作者:Xie et al.
发表日期:2023年3月
发表期刊:Science


研究背景

DNA依赖性RNA聚合酶(DNA-dependent RNA polymerases, DdRP)的转录将遗传信息从DNA传递到RNA。虽然RNA聚合酶(Pols)I-III在大多数真核生物中是保守的,但植物具有两个额外的Pols IV和Pols V,参与植物特异性RNA介导的DNA甲基化(RNA-directed DNA methylation, RdDM)途径。在RdDM中,RNA依赖性RNA聚合酶2(RNA-DEPENDENT RNA POLYMERASE 2, RDR2)使用Pol IV转录本产生双链RNA,随后由DICER-LIKE 3(DCL3)加工成siRNA加载到ARGONAUTE 4(AGO4)中。在第二个下游步骤中,Pol V产生长非编码RNA(lncRNA)转录本,其作为结合AGO4-siRNA复合物的支架,然后招募DNA甲基转移酶DRM2(DOMAINS REARRANGED METHYLASE 2)以介导DNA甲基化和基因沉默。因此,Pol V具有双重作用,既产生转录本和将其他因子与染色质联系起来。尽管是从Pol II进化而来的,但Pol IV/V分支DdRPs各有其独特的功能。据报道,与Pol II相比,Pols IV和V都需要RNA引物,并且显示出较弱的体外转录活性。Pol IV也比Pol II更容易出错,而据报道Pol V具有更高的保真度。

实验方法

通过液氮冷冻和搅拌机将10Kg花菜组织均质化。将约16 L提取缓冲液(10 mM KCl,10 mM MgCl 2,1 mM DTT,5 mM EDTA,250 mM蔗糖,0.5%Triton-X-100,0.2 mM PMSF和10 mM HEPES,pH 7.8)加入到匀浆中,轻轻搅拌混合物。所得凝乳通过两层膜过滤。通过在4℃下以3,000 g离心20分钟收集花菜细胞核,并用提取缓冲液进一步洗涤两次。从10公斤花椰菜中可以获得约60克细胞核粗样。将约60g细胞核悬浮在60ml低盐缓冲液(20mM KCl,2mM MgCl 2,0.5mM DTT,0.2mM EDTA,25%甘油,0.2mM PMSF和20mM HEPES,pH 7.8)中破坏细胞核。然后加入90 ml高盐缓冲液(1.6 M KCl,2 mM MgCl 2,0.5 mM DTT,0.2 mM EDTA,25%甘油,0.2 mM PMSF和20 mM HEPES,pH 7.8)和2.5 kU SuperNuclease,轻轻摇动溶液10分钟以释放核酸。通过超声处理45分钟进一步除去核酸。将裂解物在4℃下以17,000g离心20分钟。 上清液用4层Miracloth(Millipore)过滤,并在RB400缓冲液(400mM NaCl,5mM MgCl 2,2mM DTT,10%甘油,0.1%NP40和50mM Tris-HCl,pH 7.5)下透析3小时,并用0.22μm过滤器(Millipore)过滤。将约2ml Protein G 填料加入到上一步的提取液中。孵育1小时后,通过低速离心去除填料,以除去非特异性结合蛋白。随后,将约200μg抗体5D2D8加入提取液中以捕获BoNRPE1。孵育3小时后,加入2ml新Protein G填料并进一步孵育1.5小时。Protein G填料以及结合的BoPol V通过低速离心收集。填料依次用200 ml Wash Buffer(400 mM NaCl、5 mM MgCl 2、2 mM DTT、5% 甘油、0.2% NP40 和 20 mM Tris-HCl,pH 7.5)和 100 ml Pre-Elution Buffer(400 mM NaCl、5 mM MgCl 2、2 mM DTT、1% 甘油、0.05% NP40 和 20 mM Tris-HCl,pH 7.5)清洗。BoPol V由5 ml终浓度为0.5 mg/ml 5D2D8表位肽(KKNPETELNAAAWG)洗脱。最后使用Superose 6 Increase 3.2/300 GL(Cytiva)和RB150缓冲液(150 mM KCl,5 mM MgCl2,2 mM DTT,1%甘油,0.05%NP40和20 mM HEPES,pH 7.8)在ÄKTA Pure Micro(Cytiva)设备上进一步纯化BoPol V。

产品信息

类别 货号 产品名称 规格
预装柱 29091596 Superose6 increase 3.2/300 GL 24 mL

Reference
Xie G, Du X, Hu H, Li S, Cao X, Jacobsen SE, Du J. Structure and mechanism of the plant RNA polymerase V. Science. 2023 Mar 24;379(6638):1209-1213.