2021年7月27日
虽然与DNA加合物的复制叉碰撞可以诱导双链断裂,但对爬酶体和阻断病变之间的相互作用知之甚少。我们采用邻近连接测定来可视化这些遭遇并表征对重复体组成的影响。
该技术有助于可视化复制体抗原标记的DNA加合物遭遇,并且可以扩展到任何蛋白质与适合免疫检测的DNA结构或病变的相互作用。该方法可用于评估单个细胞内的相互作用频率,而不是整个群体,并且允许原位可视化细胞周期依赖性相互作用而不会损坏细胞。演示该程序的是Seidman实验室的博士后Ishani Majumdar。
在实验前一天,将1.5乘以10至2毫升培养基中的第五个细胞接种到用细胞粘合剂溶液预处理的35毫米玻璃底培养皿上。第二天,用37摄氏度5微摩尔Dig TMP补充培养基将每个培养皿中的上清液更换到50至70%汇合的细胞培养物中,并将板放回细胞培养箱30分钟,以使Dig TMP平衡。当细胞孵育时,将紫外线盒预热至37摄氏度。
在平衡结束时,将板转移到预热的盒子中,将细胞暴露于五分钟每平方厘米三焦耳的UVA光剂量下,并用两毫升新鲜的预热培养基替换上清液,然后将板返回到细胞培养箱一小时。在孵育结束时,用PBS轻轻洗涤培养物,并在室温下用一毫升0.1%甲醛在PBS中固定细胞5分钟。在孵育结束时,用PBS洗涤细胞一次,然后用80微升细胞骨架提取缓冲液处理细胞两次,每次处理在室温下补充有RNase5分钟以除去细胞质。
第二次孵育后,用两毫升PBS洗涤细胞三次,然后在室温下用一毫升4%甲醛在PBS中固定细胞10分钟。第二次固定后,如图所示用PBS洗涤细胞三次,然后用一毫升冷的100%甲醇在零下20摄氏度下处理20分钟。在孵育结束时,在两毫升PBS中洗涤细胞三次,然后在80微升的5毫摩尔Triton X-100中以4摄氏度孵育10分钟。
在孵育结束时,用PBS中的100微升5毫摩尔EDTA处理细胞,并补充有1微升100毫克/毫升RNase A,在37摄氏度下30分钟。在孵育结束时,在PBS中洗涤细胞三次,然后将它们储存在5%牛血清白蛋白和10%驴血清中的PBS中,在潮湿的室内过夜,温度为4摄氏度。为了进行邻近连接测定,将40微升感兴趣的一抗溶液添加到每个板的中心,并将板在潮湿的室中在37摄氏度下孵育一小时。
在孵育结束时,用两毫升PBST洗涤细胞三次,然后将40微升新鲜制备的PLA探针溶液加入每个培养皿中,在细胞培养箱中孵育一小时。在孵育结束时,在室温下倾斜平台上的两毫升缓冲液A中用三次10分钟的洗涤洗涤细胞。最后一次洗涤后,向每个板中加入40微升新鲜制备的连接混合物,在37摄氏度下孵育30分钟,然后在倾斜平台上的缓冲液A中洗涤三次两分钟。
最后一次洗涤后,向每个板中加入40微升新鲜制备的扩增溶液,在潮湿的室中以37摄氏度的温度孵育100分钟。在孵育结束时,在倾斜平台上用新鲜缓冲液B洗涤细胞六次,每次洗涤10分钟。最后一次缓冲液B洗涤后,在室温下用0.01x缓冲液B洗涤细胞一次1分钟,然后在潮湿的室中用适当的二抗在37摄氏度下标记30分钟。
在孵育结束时,在室温下在PBST的倾斜平台上洗涤样品三次10分钟,然后将其安装在补充有DAPI的封片剂中。在安装后的四天内,对每个样品或条件细胞进行至少100个观察结果的成像,在落射荧光或共聚焦显微镜上,对实验和对照样品使用相同的曝光设置。Dig标签可以通过免疫荧光可视化,以揭示整个细胞核中链间交联的存在。
为了可视化爬酶体与链间交联的相互作用,可以在链间交联引入一小时后应用PLA来可视化MCM5和Dig标签的关联频率。由于复制应激激活ATR激酶,pMCM两个丝氨酸108和Dig标签之间的PLA也是阳性的。来自单个细胞核的PLA结果可以以三维重建的形式呈现,允许可视化整个细胞核中的重复体链间交联相遇。
复制叉分析表明,由于GINS复合物的蛋白质无法表现出与链间交联的PLA信号,因此链间交联相遇表现出意外的复制重启现象。相反,CD 45的测定是阳性的,表明另一种锁定蛋白被保留。当细胞与ATR抑制剂孵育时,重新启动被完全抑制,并且GINS Dig PLA强烈阳性。
CSK+R处理对于减少背景信号至关重要。确保在平板上涂上细胞粘合剂,并以0.1%FA为前缀,否则细胞会从板上剥落。
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本研究探讨了复制体与DNA加合物之间的相互作用,特别关注此类碰撞如何影响复制体的组成。通过使用邻近连接分析法,该研究旨在可视化这些碰撞并评估细胞周期依赖性的原位相互作用。
This method enables direct visualization of replisome interactions with DNA adducts in single cells, providing mechanistic insight into replication stress responses. By linking antigen tags to lesions and using proximity ligation assays, it supports target validation and de-risking in DNA damage response pathways. The approach is applicable to any immunodetectable DNA structure, offering translational value for preclinical model development.
The method fits within the discovery continuum from target validation through lead identification to preclinical evaluation by providing mechanistic de-risking of DNA damage response targets.