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Methodenartikel

Identifizierung von MyoD Interaktom Gekoppelt Mit Tandem Affinity Purification zu Mass Spectrometry

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DOI:

10.3791/53924

17. Mai 2016

In diesem Artikel

Zusammenfassung

MyoD ist ein myogener Transkriptionsfaktor mit einer starken Fähigkeit, die myogene Transdifferenzierung vieler vollständig differenzierter Nicht-Muskelzelllinien zu induzieren. Die epigenetischen Mechanismen, die an dieser Transdifferenzierung beteiligt sind, sind weitgehend unbekannt. Hier beschreiben wir eine Aufreinigungsmethode mit doppelter Affinität, gefolgt von Massenspektrometrie, um MyoD-Partner umfassend zu charakterisieren.

Zusammenfassung

Der Skelettmuskel terminale Differenzierung beginnt mit dem Einsatz von pluripotenten mesodermalen Vorläuferzellen zu Myoblasten. Diese Zellen haben immer noch die Möglichkeit, sich zu vermehren oder sie können unterscheiden und Sicherung in kernige Myotuben, die maturate weiter Muskelfasern zu bilden. Der Skelettmuskel terminalen Differenzierung wird durch die koordinierte Wirkung von verschiedenen Transkriptionsfaktoren orchestriert, insbesondere die Mitglieder der Muskel-regulierende Faktoren oder MRF (MyoD, Myogenin, Myf5 und MRF4), auch genannt die myogenen bHLH Transkriptionsfaktoren Familie. Diese Faktoren wirken mit Chromatin-Remodeling-Komplexe in aufwendigen Transkriptionsregulationsnetzskelett myogenesis zu erreichen. Dabei ist der Master MyoD myogenen Transkriptionsfaktor betrachtet in Muskel terminalen Differenzierung auszulösen. Diese Vorstellung wird durch die Fähigkeit von MyoD verstärkt nicht-Muskelzellen in Skelettmuskelzellen umwandeln. Hier haben wir einen Ansatz beschreiben MyoD zu identifizierenProteinpartner in erschöpfender Weise, um die verschiedenen Faktoren in Skelettmuskel terminalen Differenzierung beteiligt aufzuklären. Das langfristige Ziel ist es, die epigenetische Mechanismen bei der Regulation der Skelettmuskulatur Gene beteiligt zu verstehen, dh., MyoD Ziele. MyoD Partner werden durch die Verwendung Tandem Affinity Purification (TAP-Tag) von einem heterologen System gekoppelt mit der Massenspektrometrie (MS) Charakterisierung, gefolgt von Validierung der Rolle der relevanten Partner während der Skelettmuskulatur terminalen Differenzierung identifiziert. kongenitale Myasthenie, Muskeldystrophie, Rhabdomyosarkom und Defekte in der Regeneration der Muskulatur: Aberrant Formen von myogenen Faktoren oder deren abweichende Regelung, sind mit einer Reihe von Muskelerkrankungen in Verbindung gebracht. Als solche bieten myogenen Faktoren einen Pool von potenziellen therapeutischen Ziele in Muskelerkrankungen, sowohl im Hinblick auf Mechanismen, die Krankheit selbst und regenerative Mechanismen verursachen, die Behandlung von Krankheiten zu verbessern. Somit ist die detaillierte underding der intermolekularen Wechselwirkungen und die genetischen durch die myogene Faktoren gesteuert Programme ist für das rationale Design von effizienten Therapien unerlässlich.

Einleitung

Eukaryotische mehrzellige Organismen werden aus verschiedenen Organen und Geweben besteht. Jedes funktionale Gewebe hat ein spezifisches Gen-Musterausdruck, der bei jedem Differenzierungsschritt bestimmt wird. Zelldifferenzierung beinhaltet die Aktivierung von spezifischen Genen, Wartung ihrer Expression und, im allgemeinen, die von einem Satz von Genen, beteiligt an der Zellproliferation silencing. Skelettmuskeldifferenzierung oder Myogenese, ist somit ein mehrstufiges Verfahren, das mit der Bestimmung von mesodermalen Stammzellen in Myoblasten beginnt, und dann führt zur terminalen Differenzierung dieser Myoblasten in erste mono nukleiert, und dann mehrkernigen, My....

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Protokoll

1. Herstellung von HeLa-S3 Nuclear Salz-gebundene und Chromatin-gebundenen Fraktionen

  1. Sammlung der Zellen
    1. Wachsen HeLa-S3 Flag-HA-MyoD und HeLa-S3 Flag-HA (Kontrollzelllinie) in Dulbeccos modifiziertem Eagle-Medium (DMEM) mit 10% fötalem Kälberserum, 100 U / ml Penicillin und 100 ug / ml Streptomycin (Wachstums Medium) bei 37 ° C und 5% CO 2 in einer feuchten Inkubator.
      Hinweis: HeLa-S3 - Zellen stabil exprimieren Flag-HA-MyoD und HeLa-S3 transduzierten Zellen mit dem leeren Vektor (HeLa-S3 Flag-HA) entweder festgelegten Protokoll in beschriebenen werden könnte: 19,20, oder von den Autoren zur Verfügung gestellt.
    2. ....

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Ergebnisse

Um die Regulierung der Aktivität MyoD verstehen, unternahmen wir die erschöpfende Charakterisierung der MyoD Komplexe mittels biochemischer Reinigung, basierend auf der Immunreinigung einer Doppel tagged Form MyoD gefolgt von Massenspektrometrie (MS). Die Verwendung von HeLa-S3-Zelllinie exprimiert Flag-HA-markierten MyoD und eine Linie Kontrollzelle, die Flag-HA erlaubt genug Material bekommen die MyoD-Komplex zu reinigen, indem Sie doppelt Affinitätsreinigung von Flag-HA-MyoD durchführ.......

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Diskussion

Das vorgestellte Verfahren erlaubt eine erschöpfende Identifizierung von Partnern eines Transkriptionsfaktors, MyoD. Es zeigte sich MyoD Partner in einem heterologen System resistent gegen MyoD-induzierte Differenzierung, nämlich HeLa-S3-Zellen. Somit definitions identifiziert MyoD Partner ubiquitär exprimiert. Diese umfassen allgemein und sequenzspezifischen Transkriptionsfaktoren, Chromatin-modifizierende Enzyme, RNA - Prozessierung Proteine, Kinasen (Tabellen 1 und 2). Da HeLa-S3-Zel.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts offenzulegen.

Danksagungen

Die Arbeit im Ait-Si-Ali-Labor wurde unterstützt von der Association Française contre les Myopathies Téléthon (AFM-Téléthon); Institut National du Cancer (INCa); Agence Nationale de la Recherche (ANR), Fondation Association pour la Recherche sur le Cancer (Fondation ARC); Groupement des Entreprises Françaises pour la Lutte contre le Cancer (GEFLUC); CNRS; Université Paris Diderot und die "Wer bin ich?" Laboratory of Excellence #ANR-11-LABX-0071, finanziert von der französischen Regierung im Rahmen des Programms "Investments for the Future", das von der ANR unter dem Zuschuss #ANR-11-IDEX-0005-01 betrieben wird. EB wurde durch einen INCA Zuschuss unterstützt.

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Materialien

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Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Cell lines
HeLa-S3ATCCCCL-2.2
C2C12ATCCCRL-1772
Equipment
SpinnerCorning778531
Homogenisator:  Dounce Homogenisator Wheaton432-1273 und 432-1271
Rührwerk für SpinnerBellco778531
UltraschallgerätDiagenodeUCD 200
HämozytometerMarienfeld Superior 640610
Niedrig bindende RöhrchenSorenson27210
Leere Spin-SäuleBio-Rad7326204
Reagenzien
SDS-Polyacrylamid 4-12%  GelLife TechnologiesNP0336BOX
4x Ladepuffer Life TechnologiesNP0007
10x ReduktionsmittelLife TechnologiesNP0004
SilberfärbekitLife technologiesA8592
Zentrifugalfiltereinheiten, 10KMilliporeUFC501024
Protein G AgarosekügelchenSigma-AldrichP4691
Protein A/G  HarzThermo Scientific53132
Flag Harz (Anti-Flag M2-Agarose-Affinitätsgel)Sigma-AldrichA2220
HA Harz (monoklonale Anti-HA Agarose)Sigma-AldrichA2095
MNaseSigma-AldrichN3755
Flagfreies Peptid (DYKDDDDK)Ansynth Service BVKundenspezifische SyntheseResuspendierung von bis zu 4 mg/ml in 50 mM Tris-HCl, pH 7,8
HA freies Peptid (YPYDVPDYA)Ansynth Service BVKundenspezifische SyntheseResuspendierung von bis zu 4 mg/ml in 50 mM Tris-HCl, pH 7,8
Protein-Assay-Kit auf Bicinchoninsäure-Basis: BCA-KitThermo Scientific23225
Protease-InhibitorenSigma-AldrichS8830
Luminol-basiertes verbessertes Chemilumineszenz-Substrat (ECL) HRP-SubstratLebenstechnologien34075
BSA Sigma-AldrichA9647
Spermien-DNA von geschertem Lachs (Desoxyribonukleinsäure-Natriumsalz aus Lachshoden)Sigma-AldrichD1626
Spermin-TetrahydrochloridSigma-AldrichS1141
SpermidinSigma-AldrichS0266
GlycerinSigma-AldrichG5516
PBSSigma-AldrichD8537
MOPS LaufpufferLife TechnologiesNP0001
DMEM (hoher Glukosegehalt)Sigma-AldrichD0822Vorwärmen  bei 37&Grad; C vor Gebrauch
: Trypsin-EDTA (0,05 % PhenolrotLife Technologies25300-054
SerumGE, Gesundheitswesen, Life Sciences PAA A15-102Jede Charge Serum muss zuerst auf Ihre Zellen getestet werden.
Penicillin und Streptomycin Life technologies15140-122
Trypanblau-Lösung, 0,4%Life technologies15250-061
Wasser (steril gefiltert)Sigma-AldrichW3500
Antikörper
HA aus Ratte (12CA5)Roche11583816001
FlagSigma-AldrichA8592
MyoDSanta Cruzsc-32758Zur Verwendung für Western Blotting
MyoDSanta CruzSC-760Zur Verwendung für Immunpräzipitation und Western Blotting
CBFbetaSanta CruzFL-182 
HP1alphaEuromedex2HP2G9
HP1betaEuromedex1MOD1A9AS
HP1gammaEuromedex2MOD1GC
Suv39h1Cell Signaling Technology8729
BAF47BD Biosciences612111
Myf5Santa CruzSC-302
TubulinSigma-AldrichT9026
ActinSigma-AldrichA5441
IgG MausSanta CruzSC-2025
IgG KaninchenSanta CruzSC-2027
Ziege Anti-Ratte -HRPSigma-AldrichA9037
Ziege Anti-Kaninchen -HRPSigma-AldrichA6154 
Anti-Maus für Ziegen -HRPSigma-AldrichA4416

Referenzen

  1. Ait-Si-Ali, S., et al. A Suv39h-dependent mechanism for silencing S-phase genes in differentiating but not in cycling cells. Embo J. 23 (3), 605-615 (2004).
  2. Buckingham, M. Skeletal muscle development and the role of the myogenic regul....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Differenzierung der SkelettmuskulaturTranskriptionsfaktorpartnerZellfraktionierungFLAG Tag AufreinigungKernextraktanalyseWestern Blot ValidierungIsolierung von Proteinkomplexen