July 12th, 2012
ويرد تبسيط العمل لدراسة الحامض النووي والتغيرات في التعبير الجيني في وقت مبكر على الحياة التوتر. بدءا من فصل الأمهات من الفئران حديثي الولادة والعزلة من أنسجة المخ المنفصلة، التي نمثلها بروتوكول لعزل في وقت واحد DNA و RNA من اللكمات أنسجة المخ لتسلسل بيسلفيت اللاحقة وتحليل RT-PCR.
الهدف العام من هذا الإجراء هو دراسة الحمض النووي. تتغير المثيلة والتعبير الجيني عند إجهاد الحياة المبكر. يتم تحقيق ذلك عن طريق إخضاع صغار الفئران حديثي الولادة أولا لانفصال الأمهات للحث على إجهاد الحياة المبكرة كخطوة ثانية لمجالات الدماغ ذات الأهمية هنا ، يتم الحصول على PVN عن طريق التشريح الدقيق في الموقع ويتم عزل الحمض النووي والحمض النووي الريبي في وقت واحد من لكمة نسيج واحدة.
بعد ذلك ، يتم معالجة الحمض النووي الذي تم الحصول عليه عن طريق الكبريتيت ، ويتم تضخيم منطقة الاهتمام بواسطة ثنائي الكبريتيت PCR. ثم يتم ربط هذا في ناقل وتحويله إلى بكتيريا. يتم تحديد التحويلات الناجحة من خلال تعبير العلامة وحجم جزء PCR.
وأخيرا ، يتم استخدام تسلسل ثنائي الكبريتيد لتقييم حالة المثيلة. الميزة الرئيسية لسير العمل هذا هي أنه يسمح بتحليل مريح للبرمجة اللاجينية استجابة للمنبهات البيئية. يمكن أن توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة للبرمجة اللاجينية من خلال محنة الحياة المبكرة.
يمكن أن يكون قابلا للتطبيق أيضا على الأنظمة الأخرى. أينما يتم تحليل المثيلة والتعبير الجيني في بيئة خاصة بالأنسجة للغاية وحيثما يكون توافر الأنسجة محدودا للحث على إجهاد الحياة المبكرة. يتم إجراء فصل الأمهات على الجراء من سدود C 57 السوداء الستة N للحوامل في الوقت المناسب للتأثير على انفصال الأمهات.
انقل كل فضلات إلى قفص نظيف ساخن لمدة ثلاث ساعات يوميا من أيام ما بعد الولادة من واحد إلى 10 أيام ، اترك صغار التحكم غير المجهدة دون إزعاج. بصرف النظر عن الانفصال لمدة ثلاث ساعات ، تترك جميع الفضلات مع أمهاتهم حتى الفطام في اليوم 21 بعد الولادة. ثم يتم إيواء الجراء في مجموعات متطابقة بين الجنسين ، من ثلاثة إلى خمسة فئران لكل قفص في ظل ظروف سكن قياسية لبدء جمع أنسجة المخ ، تتم إزالة أدمغة الفئران من الجماجم ويتم تجميدها على الفور في الثلج الجاف isop وتخزينها عند درجة حرارة 80 درجة مئوية تحت الصفر.
عندما تكون جاهزا لجمع اللكمات الأنسجية ، قم بإزالة الأدمغة من الفريزر 80 درجة تحت الصفر وضعها على الثلج الجاف. ابدأ بتقطيع الأدمغة بالتبريد إلى أقسام إكليلية بحجم 10 ميكرون من المنقارية إلى الترميز. قم بتركيب الأقسام على شرائح زجاجية فائقة الصقيع وجففها لتلوين القمة البنفسجي.
يمكن أخذ شرائح إضافية وتخزينها عند 20 درجة تحت الصفر لمزيد من التحليلات ، مثل التهجين في الموقع. عندما تكون جاهزا لأخذ اللكمات ، قم بتلطيخ الشرائح باللون البنفسجي لتحديد هياكل الدماغ ذات الأهمية. ثم باستخدام إبرة التثقيب ، خذ لكمات 0.8 ملم من مناطق الاهتمام باستخدام التشريح المجهري في الموقع.
يجب تخزين اللكمات عند 80 درجة مئوية تحت الصفر. من الأهمية بمكان أن يتم إجراء التثقيب الدقيق بطريقة موحدة لأن التعبير الجيني والمثيلة خاصة بالأنسجة. قم بتجانس اللكمات في 400 ميكرولتر من المخزن المؤقت لثيوسيانات القاديوم باستخدام ماصة ثم دوامة في درجة حرارة الغرفة.
بعد ذلك ، قم بتمرير المحللة الناتجة من خلال حقنة قياس 29. عدة مرات يجب ألا تكون اللكمة مرئية. قسم المحللة إلى أجزاء متساوية.
أحدهما لمعالجة الحمض النووي الريبي ، والذي يجب أن يتم أولا والآخر لمعالجة الحمض النووي ، والذي يمكن تخزينه في درجة حرارة الغرفة حتى تتم معالجة الحمض النووي الريبي لتنقية الحمض النووي الريبي في حجم واحد 10 من أسيتات الصوديوم ، وحجم واحد من أكوا فينول ونصف حجم من 24 إلى كلوروفورم واحد إلى دوامة إيزوأميل ابيضاض الدم النقوي الحاد. يمزج الخليط بقوة بعد كل إضافة ويحتضن الخليط النهائي على الثلج لمدة 10 دقائق. ثم الطرد المركزي الخليط.
اجمع الطور المائي وأضف حجما متساويا من 70٪ من الإيثانول إليها. باستخدام مجموعة أعمدة دوران الحمض النووي الريبي. قم بإجراء عملية هضم الحمض النووي على العمود وغسل الحمض النووي الريبي في 25 ميكرولتر من الماء.
الآن قم بتنقية الحمض النووي باستخدام بروتوكول مجموعة تم تعديله ليشمل إضافة هضم RN a ، ولتسخين المخزن المؤقت elucian والعمود الملحوي إلى 70 درجة مئوية قبل استخدامهما. 10 دقائق عند 70 درجة مئوية تكفي للأعمدة. أخيرا ، استخدم مقياس الطيف الضوئي لتحديد تركيزات الحمض النووي والحمض النووي الريبي.
تنتج لكمة PVN النموذجية حوالي 600 نانوجرام من الحمض النووي وحوالي 400 نانوجرام من RA جانبا ، وحوالي 100 نانوجرام من الحمض النووي الريبي لتحليل التعبير الجيني عن طريق تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي قبل تضخيمه بواسطة الكبريتيت. عالج 200 نانوجرام من الحمض النووي المعزول باستخدام مجموعة متوفرة تجاريا لتضخيم الحمض النووي من المناطق الميثيلية. اطلب الاشعال المصممة خصيصا للحمض النووي المحول ثنائي الكبريتيت يعد التصميم التمهيدي الأمثل في ثنائي تفاعل البوليميراز المتسلسل ضروريا لأن جودة وخصوصية أمبليكون تفاعل البوليميراز المتسلسل يحدد نجاح الخطوات التالية.
عند وصول الاشعال ، حدد درجة حرارتها المثلى والركوع من خلال التجارب التجريبية. استخدم ميكرولترين من الحمض النووي المعالج بالكبريتات المكررة كقالب لكل 25 ميكرولتر. خليط PCR.
قم بتضخيم الخليط بدءا من ست دقائق من تغيير الطبيعة عند 95 درجة مئوية ، تليها 45 إلى 50 دورة تضخيم قبل استطالة أخيرة مدتها خمس دقائق عند 72 درجة مئوية. قم بتحليل سبعة ميكرولترات من منتج PCR بواسطة الرحلان الكهربائي للهلام Agros للتحقق من حجم مكبر الصوت. قم بتنقية منتج PCR المتبقي للربط اللاحق باستخدام مجموعة تنظيف PCR المتوفرة تجاريا.
إذا تم الحصول على منتجات PCR غير مرغوب فيها ، فاستخدم تنقية الجل لعزل المنتج محل الاهتمام لهذا البروتوكول. يتم استخدام مجموعة استنساخ تجارية. تعتمد كفاءة الاستنساخ بشكل حاسم على الإدراج.
لذلك إذا تم الحصول على أعداد منخفضة من المستنسخة المؤتلفة بشكل متكرر ، فجرب متجه استنساخ مختلف. قم بإعداد تفاعل ربط 10 ميكرولتر مع ميكرولتر واحد من المتجه وثلاثة ميكرولترات من منتج تفاعل البوليميراز المتسلسل الذي تم تنظيفه. امزج التفاعل عن طريق سحب العينة واحتضانه طوال الليل عند أربع درجات مئوية في اليوم التالي.
قم بتنظيف تفاعل الربط عن طريق ترسيب الإيثانول الكلاسيكي وتحويل البكتيريا بالمنتج. أضف ملليلترا واحدا من وسط SOB الدافئ مباشرة بعد توصيل النبض وانقل البكتيريا المحولة إلى أنبوب تفاعل. بعد استعادة البكتيريا لمدة ساعة واحدة عند 37 درجة مئوية ، انشر 100 ميكرولتر من كل تعليق على صفيحة أمبيسلين LB مطلية ب IPTG.
احتضان Xal الصفائح طوال الليل بمجرد قطف المستعمرات. قم بإعداد تفاعلات PCR مستعمرة 25 ميكرولتر في صفيحة 96 بئر باستخدام ثلاثة ميكرولترات من 2.5 مللي مولار كلوريد المغنيسيوم في كل تفاعل. اختر المستنسخة البيضاء الإيجابية بطرف ماصة وانقلها إلى مزيج PCR مع غمس بسيط.
ابدأ تفاعل البوليميراز المتسلسل بدورة ذوبان مدتها أربع دقائق. اتبع هذا مع 10 دورات تضخيم مع درجة حرارة لينغ 56 درجة مئوية. كل خطوة من هذه الدورات هي 30 ثانية.
ثم قم بخفض درجة حرارة النفايات إلى 48 درجة مئوية لمدة 30 دورة تضخيم أخرى. انتهي بدورة استطالة مدتها خمس دقائق. الآن قم بتحميل خمسة ميكرولترات من كل منتج على هلام aros وحدد التفاعلات التي تحتوي على الملحق بالحجم المناسب.
استخدم مجموعة متوفرة تجاريا لتنظيف منتجات تفاعل البوليميراز المتسلسل ذات الأهمية بحيث يمكن تسلسلها باستخدام تسلسل دورة إنهاء الصبغة الكبيرة. في 96 بئر تحميل لوحة بئر مع ثلاثة ميكرولترات من مزيج تفاعل DI الرئيسي الكبير ، متبوعا بميكرولترين من منتج PCR الذي تم تنظيفه للمستعمرة. قم بتشغيل التفاعل على جهاز تدوير حراري يبدأ بدقيقة واحدة عند 96 درجة مئوية ، تليها 35 دورة مدة كل منهما 10 ثوان عند 96 درجة مئوية ، وخمس ثوان عند 50 درجة مئوية ، وأربع دقائق عند 60 درجة مئوية.
بعد الانتهاء من تفاعل القالب الكبير ، قم بتنظيف التفاعل باستخدام لوحة تنقية كبيرة بالقالب. بعد الحصول على التسلسلات ، قم بتحليلها باستخدام المحلل الكبير عبر الإنترنت أو أداة B-I-S-M-A لاشتقاق نمط المثيلة لمنطقة الحمض النووي التي تم فحصها لاكتساب نظرة ثاقبة لتأثير إجهاد الحياة المبكر أو ELS على تعبير VP وحالة المثيلة. تمت معالجة C 57 عصا وفئران سوداء وفقا للبروتوكول الموصوف ، وتم تثقيب النواة المجاورة للبطينين والنواة فوق البصرية لعزل الحمض النووي و R-N-A-D-N-A تمت معالجة ثنائي الكبريتيت ، وتضخيمها باستخدام بادئات خاصة بمحسن VP وتم استنساخ منتجات تفاعل البوليميراز المتسلسل وتسلسلها على الأقل 20 نسخة مؤتلفة من كل فأر.
تم تحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل لتحديد ترددات المثيلة ل CPGs الموجودة في أمبليكون تفاعل البوليميراز المتسلسل في الأنسجة من P-V-N-E-L-S مما أدى إلى نقص ميثيل كبير في أربعة مواقع على محسن A VP مما يشير إلى وضع العلامات اللاجينية لهذه المنطقة التنظيمية من خلال تجارب الحياة المبكرة. على عكس مثيلة PVN لمحسن A VP لم تتأثر ب ELS في SON الذي يوضح خصوصية الأنسجة للتأثير اللاجيني في الضابطة ، ارتبطت حالة مثيلة الحمض النووي في CPG 10 سلبا بالتعبير الجيني VP الذي يشير إلى دور مثيلة الحمض النووي في الضبط الدقيق للتعبير الجيني VP. باتباع هذا الإجراء ، يمكن إجراء طرق أخرى مثل UPCR بسهولة على الحمض النووي الريبي المعزول من أجل الإجابة على أسئلة إضافية مثل تغيرات التعبير الجيني في الأنسجة التي تم تحليلها.
بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية دراسة تغيرات مثيلة الحمض النووي استجابة للمنبهات المعتمدة البيئية أو ذات الخبرة.
تعرض هذه المقالة سير عمل مبسط لدراسة تغيرات مثيلة الحمض النووي والتعبير الجيني الناتجة عن الإجهاد المبكر في الحياة. يتضمن البروتوكول الفصل بين الأم والأطفال حديثي الولادة والعزلة المتزامنة للحمض النووي والحمض النووي الريبي من عينات أنسجة دماغية معينة لتحليلها اللاحق.
This protocol enables simultaneous DNA methylation and gene expression analysis from anatomically defined brain regions, addressing the challenge of studying epigenetic programming in heterogeneous tissues with limited sample availability. By linking early-life stress exposure to measurable epigenetic and transcriptional changes, it supports target validation and mechanistic de-risking in neuroscience-focused drug discovery. The workflow provides a reproducible foundation for assessing environmental influences on gene regulation, informing preclinical model selection and biomarker strategy.
The method fits within the discovery continuum from hypothesis testing in early biology to lead identification, providing molecular readouts that bridge environmental exposure and gene regulation.