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Les soins et l’expérimentation des animaux ont été effectués conformément aux procédures approuvées par le Comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de la faculté de médecine de l’Université de l’Indiana.
1. Préparatifs avant de commencer l’expérience
- Préparation des tissus
- Pour le marquage du noyau adipocytaire, croisez des souris NuTRAP avec des lignées adiponectine-Cre spécifiques aux adipocytes (Adipoq-Cre) pour générer des souris Adipoq-NuTRAP, qui sont hémizygotes pour Adipoq-Cre et NuTRAP.
- Disséquer les tissus adipeux d’intérêt des souris Adipoq-NuTRAP comme décrit précédemment14.
- Congeler les tissus dans de l’azote liquide et les conserver à −80 °C jusqu’à utilisation.
REMARQUE: Chaque coussinet de graisse peut être stocké dans son ensemble, et les tissus congelés peuvent ensuite être coupés sur de la glace sèche en plus petits morceaux (~ 50 mg) pour des expériences. Alternativement, les tissus adipeux peuvent être coupés, aliquotes et congelés dans des tubes pour le stockage (~ 50 mg par tube). Les échantillons congelés ne sont jamais autorisés à décongeler après la congélation jusqu’à utilisation.
- Préparation du tampon
REMARQUE: Gardez les tampons sur la glace tout au long de l’expérience.- Préparer le tampon de préparation du noyau (NPB) : 250 mM de saccharose, 10 mM HEPES (pH 7,5), 10 mM KCl, 1,5 mM MgCl2 et 0,1 % NP40. Préparer 7 mL de NPB par échantillon. Ajouter un cocktail d’inhibiteurs de protéase 100x frais (final 1x), du DTT (final 1 mM) et du Hoechst (final 1 μg/mL) à la NPB avant utilisation.
REMARQUE: Il est recommandé de préparer du NPB frais, mais il peut être conservé à 4 ° C jusqu’à 1 mois.
- Préparer 1x solution saline tamponnée au phosphate avec 0,1% de NP-40 (PBS-N).
2. Isolement du noyau
- Refroidir le verre Dounce homogénéisateurs, avec un verre Dounce par échantillon, sur glace. Ensuite, ajoutez 7 ml du mélange NPB à chaque verre de rebond.
REMARQUE: Il est recommandé d’utiliser jusqu’à huit échantillons dans chaque expérience. Travailler avec plus de huit échantillons retarderait considérablement toutes les étapes, et cela pourrait surtout dégrader la qualité du noyau lors du tri.
- Mettez le tissu adipeux congelé (50-100 mg) dans le verre Dounce, et coupez-le immédiatement en quelques petits morceaux à l’aide d’une longue paire de ciseaux. Frapper 10x avec un pilon lâche pour tous les échantillons, puis 10x avec un pilon serré.
REMARQUE: Les tissus adipeux sont mous, donc les couper en quelques petits morceaux devrait suffire. Pour les échantillons rares, des morceaux plus petits (10-20 mg) peuvent être utilisés, bien que le nombre de noyaux adipocytaires prélevés puisse varier.
- Filtrer à travers une crépine de 100 μm dans un nouveau tube de 50 mL. Déplacer les homogénats filtrés vers un nouveau tube de 15 ml en versant. Faire tourner à 200 × g pendant 10 min à 4 °C dans une centrifugeuse à godet pivotant. Retirez le surnageant autant que possible.
REMARQUE: Aspirez d’abord à l’aide d’un vide, puis retirez le volume restant à l’aide d’une micropipette.
- Remettez la pastille en suspension dans 500 μL de PBS-N en tapotant doucement mais soigneusement les doigts.
REMARQUE: Évitez le pipetage, car cela pourrait endommager les noyaux.
- Filtrer à travers une crépine de 40 μm dans un nouveau tube de 50 ml à l’aide d’un pipetage doux. Rincer la crépine avec 250 μL de PBS-N. Transférer la remise en suspension nucléaire filtrée dans un tube de tri cellulaire activé par fluorescence (FACS) à l’aide d’une micropipette.
REMARQUE: Si disponible, les tubes et les crépines à cellules peuvent être utilisés pour de plus petits volumes afin de minimiser la perte d’échantillon.
3. Tri des noyaux
- Préparation du tube de prélèvement
- Ajouter 500 μL de PBS-N dans de nouveaux tubes de 1,5 mL et retourner plusieurs fois pour mouiller toutes les surfaces internes avec le tampon.
- Faites tourner brièvement les tubes pour faire descendre tout le liquide, puis refroidissez-les sur de la glace jusqu’au tri.
- FACS (figure 2)
- Utilisez le point de contrôle FSC-A/FSC-H pour les maillots et le point de contrôle FSC-A/SSC-A pour l’enlèvement des petits ou des gros débris.
- Porte pour la population de noyaux adipocytaires positifs pour la cerise et la GFP.
- Prélever 10 000 noyaux dans chacun des tubes de collecte préparés à l’étape 3.1.
- Préparation du noyau post-tri
- Ajouter 500 μL de PBS-N à chaque tube de collecte et retourner plusieurs fois pour mélanger.
- Faire tourner les tubes collecteurs à 200 × g pendant 10 min à 4 °C dans une centrifugeuse à godet pivotant. Retirez complètement le surnageant.
REMARQUE: Utilisez d’abord un aspirateur pour éliminer les bulles, versez le surnageant et utilisez des lingettes en papier pour éliminer complètement le liquide restant. La pastille est invisible à ce stade. Préparer le mélange maître Tn5 pendant l’étape de centrifugation décrite ci-dessous.
4. Étiquetage Tn5 (tableau 1)
- Pour préparer 25 μL de mélange maître Tn5, mélanger 12,5 μL de tampon ADN de marquage 2x (tampon TD), 1,25 μL de transposase Tn5 (enzyme TDE I) et 11,25 μL d’eau exempte de nucléase.
- Ajouter 25 μL de mélange maître Tn5 à chaque pastille de noyau et remettre en suspension par pipetage doux. Incuber à 600 tr/min pendant 30 min à 37 °C à l’aide d’un thermomélangeur.
5. Purification de l’ADN
REMARQUE: La procédure suivante utilise le kit de purification PCR mentionné dans le tableau des matériaux. Toute autre méthode similaire de purification de l’ADN peut être utilisée.
- Ajouter 25 μL d’eau exempte de nucléases aux 25 μL du mélange de resuspension du noyau Tn5 obtenu après l’étape 4.2. Le volume final est de 50 μL par échantillon.
- Ajouter 250 μL de tampon PB.
- Ajouter 5 μL d’acétate de sodium 3 M (NaOAc) (pH 5,2).
- Transférer le mélange dans une colonne (fournie avec le kit référencé), et centrifuger à 17 900 × g pendant 1 min à température ambiante (RT).
- Jetez le flux continu et replacez la colonne de rotation dans le même tube de collecte. Ajouter 750 μL de PE tampon contenant de l’éthanol absolu (EtOH) et centrifuger à 17 900 × g pendant 1 min à TA.
- Jetez le flux continu et replacez la colonne de rotation dans le même tube de collecte. Centrifuger à 17 900 × g pendant 1 min à TA et jeter le tube de collecte avec le flowthrough.
- Pour éluer les fragments d’ADN, équiper la colonne d’un nouveau tube de 1,5 mL, ajouter 10 μL de tampon EB et laisser à TA pendant 3 min. Centrifuger à 17 900 × g pendant 1 min à TA.
REMARQUE: Les échantillons peuvent être conservés à 4 ° C pendant des jours ou à -20 ° C pendant des semaines.
6. Amplification par PCR (tableau 2)
REMARQUE : Les amorces utilisées dans cette étude sont énumérées au tableau 3.
- Pour amplifier les fragments d’ADN transposés, préparez le mélange maître PCR sans ajouter une amorce de codage à barres Ad2.n unique (amorce #2). Utilisez 38 μL du mélange maître PCR par échantillon : 11 μL d’eau sans nucléase, 2 μL d’amorce de Ad1_noMX 25 μM (amorce #1) et 25 μL de 2x PCR Master Mix.
- Ajouter 38 μL du mélange maître PCR dans un tube PCR de 0,2 mL.
- Ajouter 10 μL des fragments d’ADN élués de l’étape 5.7.
- Ajouter 2 μL d’amorce #2 de 25 μM, qui doit être spécifique à chaque échantillon.
- Exécuter la PCR en fonction des conditions de cycle indiquées dans le tableau 2.
7. Test PCR quantitatif en temps réel (qPCR) (tableau 4)
NOTE: Cette étape vise à déterminer les cycles supplémentaires nécessaires pour amplifier l’ADN. Il est facultatif mais fortement recommandé, en particulier pour les nouvelles expériences.
- Préparer le mélange maître qPCR sans ajouter l’apprêt #2. Utilisez 9,975 μL du mélange maître qPCR par échantillon : 4,41 μL d’eau exempte de nucléase, 0,25 μL d’apprêt #1 25 μM, 5 μL de 2x PCR Master Mix et 0,09 μL 100x SYBR Green I.
REMARQUE: Pour préparer 100x SYBR Green I, diluer le stock 10,000x avec de l’eau sans nucléase. Comme le volume de 100x SYBR Green I utilisé pour le mélange maître qPCR est négligeable, il est plus facile de faire un mélange maître supplémentaire de 100x SYBR Green I dilué (par exemple, pour 8-10 échantillons).
- Ajouter 9,975 μL du mélange maître qPCR dans chaque puits d’une plaque qPCR.
- Ajouter 0,25 μL d’amorce #2 de 25 μM dans chaque puits.
REMARQUE: Assurez-vous d’ajouter le même apprêt #2 pour correspondre à ce qui a été ajouté à chaque échantillon spécifique à l’étape 6.4.
- Ajouter 5 μL de la réaction PCR obtenue après amplification PCR à l’étape 6.5, et mélanger par pipetage.
REMARQUE : Les 45 μL restants de la réaction PCR seront utilisés pour la deuxième amplification PCR.
- Exécutez la qPCR selon les conditions de cycle indiquées dans le tableau 5.
- Vérifiez les courbes d’amplification et identifiez le nombre de cycles de PCR supplémentaires nécessaires en estimant le nombre de cycles qui ont atteint ~35% du maximum (Figure 3A).
REMARQUE: En règle générale, 10 000 noyaux nécessitent cinq à huit cycles de PCR supplémentaires.
8. Amplification PCR supplémentaire
- Exécutez la PCR en utilisant la totalité des 45 μL restants de la réaction PCR selon les calculs de l’étape 7.6 (tableau 6).
REMARQUE : Chaque échantillon peut nécessiter un nombre différent de cycles d’amplification.
9. Deuxième purification de l’ADN à l’aide du kit de purification PCR
- Utiliser les mêmes procédures que dans la section 5, mais éluer les fragments d’ADN amplifiés avec 20 μL de tampon EB.
10. Sélection de la taille des fragments d’ADN
REMARQUE: Utilisez des billes d’immobilisation réversibles en phase solide, comme décrit ci-dessous. Toute autre perle de purification d’ADN similaire peut être utilisée selon les instructions du fabricant. La suspension du cordon SPRI doit être complètement remise en suspension et équilibrée à RT avec rotation avant utilisation.
- Transférer l’ADN élué dans un nouveau tube de PCR et ajouter 80 μL de tampon EB pour obtenir un volume final de 100 μL.
- Ajouter 55 μL de billes SPRI (0,55x le volume d’échantillon) et mélanger par pipetage. Incuber pendant 5 min à TA, puis séparer sur un mini support magnétique pour les bandes PCR à 8 tubes pendant 5 min.
- Transférer 150 μL du surnageant dans un nouveau tube PCR. Ajouter 95 μL de billes SPRI et mélanger par pipetage.
REMARQUE : Le surnageant contient de l’ADN d’environ 500 pb ou moins.
- Incuber pendant 5 min à TA, puis séparer sur le mini support magnétique pendant 5 min. Jetez soigneusement le surnageant.
- Laver les billes pendant 1 min avec 200 μL d’EtOH à 70%. Répétez deux fois pour trois lavages au total.
REMARQUE: Ne déplacez pas les tubes PCR du support magnétique pendant les lavages.
- Après le lavage final, faire tourner les tubes à 1 000 × g pendant 1 min et extraire l’EtOH restant. Sécher la pastille avec le couvercle ouvert à 37 °C pendant 2 min sur une machine de PCR.
REMARQUE: Les granulés de billes ne doivent présenter que quelques fissures mineures une fois séchés. Évitez de trop sécher.
- Resuspendre la pastille avec 20 μL de tampon EB par pipetage et incuber pendant 5 min à TA. Séparer sur le mini support magnétique pendant 5 min, puis transférer 18 μL du surnageant contenant la bibliothèque finale dans un nouveau tube de 1,5 mL.
REMARQUE La bibliothèque peut être stockée à −20 °C tout en effectuant un contrôle de qualité.
11. Quantification de l’ADN à l’aide d’un fluoromètre
- Pour préparer le mélange maître, diluer le réactif 200x dsDNA High Sensitivity (HS) avec un tampon dsDNA HS jusqu’à une concentration finale de 1x.
- Pour les étalons, ajouter 190 μL du mélange maître 1x et 10 μL de l’étalon 1 ou de l’étalon 2 dans un tube fluoré.
NOTE: Équilibrer les étalons à RT dans l’obscurité avant de commencer la quantification.
- Pour les échantillons de la bibliothèque, ajouter 198 μL du mélange maître 1x et 2 μL de chaque échantillon dans un tube fluoré séparé.
REMARQUE : Si les quantités d’échantillon sont limitées, le volume de l’échantillon peut être réduit à 1 μL et le volume du mélange maître 1x peut être augmenté à 199 μL.
- Tourbillonner ou secouer les tubes du fluoromètre et les laisser reposer pendant 5 minutes à RT dans l’obscurité. Mesurer la concentration d’ADN à l’aide du test dsDNA HS du fluoromètre.
12. Contrôle de la qualité de la bibliothèque par des systèmes d’électrophorèse à haute sensibilité
- Prenez la bibliothèque ATAC-seq et diluez avec de l’eau sans nucléase jusqu’à une concentration finale de 1-5 ng / μL.
- Analysez la distribution de taille des bibliothèques ATAC-seq à l’aide de systèmes d’électrophorèse automatisés à haute sensibilité suivant les protocoles du fabricant.
13. Contrôle de la qualité de la bibliothèque ATAC-seq à l’aide de qPCR ciblée
- Prendre 5-10 ng de la bibliothèque ATAC-seq et diluer avec 50 μL d’eau sans nucléase.
- Exécuter la qPCR à l’aide d’amorces ciblant les promoteurs et les amplificateurs connus pour être actifs dans les adipocytes selon les conditions de cycle indiquées dans le tableau 7.
- Utiliser des amorces de contrôle négatif ciblant les régions génomiques fermées/silencieuses (tableau 7).
- Calculer l’enrichissement du promoteur/amplificateur par rapport aux témoins négatifs (tableau 8).
REMARQUE: On s’attend à ce que les enrichissements ≥ 10 à 20 fois avec des échantillons réussis.
14. Séquençage
- Soumettez les bibliothèques ATAC-seq pour le séquencement. Utilisez le séquençage d’extrémité appariée (2 x 34 pb, 2 x 50 pb ou plus) avec des nombres de lecture moyens de 10 à 30 millions de lectures par échantillon.