Une approche fiable et utile pour détecter les modifications des histones sur les gènes de plantes spécifiques est décrite. L'approche combine immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) et en temps réel de PCR quantitative. Elle permet la détection des modifications des histones sur des gènes spécifiques avec un rôle dans divers processus physiologiques.
Structure de la chromatine est importante pour la régulation de l'expression des gènes chez les eucaryotes. Dans ce processus, les modifications remodelage de la chromatine, la méthylation de l'ADN, et covalente sur la queue amino-terminale des histones H3 et H4 jouent des rôles essentiels 1-2. Modifications des histones H3 et H4 comprennent la méthylation de la lysine et l'arginine, l'acétylation de la lysine, et la phosphorylation de 1-2 résidus sérine. Ces modifications sont liées soit à l'activation des gènes, la répression, ou un état apprêté du gène qui favorise l'activation plus rapide et robuste d'expression après la perception des signaux appropriés (microbe motifs moléculaires associés, la lumière, hormones, etc) 3-7.
Ici, nous présentons une méthode pour la détection fiable et sensible de certaines modifications de la chromatine sur les gènes de la plante choisie. La technique est basée sur la réticulation du (modifié) histones et l'ADN avec le formaldéhyde 8,9, l'extraction et sonication de la chromatine, immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) avec modification des anticorps spécifiques 9,10, de réticulation de l'histone-ADN, et spécifiques du gène en temps réel de PCR quantitative. L'approche s'est avérée utile pour détecter les modifications des histones spécifiques associés à la photosynthèse en C 4 à 5,11 maïs et l'immunité systémique en 3 Arabidopsis.
Étapes les plus critiques dans le protocole sont la réticulation de l'ADN et les histones, le type et la quantité de matériau de feuilles, broyage de la matière, et la sonication de la chromatine. Pour une discussion plus détaillée de ces questions, voir refs. 9 et 10.
Sonication et réticulation:
Il est important de perturber la chromatine pendant la sonication à des fragments d'environ 400bp. Sonication exhaustive va détruire la chromatine en perturbant l'ADN et les histones, alors que la sonication insuffisante va laisser des fragments de chromatine longtemps. Ceux-ci affectent la spécificité de la méthode, parce que les modifications des histones distale du locus testés ne peuvent être discriminés par des modifications locales. L'efficacité sonication est mieux testée par 20 pi de la chromatine collecte des échantillons avant et après traitement par ultrasons, de réticulation de l'ADN et les histones, isoler l'ADN et de déterminer la longueur de l'ADN cisaillé par électrophorèse sur gel. RNAse devraient être ajoutés aux échantillons avant l'électrophorèse, parce que la préparation de chromatine contient encore de grandes quantités d'ARN à ce stade de la purification qui pourraient interférer avec la visualisation de l'ADN fragmenté. Les échantillons sont utiles pour immunoprécipitation de la chromatine, si l'ADN de la non-cisaillée chromatine est plus long que 10kbp, tandis que l'ADN de la chromatine cisaillé formes d'un frottis avec une intensité maximale du signal autour de 400bp de l'ADN.
Nous utilisons régulièrement de 3% (v / v) de formaldéhyde réticulation chromatine dans des feuilles intactes, mais 1% (v / v) de formaldéhyde pourrait être suffisant dans la plupart des cas. Dans nos mains, les concentrations de formaldéhyde permettent des temps de sonication plus courtes et les signaux de fond dans des réactions PCR conséquente. Cependant, des quantités insuffisantes de formaldéhyde aboutissent souvent à faible reproductibilité du signal PCR entre expériences indépendantes. Ceci pourrait être dû à la pénétration insuffisante de feuilles avec du formaldéhyde à des concentrations faibles. Assurez-vous d'échanger votre stock de formaldéhyde souvent que le composé a tendance à se polymériser avec le temps. Les solutions de formaldéhyde ne sont stables que pendant un mois environ, et cette période est à peine prolongée par une stabilisation du méthanol. Il est conseillé de tester différentes concentrations de formaldéhyde lors de la création des conditions expérimentales.
Montant de la matière végétale et de rectification:
Il est important d'infiltrer de faibles quantités de matière végétale dans un grand volume de tampon pour éviter les feuilles collent les unes aux autres. Feuille coller aboutit souvent à une infiltration insuffisante de formaldéhyde. Par ailleurs, du matériel végétal trop de bloquer les pores du tissu miracloth. L'efficacité du broyage dépend considérablement de l'aide d'un mortier et un pilon avec une coupe parfaite. Nous avons régulièrement moudre avec un liquide refroidi à l'azote pilon et un mortier en l'absence de l'azote liquide supplémentaire de trois fois pendant 50 secondes jusqu'à ce que le matériel est broyé en une fine poudre.
The authors have nothing to disclose.
Ce travail a été financé par la Fondation allemande des sciences (DFG) et l'Initiative d'excellence des gouvernements fédéral allemand et l'Etat.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
---|---|---|---|
Protein-A-Agarose | Roche | 11 134 515 001 | depends on the antibody class |
Protein-G-Agarose | Roche | 11 243 233 001 | depends on the antibody class |
Anti-hyperacetyl-H4 | Millipore | 06-946 | we used 5μL |
Anti-acetyl-H4K5 | Millipore | 07-327 | we used 5μL |
Anti-acetyl-H4K8 | Millipore | 07-328 | we used 5μL |
Anti-acetyl-H4K12 | Millipore | 07-595 | we used 5μL |
Anti-acetyl-H4K16 | Millipore | 07-329 | we used 5μL |
Anti-acetyl-H4K18 | Millipore | 07-354 | we used 1μL |
Anti-acetyl-H3K9 | Millipore | 07-352 | we used 5μL |
Anti-acetyl-H3K14 | Millipore | 07-353 | we used 1μL |
Anti-trimethyl-H3K4 | Diagenode | pAB-003-50 | we used 5μL |
Anti-dimethyl-H3K4 | Millipore | 07-030 | we used 5μL |
Anti-monomethyl-H3K4 | Abcam | ab8895 | 2,5 -10μL |
Anti-H3 | Abcam | ab1791 | we used 1μL to check histone density |
Bioruptor | Diagenode | UCD-200 TO | |
Sonotrode MS72 | Bandelin | ||
Miracloth | Calbiochem | 475855 | |
Complete Protease Inhibitor | Roche | 11836145001 |