لقد قمنا بتطوير بروتوكول التهجين الفلوري في الموقع (FISH) المخصص بسهولة مع التألق المناعي. يسمح ذلك بإجراء فحص مفصل لديناميكيات الحمض النووي الريبي مع نظرة ثاقبة متزامنة لبنية الكروماتين والتنظيم النووي وتنظيم النسخ على مستوى الخلية الواحدة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
لقد قمنا بتطوير بروتوكول التهجين الفلوري في الموقع (FISH) المخصص بسهولة مع التألق المناعي. يسمح ذلك بإجراء فحص مفصل لديناميكيات الحمض النووي الريبي مع نظرة ثاقبة متزامنة لبنية الكروماتين والتنظيم النووي وتنظيم النسخ على مستوى الخلية الواحدة.
الجمع بين RNA فلوري التهجين في الموقع (FISH) مع المناعي (المناعية FISH) في يخلق التقنية التي يمكن استخدامها على مستوى خلية واحدة للكشف عن ديناميات المكانية للتوطين RNA مع البصيرة في وقت واحد في توطين البروتينات أو تعديلات جينية وغيرها من التفاصيل والتي يمكن التي أبرزها المناعي. X-كروموسوم تعطيل هو نموذج لفترة طويلة غير المشفر RNA (lncRNA) بوساطة إسكات الجينات. -X غير نشط نص معين (Xist) تراكم lncRNA (وتسمى سحابة Xist) على واحد من اثنين X-الكروموسومات في الإناث الثدييات هو خطوة حاسمة لبدء كروموسوم X-تعطيل. Xist RNA يتفاعل مباشرة أو غير مباشرة مع مختلف الانزيمات تعديل الكروماتين ويقدم المناظر الطبيعية جينية مميزة لغير نشط X-كروموسوم (شي). واحد السمة المميزة جينية معروف من شي هي هيستون H3 ثلاثي ميثيل يسين 27 (H3K27me3) التعديل. هنا، نحن تصف المناعية FISH بسيطة وسريعةبروتوكول للكشف عن Xist RNA باستخدام RNA FISH مع تحقيقات قليل النوكليوتيد متعددة إلى جانب المناعي من H3K27me3 لدراسة توطين Xist RNA وتعديلات جينية المرتبطة بها. استخدام نتائج تحقيقات قليل النوكليوتيد في فترة حضانة أقصر والكشف عن أكثر حساسية من Xist RNA مقارنة في المختبر كتب تحقيقات RNA (riboprobes). يوفر هذا البروتوكول أداة قوية لفهم ديناميات lncRNAs وما يرتبط بها من تعديله جينية، هيكل الكروماتين، والتنظيم النووية وتنظيم النسخي.
الثدييات X-كروموسوم تعطيل (XCI) هو استراتيجية للتعويض عن الخلل في العاشر مرتبطة جرعة الجينات بين XX XY و، حيث واحد من اثنين X-الكروموسومات في الإناث هو transcriptionally المعطل 1. X-كروموسوم تعطيل هو نظام نموذج رائع لفترة طويلة RNA غير المشفر (lncRNA) البحوث. وينظم X-كروموسوم تعطيل من قبل lncRNAs متعددة، وتمت دراسة على نطاق واسع على مدى العقود القليلة الماضية لكشف آليات الحديث المتبادل بين lncRNAs، النسخ، هيكل الكروماتين وتنظيم النووية 2 و 3.
مركز X تعطيل (XIC) تقع على الصبغي X-هو موضع الجيني معقدة تتألف من عدد من الجينات إنتاج الرنا غير الترميز 4. -X غير نشط نص معين (Xist) lncRNA في الثدييات eutherian هو واحد من هذا القبيل lncRNA التي تلعب دورا حاسما في كروموسوم X-تعطيل 5،6. النصوص Xist تحيط موقع فوالبنية شي لبدء كروموسوم X-تعطيل، وتبدو وكأنها سحابة عندما تصور باستخدام RNA FISH. ويشار إلى هذا التشكيل ب "Xist الغيمة" 7. منذ Xist RNA يتفاعل مع مختلف الانزيمات تعديل الكروماتين، ويلاحظ شارك في توطين الغيوم Xist مع تعديلات جينية مختلفة لونين الصمت والنسخ القمعي خلال كروموسوم X-تعطيل 8. على سبيل المثال، يتفاعل Xist RNA مع polycomb مجمع القمعي 2 (PRC2) وهي المسؤولة عن H3K27me3 وتفضي إلى حالة لونين القمعية 9. وقوع سحابة Xist على زيان والتي تشترك في التعريب مع تعديل H3K27me3 المكثف يمثل المشهد المغاير الاختياري للشي 10،11.
وتأتي التقنيات الوراثية الخلوية، مثل DNA / RNA FISH شوطا طويلا من الطريقة التقليدية باستخدام تحقيقات radiolabelled 12 إلى التقنيات الحديثة والمتقدمة مع تعزيز الحساسية والتصوير الفلورسنت باستخدام المجسات قليل النوكليوتيد متعددة 13،14. FISH DNA / RNA إلى جانب المناعي وقد استخدم بشكل روتيني كأداة الخلوي لفهم تنظيم الزمانية المكانية النووية، RNA الترجمة، وهيكل الكروماتين والتعديلات. إعداد التحقيق الأكثر القياسي لRNA FISH ينطوي على استخدام البلازميد أو البكتيرية الصبغي الاصطناعي (BAC) استنساخ ووضع العلامات لاحقا إما مع الترجمة نيك أو فتيلة العشوائي 15. ومع ذلك، ما يقرب من 70٪ من الجينات في الفئران و 40٪ من الجينات في البشر تظهر تداخل الحس والعقاقير النصوص 16، وبالتالي تتطلب طريقة FISH حبلا محددة من أجل التمييز الشعور والعقاقير النصوص. في المختبر تحقيقات RNA كتب (riboprobe ) غالبا ما تستخدم لحبلا محددة RNA FISH 17،18. ومع ذلك، وهذا ينطوي إعداد استنساخ البلازميد أو منتج PCR مع T7، SP6 أو T3 المروج وriboprobes تجميع. وعلاوة على ذلك، riboprobes المستمدة من genomجيم DNA أو كدنا] غالبا ما تحتوي على مناطق غير محددة والعناصر المتكررة، مما يؤدي إلى ارتفاع الضوضاء في الخلفية. وثمة مسألة أخرى هي أن riboprobes، والتي هي بضع مئات من النيوكليوتيدات في الطول واحتواء fluorophores متعددة، لا يمكن أن تخترق بفاعلية في النواة. للتحايل على هذا، تم وضع عدة تحقيقات قليل النوكليوتيد أقصر المسمى مع fluorophore واحد في نهاية التي لديها حساسية جيدة، وقوة الإشارة موحدة، وسهولة تنقية ومعالجة 14. وبالإضافة إلى ذلك، [أليغنوكليوتيد DNA عادة ما تكون أكثر استقرارا من الحمض النووي الريبي. طبقنا استراتيجية مماثلة باستخدام [أليغنوكليوتيد في Xist RNA FISH 19 مع المناعي لفهم ديناميات جينية من شي الناجمة عن Xist lncRNA خلال عملية كروموسوم X-تعطيل. يصف هذا البروتوكول خلق تحقيقات قليل النوكليوتيد والإعداد المناسب من الخلايا، وكذلك الاستفادة من RNA المناعي وFISH. Xist RNA FISH باستخدام oligonucle متعددةotides هو نهج فعال من حيث التكلفة في المدى الطويل إذا يتم تنفيذ Xist RNA FISH بشكل روتيني في مختبر واحد. ويمكن استخدام هذه التقنية لتحديد lncRNAs في الخلايا في حين رسم في وقت واحد شارك في التعريب مع تعديلات جينية أو عوامل. واحد الميزة الرئيسية لبروتوكول هي القدرة على تعديله بسهولة لتناسب مصالح المرء البحوث.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. إعداد التحقيق
2. الانزلاق إعداد
ملاحظة: الشرائح يمكن أن تكون على استعداد لالمناعية FISH باستخدام الماوس الجذعية الجنينية (ES) أو هيئة مضغي الشكل (EB) التفريق خلايا 20 و 21 من قبل أي من تزايد بشكل مباشر على شريحة تعامل بولي يسين أو باستخدام cytospin مع التعليق الخلية. هنا، يظهر إعداد الشريحة التي cytospin.
3. المناعي
4. RNA FISH مع قليل النوكليوتيد تحقيقات
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وتظهر الصور التمثيلية للسريع المناعية FISH في الشكل 1A. تم الكشف عن التعاون توطين Xist RNA السحابية وH3K27me3 إشارة على زيان في تمييز الخلايا الإناث. في اليوم 12 على التمايز، وكان أكثر من 90٪ من خلايا EB سحابة Xist (الشكل 1B). تحقيقات قليل النوكليوتيد قصيرة اخترقت بكفاءة في نوى، مما يؤدي إلى تصور المترجمة شارك ما يقرب من جميع H3K27me3 إشارات مع Xist RNA (الشكل 1C، 97٪، ن = 150).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذه الورقة، قدمنا سريع بروتوكول المناعية FISH أن يستغرق أقل من 5 ساعة لاستكمال إعداد الشرائح، Xist RNA FISH، والمناعي للH3K27me3. وبالمقارنة مع النهج المناعية FISH العام لXist RNA الكشف، الذي يحتاج عادة الحضانة بين عشية وضحاها RNA FISH، هذا البروتوكول ليس فقط يخفف كثيرا من الوقت الذي يقضيه ولكن أيضا يحسن حساسية المناعة FISH باستخدام المجسات قليل النوكليوتيد.
منذ Xist وكتب غاية خلال كروموسوم X-تعطيل وجدت نسخة...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
لم يتم الإعلان عن تضارب في المصالح.
نشكر Hongjae Sunwoo على النصيحة المفيدة لتصميم قليل النوكليوتيدات في RNA FISH. نشكر أيضا سيرينيتي كورتيس على تحرير المخطوطة. تم دعم نيويورك من خلال زمالة ما بعد الدكتوراه للبحث في الخارج من الجمعية اليابانية لتعزيز العلوم (JSPS). تم دعم هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة (RO1-GM102184) ، ومؤسسة أبحاث March of Dimes (# 6-FY12-337) ، وصندوق التنمية ومنحة الوصي في المركز الطبي لمستشفى سينسيناتي للأطفال إلى Y.O.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| النوكليوتيدات مع تعديل 5 'أمينو | IDT | ||
| Alexa Fluor 488 Reactive Dye | Life Technologies | A32750 | |
| MicroSpin G-25 أعمدة | GE Healthcare | 27-5325-01 | |
| Cytospin 2 | Shandon | 59900102 | |
| ألبومين مصل البقر ، درجة البيولوجيا الجزيئية (للمخزن المؤقت للتهجين) | روش | 10715859103 | |
| هيستون H3K27me3 الجسم المضاد | النشط الحافز | 61017 | |
| Alexa Fluor 555 Goat Anti-Mouse ، متصاص | للغاية Life Technologies | A21424 | |
| ProLong Gold الكاشف المضاد للبهتان | Life Technologies | P36931 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.