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DNA 和染色质力学

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DOI:

10.3791/64583

2022年8月17日

本文内容

摘要

文章讨论:

Ling, X. et al. 用于检测人类精子功能缺陷的生物标志物的流式细胞术分析。可视化实验杂志。(182),e63790 (2022)。

Arya, V., Dutta, A., Muthuswami, R. 用于研究蛋白质-DNA 相互作用的 CD 光谱。可视化实验杂志(180),e63147 (2022)。

Bobde, C. R. et al.使用分析、pull-down 和 chaperoning 测定法对组蛋白伴侣进行体外表征。可视化实验杂志(178),e63218 (2021)。

Kang, Y., Bae, S., An, S., Lee, J. Y. 通过 DNA 帘技术破译组蛋白组装的分子机制。可视化实验杂志(181),e63501 (2022)。

Qasim, M. N. et al. 白色念珠菌转录因子-DNA 结合相互作用的全基因组分析:一种全面的 CUT&RUN 方法和数据分析工作流程。可视化实验杂志(181),e63501 (2022)。

社论

染色质是一种动态的流体结构,由蛋白质-DNA以及蛋白质-蛋白质相互作用维持。组蛋白和非组蛋白都参与维持染色质结构。这些相互作用是如何介导的,染色质结构在涉及 DNA 作为底物的过程中如何改变?

已经开发了许多技术来阐明蛋白质-DNA 的动力学以及蛋白质-蛋白质相互作用。这些包括生物物理技术(如CD光谱学)和生化方法(如凝胶过滤色谱法)。本合集重点介绍了其中一些可用于探索染色质结构动态的技术。

DNA完整性可以通过流式细胞仪(FACS)进行分析,Ling等人1采用这种方法来检测人类精子功能缺陷。可以使用生物标志物(如DNA损伤、线粒体膜电位和精子细胞凋亡)来评估精子生理学。Ling等人表明,FACS可以很容易地适应监测这些参数中的每一个,以评估精子生理学,从而证明该技术是诊断男性不育症的实用且可靠的工具包。

CD光谱可能是研究蛋白质和DNA构象的最简单方法之一。每个 DNA 构象异构者都有一个标志性的条带模式。条带模式的变化可以与DNA构象的变化相关联,因此,可以使用CD分光光度计在相互作用蛋白质存在的情况下监测DNA结构的变化。Arya等人2使用该技术研究在ATP缺失和存在的情况下,与ATP依赖性染色质重塑蛋白SMARCAL1相互作用诱导的DNA变化。他们表明,DNA 结构的改变可以与蛋白质的转录活性相关。

尺寸排阻色谱和下拉测定通常用于监测蛋白质-蛋白质相互作用。与组蛋白结合的组蛋白伴侣促进核小体组装。Bobde 等人 3 描述了可用于识别给定蛋白质功能是否是组蛋白伴侣的方法和测定。

我们如何实时研究核小体组装的机制?已经开发了 DNA 幕等单分子成像技术来实时可视化组装过程。DNA幕是一种混合技术,结合了脂质流动性、微流体和全内反射显微镜,对蛋白质-DNA相互作用进行实时成像。Kang 等人 4 将 DNA 帷幕描述为一种研究来自 S. pombe 的组蛋白伴侣 Abo1 组装机制的技术。所描述的技术提供了一种检查染色质动力学的方法,染色质动力学在基因组稳定性和涉及遗传物质的过程的表观遗传调控中都起着重要作用。

传统的染色质免疫沉淀 (ChIP) 需要针对目标蛋白质的特异性抗体。很多时候,抗体的特异性不够,导致假阳性结果,尤其是在探测转录因子的结合位点时。抗体也并不总是可用于所有生物体中的蛋白质。白色念珠菌就是这样一种没有抗体的生物体。Cut and Run 方法通过将 MNase 与感兴趣的转录因子融合来规避这些限制。Qasim等人5 描述了使用该方法确定白色 念珠菌转录因子结合位点的方法。

本集合中描述的方法让我们了解了研究人员可用的技术。所有这些方法都是通用的,并且很容易适应解决研究人员提出的问题。

披露

作者没有什么可透露的。

参考文献

  1. Ling, X., et al. Flow cytometric analysis of biomarkers for detecting human sperm functional defects. Journal of Visualized Experiments. (182), e63790(2022).
  2. Arya, V., Dutta, A., Muthuswami, R. CD spectroscopy to study protein-DNA interactions. Journal of Visualized Experiments. (180), e63147(2022).
  3. Bobde, C. R., et al. In vitro characterization of histone chaperones using analytical, pull-down and chaperoning assays. Journal of Visualized Experiments. (178), e63218(2021).
  4. Kang, Y., Bae, S., An, S., Lee, J. Y. Deciphering molecular mechanism of histone assembly by DNA curtain technique. Journal of Visualized Experiments. (181), e63501(2022).
  5. Qasim, M. N., et al. Genome-wide profiling of transcription factor-DNA binding interactions in Candida albicans: A comprehensive CUT&RUN method and data analysis workflow. Journal of Visualized Experiments. (181), e63501(2022).

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