SHAPE（Selective 2'-Hydroxyl Acylation and Primer Extension）プローブは、イサト酸無水物をベースに開発された、RNAにおける局所的なヌクレオチドのダイナミクスの解析に用いられる試薬です。内部塩基対を形成していないRNAバックボーン（糖リン酸骨格）のリボースの2'-ヒドロキシ基を選択的にアシル化することによって塩基が修飾され、プライマー伸長またはエキソリボヌクレアーゼ消化からの保護により検出が可能です。
同様のRNAの高次構造解析を目的として用いられる塩基特異的プローブと異なり、SHAPEプローブを含むジェネラリストプローブは、RNAバックボーンと反応するためすべてのヌクレオチドを同時にモニタリングできます。
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SHAPEプローブ [RNA構造解析]
| プローブ | 半減期 | 特徴 | 製品コード |
|---|---|---|---|
| NMIA | 430 sec. | SHAPE試薬として広く用いられている化合物の一つ。細胞内RNAの修飾には不適です1)。 | M0743 |
| 1M7 | 14 sec. | SHAPE試薬として広く用いられている化合物の一つ。ヌクレオチドバイアスが低いです。他のSHAPE試薬と比較してin vivoよりもin vitroでの使用に優位である傾向があります2,3,4)。 | M3578 |
| 1M6 | 31 sec. | 1M7と同様に汎用性が高く、cell freeでのアッセイに適します。NMIAよりも迅速な反応性を有します5)。 | M3589 |
| 5NIA | ~100 sec. | 生細胞内のRNAの標識に適します3)。 | N1245 |
| NAI | 33 min. | 半減期が長く、溶解性が高いなど、生細胞内のRNAの標識に適した特性を有します。ヌクレオチドバイアスが他の化合物と比べて高いです4,6)。 | |
| FAI | 73 min. | 半減期が長く、溶解性が高いなど、生細胞内のRNAの標識に適した特性を有します。DTTなどのクエンチャーと用いることでより正確なアシル化の制御が可能です4,6,7)。 | |
| NAI-N3 | 33 min. | 銅フリーのクリック反応を利用したIn Vivo Click SHAPE (icSHAPE)により、バックグラウンドの抑制と修飾されたRNAの選択的精製が可能です8)。 | |
| NPIA | 5.9 min. | NMIAのN-メチル基がN-(2-オキソプロピル)基に置き換えられた構造の化合物。ビオチン-ヒドラジドと反応させることでバックグラウンドの抑制と修飾されたRNAの選択的精製が可能です9)。 | |
| 2A3 | 260 min. | 生細胞のRNA構造予測においてNAIより優れているという報告があります10)。 | |
| BzCN | 0.25 sec. | 反応速度が早く、加水分解により急速に不活性化されるため、秒単位でRNAフォールディングを追跡するために有用です11)。 | B0835 |
| 略称 NMIA: N-Methylisatoic Anhydride; 1M7: 1-Methyl-7-nitroisatoic Anhydride; 1M6: 1-Methyl-6-nitroisatoic Anhydride; 5NIA: 5-Nitroisatoic Anhydride; NAI: 2-Methylnicotinic Acid Imidazolide, FAI: 2-Methyl-3-furoic Acid Imidazolide; NPIA: N-(2-Oxopropyl)isatoic Anhydride; 2A3: 2-Aminopyridine-3-carboxylic Acid Imidazolide, BzCN: Benzoyl Cyanide |
SHAPEプローブとMultiplexed Accessibility Probing (MaP)という技術を用いたSHAPE-MaPでは、修飾RNA塩基の逆転写リードスルーを優先することが可能な逆転写酵素/条件が報告されており、最終的には同じcDNA分子内の変異として複数の修飾部位が記録されることが示されています10)。
引用文献
- 1) RNA Structure Analysis at Single Nucleotide Resolution by Selective 2'-Hydroxyl Acylation and Primer Extension (SHAPE)
- 2) A Fast-Acting Reagent for Accurate Analysis of RNA Secondary and Tertiary Structure by SHAPE Chemistry
- 3) Guidelines for SHAPE Reagent Choice and Detection Strategy for RNA Structure Probing Studies
- 4) Comparison of SHAPE reagents for mapping RNA structures inside living cells
- 5) Fingerprinting Noncanonical and Tertiary RNA Structures by Differential SHAPE Reactivity
- 6) RNA SHAPE analysis in living cells
- 7) Comparative Analysis Reveals Furoyl in Vivo Selective Hydroxyl Acylation Analyzed by Primer Extension Reagents Form Stable Ribosyl Ester Adducts
- 8) Structural imprints in vivo decode RNA regulatory mechanisms
- 9) SHAPE Selection (SHAPES) enrich for RNA structure signal in SHAPE sequencing-based probing data
- 10) A novel SHAPE reagent enables the analysis of RNA structure in living cells with unprecedented accuracy
- 11) Time-Resolved RNA SHAPE Chemistry
- 12) In Vitro Methods to Decipher the Structure of Viral RNA Genomes
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