Depuis sa découverte, la régulation épigénétique dans les cellules de mammifères a gagné en reconnaissance1, considérant que la compréhension de tels mécanismes fournirait des informations clés non seulement en biologie cellulaire, mais aussi en biologie des maladies et des tumeurs. De plus, les agents infectieux peuvent également provoquer des modifications épigénétiques de l’hôte2 tandis que la machinerie des cellules hôtes peut également affecter la chromatine des agents pathogènes, tels que les virus à ADN persistants 3,4. Cette interaction hôte-pathogène semble jouer un rôle dans la persistance de l’infection. deux
Grâce à une association réversible avec l’ADN, les protéines histones forment un complexe appelé nucléosome. Les nucléosomes atteignent à leur tour un niveau d’organisation plus élevé connu sous le nom de chromatine. Le remodelage de la chromatine est connu pour réguler étroitement l’expression des gènes, accordant ou refusant l’accès aux facteurs de transcription (TF)5. Ces facteurs peuvent déclencher ou bloquer le recrutement de l’ARN polymérase II (PolII) sur les promoteurs de gènes, influençant la synthèse de l’ARNm à partir du modèle d’ADN6. Les protéines histones contiennent des queues7, flanquant les deux extrémités du pli des histones, qui peuvent être soumises à des modifications post-traductionnelles (PTM), permettant une régulation étroite de la transcription du gène par des changements structurels de la chromatine. La plupart des PTM d’histones sont situés à l’extrémité N de la queue, l’acétylation et la méthylation étant les PTM les mieux étudiés, bien que la phosphorylation8, l’ubiquitination9 et la ribosylation10 aient également été rapportées. La caractérisation et l’étude de ces protéines sont alors essentielles pour obtenir un aperçu approfondi de la régulation des gènes.
Actuellement, il existe une poignée de méthodes et d’outils bien établis pour étudier les interactions directes ADN-protéine : test de déplacement de mobilité électrophorétique (EMSA), test mono-hybride de levure (Y1H) et empreinte ADN11. Cependant, ces méthodes se concentrent en soi sur les interactions ADN et protéines uniques et ne sont pas applicables aux études à l’échelle du génome. Une autre limite de ces techniques est l’absence d’association d’histones avec les segments d’ADN étudiés. Ainsi, de telles approches ne sont pas censées refléter la complexité de la machinerie transcriptionnelle in vivo et elles ne tiennent pas compte des changements structurels importants12 ou d’autres enzymes/cofacteursrequis 13 qui pourraient influencer (favoriser ou inhiber) la liaison des protéines à l’ADN.
L’idée que la fixation des cellules avec des agents comme le formaldéhyde (FA) pourrait fournir un instantané in vivo des interactions protéine-ADN a jeté les bases du développement de tests d’immunoprécipitation de la chromatine (ChIP)14. Ceci, associé à la disponibilité de la technologie de PCR quantitative (qPCR) et d’anticorps hautement spécifiques, a permis le développement de tests ChIP-qPCR. Par la suite, l’avènement des techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS), dont les coûts deviennent de plus en plus abordables, a concédé de coupler les expériences ChIP avec les approches NGS (ChIP-seq), fournissant ainsi aux chercheurs de nouveaux outils puissants permettant d’étudier la régulation de la chromatine. Dans ces essais, des cellules isolées ou cultivées sont fixées avec du glutarate de disuccinimidyl (DSG) et/ou de l’AF, les noyaux sont isolés, la chromatine est ensuite fragmentée et précipitée par l’anticorps d’intérêt. Par la suite, l’ADN est purifié et analysé par PCR ou NGS. Contrairement à l’EMSA, à l’Y1H et à l’empreinte ADN, les tests ChIP ont la capacité de fournir un instantané global de l’interaction protéine-ADN dans la cellule. Cela offre une flexibilité et permet l’analyse de plusieurs loci au sein d’un même échantillon. Cependant, en raison de la nature du test, ChIP peut, à terme, détecter non seulement des interactions directes, mais aussi des interactions indirectes, n’offrant pas la précision des méthodes mentionnées ci-dessus, lorsqu’il s’agit d’interactions directes protéine-ADN.
Les protocoles de préparation de la chromatine à partir de matériel de culture cellulaire sont bien établis15 et hautement reproductibles, permettant à l’utilisateur d’obtenir une chromatine adaptée à la fois aux approches qPCR et NGS en 1-2 jours ouvrables. Cependant, l’obtention de chromatine de haute qualité à partir de tissus entiers représente toujours un défi en raison de la nécessité de dissocier les cellules dans le tissu tout en obtenant une fixation et un cisaillement optimaux de la chromatine. En outre, la composition et la morphologie des différents types de tissus varient, ce qui nécessite un ajustement des protocoles existants16,17. L’utilisation de tissus cryoconservés présente des défis supplémentaires par rapport aux échantillons frais. Cela est dû à la difficulté d’obtenir une suspension à une seule cellule sans perte matérielle importante. Cela conduit à un cisaillement inapproprié, entravant les applications en aval. Néanmoins, l’accès à des échantillons de tissus congelés plutôt qu’à la contrepartie fraîche augmente non seulement la flexibilité du travail, mais peut également représenter la seule option pour les chercheurs travaillant avec des échantillons provenant d’études longitudinales ou comparatives. Une poignée de protocoles de préparation de la chromatine pour les tissus congelés ont été publiés. Celles-ci sont principalement basées sur la décongélation des échantillons suivie des étapes de hachage, de dissociation manuelle / mécanique ou de pulvérisation à l’azote liquide18,19,20.
Nous décrivons ici une méthode optimisée de préparation de la chromatine15 pour des échantillons de foie congelés non fixés, qui combine la pulvérisation des tissus dans l’azote liquide avec l’homogénéisation du pilon, pour obtenir un cisaillement de la chromatine reproductible adapté aux approches X-ChIP visant à analyser à la fois les génomes viraux et hôtes.