Analyseren DNA schade in hippocampale neuronen Met behulp van de Comet Assay
Summary
De komeet assay is een efficiënte manier voor het opsporen enkel-en dubbel-breuken, met inbegrip van alkali-labiele sites en DNA-DNA/DNA-protein cross-links op het DNA in alle cellen met inbegrip van hippocampale neuronen. De methode maakt gebruik van de differentiële migratie van DNA in een elektrisch veld als gevolg van verschillen in hoeveelheid DNA schade.
Abstract
Een aantal geneesmiddelen gericht op de DNA herstel routes en induceren celdoding door het creëren van DNA schade. Zo zijn processen om rechtstreeks DNA-beschadiging uitgebreid geëvalueerd. Traditionele methoden zijn tijdrovend, duur, arbeidsintensief en vereisen replicerende cellen. In tegenstelling, de comet assay, een cel gelelektroforese assay, een snellere, niet-invasieve, goedkoop, direct en gevoelige meting van DNA schade en herstel. Alle vormen van DNA-schade en DNA-herstel kan worden gevisualiseerd op de enkele cel niveau met behulp van deze krachtige techniek.
Het uitgangspunt van de comet assay is dat intact DNA sterk geordende terwijl DNA-schade verstoort deze organisatie. De beschadigde DNA sijpelt in de agarose matrix en wanneer onderworpen aan een elektrisch veld, het negatief geladen DNA migreert naar de kathode die positief geladen is. De grote onbeschadigd DNA strengen kunnen niet ver van de kern migreren. DNA schademaakt kleinere DNA fragmenten die groter bereik dan het intacte DNA. Comet Assay een beeldanalyse software, meet en vergelijkt de totale fluorescentie-intensiteit van de DNA in de kern met DNA dat uit gemigreerd van de kern. Fluorescerend signaal van de gemigreerde DNA evenredig is met DNA schade. Langere helderder DNA staart betekent verhoogde DNA-schade. Enkele parameters die gemeten zijn staart moment dat een maat is voor zowel de hoeveelheid DNA en de verdeling van DNA in de staart, staartlengte en het percentage DNA in de staart. Deze test maakt het mogelijk om DNA repair meten en aangezien resolutie van DNA schade betekent herstel heeft plaatsgevonden. De grens van de gevoeligheid is ongeveer 50 breuken per diploïde zoogdiercellen 1,2. Cellen behandeld met een DNA beschadigende middelen, zoals etoposide, kan worden gebruikt als een positieve controle. Dus de comet assay is een snelle en effectieve procedure DNA schade te meten.
Protocol
Discussion
De komeet assay heeft de unieke capaciteit van het analyseren van individuele cellen. Dit is voordelig in identificatie van subpopulaties van cellen die andere reactie op cytotoxische middelen tonen. Een aantal praktische beperkingen moeten worden gehouden. Het aantal cellen die afzonderlijk kunnen worden geëvalueerd kan variëren afhankelijk van het individu. De steekproefomvang te worden verhoogd indien er variatie in DNA schade binnen een populatie. Levensvatbare enkele celsuspensie noodzakelijk is voor deze assay s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door de IMPACT Award van de afdeling Radiotherapie van de Universiteit van Alabama-Birmingham Comprehensive Cancer Center, de Fighting Children's Cancer Foundation, en de Gabrielle's Angel Foundation (tot ESY.).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalog number | Comments (optional) |
| 1.5 ml tubes | Santa Cruz Biotechnology, Inc | Sc-200271 | |
| 10X TBE (Tris base, boric acid, EDTA) | Fisher Scientific | BP13331 | |
| 15 ml tube | Fisher Scientific | 0553851 | |
| Agarose | Sigma | A5093 | |
| Aluminum foil | Fisher Scientific | 01213101 | |
| Beaker | Fisher Scientific | FB102300 | |
| Centrifuge | Thermo Scientific | 75004261PR | |
| Comet Assay software | Comet Assay IV Image Analysis System | ||
| Cylinder | Fisher Scientific | 08555F | |
| EDTA | GIBCO | 15575 | |
| Electrophoresis chamber | Thermo Scientific | 09528101 | |
| Ethanol | Fisher Scientific | A407P4 | |
| Fluorescent microscope | Zeiss Axio Vision | Any fluorescent microscope with green filter will suffice | |
| Hemacytometer | Fisher Scientific | 0267152 | |
| Low melting point agarose | Promega | V2111 | |
| Microwave | Sears | ||
| Phosphate buffered saline, calcium free, magnesium free | HyClone | SH3025601 | |
| Power supply | BioRad | 1645050 | |
| Refrigerator | Sears | ||
| Ruler | Staples | ||
| Slide | Fisher Scientific | 12550143 | |
| Sodium chloride | Sigma | S7653 | |
| Sodium hydroxide | Sigma | S5881 | |
| Sodium lauryl sarcosinate | Fisher Scientific | S529 | |
| Sybr green | Invitrogen | S7585 | |
| Tray | Fisher Scientific | 15242B | |
| Tris Base | Sigma | T6066 | |
| Triton-X 100 | Sigma | T8787 | |
| Trypsin | HyClone | SH3023601 | |
| Vortex | Fisher Scientific | 02216108 | |
| Water bath | Fisher Scientific | 154622Q |
References
- Olive, P. L., Banath, J. P. The comet assay: a method to measure DNA damage in individual cells. Nat. Protoc. 1, 23-29 (2006).
- Hovhannisyan, G. G. Fluorescence in situ hybridization in combination with the comet assay and micronucleus test in genetic toxicology. Mol. Cytogenet. 3, (2010).
- Olive, P. L. The comet assay. An overview of techniques. Methods Mol. Biol. 203, 179-194 (2002).
- Olive, P. L. Detection of DNA damage in individual cells by analysis of histone H2AX phosphorylation. Methods Cell Biol. 75, 355-373 (2004).
- Olive, P. L. Impact of the comet assay in radiobiology. Mutat. Res. 681, 13-23 (2009).
- Olive, P. L., Banath, J. P. Kinetics of H2AX phosphorylation after exposure to cisplatin. Cytometry B Clin. Cytom. 76, 79-90 (2009).
- Olive, P. L., Durand, R. E. Heterogeneity in DNA damage using the comet assay. Cytometry A. 66, 1-8 (2005).
- Collins, A. R. The comet assay for DNA damage and repair. Molecular biotechnology. 26, 249-261 (2004).
- Fairbairn, D. W., Olive, P. L., O’Neill, K. L. The comet assay: a comprehensive review. Mutation Research/Reviews in Genetic Toxicology. 339, 37-59 (1995).
- Yang, E. S., Nowsheen, S., Wang, T., Thotala, D. K., Xia, F. Glycogen synthase kinase 3B inhibition enhances repair of DNA double-strand breaks in irradiated hippocampal neurons. Neuro-Oncology. 13, 459-470 (2011).
- Yang, E. S., et al. Lithium-mediated protection of hippocampal cells involves enhancement of DNA-PK dependent repair in mice. The Journal of clinical investigation. , 119-1124 (2009).
- Collins, A. R., Harrington, V., Drew, J., Melvin, R. Nutritional modulation of DNA repair in a human intervention study. Carcinogenesis. 24, 511-515 (2003).
- Smith, C. C., O’Donovan, M. R., Martin, E. A. hOGG1 recognizes oxidative damage using the comet assay with greater specificity than FPG or ENDOIII. Mutagenesis. 21, 185-190 (2006).
- Rosenquist, T. A., Zharkov, D. O., Grollman, A. P. Cloning and characterization of a mammalian 8-oxoguanine DNA glycosylase. Proceedings of the National Academy of Sciences. 94, 7429-7434 (1997).
- Radicella, J. P., Dherin, C., Desmaze, C., Fox, M. S., Boiteux, S. Cloning and characterization of hOGG1, a human homolog of the OGG1 gene of Saccharomyces cerevisiae. Proceedings of the National Academy of Sciences. 94, 8010-8015 (1997).
- Banath, J. P., Klokov, D., MacPhail, S. H., Banuelos, C. A., Olive, P. L. Residual gammaH2AX foci as an indication of lethal DNA lesions. BMC Cancer. 10, 4 (2010).
- Banath, J. P., Macphail, S. H., Olive, P. L. Radiation sensitivity, H2AX phosphorylation, and kinetics of repair of DNA strand breaks in irradiated cervical cancer cell lines. Cancer Res. 64, 7144-7149 (2004).
- Bonner, W. M., et al. [gamma]H2AX and cancer. Nat. Rev. Cancer. 8, 957-967 (2008).
- Finney, M. Pulsed Field Gel Electrophoresis. Current protocols in molecular biology. , (2000).
- Electrophoresis, F. I., et al. . Pulsed-field gel electrophoresis. , (2000).
- Nowsheen, S., Bonner, J. A., Yang, E. S. The poly (ADP-Ribose) polymerase inhibitor ABT-888 reduces radiation-induced nuclear EGFR and augments head and neck tumor response to radiotherapy. Radiotherapy and Oncology. , (2011).
