特定の植物遺伝子上にヒストン修飾を検出するために信頼性の高い有用なアプローチが説明されています。アプローチは、クロマチン免疫沈降(ChIP)とリアルタイム定量PCRを兼ね備えています。それは、多様な生理学的プロセスにおいて役割を持つ特定の遺伝子のヒストン修飾の検出を可能にする。
クロマチン構造は、真核生物における遺伝子発現の調節に重要である。このプロセスでは、ヒストンH3およびH4のアミノ末端尾部でのクロマチンリモデリング、DNAメチル化、および共有結合修飾は、本質的な役割1〜2果たす。 H3およびH4ヒストン修飾は、リジンやアルギニンのメチル化、リジンのアセチル化、および1-2のセリン残基のリン酸化が含まれています。これらの修飾は遺伝子の活性化、抑制、または適切な信号(微生物体関連分子パターン、光、ホルモン、等)3-7の認識の後の式のより迅速かつ堅牢な活性化をサポートしている遺伝子のプライミング状態のいずれかで関連付けられています。
ここでは、選択された植物遺伝子上の特定のクロマチン修飾の信頼性と感度に検出する手法を提案する。技術は、特異的修飾抗体9,10、ヒストン- DNA複合体の脱架橋、とクロマチン、クロマチン免疫沈降(ChIP)の抽出及び超音波処理、ホルムアルデヒド8,9付き(修正)ヒストンとDNAの架橋に基づいており、遺伝子特異的リアルタイム定量PCR。アプローチは、トウモロコシ5,11およびシロイヌナズナ3の全身性免疫におけるC 4光合成に関連する特定のヒストン修飾を検出するために役立っています。
プロトコルにおいて最も重要なステップは、材料の研削、およびクロマチンの超音波処理、DNAとヒストン、型と葉の物質の量の架橋です。これらの問題についての詳細は、refsを参照してください。 9と10。
超音波処理と架橋:
400bp程度の断片に超音波照射時のクロマチンを妨害することが重要です。不十分な超音波処理が長いクロマチンの断片を残すのに対し、徹底的な超音波処理は、DNAとヒストンを破壊することによりクロマチンを破壊します。テストした軌跡から遠位ヒストン修飾がローカルの変更と区別できないため、これらは、メソッドの特異性に影響を与えます。超音波処理の効率が最高のDNAを単離し、アガロースゲル電気泳動により断片化したDNAの長さを決定する、超音波処理、脱架橋DNAとヒストンの前と後のサンプルから20μLクロマチンを収集することによってテストされています。クロマチンの準備がまだ断片化したDNAの可視化を妨げる可能性のある精製のこの段階でRNAを大量に含まれているため、RNアーゼは、電気泳動前のサンプルに追加する必要があります。非断片化したクロマチンからDNAが10kbp以上の場合、断片化したクロマチンからDNAは、DNAの400bp前後の最大信号強度とスミアを形成するのに対し、サンプルは、クロマチン免疫沈降のために有用です。
我々は日常的に無傷の葉におけるクロマチン架橋のために3%(v / v)のホルムアルデヒドを使用していますが、1%(v / v)のホルムアルデヒドは、ほとんどのケースで十分な場合があります。私たちの手では、低ホルムアルデヒドの濃度が短い超音波処理時間とそれに伴うPCR反応のバックグラウンドシグナルを可能にする。しかし、ホルムアルデヒドの不十分な量は、しばしば独立した実験の間でPCR信号の低再現性につながる。これは、低濃度でホルムアルデヒドと葉の不十分な浸透に起因するかもしれない。化合物が時間とともに重合する傾向があるので頻繁にホルムアルデヒドの株式を交換することを確認してください。ホルムアルデヒドのソリューションは、約一ヶ月間安定しており、この期間はほとんどメタノールの安定化によって延長されていません。それは、実験条件を設定するときに別のホルムアルデヒド濃度をテストすることをお勧めします。
植物材料の量と研削:
お互いに付着葉を避けるために、バッファの大量の葉材料の少量に潜入することが重要です。葉は、しばしば、ホルムアルデヒドの不十分な浸潤の結果を突き出し。また、あまりにも多くの植物材料は、ミラクロス組織の細孔をブロックします。粉砕効率が大幅に完璧にフィットで乳鉢と乳棒を使用してによって異なります。材料を微粉末に粉砕されるまで、我々は定期的に追加の液体窒素の欠如50秒間、3回の液体窒素冷却乳棒と乳鉢を用いて挽く。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、ドイツ科学財団(DFG)とドイツ連邦政府と州政府のエクセレンスイニシアチブによって資金を供給された。
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
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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 |