Articolo metodologico

Purificazione di DNA virale per l'identificazione delle proteine virali e cellulari associate

13.2K visualizzazioni

DOI:

10.3791/56374

31 agosto 2017

In questo articolo

Sommario

L'obiettivo del presente protocollo è specificamente tag e isolare selettivamente il DNA virale da cellule infettate per la caratterizzazione delle proteine del genoma virale associato.

Abstract

L'obiettivo del presente protocollo è per isolare il virus herpes simplex tipo 1 (HSV-1) DNA da cellule infettate per l'identificazione di associato virale e proteine cellulari di spettrometria di massa. Anche se le proteine che interagiscono con genomi virali svolgono un ruolo importante nel determinare l'esito dell'infezione, un'analisi completa delle proteine del genoma virale associato non era in precedenza fattibile. Qui dimostriamo un metodo che consente la purificazione diretta del genoma di HSV-1 da cellule infette. Replica del DNA virale in modo selettivo è etichettata con nucleotidi modificati che contengono un gruppo funzionale di alchini. Con etichetta DNA quindi è specificamente e irreversibilmente contrassegnato tramite il legame covalente di azide biotina tramite un rame (I)-catalizzato reazione di cicloaddizione o clic di azide-alchino. Biotina-etichetta DNA viene purificata su rivestite di streptavidina e proteine associate sono eluite e identificate mediante spettrometria di massa. Questo metodo consente il targeting selettivo e l'isolamento di HSV-1 replica forchette o interi genomi da ambienti biologici complessi. Inoltre, l'adattamento di questo approccio vi permetterà per l'indagine sui diversi aspetti della infezione herpesviral, nonché l'esame dei genomi di altri virus a DNA.

Introduzione

I virus hanno una limitata capacità di svolgere le funzioni essenziali e pertanto dipendono da fattori dell'ospite per facilitare gli aspetti critici dell'infezione compreso trasporto, replica, riparazione, ricombinazione ed espressione genica virale. Le attività di questi fattori dell'ospite sono spesso aumentate di proteine codificate virally. Inoltre, virus deve evitare il rilevamento e interferenze di risposte cellulari all'infezione virale. Di conseguenza, interazioni ospite virus dettano l'esito dell'infezione. Di fondamentale importanza è capire come virus alterano l'ambiente cellulare per adattare il macchinario cellulare per facilitare processi virali. Di particolare interesse è identificare i fattori e i processi agiscono sui genomi virali durante tutto il ciclo infettivo.

Herpes simplex virus tipo 1 (HSV-1) è che una doppia elica del DNA virus che infetta una parte sostanziale della popolazione umana. Entro la prima ora di infezione, il genoma virale entra nel nucleo, dove una cascata ordinata dell'espressione genica virale ensues in coordinamento con virale del DNA (vDNA) replica1. Nel nucleo, genomi sono soggetti a regolazione epigenetica, sottoposti a riparazione e ricombinazione e sono confezionati in capsidi, tale che i primi virioni di progenie sono prodotte in meno di sei ore. La valutazione completa delle proteine del genoma virale associato durante tutto il corso dell'infezione getterà le basi per indagare i dettagli molecolari dei processi che agiscono sui genomi virali e forniranno la comprensione di quali fattori virali e cellulari sono coinvolti nelle varie fasi dell'infezione.

Metodi precedenti per l'indagine sui fattori dell'ospite coinvolti nell'infezione virale includono purificazione di affinità delle proteine virali per l'analisi di proteine cellulari associati2,3,4,5 , 6 , 7 , 8 , 9. questi saggi sono stati strumentali per l'identificazione di fattori cellulari coinvolti nella risposta antivirale ospite, così come modifica virale della cromatina, espressione genica, e riparazione del DNA. Tuttavia, è difficile da accertare se interazioni dipendono l'associazione con vDNA e proteomica solo consentono di comprendere le interazioni che si verificano in funzione di uno specifico fattore virale. Immunoprecipitazione della cromatina (ChIP) è stato utilizzato per identificare dove specifiche proteine virali e cellulari legano al genoma virali10,11,12,13,14 , 15 e ibridazione in situ fluorescente (FISH) combinato con immunocitochimica ha permesso la visualizzazione dei fattori cellulari che colocalize con vDNA16,17,18, 19 , 20. queste analisi consentono analisi spazio e temporale. Tuttavia, le limitazioni comprendono la necessità per gli anticorpi altamente specifici, sensibilità limitata e la necessità di approfondimenti precedenti interazioni ospite di virus. Abbiamo pertanto sviluppato un metodo basato su iPOND (isolamento delle proteine sul DNA nascente)21 e aniPOND (accelerata nativo iPOND)22 per selettivamente etichettare e purificare vDNA da infettato le cellule per l'imparziale identificazione del genoma virale proteine associate mediante spettrometria di massa. iPOND è stato determinante per l'indagine delle dinamiche di forcella di replicazione cellulare.

Per la purificazione selettiva di genomi virali da cellule infette, la replica di vDNA è etichettata con nucleosidi Etinil per volta, 5-Etinil-2-deoxyuridine (EdU) o 5-Etinil-2-deoxycytidine (EdC) (Figura 1), seguita da covalente Coniugazione di azoturo di biotina tramite clic su chimica per facilitare purificazione singolo passo del genoma virale e proteine associate su perline rivestite con streptavidina (Figura 2B). D'importanza, le infezioni avvengono nelle cellule fisse, che non sono impegnate nella replicazione del DNA cellulare per attivare specifici di etichettatura di vDNA. Inoltre, l'infezione HSV-1 provoca l'arresto del ciclo cellulare ed inibisce cellular DNA replica23,24. Virus può essere prelabeled prima dell'infezione per l'analisi di proteine associate con genomi virali in ingresso (Figura 1A) o con l'etichetta durante la replicazione del DNA per l'analisi di proteine associate con vDNA recentemente sintetizzato (Figura 1B) 25. Inoltre, analisi di inseguimento di impulso possono essere utilizzato per indagare la natura di proteine associate con replicazione virale forcelle (Figura 1)26. Inoltre, vDNA Etinil-modificato può essere coniugato covalentemente a un fluoroforo per indagine spaziale della dinamica della proteina (Figura 2A e Figura 3). Formazione immagine permette la visualizzazione diretta del vDNA è un approccio gratuito per la validazione delle interazioni della proteina-vDNA e può essere adattata per tenere traccia di genomi virali durante l'infezione. Ci aspettiamo che questi approcci potrebbero essere ulteriormente modificati per studiare qualsiasi aspetto dell'infezione herpesviral, compresa la latenza e riattivazione e di studiare altri virus a DNA. Inoltre, etichettatura con uridina 5-Etinil potrebbe consentire l'analisi di genomi virali RNA (UE).

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Protocollo

1. colture cellulari, infezione virale e l'EdC etichettatura ( Figura 1)

il seguente protocollo coinvolge funzionare con virus. Fare riferimento al proprio Istituto ' protocolli di biosicurezza di s per quanto riguarda la manipolazione sicura di virus e altri agenti biologici. Questo protocollo è stato approvato da Institutional Review Board dell'Università di Pittsburgh.

  1. Tripsinizzano un pallone di coltura tissutale 2 cm 150 confluenti di cellule MRC-5 e trasferire le cellule ad una piastra di coltura del tessuto di 2 600 cm contenente 100 mL DMEM con 10% FBS. Incubare a 37 ° C in presenza di 5% CO 2 per 3-4 giorni per raggiungere la fase stazionaria ed confluenza. Un piatto di 2 cm 600 confluenti contiene ~ 7 x 10 7 cellule. Preparare 1 piastra per ogni condizione e 1 piatto per ogni controllo negativo corrispondente.
    Nota: Le cellule devono raggiungere la fase stazionaria per inibire la replicazione del DNA cellulare per garantire che solo vDNA viene etichettato e purificata nei passaggi successivi.
    Nota: Ogni campione richiede un accesso senza etichetta di controllo negativo, preparato con le stesse condizioni di infezione e il punto di tempo senza l'aggiunta di EdC.
    Nota: Una versione ridimensionata di questo esperimento dovrebbe essere effettuata in tandem per testare per l'etichettatura del DNA cellulare da formazione immagine usando crescita cellulare paragonabile, infezione, EdC condizioni, di etichettatura e intervalli di tempo (vedi passo 2).
  2. Diluire 7 x 10 8 PFU HSV-1 in 7 mL di freddo Buffered Saline (TBS). Rimuovere il mezzo di crescita e conservare a 37 ° C. Per infettare, aggiungere 7-mL diluito virus alle cellule MRC-5 e rock per 1 h a temperatura ambiente. A seguito di adsorbimento, rimuovere inoculo, sciacquare con temperatura ambiente 50 mL TBS e sostituire il mezzo di crescita originale. Incubare a 37 ° C in presenza di 5% CO 2. Questo passaggio deve essere effettuato per ogni condizione sperimentale ed il controllo negativo.
    Nota: Maggiore EdC etichettatura possa essere acquisito utilizzando HSV-1 mutanti difettosi per l'espressione del dUTPase virale (gene UL50) e/o uracile glicosilasi (gene UL2). HSV-1 dUTPase ha specificità di substrato basso e può fare diminuire l'attivazione di alcuni inibitori nucleosidici analoghi 25 , 27.
  3. Genomi virali di etichetta con EdC. Seguire le indicazioni per etichettare in arrivo genomi (1.3.1.), la replica di genomi (1.3.2.), o forche di replicazione virale (1.3.3.).
    Nota: Solo un passo 1.3.1, 1.3.2 o 1.3.3 deve avvenire, a seconda se in arrivo genomi, genomi replicati o forcelle replica devono essere analizzati nei passaggi successivi, rispettivamente.
    Nota: EdU o f-ara EdU può essere sostituito per EdC. La tossicità di analoghi nucleosidici deve essere monitorata e ridotto al minimo.
    1. Uso prelabeled scorte per realizzare l'infezione nel punto 1.2 e procedere al passaggio 2 o 3 all'interno di 4 h post infezione (hpi) per studiare non replicata vDNA ( Figura 1A).
      Nota: Preparare prelabeled virus scorte utilizzando il protocollo descritto in precedenza 25. Stock di virus deve essere passato attraverso una colonna di G-25 per rimuovere qualsiasi residuo EdC.
    2. Etichetta replicante vDNA aggiungendo 5-25 µM EdC al terreno di coltura delle cellule delle cellule infettate per 2-4 h ( Figura 1B). Prima di aggiungere, diluire EdC in 1 mL di terreno di coltura.
    3. Per etichettare le forcelle di replicazione virale, dopo l'inizio della replica vDNA (≥ 4 hpi), etichetta di impulso replica vDNA con 5-25 µM EdC per 5-20 min. Per inseguire, sciacquare 3 x con mezzo di chase contenente 25-100 µM 2´deoxycytidine (deoxyC) e poi incubare in presenza di medium di chase per altri 20-40 min ( Figura 1).
      Nota: Pulse e chase medio dovrebbe essere equilibrato al 37 ° C e 5% CO 2 prima dell'uso.
      Nota: Per esperimenti di pulse chase, è importante considerare la quantità di tempo che necessaria per nucleosidi entrare nella cellula ed essere fosforilato prima che queste possano essere incorporate nella replica del DNA. Questo deve essere determinato empiricamente.
      Nota: Per determinare la risoluzione di esperimenti di pulse chase, calcolare il tasso di replicazione virale nelle circostanze sperimentali utilizzati. Questo può essere determinato mediante PCR quantitativa di genomi virali durante un singolo passaggio crescita tempo corso 26.
      Nota: Per l'imaging di genomi virali procedere al passaggio 2 e per la purificazione di genomi virali, procedere al passaggio 3.

2. Formazione immagine di EdC DNA ( Figura 2A) contrassegnato

Nota: è utile effettuare imaging in tandem con il metodo di purificazione del genoma virale per verificare che il DNA cellulare non è etichettato in esperimenti. La formazione immagine può essere utilizzata anche per visualizzare la natura di vDNA con etichetta e per convalidare i dati di proteomica. Esempi di DNA virale e cellulare modelli di macchiatura sono mostrati nella Figura 3.

  1. Svolgere infezioni ed EdC etichettatura come indicato nel passaggio 1, ad eccezione di utilizzando ridimensionato condizioni sulle lamelle in un piatto di coltura del tessuto 12-pozzetti contenente 1 mL di terreno di coltura.
  2. Fix cellule con 1 mL 3,7% paraformaldeide in PBS 1X per 15 minuti a TA. Dopo la fissazione, risciacquo celle 2 volte con 1 mL 3% BSA in PBS.
    Attenzione: Paraformaldeide può causare lesioni gravi o permanenti. Attenersi alle precauzioni di sicurezza.
    Nota: Il protocollo può essere messo in pausa qui e le lamelle possono essere memorizzate a 4 ° C nel secondo lavaggio per fino a 3 giorni.
  3. Permeabilize le cellule con 1 mL di tampone di permeabilizzazione [vedi Tabella materiali] per 20 min a temperatura ambiente mentre dondolo.
  4. Lavare con 1 mL di 3% BSA e quindi blocco con 1 mL 3% BSA in PBS per 30 min a temperatura ambiente mentre dondolo.
  5. Aggiungere 1 mL della reazione clicca cocktail [vedi Tabella materiali] alle lamelle di coniugare covalentemente Alexa Fluor 488 azoturo di EdC DNA contrassegnato. Incubare a temperatura ambiente per 30 minuti mentre a dondolo. Aspirare e lavare due volte con 1 mL di PBS.
  6. Macchia DNA cellulare con 1 mL di una diluizione di 1:2,000 di Hoechst in PBS per 30 min a temperatura ambiente mentre a dondolo. Aspirare e lavare due volte con 1 mL di PBS.
  7. Immunofluorescenza indiretta
  8. macchia con gli anticorpi primari e secondari secondo standard di protocolli 25.
    Nota: VDNA con etichetta colocalizza con ICP8, ICP4 o UL42 ed etichettati cellular DNA colocalizza con macchia di Hoechst.
  9. Montare vetrini coprioggetti sui vetrini e immagine celle utilizzando un microscopio a fluorescenza.
    Nota: I vetrini possono essere conservati a 4 ° C per diverse settimane.

3. Purificazione di vDNA e proteine associate

Nota: diversi aspetti del presente protocollo sono stati adattati da Leung et al. 22
Nota: tutti i buffer e i reagenti devono essere refrigerati il ghiaccio prima dell'uso e tutti i passaggi devono essere effettuati sul ghiaccio se non diversamente indicato.

  1. Raccogliere nuclei.
    Nota: Prima di isolamento dei nuclei, formaldeide può essere utilizzato per crosslink proteine a DNA. Condizioni più rigorose di lavare quindi possono essere utilizzate durante la purificazione del DNA su perline rivestite con streptavidina. Per crcondizioni di osslinking e lavaggio vedere Sirbu et al. 21.
    1. sostituire crescita medio con 20 mL di tampone di estrazione di Nuclei (NEB) e incubare per 20 min a 4 ° C con occasionali a dondolo. I nuclei diventano visibili al microscopio.
    2. Raschiare i nuclei dalla piastra con un raschietto in cella e trasferire in una provetta conica da 50 mL. Centrifugare per 10 min 2.500 x g a 4 ° C per a pellet di nuclei, scartare il surnatante.
      Nota: Trypan blu colorazione può essere utilizzato per verificare l'isolamento dei nuclei da cellule.
    3. Delicatamente sloggiare la pallina nucleare in 10 mL di PBS, trasferirlo in una provetta conica 15 mL e pellet mediante centrifugazione per 10 min a 2.500 x g a 4 ° C. completamente rimuovere PBS.
      Nota: I Nuclei possono essere congelati e il protocollo può essere sospesa a questo punto. A tale scopo, Risospendere delicatamente la pallina nucleare in 500 µ l di congelamento nel buffer e incubare la provetta in un bagno di ghiaccio di etanolo/a secco. Memorizzare i nuclei congelati a-80 ° C. Prima dell'uso, scongelare i nuclei a temperatura ambiente, trasferire rapidamente di ghiaccio, aggiungere 10 mL di PBS, roccia delicatamente per mescolare, pellet mediante centrifugazione per 10 min a 2.500 x g a 4 ° C e rimuovere completamente PBS. I nuclei di congelamento può provocare ridotta resa.
  2. Covalentemente coniugato biotina-azoturo di EdC etichettato vDNA.
    1. Risospendere il pellet nucleare in reazione clicca 10ml mescolare [vedi Tabella materiali] pipettando delicatamente su e giù 5 volte con una pipetta da 10 mL.
      Nota: È importante che i reagenti inclusi nella combinazione di reazione di clic vengono aggiunti nell'ordine indicato.
    2. Ruotare per 1h a 4 ° C. Durante la rotazione preparare e chill buffer B1, B2 e B3 [vedi Tabella materiali].
    3. Pellet nuclei mediante centrifugazione per 10 min a 2.500 x g a 4 ° C. completamente rimuovere fare clic su mix di reazione e lavare la pallina delicatamente risospendere in 10 mL di PBS e centrifugazione per 10 min a 2.500 x g a 4 ° C.
    4. Risospendere delicatamente la pallina nucleare in 1 mL di PBS e trasferirlo in una provetta di microfuge 1,5 mL utilizzando un puntale di grande diametro. Pellet di nuclei mediante centrifugazione per 10 min a 2.500 x g a 4 ° C. completamente rimuovere PBS e freeze flash in azoto liquido.
      Nota: Il protocollo può essere sospesa a questo punto e nuclei congelati possono essere conservati a-80 ° C. gelo disgelo aiuta con conseguente lisi quindi è consigliabile che i nuclei essere flash congelati anche quando si procede a passo 3.3 nello stesso giorno.
  3. Lyse nuclei e il frammento di DNA.
    1. Scongelare i nuclei su ghiaccio e risospendere in 500 µ l di Buffer B1 pipettando su e giù. Incubare in ghiaccio per 45 min.
    2. Sonicate campioni 6 volte per 30 s ogni ampiezza 40% usando una sonda del microtip di 3 mm. Posizionare il campione sul ghiaccio per 30 s tra gli impulsi. Dopo sonicazione, campioni dovrebbero apparire chiaro, non nuvoloso.
      Nota: Condizioni di sonicazione devono essere ottimizzate per sonicatori individuali. Per istruzioni dettagliate su come ottimizzare le condizioni di sonicazione riferirsi a Leung et al. 22.
    3. pellet detriti cellulari mediante centrifugazione a 14.000 x g per 10 min a 4 ° C. Il formato della pallina dovrebbe diminuire sostanzialmente. Filtrare il surnatante con colino di cella 100 µM e mantenere il flusso attraverso.
    4. Aggiungere 500 µ l tampone B2 per il surnatante filtrato. 900 µ l di questo esempio verrà utilizzato nel passaggio 3.4.2.
    5. Prendere una parte aliquota di ciascuna condizione per isolamento del DNA (50 µ l o 1/20th volume) e aggiungere 50 µ l 2 x soluzione SDS-bicarbonato [vedi Tabella materiali]. Procedere con il protocollo di isolamento del DNA (punto 3.6).
    6. Prendere una parte aliquota di ciascuna condizione per ingresso proteina (50 µ l o 1/20th volume) e aggiungere 50 µ l 2 x tampone di Laemmli, congelato in azoto liquido e conservare a -80 ° C. uso nel passaggio 3.5.6.
  4. Bind biotinylated del DNA di streptavidina rivestito perline.
    1. Preparare Streptavidin T1 biglie magnetiche trasferendo 300 µ l di liquami tallone ad un tubo di microfuge 1,5 mL. Preparare una provetta di perline per campione. Lavare 3 volte con 1 mL di Buffer B2 su vortex per risospendere, applicando un magnete per separare le perline, e aspirando il tampone di lavaggio delle perle.
      Nota: Ottimizzato vincolante il risultato di condizioni nel fondo minimo legame e resa ingrandita. È stato determinato sperimentalmente che biglie magnetiche Streptavidin T1 hanno una capacità di associazione significativamente maggiore rispetto dell'agarosi branelli, come pure altri branelli di streptavidina e meno sfondo vincolante di perle di streptavidina C1 ( Figura 4A ).
    2. Aggiungere 900 µ l di campione dal punto 3.3.4. ai branelli lavati e ruotare durante la notte a 4 ° C.
      Nota: Non non perle di vortice, una volta che il campione viene aggiunto a loro.
      Nota: Se gli importi significativi di DNA o proteine sono isolati nel controllo negativo senza etichetta, questo passaggio può essere ridotto da pernottamento a 4 h per ridurre rilegatura.
  5. Lavare perline ed eluire vDNA e proteine associate.
    Nota: Si consiglia di utilizzare puntali con filtro per i passaggi rimanenti.
    1. Campioni di posto in una cremagliera del tubo magnetico microfuge, Rimuovi sovranatante, Risospendere delicatamente in 1 mL di Buffer B2, ruotare a 4 ° C per 5 min
    2. Ripetere tre volte il punto 3.5.1.
    3. Posizionare i campioni in una cremagliera del tubo magnetico microfuge, rimuovere il surnatante, risospendere in 1 mL di Buffer B3, delicatamente e ruotare a 4 ° C per 5 min.
    4. Miscela di microsfere di trasferire 100 µ l (volume di th 1/10) ad un nuovo tubo per isolamento del DNA associato. Applicare questo tubo al magnete, rimuovere il surnatante, risospendere perline in 100 µ l 1 x soluzione SDS-bicarbonato e procedere con il protocollo di isolamento del DNA (punto 3.6).
    5. Applicare il tubo contenente la miscela di microsfere di 900 µ l restante dal punto 3.5.3. al magnete, rimuovere il surnatante e risospendere perline in 50 µ l 2 x Laemmli buffer del campione per eluire complessi della DNA-proteina e proteina.
    6. Campioni di ebollizione a 95 ° C per 15 min, vortice, rapidamente nel microfuge e applicare il magnete. Trasferire l'eluato a un nuovo tubo, congelamento flash e conservare a -80 ° C.
      Nota: Uso cap blocchi per garantire che i tubi non pop aprire durante la cottura.
      Nota: Il protocollo può essere sospesa a questo punto e campioni possono essere conservati a-80 ° C per diverse settimane.
    7. Analizza campioni di proteine di Blue di Coomassie macchiatura, macchiarsi occidentale o spettrometria di massa di procedure standard 25. Risultati rappresentativi sono mostrati in Figura 4 e Figura 5.
      Nota: Per determinare se il rendimento di proteina è sufficiente per la spettrometria di massa, 7,5 µ l di ogni campione viene utilizzato per l'analisi di macchiatura blu di Coomassie e 7,5 µ l per macchiarsi occidentale di un genoma virale rappresentanza associato la proteina (ICP4, ICP8 o UL42). Lo stesso volume di lisati dal passaggio 3.3.6. vengono eseguiti a fianco al controllo per i livelli della proteina di input. Il campione rimanente (35 µ l) viene poi analizzato dalla massa spettrometria come descritto in precedenza 25.
  6. Isolamento del DNA
    1. Incubare i campioni da passaggi 3.3.5. e 3.5.4. a 65 ° C per 4-16 h. Rimuovi il campione dai branelli magnetici, se necessario.
    2. Estrarre campioni con 150 µ l fenolo: cloroformio: alcool isoamilico (PCI) e trasferire la fase acquosa ad un nuovo tubo.
    3. Estrarre la rimanente PCI con 100 µ l Tris-EDTA (TE) e aggiungere la fase acquosa ad un nuovo tubo.
    4. Estrarre campioni con 200 µ l cloroformio: alcool isoamilico (24:1).
    5. Purificare la fase acquosa utilizzando il Kit di purificazione di PCR secondo il produttore ' protocollo s.
      Nota: L'indicatore di pH nel Buffer PB diventerà viola quando aggiunto al campione. Aggiungere 10 & n.181; PH di L 3m NaOAc 5.0 per diminuire il pH del campione.
    6. Concentrazione di DNA determinare utilizzando un fluorometro.
      Nota: Questo protocollo produce in genere 100-400 ng associato a perlina del DNA. Nessun DNA dovrebbe essere rilevato nell'eluito del controllo negativo in cui EdC non è stato aggiunto al passaggio 1.3.
    7. DNA può essere conservato in un grippaggio del DNA basso tubo a 4 o - 20 ° C e può essere utilizzato per PCR in tempo reale o analisi di sequenziamento di throughput elevato.

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Risultati

L'uso della chimica clicca per la purificazione di DNA dalle cellule è stata compiuta in primo luogo il metodo di iPOND21. Lo scopo di iPOND è quello di purificare le forcelle di replicazione cellulare per l'identificazione di proteine associate. Abbiamo adattato questa tecnica per studiare specificatamente interazioni proteina vDNA durante l'infezione. Manipolazione dell'approccio di etichettare genomi virali con EdC (Figura 1), combi...

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Discussione

Questo protocollo include più passaggi che, se non seguite con attenzione, possono provocare rese significativamente riduttrice della proteina o contaminazione con DNA cellulare. È fondamentale che cellule stazionarie sono utilizzate per tutti gli esperimenti per garantire che DNA cellulare non è etichettato e purificato. Questo può essere confermato dall'assenza di polimerasi del DNA cellulare del campione di proteine perché HSV-1 non utilizzare il cellulare DNA polimerasi per la sintesi di genoma. Durante EdC etichetta...

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Ringraziamenti

Riconosciamo Hannah Fox per aiuto nella preparazione di questo manoscritto. Questo lavoro è stato supportato dal NIH concedere R01AI030612.

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Cellule MRC-5ATCCCCL-171
Siero fetale bovino (FBS)Gibco26140-179
Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM)Gibco12800-082Sostituito con il 10% di FBS, 2 mM di L-glutammina, 12 mM  (per la crescita in fiasche) o 30 mM (per la crescita in piastre) bicarbinato di sodio
600 cm2 piatto per coltura tissutaleThermo Fisher Scientific166508
Tris Buffered Saline (TBS), pH 7,4137 mM NaCl, 5 mM KCl, 491 mM MgCl, 680 mM CaCl, 25,1 mM Tricina
HSV-1 stockStock con titoli superiori a 1x109 PFU/mL funzionano meglio
Sephadex G-25  colonna (PD-10 Colonna di desalinizzazione)GE Healthcare17085101
Dimetil solfossido (DMSO)Fisher ScientificD128-1
5&acuto;-Etinil-2&acuto;-deossicitidina (EdC)Sigma-AldrichT511307Sciogliere in DMSO per preparare 40 mM di stock, aliquotare e conservare a -20 °C; C 
2&acuto;-deossicitidina (deossiC)Sigma-AldrichD3897Sciogliere in acqua per preparare 40 mM di stock, aliquotare, e conservare a -20 ° C 
Tampone di estrazione nucleare (NEB)Preparare fresco (20 mM Hepes pH 7,2, 50 mM NaCl, 3 mM MgCl2, 300 mM Saccarosio, 0,5% Igepal)
Raschietto cellulareBellco glass7731-22000Autoclave prima dell'uso
Soluzione di tripanoblu Sigma-AldrichT8154
PBS, pH 7,2 (10x)1,37 m NaCl, 27 mM KCl, 100 mM Na2HPO4, 18 mM KH2PO4 (diluire a 1 volta in acqua sterile prima dell'uso)
Solfato di rame (II) pentaidrato (CuSO4-5H2O)Fisher ScientificC489Preparare 100 mM di stock e conservare a 4 gradi; C per un massimo di 1 mese
(+) Sodio L-ascorbatoSigma-AldrichA4034Preparare appena 100 mM di stock e conservare in ghiaccio fino all'uso
Biotina azideInvitrogenB10184Preparare 10 mM di stock in DMSO, aliquota e conservare a -20 ° C per un massimo di 1 anno 
Fare clic sulla miscelaPreparare immediatamente prima dell'uso aggiungendo i reagenti nell'ordine indicato (10 mL: 8,8 mL 1x PBS, 200 mL 100 mM CuSO4, 25 mL 10 mM Biotina azide, 1 mL 100 mM ascorbato di sodio)   
Cocktail completo di inibitori della proteasiRoche11697498001Sciogliere in 1 ml di acqua per preparare 50 volte il brodo, può essere conservato a 4 gradi C per un massimo di 1 settimana, o aggiungere direttamente 1 pillola a 50 ml di tampone Tampone
di congelamentoPreparare fresco (7 ml di glicerolo al 100%, 3 ml di NEB, 200 μ L 50x inibitore della proteasi)
Tampone B1Preparare fresco (25 mM NaCl, 2 mM EDTA, 50 mM Tris-HCl pH 8, 1% Igepal, 1x inibitore della proteasi)
Tampone B2Preparare fresco (150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 50 mM Tris-HCl pH 8, 0,5% Igepal, 1x inibitore della proteasi)
Tampone B3Preparare fresco (150 mM NaCl, 2 mM EDTA, 50 mM Tris-HCl pH 8, 1x inibitore della proteasi)
Processore ultrasonico Vibra Cell dotato di una sonda a micropunta da 3 mmSonicsVCX 130
Filtro cellulareFalcon352360
Dynabeads MyOne Streptavidin T1Life Technologies65601
DynaMag-2 MagnetLife Technologies12321D
Mini-Tube RotatorFisher Scientific260750F
per campioni LaemmliMescolare 400 mg di SDS, 2 mL di glicerolo al 100%, 1,25 mL di 1 M Tris (pH 6,8) e 10 mg di blu di bromofenolo in 8 mL di acqua. Negozio a 4  ° C per un massimo di 6 mesi. Prima dell'uso aggiungere 1 M DTT a una concentrazione finale di 200 mM.
Tappi di bloccaggio per provette da 1,5 mLFisher ScientificNC9679153
Reagenti
Kit di colorazione blu colloidale NOVEXInvitrogenLC6025
Piatto per coltura tissutale a 12 pozzettiCorning3513
Vetrini coprioggettiFisher Scientific12-545-100Autoclave prima dell'uso
Vetrini per microscopioFisher Scientific12-552-5
16% paraformaldeideMicroscopia elettronicaScienze 15710Diluire al 3,7% in 1x PBS prima dell'uso
Albumina sierica bovina (BSA)Fisher ScientificBP1605Preparare il 3% in 1x PBS
Tampone di permeabilizzazione (0,5% Triton-X 100)Sigma-AldrichT8787Preparare 0,5% Triton-X 100 in 1x PBS
Cocktail di reazione a clic - Click-iT EdU Alexa Fluor 488 Kitdi imaging Sonde molecolariC10337Preparare secondo il protocollo del produttore
Hoechst 33342Life TechnologiesH1399Preparare 10 mg/mL in acqua, può essere conservato a 4 ° C per un massimo di 1 anno
Anticorpo primario anti-ICP8 di topoAbcamab20194Utilizzare una diluizione 1:200 in 1x PBS
Anticorpo primario anti-UL42 di topo (2H4)Abcamab19311Utilizzare una diluizione 1:200 in 1x anticorpo secondario coniugato 594 anti-topo PBS
GoatLife Technologiesa11005Utilizzare una diluizione 1:500 in 1x PBS
Immu-mountThermo Fisher Scientific9990402
SDS-bicarb2% SDS, 200 mM NaHCO3
Fenolo:cloroformio:alcolMescolare 25:24:1 almeno 1 giorno prima dell'uso, conservare a 4 gradi; C al buio
cloroformio:alcolMescolare 24:1 almeno 1 giorno prima dell'uso, conservare a temperatura ambiente al buio
10x Tris EDTA (TE), pH 8.0100 mM Tris, 10 mM EDTA (diluire a 1x prima dell'uso)
Qiaquick PCR kit di purificazioneQiagen28104
3 M acetato di sodio pH 5.2
Qubit 2.0 FluorimetroInvitrogenQ32866
Kit di analisi Qubit dsDNA HSInvitrogenQ32851
Provette per test QubitInvitrogenQ32856
Microscopio a fluorescenza dotato di software
Microcentrifuga per provette
Centrifuga da tavolo per provette
Cella incubatore
Armadio
Blocchi65 ° C e 95 gradi E
di reazione 2x tampone standard per western blotting2x soluzione isoamilico isoamilico di imagingda 1,5 mLda 15 e 50 mLper colturedi biosicurezza di calore

Riferimenti

  1. Knipe, D. M., Howley, P. M. Fields virology. , 6th, Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins Health. (2013).
  2. Engel, E. A., Song, R., Koyuncu, O. O., Enquist, L. W. Investigating the biology of alpha herpesviruses with MS-based proteomics. Proteomics. 15, 1943-1956 (2015).
  3. Wagner, L. M., DeLuca, N. A. Temporal association of herpes simplex virus ICP4 with cellular complexes functioning at multiple steps in PolII transcription. PloS One. 8, e78242(2013).
  4. Taylor, T. J., Knipe, D. M. Proteomics of herpes simplex virus replication compartments: association of cellular DNA replication, repair, recombination, and chromatin remodeling proteins with ICP8. J Virol. 78, 5856-5866 (2004).
  5. Fontaine-Rodriguez, E. C., Taylor, T. J., Olesky, M., Knipe, D. M. Proteomics of herpes simplex virus infected cell protein 27: association with translation initiation factors. Virology. 330, 487-492 (2004).
  6. Greco, T. M., Diner, B. A., Cristea, I. M. The Impact of Mass Spectrometry-Based Proteomics on Fundamental Discoveries in Virology. Annu Rev Virol. 1, 581-604 (2014).
  7. Conwell, S. E., White, A. E., Harper, J. W., Knipe, D. M. Identification of TRIM27 as a novel degradation target of herpes simplex virus 1 ICP0. J Virol. 89, 220-229 (2015).
  8. Suk, H., Knipe, D. M. Proteomic analysis of the herpes simplex virus 1 virion protein 16 transactivator protein in infected cells. Proteomics. 15, 1957-1967 (2015).
  9. Balasubramanian, N., Bai, P., Buchek, G., Korza, G., Weller, S. K. Physical interaction between the herpes simplex virus type 1 exonuclease, UL12, and the DNA double-strand break-sensing MRN complex. J Virol. 84, 12504-12514 (2010).
  10. Sampath, P., Deluca, N. A. Binding of ICP4, TATA-binding protein, and RNA polymerase II to herpes simplex virus type 1 immediate-early, early, and late promoters in virus-infected cells. J Virol. 82, 2339-2349 (2008).
  11. Amelio, A. L., McAnany, P. K., Bloom, D. C. A chromatin insulator-like element in the herpes simplex virus type 1 latency-associated transcript region binds CCCTC-binding factor and displays enhancer-blocking and silencing activities. J Virol. 80, 2358-2368 (2006).
  12. Cliffe, A. R., Knipe, D. M. Herpes simplex virus ICP0 promotes both histone removal and acetylation on viral DNA during lytic infection. J Virol. 82, 12030-12038 (2008).
  13. Herrera, F. J., Triezenberg, S. J. VP16-dependent association of chromatin-modifying coactivators and underrepresentation of histones at immediate-early gene promoters during herpes simplex virus infection. J Virol. 78, 9689-9696 (2004).
  14. Kent, J. R., et al. During lytic infection herpes simplex virus type 1 is associated with histones bearing modifications that correlate with active transcription. J Virol. 78, 10178-10186 (2004).
  15. Oh, J., Fraser, N. W. Temporal association of the herpes simplex virus genome with histone proteins during a lytic infection. J Virol. 82, 3530-3537 (2008).
  16. Catez, F., et al. HSV-1 genome subnuclear positioning and associations with host-cell PML-NBs and centromeres regulate LAT locus transcription during latency in neurons. PLoS Pathog. 8, e1002852(2012).
  17. Everett, R. D., Murray, J., Orr, A., Preston, C. M. Herpes simplex virus type 1 genomes are associated with ND10 nuclear substructures in quiescently infected human fibroblasts. J Virol. 81, 10991-11004 (2007).
  18. Tang, Q., et al. Determination of minimum herpes simplex virus type 1 components necessary to localize transcriptionally active DNA to ND10. J Virol. 77, 5821-5828 (2003).
  19. Ishov, A. M., Maul, G. G. The periphery of nuclear domain 10 (ND10) as site of DNA virus deposition. J Cell Biol. 134, 815-826 (1996).
  20. Maroui, M. A., et al. Latency Entry of Herpes Simplex Virus 1 Is Determined by the Interaction of Its Genome with the Nuclear Environment. PLoS Pathog. 12, e1005834(2016).
  21. Sirbu, B. M., Couch, F. B., Cortez, D. Monitoring the spatiotemporal dynamics of proteins at replication forks and in assembled chromatin using isolation of proteins on nascent DNA. Nat Protoc. 7, 594-605 (2012).
  22. Leung, K. H., Abou El Hassan, M., Bremner, R. A rapid and efficient method to purify proteins at replication forks under native conditions. BioTechniques. 55, 204-206 (2013).
  23. Hobbs, W. E. 2nd, DeLuca, N. A. Perturbation of cell cycle progression and cellular gene expression as a function of herpes simplex virus ICP0. J Virol. 73, 8245-8255 (1999).
  24. Lomonte, P., Everett, R. D. Herpes simplex virus type 1 immediate-early protein Vmw110 inhibits progression of cells through mitosis and from G(1) into S phase of the cell cycle. J Virol. 73, 9456-9467 (1999).
  25. Dembowski, J. A., DeLuca, N. A. Selective recruitment of nuclear factors to productively replicating herpes simplex virus genomes. PLoS Pathog. 11, e1004939(2015).
  26. Dembowski, J. A., Dremel, S. E., DeLuca, N. A. Replication-Coupled Recruitment of Viral and Cellular Factors to Herpes Simplex Virus Type 1 Replication Forks for the Maintenance and Expression of Viral Genomes. PLoS Pathog. 13, e1006166(2017).
  27. Bjornberg, O., Nyman, P. O. The dUTPases from herpes simplex virus type 1 and mouse mammary tumour virus are less specific than the Escherichia coli enzyme. J Gen Virol. 77 (Pt 12), 3107-3111 (1996).
  28. Chiou, S. H. DNA- and protein-scission activities of ascorbate in the presence of copper ion and a copper-peptide complex. J Biochem. 94, 1259-1267 (1983).
  29. Kennedy, D. C., et al. Cellular consequences of copper complexes used to catalyze bioorthogonal click reactions. J Am Chem Soc. 133, 17993-18001 (2011).
  30. Snel, B., Lehmann, G., Bork, P., Huynen, M. A. STRING: a web-server to retrieve and display the repeatedly occurring neighbourhood of a gene. Nucleic Acids Res. 28, 3442-3444 (2000).

Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.

Ristampe e permessi

Richiedi il permesso di riutilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE

Richiedi permesso

Tag

Purificazione del DNA viraleVirus Herpes SimplexClick ChemistryDNA biotinilatosferette di streptavidinaspettrometria di massareplicazione del DNAisolamento dei nucleisonicazioneanalisi proteica

Articoli correlati