RNA pull-down MS(miRNA/tRF&tiRNA/piRNA)

  • 简介
  • 实验流程
  • 结果展示
  • 案例展示
  • smallRNA主要是指长度小于200nt,没有蛋白编码能力的RNA,包括miRNA、tsRNA、piRNA等。其中miRNA的经典作用机制是以序列互补配对的方式与特异靶mRNA 的3‘UTR 结合,通过招募AGO蛋白组成RISC复合物,降解靶mRNA或抑制其蛋白翻译。而tsRNA目前有两种主要的作用机制,一种是类似miRNA发挥作用的方式,tsRNA作为蛋白的Guide RNA分子,通过碱基序列互补配对结合mRNA,并招募沉默复合物(RISC)的AGO蛋白到mRNA 3‘ UTR,促进mRNA降解或蛋白翻译抑制。第二种研究思路是作为蛋白的Sponge RNA,通过竞争性结合RNA结合蛋白RBPs(RNA binding protein)从而抑制蛋白发挥功能。运用RNA pulldown-MS(RNA亲和纯化技术),构建特定smallRNA相互作用蛋白谱,对阐明smallRNA的生理病理机制至关重要。


    技术优势
    适合研究tsRNA/miRNA结合蛋白,外源合成RNA,不受RNA表达量低的限制;
    样本需求量低,只需要提供4x10^7个细胞即可实验;

  • microRNA、tsRNA、piRNA等通常采用RNA pull down-MS富集smallRNA结合的蛋白。体外合成biotin标记的目标RNA(Control组采用scramble RNA),加入到非变性裂解的生物样品中。随后,通过固定化avidin对biotin进行pull-down,得到的与目标RNA结合的RBP经LC-MS/MS鉴定和定量分析,据此构建目标RNA的相互作用蛋白谱。




    图2 RNA pull down-MS实验流程

  • 1.RNA pulldown-MS特异性富集的蛋白列表:


    2.RNA pulldown-MS特异性富集的蛋白GO/pathway分析


    3. RNA pulldown-MS特异性富集蛋白PPI互作网络图

  • 在多种应激条件下,tRNA能够发生特异性酶切,产生一类功能独特的tRNA片段(tRFs),和许多生理病理过程密切相关。来自Rockefeller University的科学家通过高通量测序技术发现一类tRFs特异性高表达于高转移性乳腺癌细胞中,并具有特定的motif,据此推测,细胞中可能存在某些与之特异性识别的蛋白质。为了鉴定这些未知的相互作用蛋白,作者运用RNA亲和纯化技术,用biotin标记的tRFs片段进行pull down,结合LC-MS/MS鉴定和定量分析,发现一个潜在的结合蛋白YBX1,并进行了深入研究。结果表明,YBX1蛋白能够与肿瘤转移相关基因mRNA结合并稳定mRNA,而tRFs可与mRNA竞争性结合YBX1,进而使肿瘤转移相关的mRNA去稳定性,抑制肿瘤的转移性。[1]

    图3 tsRNA通过竞争性结合YBX1调控mRNA稳定性


    参考文献:
     1. Goodarzi, Hani et al. “Endogenous tRNA-Derived Fragments Suppress Breast Cancer Progression via YBX1 Displacement.” Cell vol. 161,4 (2015): 790-802. doi:10.1016/j.cell.2015.02.053. [PMID: 25957686]