分子机制深度研究
2020.01.15
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        经典的中心法则是指:遗传信息从DNA传递给RNA,RNA传递至蛋白质,完成遗传信息的转录与翻译的过程。


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        转录过程发生在细胞核内,主要研究DNA的修饰,转录因子与启动子之间的调控,增强子、沉默子等相关的调控过程。转录后调控主要发生在细胞质,研究RNA的剪切,修饰,互作结合等相互作用关系。


        之前小编已经介绍了在DNA层次,RNA 层次,protein蛋白层次的机制验证和探索实验方式,今天再给大家介绍文章深度机制挖掘的技术:ChIRP(RNA纯化的染色质分离技术)。


        一、技术原理


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        ChIRP(Chromatin Isolation by RNA Purification)

        检测与RNA结合的基因组DNA的高通量验证与探索的方法,以生物素标记的RNA做互补探针,结合至特异性的RNA,同时捕获免疫吸附该RNA结合调控的蛋白以及染色体DNA片段。


         二、技术过程


         1. 设计待研究的RNA互补结合探针(设计Input组,阴性Lacz组,positive阳性组,奇数组,偶数组);

         2. 体外合成或转录形成标记性的短链寡核苷酸RNA探针;

         3. 以RNA探针为诱饵,免疫吸附结合的相关蛋白(或RNA)、染色体DNA;

         4. 链霉亲和素磁珠结合获取;

         5. 纯化获取分两步:一步纯化获取结合的蛋白产物,一步纯化获取结合的染色体基因组DNA;

         6. DNA染色体片段经文库构建及高通量测序分析,在基因组水平上获取该RNA条款的下游靶基因,同时可结合Q-PCR验证结合强度;

         7. RNA结合蛋白经高效液相连用质谱分析,鉴定参与转录调控的蛋白,在蛋白水平上结合western blot 验证结合强度。


         三、技术应用


         1. 全基因范围内定位lncRNA、circRNA的结合位点,以及潜在的其他RNA、蛋白、基因组DNA;

         2. ChIRP可研究细胞内相互作用关系网络;

         3. ChIRP可同时在RNA、蛋白、DNA三者之间研究,也可以研究两两互作关系;

         4. ChIRP-RNA:可以标记互补探针捕获靶标探针结合的RNA分子(高通量测序及Q-PCR);

         5. ChIRP-protein:可以标记互补探针捕获靶标探针结合的蛋白(质谱MS及WB);

         6. ChIRP-DNA:可以标记互补探针捕获靶标探针结合的基因组DNA(高通量测序及Q-PCR)。


         四、案例分析

        

         案例1:

         Exon-intron circular RNAs regulate transcription in the nucleus(IF:12.109)


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        1、通过ChIRP技术获取与EIciRNAs火族结合产物:包括protein-Pol II,RNA- U1 snRNP以及染色体基因的启动子片段;


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         2、文章以HDAC2蛋白作为阴性对照组,以U7结合Lsm10为阳性组,检测结合蛋白 Pol II、U1A 、 U1C 与 circRNA结合;

        3、环状RNA结合产物RNA验证以U7和5S rRNA为阴性对照,验证结合的U1snRNA;


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        4、结合富集的染色体DNA进行验证检测。


        案例2:

        LINC02273 drives breast cancer metastasis by epigenetically increasing AGR2 transcription(IF:10.679)


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        解析1:

            (1)作者在MDA-mb-231乳腺癌细胞总建立 LINC02273 野生型和KO细胞株;

            (2)设计奇数组与偶数组进行ChIRP实验,高通量测序获取得到的RNA序列;

            (3)寻找野生型和KO细胞株测序寻找差异表达基因;

            (4)野生型和KO组测序的差异表达基因与ChIRP测序获取的信息进行寻找潜在的靶标分子。


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         解析2:

         分析在染色体基因组野生型和KO组,以及经过ChIRP纯化获取的DNA信息,寻找靶标染色体DNA。

         结语:对于分子机制的深度挖掘,以多维度结合,在全细胞层次探究潜在的分子机制,提高文章研究深度。


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