אנו מציגים שיטה לשחזור ויעילים כדי לבודד את תרבות ובתאים עצבית של רקמת מוח עובריים ופוסט עבור immunoprecipitation כרומטין (ChIP) של היסטון 3 ליזין 79 dimethylation (H3K79me2) - סימן היסטון ממוקם במרחק תחום הכדוריים של היסטון 3.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מציגים שיטה לשחזור ויעילים כדי לבודד את תרבות ובתאים עצבית של רקמת מוח עובריים ופוסט עבור immunoprecipitation כרומטין (ChIP) של היסטון 3 ליזין 79 dimethylation (H3K79me2) - סימן היסטון ממוקם במרחק תחום הכדוריים של היסטון 3.
התפתחות המוח הוא תהליך מורכב, שבשליטת באופן מרחבי בעיות מפרק מעברי צבע של אורגניזם ותוכניות תעתיק שונה. בנוסף, שינויים epigenetic כרומטין, כמו היסטון מתילציה, יש תפקיד חשוב עבור ביסוס ושמירה על גורלם תא ספציפי בתוך התהליך הזה. הרוב המכריע של היסטון מתילציה מתרחשת על הזנב היסטון גמיש, הנגיש מכפילי היסטון, מחקים של חלבונים קורא היסטון. לעומת זאת, H3K79 מתילציה ממוקם בתחום הכדוריים היסטון 3, הייתה שם בפונקציות התפתחותיים שונים. מתילציה H3K79 אבולוציונית כולו, ניתן למצוא מגוון רחב של מינים של הומו ספיינס כדי האפייה. השינוי מתרחש בקרב אוכלוסיות תאים שונים בתוך אורגניזמים, כולל אבות עצבית. המיקום של מתילציה H3K79 בתחום הכדוריים של היסטון 3 מקשה להעריך. כאן, אנו מציגים שיטות כדי לבודד, קדמון קורטיקלית התרבות תאים (CPCs) של רקמת מוח קליפתי עובריים (E11.5-E14.5) או אסטרוציטומה נוירון פרטנית אבות (CGNPs) מרקמות כמחנכת (P5-P7), וכדי ביעילות immunoprecipitate H3K79me2 עבור ה-PCR כמותי (qPCR) ורצף הגנום כולו.
הפונקציות חושית, מוטורי, קוגניטיבי של המוח הם מורכבים מאוד רגישים לשינויים פיזיים וסביבתיים. המוח מורכב שלושה חלקים כללי הינד-, אמצע, הקדמי, אשר מחוברים עמוקות. בתוך הקדמי, ניתן לחלק את telencephalon של telencephalon הגבי (DT), של telencephalon הגחוני (וי טי). DT של עכברים מורכב שש שכבות קורטיקלית אשר נוצרים בין E11.5 לבין E18.5 אופן "הפוכה"1. VT כולל את הרוחביים ganglionic בפיתוח, המהווים את2,של גרעיני הבסיס3מאוחר יותר. מספר סוגי תאים יכולים להיות מסווגים במערכת העצבים המרכזית יונקים כמו נוירונים, האסטרוציטים או oligodendrocytes להפוך4, אשר להתפתח באופן מרחבי בעיות מפרק5. קודם כל, עצבי ובתאים (NPCs) להצמיח סוגים שונים של נוירונים, interneurons VT ולאחר ההקרנה נוירונים ב- DT, ובהמשך תאי גליה (למשל, האסטרוציטים6). במהלך פיתוח קורטיקלית, השכבה השטחית ביותר (שכבה אני), אשר מכיל תאים Cajal Retzius, נוצר לראשונה. לאחר מכן, בין E12.5 ו E14.5, NPCs צור עצביים לשכבות העמוקות (השישי, V) בזמן בין 14.5, 16.5, אבות להצמיח השכבה העליונה (IV-II) נוירונים7,8. זהות עצביים צוין על ידי מורפוגן-induced בעיות מפרק מרחבי תעתיק תוכניות שונות, בנוסף על-ידי תוכניות epigenetic2.
המוח הקטן, אשר הוא מעורב קואורדינציה, ממוקם על hindbrain ומפתחת בין E10 בערך P20 עכברים9. הוא מכיל קליפת אסטרוציטומה ואת הגרעינים אסטרוציטומה10. קליפת אסטרוציטומה למבוגרים מורכב משלוש שכבות, שבהפסד מולקולרית, השכבה Purkinje תא, השכבה הפנימית ביותר פרטנית המכיל נוירונים פרטנית10. התאים גרגר אסטרוציטומה הנוירונים הקטן ביותר, מייצגים כ- 80% של הנוירונים בכל המוח חוליות11. להתפתח סימנים מקדימים ממוקם באזור נבטי חיצוניים והם נודדים דרך השכבה Purkinje תא היעד שלהם12. כמו ב- telencephalon, ההתפתחות של הצרבלום מוסדר על ידי אורגניזם חשוב מספר, אשר יש פונקציות ספציפיות זמן-מרחב ותלוי וליזום תוכניות תעתיק10מוגדרים.
הפיתוח של שכבות קורטיקליים ו אסטרוציטומה נשלטת על ידי ביטוי גנים ברמת השעתוק של אורגניזם מסוים ועל, לכן, ידי המדינה כרומטין של ה-DNA. בתצוגה פשוטה, כרומטין הברית יכולה להיות מחולקת euchromatin כפעיל transcriptionally הטרוכרומטין כמו אזורים שקטים transcriptionally. נוקלאוזום היחידה הבסיסית של כרומטין מכיל שני עותקים של כל היסטון הליבה H2A, ויזת עבודה H2B, H3 ו- H4, מוקף 147 בסיסי זוגות של הדנ א13. שינויים היסטוניים עוברות שינוי מאוד post-translationally על ידי מתילציה, acetylation, זרחון, ubiquitination, sumoylation, ADP-ribosylation, דיאמינציה פרולין isomerization14,15. היסטון ליזין מתילציה נחשב השינוי היסטון היציב ביותר ששולטת שעתוק, שכפול, רקומבינציה16, נזק לדנ א תגובה17, ו החתמה גנומית18. Lysines יכול להיות מונו, di- או תלת-מפוגל19 , מופיעים לא רק על זנבות היסטון נגיש, אלא גם בתוך תחום הכדוריים של שינויים היסטוניים20. Methylations ספציפי ב H3K4 ו H3K36 קשורים בעיקר עם euchromatin, methylations מסוים H3K9, H3K27 או H4K20 מצויים בעיקר באזורים heterochromatic, למרות כל שאריות ממוקמים בתוך הזנב היסטון14, 19,21. מתילציה H3K79 הינו ממוקם בתוך תחום הכדוריים היסטון, שויכה פעילות גנים ברמת השעתוק, אבל גם עם אזורים גנומית אינרטי transcriptionally22. השינוי אבולוציונית כולו מאז זה נצפתה שמרים, התימוס עגל, עוף ו האנושי23. מונו H3K79 di, trimethylation (H3K79me1, me2, me3) הם מזורז על ידי24,methyltransferases DOT1L25 היסטון גרעיני להגדיר תחום המכיל חלבון 2 (Nsd2)26. DOT1L הייתה שם התפשטות, DNA לתקן ו סלולריים reprograming27. אובדן Dot1l בעכברים מוביל למוות טרום לידתי סביב28,E10.529שלב התפתחותי. במהלך התפתחות הלב, בידול myocardiocyte, DOT1L חיוני עבור ג'ין ביטוי תקנה30. במערכת העצבים המרכזית, פונקציה DOT1L עשוי להיות מעורב בשפופרת פגמים בתעלה פיתוח31, מעורב בדיכוי Tbr1-ביטוי במהלך פיתוח הקדמי32, עשוי לתפקד בוויסות של ER-מתח התגובה הגנים33. תלויי-הקשר הפעלה או המדחיק הפעולה של H3K79me, במיוחד עם ויוו מצבים כמו הפיתוח של מערכת העצבים המרכזית, הוא תאריך רק חלקית הבין32. מאז H3K79 מתילציה ממוקם בתחום הכדוריים היסטון 3, זה sterically פחות נגיש לעומת שינויים על זנבות היסטון גמיש23. כדי להבין את תפקוד H3K79 מתילציה, דרושות שיטות ניתוח לשחזור ואמין כדי לקבוע את מיקום שלה ואת הסביבה גנומית. שיטות העבודה אנו מציגים שיטות בידוד של אבות עצביות שונות (CPCs של קליפת המוח) ו- CGNPs עבור המוח הקטן, טיפול יעיל של מעכבי DOT1L שיטה שבב לנתח מתילציה H3K79 דרך qPCR או רצף זמן שונים נקודות במהלך הפיתוח קורטיקליים ו אסטרוציטומה. לקבלת מבט כולל על הפרוטוקול והאפשרויות שלה, ראה איור 1.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
רווחת בעלי חיים ועדות של אוניברסיטת פרייבורג, רשויות מקומיות אישר כל ניסויים בבעלי חיים (G12/13, G16/11) מצויה בפרוטוקול הבא.
1. תכשירים
2. העצבית קדמון בידוד של רקמת המוח
3. קיבוע של תאים, הטיה של כרומטין
הערה: בצע שלבים 3.1 ו- 3.2 אם תאים לא מתורבתים, אם הם המשך לשלב 3.3.
4. הכנת חרוזים, Preclearing
5. כרומטין Immunoprecipitation
6. טיהור של שבב דגימות
7. ניתוח דוגמאות שבב ויה qPCR
8. ניתוח דוגמאות שבב באמצעות רצף
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ערכת כללי של קדמון העצבי בידוד, טיפוח, שבב H3K79me2 ושיטות ניתוח שבב: איור 1 מציג תרשים זרימה כדי לבצע שבב H3K79me2 של ובתאים קורטיקלית בנקודות זמן שונות במהלך התפתחות המוח עובריים או של נוירון פרטנית אסטרוציטומה אבות בשלבים כמחנכת. כצעד ראשון, המוח צריך להיות מבודד, את telencephalon (בין E11.5 ו E14.5) או המוח הקטן (P5-P7) יש לאחזר. ניתן לנתח את מחוזות שונים telencephalon על-ידי חלוקתו DT ו VT. לאחר מכן הרקמה להיות הומוגני, המוצא לאגס עצבית ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ישנם שתי דרכים עיקריות לביצוע כרומטין immunoprecipitation כדי לזהות את תפוסת גנומית של שינויים היסטון, גורמי שעתוק, הקוראים קוד היסטון, סופרים או מחקים. אחת היא שיטת צ'יפ מקורי בעזרת נוקלאז מתעכל, יליד כרומטין עבור immunoprecipitation, והשני הוא הציג השיטה באמצעות כרומטין מחברים-קבוע, הוטו, שבו את נוקליאוזומים וחלבונים אחרים צמוד-DNA covalently מאוגדים ל- DNA 39. צ'יפ מקורי עם קצב זיהוי נוגדנים גבוה שלה צריך להיות ישימים עבור היסטון מתילציה מאז כרומטין, methylations היסטון יציבים יחסית לאורך השבב....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים לא מתחרה
אנו מודים הנרייטה Bertemes שעזרת להקים פרוטוקול טיפוח CGN בתוך המעבדה. הנייר בשיטה זו נתמכה על ידי במימון DFG CRC992 אפיגנטיקה רפואי על ידי מימון לטלוויזיה. המחברים להכיר את התמיכה של קבוצת גלקסי פרייבורג (freiburg): Pavankumar Videm, ביורן Grüning, פרופסור רולף Backofen, ביואינפורמטיקה, אוניברסיטת פרייבורג, גרמניה ממומן על ידי שיתופי מחקר מרכז 992 אפיגנטיקה רפואי (DFG גרנט SFB 992/1/2012) גרמניה הפדרלית שר החינוך ואת המחקר (BMBF גרנט 031 A538A RBC (de. אי)).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Anti-GAPDH | Abcam | ab8245 | קטגוריה: נוגדן <חזק>קיצור/תגובה: דילול אימונובלוט 1:5000 |
| אנטי-H3 | Abcam | ab1791 | <חזק>קטגוריה: נוגדן <חזק>קיצור/תגובה: דילול כתם חיסון 1:3000 |
| אנטי-H3K79me2 | דיאגנוד | pAb-051-050 | <חזק>קטגוריה: נוגדן <חזק>קיצור/תגובה: נוגדן ChIP |
| אנטי-H3K79me2 | Abcam | ab-051-050 | <חזק>קטגוריה: נוגדן <חזק>קיצור/תגובה: דילול כתם חיסון 1:1000 |
| אנטי-ארנב-IgG | דיאגנוד | C15410206 | <חזק>קטגוריה: נוגדן <חזק>קיצור/תגובה: נוגדן ChIP Ctrl |
| אנטי-טובולין אלפא | Abcam | ab108629 | <חזק>קטגוריה: נוגדן <חזק>קיצור/תגובה: דילול אימונובלוט 1:3000 |
| אפו-טרנספרין (1 מ"ג/מ"ל) | סיגמא-אולדריץ' | T1147 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לתוסף CCM |
| B27 (50x) | Life Technologies | 17504044 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לטכנולוגיות CCM |
| Bioanalyzer | Agilent G2940CA | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: לניתוח כרומטין גזוז | |
| Bioruptor NextGen | Diagenode | B01020001 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: אולטרסאונד |
| חומצה בורית pH 8.4 | סיגמא אולדריץ' | B6768 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לתרבית CPC |
| CFX Connect RT מערכת זיהוי PCR | Bio-Rad | 1855201 | <חזק>קטגוריה: ניתוח ChIP <חזק>קיצור/תגובה: מערכת איתור עבור qPCR |
| DMEM-F12 | Life Technologies | 11320-033 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: עבור |
| חלבון CGM Dynabeads A | Invitrogen | 10001D | קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: חרוזים מגנטיים, עבור ChIP |
| EPZ-5676 | Selleckchem | S7062 | <חזק>קטגוריה: עיכוב DOT1L <חזק>קיצור/תגובה: לעיכוב DOT1L בתרבית תאים |
| חומצה אתילנדיאמין טטראצטית | SERVA | 39760.01< | חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: EDTA |
| סרום בקר עוברי 10% (v/v) | Gibco | 10082147 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לבידוד CPC ו-CGM |
| גלוקוז | סיגמא-אולדריץ' | G5767 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לבידוד CGNP |
| גלוטתיון (1.25 מ"ג/מ"ל) | סיגמא-אולדריץ' | G4251 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: עבור CCM |
| גליצין | קארל רות' | 3187 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: לקיבוע תאים |
| GoTaq mastermix | Promega | A6002 | <חזק>קטגוריה: ניתוח ChIP <חזק>קיצור/תגובה: תערובת מאסטר DNA פולימראז עבור qPCR |
| האנק' s Balanced Salt Solution | Life Technologies | 14025-100 | Category: Cell Culture קיצור/תגובה: HBSS |
| L-glutamine (200 מ"מ) | Life Technologies | 25030081 | Category: Cell Culture קיצור/תגובה: עבור CCM |
| Laminin | Sigma-Aldrich | L2020 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לתרבית CPC |
| ליתיום כלוריד | סיגמא-אולדריץ' | L4408 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: |
| תוסף LiCl N2 | Life Technologies | 17502048 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: עבור CGM |
| NanoDrop 3300 | Thermo Fisher | 3300 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: פלואורוספקטרומטר לכימות DNA |
| NEB ערכת הכנה לספריית אולטרה DNA הבאה עבור Illumina | NEB | E7645S | <חזק>קטגוריה: ניתוח ChIP <חזק>קיצור/תגובה: ערכה להכנת ספרייה |
| NEBNext Multiplex Oligos עבור Illumina | NEB | E7335 | <חזק>קטגוריה: ניתוח ChIP <חזק>קיצור/תגובה: אוליגוס להכנת ספרייה |
| מדיום נוירו-בזאלי | Gibco | 21103049 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: עבור CCM |
| NP-40 חלופי | קלביוכימיה | 492016 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: עבור מאגר ChIP |
| Paraformaldehyde | Carl Roth | 335 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: PFA, לקיבוע תאים |
| פניצילין-סטרפטומיצין-ניאומיצין 1% (v/v) | Life Technologies | 15640055 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: PSN, עבור CCM ו-CGM |
| פוספט חוצץ | מלח Life Technologies | 10010023 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: PBS, לבידוד CPC |
| PicoGreen Kit | Thermo Fisher | P11496 | <חזק>קטגוריה: ניתוח ChIP <חזק>קיצור/תגובה: ויזואליזציה של צבע לכימות DNA |
| פולי-D-ליזין | סיגמא-אולדריץ' | P6407 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לבידוד CGNP |
| פולי-L-אורניתין הידרוברומיד | סיגמא אולדריץ' | P3655 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לתרבית CPC |
| אשלגן כלורי | תרמו פישר | AM9640G | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: KCl, עבור |
| מעכב פרוטאז | CGM רוש | 4693159001 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: עבור ChIP |
| פרוטאינאז K | סיגמא-אולדריץ' | 3115879001 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: עבור ChIP |
| Qiagen MinElute | Qiagen | 28004 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: ערכה לטיהור DNA |
| RNAse | Sigma-Aldrich | R6513 | קטגוריה: ChIP <חזק> קיצור/תגובה: עבור ChIP |
| SGC0946 | Selleckchem | S7079 | Category: עיכוב DOT1L קיצור/תגובה: לעיכוב DOT1L בתרבית תאים |
| נתרן ביקרבונט | קארל רות | 8551.1 | <חזק>קטגוריה: ChIP קיצור/תגובה: עבור מאגר אלוטיון |
| נתרן כלורי | קארל רות' | 9265 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: NaCl, עבור מאגר ChIP |
| נתרן דאוקסיכולאט | סיגמא-אולדריץ' | 30970 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: עבור נתרן ChIP |
| דודצילסולפט | קארל רות' | 183 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: SDS, עבור קיפוד ChIP |
| סוניק (SHH) | סיגמא-אולדריץ' | SRP6004 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לבידוד CGNP |
| סופראוקסיד דיסמוטאז (1 מ"ג/מ"ל) | סיגמא-אולדריץ' | S7571 | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: עבור CCM |
| Tris(hydroxymethyl)aminomethane | Carl Roth | 9090 | Category: ChIP קיצור/תגובה: TRIS, עבור מאגר ChIP |
| Triton X-100 | Carl Roth | X100 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: עבור מאגר ChIP |
| טריפסין-EDTA 0,05% (w/v) | סיגמא אולדריץ' | 59417C | <חזק>קטגוריה: תרבית תאים <חזק>קיצור/תגובה: לבידוד CPC |
| Tween20 | Carl Roth | 28320 | <חזק>קטגוריה: ChIP <חזק>קיצור/תגובה: להכנת חרוזים |
| מכשירי מעבדה אחרים: תא ספירת נויבאואר, אינקובטור, מסובב, שייקר, סט חיתוך, אמבט | |||
| CCM: מדיום | |||
| CGM: מדיום |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.