Nükleer mimari plastisite kodlamayan RNA’ların, DNA metilasyonu, nucleosome yeniden konumlandırma gibi Histon kompozisyon ve değiştirme işlemleri de dahil olmak üzere dinamik epigenetik mekanizmalar tarafından kontrol edilir. Burada tekrarlanabilir, ucuz ve basit bir şekilde Kromatin erişilebilirlik belirlenmesi sağlayan bir Formaldehyde-Assisted yalıtım, Düzenleyici öğelerini (dürüst) protokolünü açıklar.
Uygun gen ekspresyonu yanıt olarak, diğer bir deyişle, doku ve soy özel gen transkripsiyonu, hücre dışı yardımlar eleştirel Kromatin organizasyon yüksek tanımlı Birleşik üzerinde bağlıdır. Çekirdek dinamik mimarisi birden fazla mekanizma ile kontrol edilir ve transkripsiyon çıkış programları şekiller. Bu, bu nedenle, locus özel Kromatin erişilebilirlik tercihen deneysel değişkenlik potansiyel karıştırıcı bir kaynağı olabilir antikorlar bağımsız bir güvenilir bir şekilde belirlemek önemlidir. Kromatin erişilebilirlik hücreleri nispeten düşük bir dizi genel Kromatin erişilebilirlik belirlenmesi izin Formaldehyde-Assisted yalıtım, Düzenleyici öğelerini (dürüst) tahlil de dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle ölçülebilir. Burada genomik bölgeleri düşük protein doluluk ile basit, güvenilir ve hızlı tanımlaması sağlayan bir FAIRE protokol açıklayın. Bu yöntemde, DNA kovalent formaldehit crosslinking Aracısı olarak kullanarak Kromatin proteinleri bağlı ve küçük parçalara sheared. Ücretsiz DNA daha sonra fenol: kloroform ayıklama kullanılarak zenginleştirilmiştir. Ücretsiz DNA oranı nicel Polimeraz zincir reaksiyonu (qPCR) veya toplam DNA temsil eden bir denetim örneğe göre DNA sıralama (DNA-seq) tarafından belirlenir. Böylece alt Kromatin sıkıştırma genomik bölgeleriyle tanımlaması izin ücretsiz DNA örneği içinde bölgeleri daha gevşek bir Kromatin yapısı ile zenginleştirilmiş.
Ökaryotik hücrelerin genomik DNA sıkıca paketlenmiş oluşturarlar, kaldırılabilir veya DNA diğer proteinler etkileşime izin vermek için yenilenmiş gerekiyor. Bir gen transkripsiyon aktivasyonu genellikle nucleosomal yapısı, özellikle de1+ 1 nucleosome, daha açık bir yapılandırma transkripsiyonu RNA polimeraz tarafından kolaylaştırmak için yol açar. Ayrıca, düzenleyici bölgeleri, Organizatör ve arttırıcılar gibi Kromatin değiştiriciler veya transkripsiyon faktörleri2etkileşime izin vermek için onların Kromatin erişilebilirlik dinamik değişiklikleri meydana. Bu nucleosome serbest bölgeleri tanımlamak için birkaç yaklaşım geliştirilmiştir. Bu enzimler Dnaz gibi karşı hassasiyetini içerir ben3 veya sıkıca oluşturarlar sarılı değil zaman ulaşabileceğiniz sadece DNA micrococcal nükleaz4,. Retrotransposable elemanları (tahlil Transposase erişilebilir Kromatin, ATAÇ için) transposase-aracılı entegrasyonu açık Kromatin veya ücretsiz DNA kimliği için diğer yöntemleri dahil5veya Kromatin immunoprecipitation (ChIP) kullanarak Histon karşı antikor. DÜRÜST yöntemi kapasitesi bir enzim DNA ulaşmak için veya belirli bir protein bir antikor bağlama temel değil, ancak yerine bir fenol: kloroform ayıklama6,7tarafından nucleosome serbest bölgeler arıtma üzerinde dayanır. Bu yöntemde, DNA’yı Kromatin proteinleri crosslinking Ajan formaldehit tarafından kovalent bağlı ve daha sonra küçük parçalara sonication tarafından sheared. DNA bölgeleri yoktur veya çok az oluşturarlar ile az veya hiç çapraz DNA/protein kompleksleri varken sıkıca paketlenmiş Kromatin bölgeleri-ecek-si olmak bol DNA/protein Glossar. Fenol: kloroform ayıklama sigara çapraz DNA çapraz proteinler için ise sulu faz ücretsiz DNA organik fenol faz veya organik sulu Interphase proteinler ile birlikte yakalanan arıtma sağlar. Toplam DNA örneği referansı ile karşılaştırıldığında bu ücretsiz DNA miktar Kromatin serbest bölgeler tanımlamasını sağlar. FAIRE yöntemi tek tek genomik bölgeler karakterizasyonu için burada açıklandığı gibi kullanılabilir, ama aynı zamanda derin sıralama için farklı modelleri8 ‘ de açıklandığı gibi birleştiğinde genom çapında Kromatin erişilebilirlik tanımlanması için uygundur , 9 , 10 , 11 , 12 , 13. FAIRE-seq ve ataç-seq gibi diğer yöntemler tarafından elde edilen sonuçlar büyük ölçüde14üst üste. Çok sağlam dürüst yöntemidir, ucuz ve kolay nucleosome serbest bölgeleri tanımlamak için yöntemi gerçekleştirmek. Diğer yöntemlerin aksine bu enzimler (Dnaz seq, MNase-seq) veya transposases (ataç-seq) için gerektiği gibi sindirim uygun düzeyini belirlemek için pilot deneyler gerektirmez ve ayrıntılı bir son bir daha gözden geçirme15olarak ele. Düzeltilecek tek sonication koşulları ve bazı durumlarda fiksasyon zaman parametreleridir. Bu kağıt şematik Resim 1 ‘ de görüntülenir ve bunu bir sonicator dışında herhangi bir özel ekipman gerektirmez basit bir protokolünü açıklar. Protokol makul kısa sürede gerçekleştirilebilir ve dürüst Kromatin erişilebilirlik akciğer hücreleri11 ‘ den birincil fare karaciğer16‘ dan elde edilen hücreleri arasında değişen farklı hücre tipleri, bir dizi test etmek için kolay ve güvenilir bir yöntem sağlar.
DÜRÜST nucleosome serbest bölgeler tanımlaması sağlayan güçlü ve ucuz bir yöntemdir. Bu DNA buna sarılarak oluşturarlar kolayca çapraz histonlarla için olabilir ilkesine dayanır. Fenol: kloroform ayıklama çapraz sigara ve protein içermeyen DNA parçalarının alt fenol faz ve bir ölçüde Interphase (şekil 1) bulunur protein bağlı DNA ayırmak için kullanılır. Bu nedenle, nucleosome içermeyen bölgeler içinde sulu faz ücretsiz DNA kısmını overrepresented. Bir sayıda yayın hangi burada açıklanan yordamı tamamlamak üzere istişare FAIRE yöntemi23,24,25,26, detaylı iletişim kurallarını açıklar.
Benzer şekilde Kromatin yapısı belirlemek için kullanılan bir diğer yöntem, FAIRE yöntem aynı zamanda eleştirel DNA’sı en uygun kesme bağlıdır. Parçaları çok uzun ise, herhangi bir nucleosome arındırılmış bölge bitişik Kromatin bağlı DNA tarafından maskeli. Parçalar çok küçük, qPCR veya derin sıralama tarafından algılamayı çok zor oldu. Bu nedenle, DNA sonication kontrollü ve çevresinde parçaları elde etmek için en iyi duruma getirilmiş bir çok önemli parametredir 1-2 oluşturarlar (şekil 4) temsil 200-300 bp uzunluğu.
Nihai sonucu etkileyen başka bir örnek polietilenin parametresidir. Burada açıklanan fiksasyon yordamı çoğu hücre satırları için geçerli olsa da, araştırmacı dikkatli bir şekilde altında eğitim, belirli örnek için bu adım özellikle dokular, nereye uzun fiksasyon kez izin vermek gerekli olabilir kullanırken değerlendirmek gerekir formaldehit doku örneği hücrelerde ulaşmak için.
Diğer yöntemler aksine, Dnaz gibi ben veya micrococcal nükleaz aşırı duyarlılık, ChIP veya ataç, dürüst bir enzimatik aktivite veya belirli antikor dayanmaz, ve bu nedenle titrasyon veya reaksiyon koşulları duruma getirilmesi gerekmez. Bu dürüst Kromatin erişilebilirlik labs Kromatin alandaki küçük deneyimi için ölçmek için ideal bir yöntem sağlar. Buna ek olarak, pilot deneyler sadece DNA kesme adım atarsan crosslinking zaman optimize etmek için gerekli gerekli olduğunda.
Yöntem başlangıçta Maya6‘ geliştirilmiş, ancak aynı zamanda memeli hücreleri için uzatıldı. DÜRÜST yöntemi ile saf DNA Kromatin durumu genom çapında karakterizasyonu sağlayan derin sıralama için kullanılabilir. Bu zaten bir dizi çalışmalar8,9,10,11,12,13,19,27, yararlı olmuştur 28.
Her ne kadar bazı farklılıklar ortaya FAIRE-seq deneyler sonuç Dnaz-seq14gibi diğer yöntemler tarafından elde edilen sonuçlar ile büyük bir örtüşme göster. Bu DNA bölgeleri DNA/protein Glossar üretmek daha az eğilimli olur ve bu yüzden gibi nucleosome ücretsiz belirlenir ise rahat veya yenilenmiş oluşturarlar hala bölünme Dnaz tarafından engel olabilir örnek metodolojik farklılıklar nedeniyle ben, olmasıdır DÜRÜST9kullanarak bölge. Ayrıca, Sigara Histon proteinleri RNA polimeraz gibi veya epigenetik işaretleri için okuyucu proteinler DNA/protein Glossar neden olabilir ve böylece FAIRE deneyler protein Paketli bölgelerde olarak yorumlanır. Bu sınırlamalar böylece kapsamlı bir bakış açısı elde etmek için farklı yöntemlerin bir bileşimini kullanmaya gerek yükselterek Kromatin durumu tayini için kullanılan her yöntem için doğasında vardır.
The authors have nothing to disclose.
Yazarlar, lütfen sonication aygıt paylaşımı için Tilman Borggrefe (Giessen Üniversitesi) teşekkür etmek istiyorum. M.L.S. işten Deutsche Forschungsgemeinschaft (SCHM 1417/8-3), SFB/TRR81, SFB1021, SFB1213, mükemmellik küme kardiyo-pulmoner sistem (ECCPS, EXC 147/2), Deutsche Krebshilfe (111447) ve IMPRS-HLR program gelen hibe tarafından desteklenmektedir Max-Planck topluluğu.
Phenol:chloroform:isoamyl alcohol 25:24:1 | Carl Roth | A156.1 | |
Glycogen, 20 mg/ml | Thermo Fisher | R0561 | |
ABsolute QPCR Mix, SYBR-Green, Rox | Thermo Fisher | AB1162B | |
Proteinase K, 20 mg/ml | Thermo Fisher | EO0491 | |
RNase A, 10 mg/ml | Thermo Fisher | EN0531 | |
Leupeptin | Sigma | L8511 | |
Aprotinin | Sigma | A1603 | |
Phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) | Sigma | 78830 | |
milliTUBE 1 ml AFA Fiber | Covaris | 520130 | |
Holder milliTUBE 1ml | Covaris | 500371 | |
Covaris S220 Focused-ultrasonicator | Covaris | ||
StepOnePlus Real-Time PCR System | Applied Biosistems | 4376600 |