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来源: 发布时间:2021/11/23 15:32:00



文献集锦

Literature Summary

      Promega拥有市场上第一个商品化的RNA体外转录试剂盒,并且多年来被广泛应用。上2期我们主要讲了体外转录技术在RNA病毒研究方面的最新文献,本期我们为您汇总了Promega体外转录技术更全面的内容:

(干货内容,建议收藏)

1

体外转录方法性能比较                                   

2

9大RNA研究热点方向中的最新应用进展     

3

体外转录资料包及视频讲座                            



01

体外转录系统性能比较


    Promega RiboMAX™ Systems可生成的高质量RNA转录本可直接用于体外或体内翻译。客户可以修饰DNA序列,将DNA快速地转录为RNA,再通过RNA的翻译确定DNA修饰所造成的影响。同样,编码目标蛋白的DNA序列也可被快速转录为mRNA,然后包装进选定的表达系统中,用于治疗或疫苗接种研究。也可与经过修饰的核苷酸和cap类似物兼容,并可用于生产经过标记的RNA探针。

      确定最适合客户的体外转录系统非常重要,Promega的体外转录系统的特点比较见下表:


RiboMax™系统的工作原理



02

RiboMAX™体外转录系统

最新应用进展


01

研究RNA与人类疾病相关蛋白质相互作用

      生物体内的mRNA通过RNA编辑和剪接进行调控。如果这些过程中发生错误,则会引起蛋白表达改变或RNA突变,从而导致神经系统疾病、癌症或其他疾病。为了了解这些过程,往往需要通过使用经过标记的RNA探针,如RNA电泳迁移率变动分析(REMSA),来研究蛋白质和RNA之间的相互作用。

    例如,Tang等人利用RiboMAX™ Large Scale RNA Production System生产经过标记的RNA探针,研究RNA编辑和剪接机制之间的串扰及在癌症中的作用(1)。作者利用经过标记的RNA探针,通过REMSA和体外UV交联检测证实了蛋白质和RNA之间的相互作用。



02

研究RNA与植物发育中蛋白的相互作用

      嫁接是一种园艺技术,将一种植物的芽或枝条与另一种植物的砧木连接,引起表型变化,产生味觉或抗病性的变化。产生这种效应的部分原因是在嫁接物间长距离转移mRNAs从而调节植物生长。RNA结合蛋白及其所形成的核糖核蛋白(RNP)复合物可促进mRNAs的转移。


    为了更详细地研究RNP复合体,Wang等人使用T7 RiboMAX™ Express Large Scale RNA Production System制备经过生物素标记的mRNA,用目标RNA结合蛋白(RBP)进行REMSA(2)。作者得出结论,当mRNA结合一个以上的RNP时,RNP复合体的稳定性增加,RNP的不同组合也会影响稳定性。



03

研究Leigh综合征的mRNA治疗

      Leigh综合征是一种可导致精神和运动技能丧失的遗传性神经退行性疾病,患者通常在几岁时即死亡。导致这种疾病的遗传因素很多,其中之一就是线粒体DNA的突变。Yamada等人使用RiboMAX™ Large Scale RNA Production System研究mRNA作为线粒体DNA相关Leigh综合征治疗药物的潜在可能性(3)。作者发现,包裹在脂质体载体中的体外转录mRNA减少了病变细胞线粒体中的突变RNA数量。



04

指导RNA进行CRISPR基因编辑

      为了进行CRISPR/Cas9基因编辑,需要一种引导RNA(gRNA)将Cas蛋白“引导”到所需的DNA修饰位点。体外转录正在成为创建这些引导RNA的常见选择。如有需要,客户可以轻松地将DNA模板克隆到PCR克隆载体,如pGEM®-T Easy,或任何其他选定的载体。


      Bai等人利用T7 RiboMAX™ Express Large Scale RNA Production System生产长gRNAs以测试一种新的CRISPR/Cas9介导的基因组编辑方法,该方法可用于在斑马鱼中引入精确突变(4)。使用长单链DNA模板的新方法,能够更高效地引入准确的点突变,并可在斑马鱼中建立人类疾病模型。



05

用于cDNA文库的制备

       互补DNA(cDNA)文库可用于研究基因表达和蛋白质的相互作用,使客户能够寻找新的基因。cDNA文库常用于在原核宿主中研究真核基因和蛋白质。如需制备cDNA文库,客户要从mRNA开始。获得这种mRNA的一种方法是通过生物体或特定目标基因的体外转录,然后再进行逆转录以创建cDNA文库。体外转录允许客户选择目标基因组的特定片段或序列,故优于其他方法。


      Fujimori等人开发了一种结合二代测序(NGS)的高通量无细胞mRNA显示方法,用于探索蛋白质相互作用组网络(5)。使用RiboMAX™ Large Scale RNA Production System (SP6)生成的mRNA可用于制备无细胞方法的cDNA文库。



06

研究病毒RNA结构和功能

      已知6种冠状病毒中的4种可引起世界各地的普通感冒。其中,严重急性呼吸综合征(SARS)和中东呼吸综合征(MERS)病毒可引起严重的、致死性疾病(6)。


      利用T7 RiboMAX™ Express Large Scale RNA Production System,Madhugiri等人转录出大量的、高质量的人冠状病毒RNA,用于引物延伸的RNA结构探测(7)。这使得他们能够分析和可视化RNA二级结构。采用突变的病毒DNA进行的生物信息学和体内实验,他们确定了病毒复制所需的三个茎环结构,并且这些结构在种属间高度保守。



07

研究RNAi疗法的发展

       白斑综合征病毒(WSSV)被认为是对虾类养殖业最具威胁的严重传染性病原体。这种病毒的毒力高,致病性强,对虎虾、大西洋白虾等对虾造成的潜在死亡率高达100%。目前,还没有治疗这种病毒的方法。WSSV的非结构蛋白VP9疑似与病毒基因组的复制、病毒颗粒的产生和宿主细胞功能的抑制有关。然而,VP9在体内的功能尚不十分清楚。


      Alenton等人利用RNAi研究感染WSSV的对虾宿主与病原体的相互作用(8)。RNAi涉及利用双链RNA(dsRNA)沉默相应基因的表达。使用T7 RiboMAX™ Express Large Scale RNA Production System生产VP9的dsRNA和对照靶基因。作者发现,沉默VP9提高了对虾的病毒清除率和总存活率。



08

用于病毒RNA的接种研究

       根据CDC的数据,美国50%的肝癌病例是由丙型肝炎病毒(HCV)感染引起的(9)。HCV是一种可致癌的RNA病毒,该病毒可被筛查,并且大部分可用抗病毒药物治疗。已证明多种致癌DNA病毒能使p53肿瘤抑制蛋白失活,但HCV影响p53的机制尚不清楚。


      Mitchell等人使用T7 RiboMAX™ Express Large Scale RNA Production System从复制缺陷型对照质粒中转录HCV基因组长度的RNA(10)。将转录的病毒RNA电转到允许HCV复制的HepG2细胞中、引起病毒感染。从而研究p53蛋白和其他相关蛋白在HCV感染细胞中的作用。结果表明,p53的抑制实际上是由宿主对病毒RNA复制的反应——蛋白激酶R(PKR)的激活引起的。PKR的这种激活一般会减少所有蛋白质的合成,包括p53,进而抑制DNA损伤反应。



09

用于实时qPCR检测的RNA标准品

       慢性髓性白血病(CML)是一种影响造血干细胞的疾病,可引起异常血细胞不受控制的增殖。一种治疗选择是使用酪氨酸激酶抑制剂进行靶向治疗。治疗期间,必须监测患者的微小残留病变(MRD),确认进展并避免复发。监测MRD最灵敏的方法是使用实时qPCR进行分子检测。


      Kitamura等人开发了高灵敏度的MRD实时qPCR检测方法,使用T7 RiboMAX™ Express Large Scale RNA Production System生产检测用RNA标准品(11)。新的检测方法快速且易于操作,使其可应用于医院实验室和其他低通量场景。




03

体外转录技术拓展资料

往期内容推荐

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RiboProbe® Systems

提供了T7, SP6, T3 或组合RNA聚合酶选择,主要被用于高特异性的放射性标记的RNA探针

RiboMAX™ Systems

产量大约是Riboprobe系统的10-20倍,用于各种需要合成大量RNA的研究中,可以合成加帽RNA,同样提供了T7和SP6两种系统供选择。

T7 RiboMAX Express

和RiboMAX系统类似,但是以预混液形式提供,操作更方便,合成更加快速,产量更高,但预混系统不能用于加帽RNA或者带标记RNA的合成。


体外转录讲座视频


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如需了解更多产品及技术信息,请联系Promega中国分公司 :

话:010-58256268

公司网址:www.promega.com.cn

技术支持邮箱:chinatechserv@promega.com


参考文献

  1. Tang, S.J. et al. (2020) Cis- and trans-regulations of pre-mRNA splicing by RNA editing enzymes influence cancer development. Nat Commun 11, 799.

  2. Wang, S. et al. (2019) PbTTG1 forms a ribonucleoprotein complex with polypyrimidine tract-binding protein PbPTB3 to facilitate the long-distance trafficking of PbWoxT1 mRNA. Plant Sci. 280, 424–32.

  3. Yamada, Y. et al. (2020) Validation of a mitochondrial RNA therapeutic strategy using fibroblasts from a Leigh syndrome patient with a mutation in the mitochondrial ND3 gene. Sci Rep 10, 7511.

  4. Bai, H. et al. (2020) CRISPR/Cas9-mediated precise genome modification by a long ssDNA template in zebrafish. BMC Genomics 21, 67.

  5. Fujimori, S. et al. (2012) Next-generation sequencing coupled with a cell-free display technology for high-throughput production of reliable interactome data. Sci Rep 2, 691.

  6. World Health Organization (28 March 2019) "Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV)." World Health Organization, www.who.int/emergencies/mers-cov/en/

  7. Madhugiri, R. et al. (2018) Structural and function conservation of cis-acting RNA elements in 5´-terminal genome regions. Virology 517, 44–55.

  8. Alenton, R.R. (2016) Gene silencing of VP9 gene impairs WSSV infectivity on Macrobrachium rosenbergii. Virus Res. 214, 65–70.

  9. U.S. Centers for Disease Control and Prevention (2016) Viral Hepatitis and Liver Cancer [Factsheet]. Retrieved from www.cdc.gov/nchhstp/newsroom/docs/factsheets/viral-hep-liver-cancer.pdf

  10. Mitchell, J.K. et al. (2017) Hepatitis C virus indirectly disrupts DNA damage-induced p53 responses by activating protein kinase R. mBio 8, e00121-17.

  11. Kitamura, H. et al. (2019) A new highly sensitive real-time quantitative-PCR method for detection of BCR-ABL1 to monitor minimal residual disease in chronic myeloid leukemia after discontinuation of imatinib. PLoS ONE 14, e0207170.

 






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