ロングレンジDNAの相互作用を識別するための関連する染色体のトラップ

1。長距離クロマチンの相互作用のホルムアルデヒド固定インキュベーターで15％FBSおよび80〜90％コンフルエントに1 ×ペニシリン/ストレプトマイシンと培養ヒト細胞株RPMI1640培地でHL – 60は37℃、5％CO 2に付属℃に 15分間1200 rpmで50 mlのヌンクチューブ、遠心中に細胞を回収し、吸引により培地を除去細胞ペレットを再懸濁させる培地5 mlを加えて、血球計算盤を用いて細胞を数える。 RPMI1640 / 10％FBSを有する40mlの容積に約1 × 10 7細胞を利用し、希釈クロマチンを修正するために37％ホルムアルデヒド1.7mlを加える。 穏やかに振盪しながら室温で10分間インキュベートし、2Mグリシンの2.4 mlを癒やす。 4時1200 rpmで15分間、遠心° C、そして上清を取り除く。 40ミリリットルの氷冷PBSで1回ペレットを洗浄し、ペレットをスピンダウンし、PBSを取り除く。 2。核を分離するために細胞溶解新鮮な追加プロテアーゼ阻害剤（1:500希釈）と0.1mMのPMSFと氷冷溶解バッファー（10mMのトリス- HCl、pH8.0、10mMのNaClを、0.2％NP – 40）40ml中の再懸細胞。 90分、15分間2,500 rpmで遠心分離の回転と寒い部屋でインキュベートし、上清を取り除く。 3。 Bgl IIで制限酵素消化 1 × NEBバッファ3の0.5mlに核を再懸濁し、15μlof10％SDSを加える。振盪しながら1時間、37℃でインキュベートし、その後、トリトンX – 100 SDSを隔離するために20％の45μlを加える。 ℃で1時間振とうしながら37℃でインキュベートする。 制限酵素消化のための1 × 10 6細胞核（約15μgの、元の細胞の10分の1）のアリコートを使用してください。ステップ3.1から核のソリューションの55μlを取り出し、1 × NEBバッファ3 および Bgl II（50U/ul）の12μlの433μlを500μlのために作る。 37℃で一晩インキュベートする。 4。相互作用するDNAセグメントのライゲーション 65で加熱することにより95 10％SDSの添加、および変性を追加することにより、制限酵素を失活℃の水浴で20分間。 1 ×ライゲーション緩衝液（30mMのトリス- HCl、pH 8.0、10mMのMgCl 2、10mMのDTT、1mMのATP）と20％のTriton X – 100の360μlを7 mlを加え、1時間37℃でインキュベート。 16 ° Cおよび400 U /μlのT4 DNAリガーゼを50μlを追加して温度を下げる。室温で30分間後、4時間16℃でサンプルをインキュベートし。 5。 DNA精製プロテイナーゼK300μgのを追加し、65℃で一晩。 37とインキュベート℃で30分間、RNaseの5μgを追加するイソプロパノールのフェノール/クロロホルム抽出、及び沈殿物のDNAでDNAを精製する。滅菌蒸留水150μlのDNAを溶解する。 6。 MSP Iによる消化およびオリゴヌクレオチドリンカーとライゲーション 4〜6時間で37 MSP私の5単位で° CのDNAを精製したの2μgをインキュベートする。 65歳で私をMSP℃で10分間を不活性化し、5 mg / mlのグリコーゲンを1μlとエタノールでDNAを沈殿させる。滅菌蒸留水50μlにDNAペレットを溶解する。 20μMのリンカーオリゴヌクレオチドのL（5' – gctgaccctgaattcgcacgtgcctgtcgttagcggacacagggcgattcac – 3'）を2μl、20μMのオリゴヌクレオチドS（5' – cggtgaatc – 3を1μl"）、1μlのとMSP I処理したDNAを50μlを混合滅菌蒸留水と10 × T4 DNAリガーゼバッファーの6μlの。液体ワックスとの混合物をカバーしています。 50変性オリゴヌクレオチド℃で1分間Cとサーマルサイクラーで° C 0.5 ° C /分の勾配を10に徐々に冷却します。 400 U /μlのT4 DNAリガーゼ1μlを加え、15℃で一晩インキュベートする。 QIAクイックPCR精製キットを使用してリンカーライゲーションされたDNAを精製し、滅菌蒸留水50μlで溶出。 7。 PCR増幅と配列分析あなたが長距離相互作用（すなわち、"餌"）のために検査したいDNAの特定の領域のプライマーを選択してください。この例では、我々は、ABL – 1を使用してください。 最初のラウンドのPCRは、20μMABL -1特異的プライマー＃4656（5' – gttcaagcgattctcctgcctcga – 3'）、20μMのリンカー特異的プライマー＃2963（5' – 1μlの1μlを使用してを実行するために精製したDNA 1μlを取るgctgaccctgaattcgcacgtgcct – 3'）、3 × Klen Taq DNAポリメラーゼIカクテルと滅菌蒸留水を3μlの3μl。 32 P – dCTPの二つμlのPCR増幅の前に私はカクテル3 × Klen Taq DNAポリメラーゼの100μlに添加される。ホットスタートPCRは2分間、95℃CFOR 2分間72℃であるため、熱サイクル、95の18サイクルで20秒間、65℃40秒C、1分間72℃で、最終的な拡張72 ° Cで行われ5分間。 滅菌蒸留水30μlにQIAクイックPCR精製キット、溶出したDNAを用いて最初のラウンドのPCR産物を精製する。 20μMのABL – 1特異的プライマー＃4626（5' – ggagaatttttatctgcctctgtga – 3'）（図1a）、1μlの1μLを加えることによって入れ子プライマーを用いたPCRの第2ラウンドを行うために100 ×希釈した最初のPCR産物を1μlを取るリンカー特異的プライマー＃2961（5' – gtcgttagcggacacagggcgattc – 3'）、滅菌蒸留水の添加3 × Klen Taq DNAポリメラーゼ私はカクテルと3の3μlの20μMの。サーマルサイクリングのスケジュールは、20秒、95℃、67℃40秒、72で拡張子が続く1分、℃で5分間72℃での25サイクルです。 5パーセント尿素- PAGEゲルを実行するとPhosphoImager（図1b）にさらさ画面を走査することによりPCR産物を可視化する。それぞれのPCRバンドを滅菌蒸留水60μlを含むエッペンドルフチュー​​ブにゲル片を溶解し、℃で5分間95℃インキュベートすることにより、ゲルからリサイクルすることができます。すべてのサンプルを収集するために10秒間、10,000 rpmで短時間遠心します。上記と同じ条件を使用して、プライマー対4626分の2961でPCRを実行するためにDNAの鋳型として使用する場合、1μlを取り外します。配列解析をQIAquick PCR精製キットを用いて精製した後に実行することができます。 http://genome.ucsc.edu（図1c）：DNA配列は、ウェブサイトでそれらの染色体位置を決定するオンラインツールを用いて分析している。 DNA配列を貼り付けることができる新しいウィンドウを入力して"​​BLAT"をクリックして、新しいウィンドウが'submit'をクリックした後に表示され、"BLATの検索結果を"示しています。 DNA配列の位置を示すために次のウィンドウに入力する100％の同一性で大ヒットの"ブラウザ"をクリック。 8。代表的な結果 1。その長い範囲のDNAの相互作用を決定するために餌としてABL – 1の領域を使用してACTアッセイ図1a、二つの BglII部位一BamHIでサイトに示すように、ACTアッセイのために選ばれた。 PCRの第2ラウンドでは、プライマーは、2961分の4626は、ABL – M1を増幅するために使用されたセット、2961分の4630は、ABL – M2に使用され、2961分の4636は、ABL – M3のために使用されていました。典型的なゲルのパターンはいくつかのバンド（図1b）への1つを示しています。 ACTアッセイの各フラグメントは、2つの結合されたDNAセグメントで構成されています：第2セグメントは第一の制限酵素認識配列によって餌域セグメントに結合された関連するパートナー、から来る間、一つのセグメントは、餌のDNA領域から導出されます。第二の酵素の認識配列は、関連付けられているパートナーのシーケンス（図1c）の最後に表示されます。クローン化されたABL – M1フラグメントは+133,592,306-133,592,399から染色体9q32.4に位置するABL1の領域からのDNAが含まれており、関連するパートナーは+71,869,882-71,870,107から染色体3p13に位置しています。関連するパートナーのアイデンティティがUCSCゲノムブラウザ（2009年2月にリリースさGRCh7/hg19）を使用して、それらの配列をブラストによって発見されています。PROK2は chr3p13座での関連するパートナーとして同定された。 クローンABL – M3は、ABL – 1遺伝子座に近い内染色協会として同定された一方同様に、ABL – M2関連したパートナーは、chr5q21.1に局在していた。 2。 ACTアッセイを用いて有病率の低下長距離相互作用の決定 3Cに基づいて他のアッセイは、我々は図1に及びIGF2 / H19座12で示されているよりも多くの相互作用のパートナーを報告している。我々が概説されていることを方法論は、最も一般的な長距離相互作用を選択します。しかし、PCRのサイクル数を増やすことによって、それがよく（図2）に応じて追加、それほど頻繁にアソシエーションを識別することが可能です。 3。正常組織に比べ癌細胞における長距離相互作用の違い。 ACTアッセイはまた、核の構造と正常細胞とがん細胞（図3）との間の長距離相互作用の違いを識別するために使用することができます。これらの違いは、細胞形質転換時に発生する核のアーキテクチャの変更を反映することができるため、このアッセイは、最終的には診断目的のために適用可能である。正常および癌組織の両方で発生する同様のゲルパターンは、ACTアッセイの信頼性と再現性であることが示された。 ACTアッセイは、長い範囲のDNAのパートナーを識別できますが、そのようなフィッシュ＆チップスアッセイなどのさらなる分析は、、遠い遺伝子座の間に同定されたアソシエーションの存在を確認する必要があります。遺伝学的、生理学的および生化学的研究は、これらの長い範囲のDNA協会の生物学的影響を解明するために実行することができます。 HL – 60細胞での餌のDNAとして、ABL – 1領域を用いて図1のACTアッセイ 。 A. DNA構造体ABL – 1領域のURE。 ACTアッセイで使用されている最初の制限酵素はBglIIでいました。 PCRの第2ラウンドのためのプライマーも矢印と対応するプライマーの番号によってラベル付けされます。 B. 5パーセント尿素- PAGEにおけるACTアッセイのゲルパターン。プライマーペア4626/2961は、ネステッドPCRでABL – M1クローンを増幅するために使用され、2961分の4630は、クローンABL – M2に使用され、2961分の4636は、クローンABL – M3のために使用されていました。 C.クローンABL – M1のDNA配列。 ABL – 1餌のDNAからDNA断片が赤でラベル付けされている、と関連付けられているDNAのパートナーがシアンでラベル付けされている。 をBgl IIサイト（AGACTC）緑色に標識された、とMSP私のサイトは（CCGG）紫色のラベルが貼られています。 図2のPCRサイクルは、ACTアッセイの結果に影響を与える。マウス線維芽細胞における餌のDNAとしてIgf2/H19座でインプリンティング制御領域（ICR）を使用して、別のサイクリングプログラムはACTアッセイのPCRの第1,2ラウンドに分けて適用されていました。 PCRの最初のラウンドで18から20サイクルは、可視化するのに十分な信号を増幅していませんでした。明確なバンドの第二のPCRの結果で二十5サイクル、PCRの第2ラウンドのためにサイクル数を増やしながら、よりバンドに加えて、スミアのパターンを誘導した。 ACTアッセイの正常な結腸組織と結腸癌組織間の核アーキテクチャの違いを図3検出。A. ACTアッセイのためのDNA IGF2/H19軌跡とIGF2遺伝子におけるICR領域の構造。DPN II部位が標識されている。第二ラウンドPCRに用いるプライマーは、図のパネルBの各レーンに対応するさまざまな色の矢印と数字でラベルが付いています。 B. 5パーセント尿素- PAGEにおけるACTアッセイのゲルパターン。正常な結腸組織MAD03 – 1423および大腸癌組織MAD04 – 149は協調ヒト組織ネットワーク（CHTN）西部事業部から入手した。各結腸組織をホモジナイズした後、ACTアッセイは、本明細書に記載の手順に従って実施した。レーン1はプライマーペア＃2961andのパネルにピンク色で標識された＃4161を（5' – tctgcgccatcagggcagtgagac – 3'）を用いたPCRの結果を表し、レーン2はプライマーペア＃2961と＃4163（5' – gccgcgcggccacttccgattcc – 3を用いたPCRの結果を表します。 "）パネルで、オレンジ色のラベルが付いて、レーン3は、プライマーペア＃2961と＃5145（5' – gccatgcaggtaggatttgagctg – 3を用いたPCRの結果を表します"パネルに青色でラベルされた）、レーン4はプライマーペア＃2961を用いたPCRの結果を表します。パネルaに緑で標識されたと＃5151（5' – gtctcaaataggggccagctagcttgg – 3'）正常な結腸組織にのみ現れるユニークなバンドは黄色の矢印で表示されています、と大腸癌組織にのみ登場したそれらのバンドは赤色の矢印で表示されています。 ICR、刷り込み制御領域、DMR、異なるメチル化領域。