המנגנונים המולקולריים של דה-קונדנסטציה של כרומטין מיטוטי דחוס מאוד אינם מוגדרים כהלכה. אנו מציגים בדיקה נטולת תאים המבוססת על אשכולות כרומטין מיטוטיים שבודדו מתאי HeLa ותמצית ביצי Xenopus laevis המשחזרת נאמנה את תהליך העיבוי במבחנה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
המנגנונים המולקולריים של דה-קונדנסטציה של כרומטין מיטוטי דחוס מאוד אינם מוגדרים כהלכה. אנו מציגים בדיקה נטולת תאים המבוססת על אשכולות כרומטין מיטוטיים שבודדו מתאי HeLa ותמצית ביצי Xenopus laevis המשחזרת נאמנה את תהליך העיבוי במבחנה.
במהלך מחזור התא של בעלי חוליות, הכרומטין עובר שינויים מבניים ותפקודיים נרחבים. עם הכניסה המיטוטית, הוא מתעבה באופן מסיבי לכרומוזומים בצורת מוט המועברים בנפרד על ידי מנגנון הציר המיטוטי. עיבוי כרומטין מיטוטי מניב כרומוזומים דחוסים צפופים פי חמישים כמו באינטרפאזה. במהלך היציאה מהמיטוזה, הכרומוזומים צריכים לבסס מחדש את מצב הבין-פאזה התפקודי שלהם, הסגור על ידי מעטפת גרעינית וכשיר לשכפול ושעתוק. תהליך הפירוק מתואר היטב מבחינה מורפולוגית, אך במונחים מולקולריים אינו מובן היטב: חסר לנו ידע על האירועים המולקולריים הבסיסיים ובמידה רבה על הגורמים המעורבים כמו גם על הוויסות שלהם. אנו מתארים כאן מערכת נטולת תאים המסכמת נאמנה את עיבוי הכרומטין במבחנה, המבוססת על אשכולות כרומטין מיטוטיים המטוהרים מתאי HeLa מסונכרנים ותמצית ביצית X. laevis. המערכת נטולת התאים שלנו מספקת כלי חשוב לאפיון מולקולרי נוסף של עיבוי כרומטין ותיאומו עם תהליכים המתרחשים בו זמנית במהלך יציאה מיטוטית כגון מעטפת גרעינית והרכבה מחדש של קומפלקס נקבוביות.
תמצית ביצת laevis Xenopus היא כלי רב עוצמה ומיושם באופן נרחב כדי ללמוד אירועים הסלולר מסובכים בפשטות של assay תא ללא. מאז התיאור הראשון שלהם על ידי Lohka & 1 Masui הם כבר בשימוש נרחב ללמוד תהליכי mitotic כגון הכרומטין עיבוי 2, הרכבה ציר 3, התמוטטות מעטפת גרעין 4, אלא גם תחבורת nucleocytoplasmic 5 או DNA שכפול 6. אירועים המתרחשים בסוף מיטוזה, הכרחיים להרפורמציה של גרעין interphasic כגון הרפורמציה מעטפת גרעין והרכבה מחדש מורכבת נקבובית הגרעיני הם הרבה פחות מובנים בהשוואה לאירועי mitotic המוקדמים אך ניתן ללמוד באופן דומה באמצעות תמצית ביצת צפרדעי 7. יש לנו לאחרונה הוקם assay המבוסס על תמצית ביצת צפרדעים ללמוד decondensation הכרומטין בסוף מיטוזה 8, תהליך נחקר תחת שמחכה ליTS אפיון מפורט.
בmetazoans, הכרומטין מרוכז מאוד בכניסה mitotic על מנת לבצע בנאמנות הפרדה של החומר הגנטי. כדי להבטיח שהכרומטין נגיש לביטוי גנים ושכפול ה- DNA במהלך שלבי הביניים, זה צריך להיות דה-נדחס בסוף מיטוזה. בבעלי חוליות, הכרומטין הוא עד חמישים ולקפל יותר דחוס במיטוזה לעומת הביניים 9, בניגוד לשמרים שבו דחיסת mitotic היא בדרך כלל נמוכה בהרבה, למשל, כפול רק בס cerevisiae 10. decondensation הכרומטין חוליות כבר למד בעיקר בהקשר של ארגון מחדש DNA הזרע לאחר הפריית ביצית. מנגנון מולקולרי, שבי nucleoplasmin, חלבון ביצית בשפע, מחליף protamines זרע ספציפי לH2A ההיסטונים וH2B מאוחסן בביצה. תהליך זה גם הובהר באמצעות תמצית Xenopus ביצת 11, 12. עם זאת, הביטוישל nucleoplasmin מוגבל לביציות 13 והכרומטין mitotic אינו מכיל protamines הזרע ספציפי אלה. לכן הכרומטין decondensation בסוף מיטוזה הוא nucleoplasmin עצמאי 8.
במבחנת התגובה decondensation אנו מעסיקים תמצית המופקת מהביצים מופעלות X. laevis ואשכולות הכרומטין המבודדים מתאי הלה מסונכרנים. טיפול בביצים עם ionophore סידן מחקה את שחרור סידן לתוך הביצית שנוצרה על ידי כניסת זרע במהלך הפריה. גל סידן גורם לחידוש מחזור התא והביצה, נעצר בmetaphase השני של המיוזה, התקדמות לשלבי הביניים הראשונים 14. לכן, תמציות ביצה מוכנות ביצי צורה מופעלת לייצג את מדינת יציאה / הביניים mitotic ומוכשרים כדי לגרום לאירועים ספציפיים ליציאת mitotic כמו decondensation הכרומטין, מעטפת גרעין ולהתעמק הרפורמציה מורכבת. לבידוד של CH mitoticromatin אשכולות השתמשנו גרסה מעט שונה של הפרוטוקול שפורסם על ידי גאסר וLaemmli 15, שבו אשכולות כרומוזום פורסמו על ידי תמוגה מתאי הלה מסונכרן במיטוזה ומבודדת במאגרים המכיל polyamine ידי centrifugations שיפוע.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בידוד אשכול mitotic הכרומטין מתאי הלה
1. הכנות
2. סנכרון של תאים
3. בידוד אשכולות mitotic
4. תכשירים מהמאגר לInterphasic Xenopus laevis חלץ ביצה
הערה: Xenopus laevis צפרדעים נשמרות ותטופל בהתאם להנחיות והתקנות שנקבעו באמנה של מועצת אירופה על ההגנה על בעלי החיים בעלי חוליות המשמשת לניסויים ולמטרות אחרות (האיחוד האירופי אשררו בשנת 1998) והחוק הגרמני הנוגע ל השימוש בבעלי החיים בעלי חוליות במחקר.
תמצית ביצת laevis 5. Protocolfor Interphasic של Xenopu
6. הכנת חוצצים במבחנה הכינון מחדש של הכרומטין Decondensation
7. פרוטוקול במבחנה הכינון מחדש של הכרומטין Decondensation
8. הכנת המאגר לImmunofluorescence מכתים של דוגמאות הכרומטין Decondensation במבחנה מחדש
9. פרוטוקול Immunofluorescence מכתים של דוגמאות הכרומטין Decondensation במבחנה מחדש
הערה:. Incubations כל של coverslips הבא נעשים בצלחת 24 גם עם פתרון μl לפחות 250 לכל גם, אם לא צוין אחרת במבחנה decondensed דגימות הכרומטין הן רגישות יותר מתאים קבועים ולכן להיות זהיר בעת הוספה או הסר של פתרונות. מומלץ להשתמש בטפטפות פסטר מפלסטיק לחתוך זוויתי. לשלבי כביסה ודגירת נוגדנים משני למקם את הצלחת ב RT על נדנדה או מסתובבים פלטפורמה, נע מהר יותר מלא 100 סל"ד.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תלות בזמן של תגובת decondensation
איור 1 מציג כמובן זמן אופייני של assay decondensation. האשכול של כרומוזומים גלויים בתחילת התגובה decondenses ומתמזג אחת, סיבוב גרעין חלק ו. כאשר תמצית הביצה הוא הוחלף על ידי סוכרוז חיץ אשכול כרומוזום נשאר מרוכז, אשר מצביעים על כך שפעילות decondensation נוכחת בתמצית הביצה.
decondensation הכ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Xenopus laevis תמציות ביצה הן כלי שימושי מאוד לשחזר בנאמנות תהליכים תאיים במבחנה, ומערכת זו שימשה בהצלחה באפיון של אירועי מחזור התא וחלוקת תא 2, 3,5,6,17. בשל חנויות גדולות של רכיבים גרעיניים מוחרם בביצה במהלך oogenesis, תמציות ביצה הן מקור מצוין של מרכיבים תאיים. בהשוואה לגישות אחרות כמו RNAi בשורות תאי רקמות יונקים או מניפולציה גנטית, היא מציעה כמה יתרונות: מערכת התא ללא מאפשרת לימוד תהליכים תאיים שבכדאיות סלולרית תהיה אחרת הגבלה. יתר על כ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המחקר הגרמנית וERC (AN377 / 3-2 ו309,528 CHROMDECON לWA) ומלגת דוקטורט של Boehringer Ingelheim חטיבות לAKS איור 1 & 2 הם נדפסו מתא התפתחותית 31 (3), Magalska et al., פונקצית ATPases כמו-RuvB בdecondensation הכרומטין בסוף מיטוזה, 305-318, 2014, באישור סוג מElsevier.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| ספרמין טטרהידרוכלוריד | פלוקה אנליטי | 85610-25G | |
| ספרמידין טריהידרוכלוריד | סיגמא | S2501-5G | |
| דיגיטונין בטוהר גבוה | Millipore | 300410-1GM | PMSF רעיל |
| Applichem | A0999,0100 | ||
| תימידין | Calbiochem | 6060 | |
| nocodazole | Calbiochem | 487928 | |
| תמיסת פורמלדהיד רעילה 37% | Roth | 7398-1 | |
| תמיסת טריפן כחולה רעילה (0.4% ) | סיגמא | T8154 | רעיל |
| 1,4-דיתיותרייטול (DTT) | רוט | 6908.2 | |
| AEBSF הידרוכלוריד | Applichem | A1421,0001 | |
| פפסטאטין | רוט | 2936.1/2/3 | |
| לופפטין | רוט | CN334 | |
| אפרוטינין | רוט | A162.3 | |
| פרקול (חלקיקי סיליקה קולואידיים פתרון) | GE Healthcare | 17-0891-01 | |
| גלוטמין | Gibco | 25030-024 | |
| פניצילין-סטרפטומיצין | Gibco | 15140-122 | |
| 75 ס"מ&2; צלוחיות תרבית רקמות | Greiner Bio-one | 658175 | |
| סרום בקר עוברי מומת בחום (FBS) | Gibco | 10500-064 | |
| הומוגנייזר (מטחנת רקמות 40 מ"ל) | Wheaton | 357546 | |
| Neubauer Chamber | Assistent | 441/1 | |
| צינורות צנטריפוגה של אוק רידג', פוליקרבונט (50 מ"ל) | Nalgene | 3118-0050 | |
| 100 ומיקרו; מסננת תאים m, ניילון | BD Falcon | 352360 | |
| ציטוכלזין B | Applichem | A7657,0010 | |
| ציקלוהקסימיד | רוט | 8682.3 | |
| L-ציסטאין | Merck | 1,028,381,000 | |
| hCG זמין כ-Ovogest | MSD | ||
| זמין כ-Intergonan | MSD | 1431015 | |
| A23187 (תערובת סידן-מגנזיום-מלח | Enzo | ALX-450-002-M010 | |
| מחטי מזרק רעילות (1.20 x 40 מ"מ, 18 גרם x 1 1/2 אינץ') | בראון | 4665120 | |
| ATP | Serva | 10920.03 | |
| GTP, 2 Na x 3 H20 | Roth | K056.1/2/3/4 | |
| מלח דיסודיום קריאטין פוספט | Calbiochem | 2380 | |
| קריאטין פוספוקינאז | סיגמא | C3755-35KU | |
| DMAP | סיגמא | D2629-1G | |
| DAPI | של Roche | 10236276001 | |
| PFA | Sigma | P-6148 | |
| עבור TLA 100 (7 x 10 מ"מ, 5/16 x 13/16 אינץ') | בקמן קולטר | 343775 | |
| "Cell-Saver" (טיפים עם פתיחה רחבה, 1,000 ומיקרו; l) | Biozym | 729065 | |
| 50% תמיסת גלוטארלדהיד, דרגה I | Sigma alderich | G7651-10 מ"ל | |
| תמיסת פולי-L-ליזין רעילה 0.1% (w/v) תמיסת פולי-L-ליזין | Sigma | P8920-100 מ"ל | |
| צינורות תחתונים שטוחים (6 מ"ל, 16.0/55 מ"מ) | Greiner Bio-one | 145211 | |
| Vectashield הרכבה בינונית | מעבדות וקטור | H1000 | |
| צינורות ל-TLA120 (11 x 34 מ"מ, 7/16 x 1 3/8 אינץ') | בקמן קולטר | 343778 | |
| "Cell-Saver" (טיפים עם פתיחה רחבה, 200 ומיקרו; l) | Biozym | 729055 | |
| כיסויים 12 מ"מ | Thermo Scientific | 0784 #1 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.