲 E 将列进行,并在 2 mL 微管中收集 elution 分数( E )。
  5. 将所有收集的分数保留在冰上,直到RNA提取(第 8 步)或将其冻结在 -20 °C 以供以后使用。

8. 收集分数的RNA提取(CE、FT、W 和 E)

  1. 使用每个分数的 1 mL(包括 FT 和 W)进行 RNA 提取。
  2. 添加1卷酚。大力混合。
    注意:酚是挥发性和腐蚀性的,注意并安全地在烟雾罩下工作。
  3. 离心机在16,000 x g 10分钟在20°C。
  4. 在干净的2mL微管中转移上一阶段。
  5. 加入 1 卷氯仿/异酰醇 (24:1),重复步骤 8.3 至 8.4。
    注意:在烟雾罩下安全工作。
  6. 加入 2.5 卷冷乙醇 100% 和 1/10 卷 3 M 醋酸钠 (NaOAc) pH 5,2。
  7. 在 -20 °C 下过夜。
    注意:降水也可以在20分钟内在乙醇/干冰浴中进行,或在2小时内在-80°C。
  8. 离心机在 16,000 x g 15 分钟在 4 °C。 用移液器慢慢去除乙醇,同时小心不要干扰颗粒。
    注意:RNA颗粒并不总是可见的,有时在乙醇的存在下是松散的。
  9. 加入 500 μL 的 80% 冷乙醇。
  10. 离心机在16,000 x g 5分钟在4°C。
  11. 通过缓慢地输送乙醇来丢弃乙醇。使用真空浓缩器干燥颗粒,运行模式为 5 分钟。
  12. 将颗粒以适当的体积(15-50 μL)的超纯水中补充。将颗粒冻结在-20°C,供以后使用。
  13. 使用光谱仪/荧光计(参见 材料表)评估RNA数量(260纳米)和质量(260/280和260/230波长比)。请按照制造商的说明操作。
    注:3-4μg 一般在弹性分数 (E) 中获得。这主要取决于测试条件。

9. 分析MS2亲和力纯化由北方污点36

  1. 在 10 μL 的超纯水中稀释 5 μg 的 CE、FT、W 分数和 500 ng E 分数,并与 10 μL 的 RNA 加载缓冲器混合。
  2. 在90°C孵育3分钟。
  3. 将样品放入含有 1% agarose 凝胶的井中,辅以 20 mM 的紫青酸瓜尼丁,并在 4 °C 的 TBE 1x 缓冲器中以 100-150 V 运行凝胶。 阅读孔茨 (2013)37 了解更多详情。
  4. 通过真空转移在硝基纤维素膜上转移RNA,进行1小时或毛细血管转移过夜。
    注意:毛细血管方法对大型RNA更有效。
  5. 使用紫外线交叉链接器在膜上(120 mJ 在 254 nm 处)上进行紫外线交叉链接RNA。
  6. 将膜插入混合瓶中,RNA 侧朝上。
  7. 添加10-20 mL预热杂交解决方案。在 68 °C 孵化 30 分钟。
  8. 丢弃溶液,加入 10-20 mL 的新鲜杂交溶液,辅以 sRNA 特异性探针的 1μL。在 68 °C 的夜间孵化。
    注:DIG 标签 RNA 探头使用 DIG RNA 标签套件合成,并遵循制造商的说明。或者,还可以使用带无线电标记的探头。
  9. 用10-20 mL的洗涤溶液1(2倍SSC和0.1%SDS)清洗膜5分钟,在20°C。 重复一次。
  10. 在 68 °C 时,用 10-20 mL 的洗涤溶液 2(0.2 倍 SSC 和 0.1% SDS)清洗膜 15 分钟。 重复一次。
  11. 在20°C下,用10-20 mL的阻塞解决方案孵化至少30分钟。
  12. 丢弃溶液,加入10-20 mL的阻塞溶液,辅以多克隆抗二恶英抗体(1/1000),与碱性磷酸结合。在20°C孵育30分钟。
  13. 用10-20 mL的洗涤溶液3(1x雄酸和0.3%补间20)清洗膜15分钟,在20°C。 重复一次。
  14. 在 20 °C 时,用 10-20 mL 的检测解决方案(0.1 M Tris HCl 和 0.1 M NaCl pH 9.5) 5 分钟孵化膜。
  15. 将膜放在塑料薄膜上,用基板浸泡(见 材料表)。在黑暗中孵育5分钟。
  16. 将膜密封在塑料薄膜中。将膜放入自传磁带中。
  17. 在专用的黑暗房间将膜暴露在自辐射胶片中。
    注:阐述时间取决于信号强度,从几秒钟到几分钟。
  18. 在自动开发设备中显示暴露的薄膜。

10. 为RNA测序准备样品

注:此步骤仅涉及从 E 和 CE 分数中提取的 RNA。

  1. 添加到每个样本 10 μL 的 10 倍 DNase 缓冲器和 DNase I (1 U/μg 的处理RNA)。加入水,最终积100微l。
  2. 在37°C孵化1小时。
  3. 提取和净化 RNA,如前所述(步骤 8.2 至 8.11)。
  4. 将RNA颗粒在20微升的超纯水中补充。
    注:剩余DNA的存在可以通过PCR和特定引物(例如16S基因)进行检查。
  5. 使用基于微流体的电泳电泳分析系统评估RNA的数量和质量(见 材料表)。
    注:1μg 一般在 DNase 治疗后在洗脱分数 (E) 中获得。
  6. 使用细菌 rRNA 耗竭套件去除核糖核
    注意:大而丰富的RNA(即rRNA)往往与亲和力列进行非具体交互。执行此步骤需要 500 ng 提取的 RNA。
  7. 再次使用基于微流体的电泳电泳分析系统评估RNA的数量和质量。
  8. 使用 cDNA 库准备套件并按照制造商的说明使用 10-20 ng 的核糖核素 RNA 编写 cDNA 库。
  9. 使用测序仪器对获得的库进行排序(例如,单端,150 bp;参见 材料表)。
    注:每个样本的读数一般为 500 万至 1000 万次。

11. RNAseq 数据分析 (图 2

  1. 从测序平台下载 FastQ 排序文件。
  2. 访问罗斯科夫生物站(https://galaxy.sb-roscoff.fr/)的银河实例并登录。
    注意:使用搜索栏可以轻松找到每个上述算法。为每个工具提供用户指南。
    注意:所需工具的版本可能不同于公共银河服务器38。
  3. 点击 获取数据 图标,然后 从您的计算机上传文件。上传每个 MS2 控制和 MS2-sRNA 样本的快速Q测序文件。还上传 FASTA 参考基因组文件和 GFF 注释文件。
  4. 运行快速QC阅读质量报告(银河版本0.69)。
    注:此工具提供原始序列的质量评估(例如,质量评分、适配器序列的存在)。
  5. 运行修剪灵活读取修剪工具(银河版本 0.36.6),以显著删除适配器序列和劣质读数。指示用于库准备的适配器序列(例如,TruSeq 3,单端)。添加以下修剪操作:滑动窗口(基地数量=4;平均质量=20)和迷你(最小读数长度=20)。
  6. 再次运行 FastQC 读取质量报告(银河版本 0.69)。
  7. 运行 Bowtie2 - 地图读取参考基因组(银河版本 2.3.2.2)。使用历史记录中的基因组参考 FASTA 文件以默认设置(非常敏感的本地设置)映射读取。
    注:Bowtie2 工具生成的 BAM 文件可以使用集成基因组学查看器 (IGV) 可视化。还需要关联 BAI 文件。
  8. 可选地运行用于编制 BAM 数据集统计数据的"运行旗杆"(银河版本 2.0)。
  9. 运行 htseq 计数 - 计数(银河版本 0.6.1),该版本对齐 GFF 注释文件中的读取重叠功能。使用交集(非空)模式。
  10. 将htseq计数分析中的所有原始计数文件存档为单个Zip文件。
  11. 运行 SARTools DESeq2 以比较数据(银河版本 1.6.3.0)。提供包含原始计数文件和设计文件的 Zip 文件,这是描述实验的选项卡划定文件。仔细遵循所提供的指示生成设计文件。

结果

具有代表性的结果源于对金黄色葡萄球29的RSAC靶点的研究。RsaC 是一种非常规的 1,116 nt 长 sRNA。其 5' 端包含多个重复区域,而其 3' 端 (544 nt) 在结构上是独立的,并包含与其 mRNA 目标的所有预测交互站点。当锰 (Mn) 稀缺时,就会诱导这种 sRNA 的表达,这通常在宿主免疫反应的背景下遇到。使用 MAPS 技术,我们识别了几个 mRNA 直接与 RsaC 相互作用,揭示了它在氧化?...

讨论

革兰氏阳性细菌的修改协议
MAPS的初始协议是为了研究大肠杆菌20、30模型中的sRNA相互作用而开发。在这里,我们描述了一个修改后的协议,它适用于机会性人类病原体金黄色葡萄球菌中依赖sRNA的监管网络的特征,并且肯定可转化为其他Gram阳性细菌,病原学与否。

特别注意细胞裂解步骤。法国的印刷?...

披露声明

作者没有什么可透露的。

致谢

这项工作得到了"国家重建联盟"(ANR,授予ANR-16-CE11-0007-01,RIBOSTAPH,和ANR-18-CE12-0025-04,科诺科,公关)的支持。它还在实验室交易所 NetRNA ANR-10-LABX-0036 和 ANR-17-EURE-0023(对 PR)的框架下发布,作为未来项目投资的一部分,由 ANR 管理的国家提供资金。DL得到了欧盟Horizna 2020研究和创新计划的支持,该计划是根据玛丽·斯考多斯卡-库里赠款协议第753137-萨纳雷格号。E. Massé实验室的工作得到了加拿大卫生研究所(CIHR)、加拿大自然科学和工程研究理事会(NSERC)和国家卫生研究院NIH团队赠款R01 GM092830-06A1的运营赠款的支持。

材料

NameCompanyCatalog NumberComments
1.5 mL microcentrifuge tubeSarstedt72.690.001
15 mL centrifuge tubesFalcon352070
2 mL microcentrifuge tubeStarstedt72.691
2100 Bioanalyzer InstrumentAgilentG2939BARNA quantity and quality
250 mL culture flaskDominique Dutscher2515074Bacterial cultures
50 mL centrifuge tubesFalcon352051Culture centrifugation
Absolute ethanolVWR Chemicals20821.321RNA extraction and purification
Allegra X-12R CentrifugeBeckman CoulterBacterial pelleting
Ampicilin (amp)Sigma-AldrichA9518-5GGrowth medium
Amylose resinNew England BioLabsE8021SMS2-affinity purification
Anti-dioxigenin AP Fab fragmentSigma Aldrich11093274910Northern blot assays
Autoradiography cassetteThermoFisher Scientific50-212-726Northern blot assays
BamHIThermoFisher ScientificER0051Plasmid construction
BHI (Brain Heart Infusion) BrothSigma-Aldrich53286Growth medium
Blocking reagentSigma Aldrich11096176001Northern blot assays
CDP-StarSigma Aldrich11759051001Northern blot assays (substrate)
Centrifuge 5415 REppendorfRNA extraction and purification
ChloroformDominique Dutscher508320-CERRNA extraction and purification
DIG-RNA labelling mixSigma-Aldrich11277073910Northern blot assays
DNase IRoche4716728001DNase treatment
Erythromycin (ery)Sigma-AldrichFluka 45673Growth medium
FastPrep deviceMP Biomedicals116004500Mechanical lysis
Guanidium ThiocyanateSigma-AldrichG9277-250GNorthern blot assays
Hybridization Hoven HybrigeneTechneFHB4DDNorthern blot assays
Hybridization tubesTechneFHB16Northern blot assays
Isoamyl alcoholFisher ScientificA/6960/08RNA extraction and purification
LB (Lysogeny Broth)Sigma-AldrichL3022Growth medium
Lysing Matrix B BulkMP Biomedicals6540-428Mechanical lysis
MicroPulser ElectroporatorBioRad1652100Plasmid construction
Milli-Q water deviceMilliporeZ00QSV0WWUltrapure water
NanoDrop spectrophotometerThermoFisher ScientificRNA/DNA quantity and quality
Nitrocellulose membraneDominique Dutsher10600002Northern blot assays
Phembact NeutrePHEM TechnologiesBAC03-5-11205Cleaning and decontamination
PhenolCarl Roth38.2RNA extraction and purification
Phusion High-Fidelity DNA PolymeraseNew England BiolabsM0530Plasmid construction
pMBP-MS2Addgene65104MS2-MBP production
Poly-Prep chromatography columnBioRad7311550MS2-affinity purification
PstIThermoFisher ScientificER0615Plasmid construction
Qubit 3 FluorometerInvitrogen15387293RNA quantity
RNAPro SolutionMP Biomedicals6055050Mechanical lysis
ScriptSeq Complete KitIlluminaBB1224Preparation of cDNA librairies
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X-ray films Super RX-NFujiFilm4741019318Northern blot assays

参考文献

  1. Carrier, M. C., Lalaouna, D., Masse, E. Broadening the Definition of Bacterial Small RNAs: Characteristics and Mechanisms of Action. Annual Review of Microbiology. 72, 141-161 (2018).
  2. Hör, J., Matera, G., Vogel, J., Gottesman, S., Storz, G. Trans-Acting Small RNAs and Their Effects on Gene Expression in Escherichia coli and Salmonella enterica. EcoSal Plus. 9 (1), (2020).
  3. Desgranges, E., Marzi, S., Moreau, K., Romby, P., Caldelari, I. Noncoding RNA. Microbiology Spectrum. 7 (2), (2019).
  4. Adams, P. P., Storz, G. Prevalence of small base-pairing RNAs derived from diverse genomic loci. Biochimica et Biophysica Acta - Gene Regulatory Mechanisms. 1863 (7), 194524 (2020).
  5. Pain, A., et al. An assessment of bacterial small RNA target prediction programs. RNA Biology. 12 (5), 509-513 (2015).
  6. Desgranges, E., Caldelari, I., Marzi, S., Lalaouna, D. Navigation through the twists and turns of RNA sequencing technologies: Application to bacterial regulatory RNAs. Biochimica et Biophysica Acta - Gene Regulatory Mechanisms. , 194506 (2020).
  7. Wright, P. R., et al. CopraRNA and IntaRNA: predicting small RNA targets, networks and interaction domains. Nucleic Acids Research. 42, 119-123 (2014).
  8. Smirnov, A., Schneider, C., Hor, J., Vogel, J. Discovery of new RNA classes and global RNA-binding proteins. Current Opinion in Microbiology. 39, 152-160 (2017).
  9. Saliba, A. E., Santos, S., Vogel, J. New RNA-seq approaches for the study of bacterial pathogens. Current Opinion in Microbiology. 35, 78-87 (2017).
  10. Melamed, S., Adams, P. P., Zhang, A., Zhang, H., Storz, G. RNA-RNA Interactomes of ProQ and Hfq Reveal Overlapping and Competing Roles. Molecular Cell. 77 (2), 411-425 (2020).
  11. Melamed, S., et al. Global Mapping of Small RNA-Target Interactions in Bacteria. Molecular Cell. 63 (5), 884-897 (2016).
  12. Iosub, I. A., et al. Hfq CLASH uncovers sRNA-target interaction networks linked to nutrient availability adaptation. Elife. 9, (2020).
  13. Waters, S. A., et al. Small RNA interactome of pathogenic E. revealed through crosslinking of RNase E. The EMBO Journal. 36 (3), 374-387 (2017).
  14. Dos Santos, R. F., Arraiano, C. M., Andrade, J. M. New molecular interactions broaden the functions of the RNA chaperone Hfq. Current Genetics. , (2019).
  15. Kavita, K., de Mets, F., Gottesman, S. New aspects of RNA-based regulation by Hfq and its partner sRNAs. Current Opinion in Microbiology. 42, 53-61 (2018).
  16. Bohn, C., Rigoulay, C., Bouloc, P. No detectable effect of RNA-binding protein Hfq absence in Staphylococcus aureus. BMC Microbiology. 7, 10 (2007).
  17. Jousselin, A., Metzinger, L., Felden, B. On the facultative requirement of the bacterial RNA chaperone, Hfq. Trends in Microbiology. 17 (9), 399-405 (2009).
  18. Olejniczak, M., Storz, G. ProQ/FinO-domain proteins: another ubiquitous family of RNA matchmakers. Molecular Microbiology. 104 (6), 905-915 (2017).
  19. Lalaouna, D., Desgranges, E., Caldelari, I., Marzi, S. Chapter Sixteen - MS2-Affinity Purification Coupled With RNA Sequencing Approach in the Human Pathogen Staphylococcus aureus. Methods in Enzymology. 612, 393-411 (2018).
  20. Lalaouna, D., Prevost, K., Eyraud, A., Masse, E. Identification of unknown RNA partners using MAPS. Methods. 117, 28-34 (2017).
  21. Lalaouna, D., et al. A 3' external transcribed spacer in a tRNA transcript acts as a sponge for small RNAs to prevent transcriptional noise. Molecular Cell. 58 (3), 393-405 (2015).
  22. Lalaouna, D., Morissette, A., Carrier, M. C., Masse, E. DsrA regulatory RNA represses both hns and rbsD mRNAs through distinct mechanisms in Escherichia coli. Molecular Microbiology. 98 (2), 357-369 (2015).
  23. Lalaouna, D., Prevost, K., Laliberte, G., Houe, V., Masse, E. Contrasting silencing mechanisms of the same target mRNA by two regulatory RNAs in Escherichia coli. Nucleic Acids Research. 46 (5), 2600-2612 (2018).
  24. Lalaouna, D., Eyraud, A., Devinck, A., Prevost, K., Masse, E. GcvB small RNA uses two distinct seed regions to regulate an extensive targetome. Molecular Microbiology. 111 (2), 473-486 (2019).
  25. Silva, I. J., et al. SraL sRNA interaction regulates the terminator by preventing premature transcription termination of rho mRNA. Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (8), 3042-3051 (2019).
  26. Lalaouna, D., Masse, E. Identification of sRNA interacting with a transcript of interest using MS2-affinity purification coupled with RNA sequencing (MAPS) technology. Genomics Data. 5, 136-138 (2015).
  27. Tomasini, A., et al. The RNA targetome of Staphylococcus aureus non-coding RNA RsaA: impact on cell surface properties and defense mechanisms. Nucleic Acids Research. 45 (11), 6746-6760 (2017).
  28. Bronesky, D., et al. A multifaceted small RNA modulates gene expression upon glucose limitation in Staphylococcus aureus. The EMBO Journal. 38 (6), (2019).
  29. Lalaouna, D., et al. RsaC sRNA modulates the oxidative stress response of Staphylococcus aureus during manganese starvation. Nucleic Acids Research. 47 (1), 9871-9887 (2019).
  30. Carrier, M. C., Laliberte, G., Masse, E. Identification of New Bacterial Small RNA Targets Using MS2 Affinity Purification Coupled to RNA Sequencing. Methods in Molecular Biology. 1737, 77-88 (2018).
  31. Garibyan, L., Avashia, N. Polymerase chain reaction. Journal of Investigative Dermatology. 133 (3), 1-4 (2013).
  32. Revie, D., Smith, D. W., Yee, T. W. Kinetic analysis for optimization of DNA ligation reactions. Nucleic Acids Research. 16 (21), 10301-10321 (1988).
  33. Seidman, C. E., Struhl, K., Sheen, J., Jessen, T. Introduction of plasmid DNA into cells. Current Protocols in Molecular Biology. , (2001).
  34. Sanger, F., Coulson, A. R., Barrell, B. G., Smith, A. J. H., Roe, B. A. Cloning in single-stranded bacteriophage as an aid to rapid DNA sequencing. Journal of Molecular Biology. 143 (2), 161-178 (1980).
  35. Grosser, M. R., Richardson, A. R. Method for Preparation and Electroporation of S. aureus and S. epidermidis. Methods in Molecular Biology. 1373, 51-57 (2016).
  36. Krumlauf, R. Northern blot analysis. Methods in Molecular Biology. 58, 113-128 (1996).
  37. Koontz, L. Agarose gel electrophoresis. Methods in Enzymology. 529, 35-45 (2013).
  38. Afgan, E., et al. The Galaxy platform for accessible, reproducible and collaborative biomedical analyses: 2016 update. Nucleic Acids Reseaerch. 44, 3-10 (2016).
  39. Jagodnik, J., Brosse, A., Le Lam, T. N., Chiaruttini, C., Guillier, M. Mechanistic study of base-pairing small regulatory RNAs in bacteria. Methods. 117, 67-76 (2017).
  40. Mann, M., Wright, P. R., Backofen, R. IntaRNA 2.0: enhanced and customizable prediction of RNA-RNA interactions. Nucleic Acids Res. 45, 435-439 (2017).
  41. Georg, J., et al. The power of cooperation: Experimental and computational approaches in the functional characterization of bacterial sRNAs. Molecular Microbiology. 113 (3), 603-612 (2020).

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