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La modification post-traductionnelle dynamique (PTM) des histones est un mécanisme réglementaire clé pour de nombreux processus basé sur un modèle ADN, y compris la transcription, de réplication et de réparation de l’ADN1,2. La capacité de déterminer l’abondance et la localisation précise des histones modifiées concomitantes avec ces processus est donc essentielle pour comprendre leur régulation dans des conditions différentes dans la cellule. Le développement de l’immunoprécipitation de la chromatine (chIP) comme une méthode largement découlé des études biochimiques des interactions des protéines avec de l’ADN, notamment en vitro méthodes à l’aide d’agents réticulants chimiques, conjuguée à la nécessité d’évaluer la nature dynamique des interactions protéine-ADN in vivo et à des régions spécifiques du génome3,4,5. L’avancement des technologies de séquençage et de PCR quantitative (qPCR) a également développé la capacité d’effectuer des expériences de puce avec des comparaisons quantitatives et à travers des génomes entiers, ce qui en fait un outil puissant pour disséquer les interactions ADN-protéines à plusieurs niveaux.
Actuellement, la puce est une méthode obligatoire pour tout groupe de recherche intéressé par la chromatine-régulation du génome qu’il ne sont a pas de méthodes comparables pour interroger directement le lien physique entre une histone modifié et un locus génomique spécifique dans vivo. Bien qu’il existent des variantes de cette méthode à l’aide de séquençage de la génération suivant pour mapper les modifications d’histone dans tout le génome6,7 , ces approches peuvent aborder différentes questions scientifiques et leur échelle, les coûts et ressources techniques peuvent être limitée pour certains groupes de recherche. En outre, puce-qPCR ciblée est nécessaire pour compléter ces approches en fournissant des méthodes à la fois optimiser le protocole puce avant de séquençage et de valider les résultats de l’épigénomique datasets. Approches fondées sur la spectrométrie de masse pour déterminer l’effectif complet de l’histone marques associées aux régions génomiques ont également émergé8,9,10,11, cependant, ces approches ont certaines limites concernant les régions du génome peuvent être sondées et dont ils ont besoin de compétences techniques et l’instrumentation qui ne seront pas disponible pour tous les groupes de recherche. Par conséquent, la puce reste une méthode fondamentale pour analyser l’abondance et la distribution des modifications d’histone dans des conditions diverses pour tous les groupes de recherche intéressés de l’épigénétique, la chromatine et la régulation des fonctions génomiques.
Nous décrivons ici une méthode pour modèle de puce à l’aide de la levure de bière Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) pour étudier la distribution des histones SPTM à la chromatine. Cette approche s’appuie sur un certain nombre d’éléments de base des protocoles de puce développée chez la levure et également appliquées au modèle divers systèmes12,13. Interactions entre les histones modifiées et de l’ADN dans la cellule sont conservées par réticulation avec le formaldéhyde. Après préparation de lysate, fragments de la chromatine sont solubilisées en fragments de taille uniforme par digestion avec la nucléase micrococcique. Immunoprécipitation des histones modifiées est réalisée avec des anticorps soit commerciales soit généré par lab et tout associé à l’ADN est isolé et analysé pour enrichissement à certaines régions génomiques à l’aide de qPCR (Figure 1). De nombreuses modifications d’histone, la quantité d’ADN obtenu à partir de ce protocole est suffisante pour les essais de plus de 25 différents locus génomiques par qPCR.
Cette méthode de puce est très polyvalente pour surveiller la distribution d’une modification des histones unique en plusieurs souches mutantes ou les conditions environnementales, ou pour les tests multiples modifications d’histone dans les cellules de type sauvage à un certain nombre de locus génomiques. En outre, de nombreuses composantes du protocole sont facilement réglables pour optimiser la détection des deux marques histone fortement ou faiblement-abondantes. Enfin, effectuer la puce des histones modifiées dans la levure de bière offre la possibilité d’utiliser des contrôles clés pour la spécificité de l’anticorps qui sont en grande partie non disponible dans d’autres systèmes. À savoir, souches de levure peuvent être générés qui portent des mutations ponctuelles dans les résidus d’histones qui sont visés par la modification, et, dans certains cas, il n’y a seulement une seule enzyme qui catalyse la modification sur un résidu d’histone particulière (par exemple. lysine histone méthyltransférases). Par conséquent, puce peut être effectuée soit l’histone mutant ou enzyme suppression souches d’analyser la mesure dans laquelle liaison non spécifique de l’anticorps peut être survenus et générant des résultats faussement positifs. Ce contrôle est particulièrement utile pour les anticorps nouvellement développé et peut même être utilisé pour valider la spécificité de l’anticorps pour des modifications d’histone conservée avant des utiliser dans d’autres systèmes. Cette approche vient compléter d’autres méthodes pour tester la spécificité des anticorps qui permettent de distinguer entre les États de modification différents (tels que les mono-, di - et tri-méthylation), y compris les tableaux de peptides modifiés de palpage et effectuer des transferts western des histones ou nucléosomes avec modifications déterminées. Dans l’ensemble, la puce dans la levure de bière est une méthode puissante pour évaluer la dynamique de l’histone SPTM dans tout le génome et disséquer les mécanismes régissant leur règlement.