16.13:
染色质免疫沉淀 - ChIP
染色质免疫沉淀 (ChIP) 是一种基于抗体的技术,用于识别 DNA 上与目标转录因子或组蛋白结合的位点。它还有助于确定组蛋白修饰的类型,例如乙酰化、磷酸化或甲基化。
ChIP 可分为两种类型 – X-ChIP 和 N-ChIP。X-ChIP 涉及组蛋白和调节蛋白与 DNA 的体内交联,通过超声处理使 DNA 碎裂,并通过用特异性抗体免疫沉淀蛋白质-DNA 复合物来分离它们。另一方面,N-ChIP 不涉及 DNA 与蛋白质的交联,消化是使用核酸酶进行的。
分离目标 DNA 后,可以使用 PCR、微阵列或 Southern 印迹等技术进行分析。或者,这种 DNA 可用于深度测序,称为 ChIP-Seq。可以使用其他方法进行修饰,以进行不同的分析,例如 ChIA-PET,这是一种将 ChIP 原理与染色体构象捕获相结合的技术,以检测通过目标蛋白质介导的长程染色质相互作用;enChIP,一种采用 CRISPR/Cas9 系统靶向特定基因组区域的技术,以及 RIP-ChIP/RIP-Seq,一种用于分析蛋白质-RNA 相互作用的 ChIP 改良型。
N-ChIP 和 X-ChIP 各有优缺点。N-ChIP 产生更强的抗体结合和高效且高度特异性的免疫沉淀。然而,N-ChIP 仅适用于紧密结合的蛋白质(如组蛋白)的情况,因为转录因子在加工过程中可能会分离。此外,并非所有核酸酶消化的染色质都会被溶解,从而导致样品的某些部分缺失。X-ChIP 是研究由于其交联步骤而未与 DNA 紧密结合的转录因子的极好方法。X-ChIP 检测也比 N-ChIP 更敏感,并且需要的样品和抗体量更少。X-chip 的缺点包括由于过度交联而可能难以碎裂,以及由于瞬时 DNA 蛋白相互作用的交联而导致假阳性。
染色质免疫沉淀,缩写为 ChIP,是一种研究调节基因表达的蛋白质-DNA 相互作用的技术。
在真核生物中,DNA 包裹在组蛋白周围并形成一种称为核小体的复合物,该复合物进一步组合成一种称为染色质的结构,以帮助 DNA 在细胞中紧密包装。
基因表达通过解开或收紧这些结构的组蛋白修饰以及与 DNA 上的顺式调节区域相关的蛋白质进行调节。
在 ChIP 中,染色质被分解,并与组蛋白修饰或调节蛋白结合的抗体用于分离靶分子和相关 DNA。
这个过程的第一步是在交联剂(如甲醛)的帮助下将蛋白质与 DNA 交联。这将蛋白质固定在标记蛋白质结合位点的 DNA 上。交联后,染色质被机械剪切成 100 至 200 个碱基对的短片段。这个过程被称为 X-ChIP。
另一种方法是 N-ChIP,其中核酸酶直接将染色质中的 DNA 消化成短片段,无需任何事先交联。
免疫沉淀是通过在含有剪切或消化的 DNA 的溶液中引入靶向调节蛋白的抗体来进行的。这些抗体与有助于选择性分离的药物有关。
一种常见的方法是将抗体与磁珠连接起来。磁铁用于分离抗体以及任何结合的分子。
冲洗复合物以洗去任何松散结合的污染物。在去污剂(如 SDS)的帮助下分离目标分子。
在 X-ChiP 的情况下,交联在高温的帮助下被逆转,相关的调节因子或组蛋白在蛋白酶的帮助下被降解,留下 DNA。
相关 DNA 的测序有助于识别目标蛋白质结合的顺式调节序列或其表达受特定组蛋白修饰调节的基因。
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