La scissione sotto bersagli e tagmentazione (CUT&Tag) è un'efficiente strategia di profilazione epigenomica della cromatina. Questo protocollo presenta una raffinata strategia CUT&Tag per la profilazione delle modificazioni istoniche negli impianti.
Articolo metodologico
* These authors contributed equally
La scissione sotto bersagli e tagmentazione (CUT&Tag) è un'efficiente strategia di profilazione epigenomica della cromatina. Questo protocollo presenta una raffinata strategia CUT&Tag per la profilazione delle modificazioni istoniche negli impianti.
La regolazione epigenomica a livello cromatico, comprese le modificazioni del DNA e degli istoni, i comportamenti dei fattori di trascrizione e gli RNA non codificanti con le loro proteine reclutate, portano al controllo temporale e spaziale dell'espressione genica. Cleavage under targets and tagmentation (CUT&Tag) è un metodo di legame enzimatico in cui la proteina cromatina specifica viene prima riconosciuta dal suo anticorpo specifico, e quindi l'anticorpo lega una proteina di fusione A-transposasi (pA-Tn5), che scinde la cromatina mirata in situ dall'attivazione degli ioni magnesio. Qui, forniamo il nostro protocollo CUT&Tag precedentemente pubblicato utilizzando nuclei intatti isolati da foglie di cotone allortetraploid con modifica. Questo protocollo passo-passo può essere utilizzato per la ricerca epigenomica nelle piante. Inoltre, le modifiche sostanziali per l'isolamento dei nuclei vegetali sono fornite con commenti critici.
I siti del DNA legante il fattore di trascrizione e la cromatina aperta associata ai segni di modificazione degli istoni svolgono ruoli funzionali critici nella regolazione dell'espressione genica e sono i principali obiettivi della ricerca epigenetica1. Convenzionalmente, il saggio di immunoprecipitazione della cromatina (ChIP) accoppiato con il sequenziamento profondo (ChIP-seq) è stato utilizzato per l'identificazione a livello di genoma di specifici bersagli dell'istone della cromatina o del DNA con proteine specifiche ed è ampiamente adottato nel campo dell'epigenetica2. La tecnologia CUT&Tag (Cleavage under targets and tagmentation) è stata originariamente sviluppata dall'Henikoff Lab per catturare i frammenti di DNA affiliati alle proteine in tutto il genoma5. Rispetto a ChIP, CUT&Tagcan genera librerie di DNA ad alta risoluzione e sfondo eccezionalmente basso utilizzando un piccolo numero di cellule con una procedura semplificata3. Ad oggi, metodi per l'analisi delle regioni della cromatina con specifiche modificazioni istoniche utilizzando CUT&Tag sono stati stabiliti in cellule animali4,5. In particolare, CUT&Tag a singola cellula (scCUT&Tag) è stato sviluppato con successo anche per tessuti e cellule umani6. Tuttavia, a causa della complessità della parete cellulare e dei metaboliti secondari, CUT&Tag è ancora tecnicamente impegnativo per i tessuti vegetali.
In precedenza, abbiamo riportato un protocollo CUT&Tag che utilizza nuclei intatti isolati da foglie di cotone allotetraploidi4. Per dimostrare l'efficienza dell'isolamento dei nuclei e della cattura del DNA utilizzando il tessuto vegetale, la procedura di profilazione è presentata qui. I passaggi principali includono l'isolamento dei nuclei intatti, l'incubazione in situ con l'anticorpo per la modifica della cromatina, l'incubazione della transposasi, l'integrazione dell'adattatore e la preparazione della libreria del DNA. La risoluzione dei problemi si concentra sulla preparazione della libreria CUT&Tag per l'isolamento dei nuclei dell'impianto e il controllo qualità.
In questo studio, presentiamo una raffinata strategia CUT&Tag per le piante. Non solo forniamo un protocollo passo-passo per la profilazione H3K4me3 nelle foglie di cotone, ma forniamo anche una metodologia ottimizzata per l'isolamento dei nuclei vegetali, compresa la strategia per selezionare la concentrazione di detergente per una corretta lisi cellulare e la strategia per filtrare i nuclei. In questo protocollo aggiornato sono inclusi anche passaggi dettagliati con commenti critici.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
1. Preparare la trasposasi e le soluzioni stock (Giorno 1)
NOTA: In questa parte, gli adattatori oligonucleotidici sono complessati con trasposasi Tn5 per rendere attiva la transposasi.
2. Isolamento dei nuclei (Giorno 2)
3. Incubazione degli anticorpi
4. Incubazione della trasposasi
5. Tagmentazione
6. Estrazione del DNA e costruzione della libreria NGS
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Nella Figura 1 viene illustrato il flusso di lavoro CUT&Tag. La Figura 2 mostra la colorazione DAPI dei nuclei intatti. L'obiettivo della fase di "isolamento dei nuclei" era quello di ottenere i nuclei intatti in una quantità sufficiente per la successiva reazione CUT&Tag. La Figura 3 mostra l'elettroforesi su gel di agarosio dei prodotti PCR. Il controllo negativo IgG è richiesto in parallelo durante la configurazione dell'...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Qui abbiamo descritto CUT&Tag, una tecnologia per la generazione di librerie di DNA ad alta risoluzione e background eccezionalmente basso utilizzando un piccolo numero di cellule con una procedura semplificata rispetto all'immunoprecipitazione della cromatina (ChIP). Il nostro successo con la profilatura H3K4me3 nelle foglie di cotone suggerisce che CUT&Tag, che è stato inizialmente progettato per le cellule animali, può essere utilizzato anche per le cellule vegetali. Sia il sistema tampone Tris comunemente usato per i...
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Tutti gli autori non hanno conflitti di interesse con alcuna società che commercia uno dei prodotti sopra menzionati.
Questo lavoro è stato sostenuto finanziariamente in parte da sovvenzioni della National Natural Science Foundation of China (NSFC, 31900395, 31971985, 31901430) e Fundamental Research Funds for the Central Universities, Hainan Yazhou Bay Seed Lab (JBGS, B21HJ0403), Hainan Provincial Natural Science Foundation of China (320LH002) e JCIC-MCP project.
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Antibody | |||
| Anti-H3K4me3 | Millipore | 07-473 | |
| IgG normali di coniglio | Millipore | 12-370 | |
| Chemicals | |||
| Bovine Serum Albumin (BSA) | Make 10 mg/ml di soluzione madre BSA. Negozio a -20 gradi C | ||
| digitonina (~50% (TLC) | Sigma-Aldrich | D141 | Preparare una soluzione madre al 5% di digitonina (200 mg di digitonina [~50% di purezza] in 2 mL di DMSO). NOTA: Sterilizzare utilizzando un filtro da 0,22 micron. Negozio a -20 gradi C |
| dimetilsolfossido (DMSO)cloroformio | |||
| acido etilendiamminotetraacetico (EDTA)Produrre | 0,5 M EDTA (pH = 8,5) soluzione madre. Nota: la produzione di 100 mL di EDTA 0,5-M (pH = 8,5) richiede circa 2 g di pellet di idrossido di sodio (NaOH) per regolare il pH | ||
| etanolo | |||
| Coprecipitante GlycoBlue (15 mg/mL) | Invitrogen | AM9516 | |
| cloruro di magnesio (MgCl2)Make | 1 M MgCl2 cocktail di | ||
| inibitori della proteasi | Calbiochem | 539133-1SET | |
| cloruro di potassio (KCl) | Produrre 1 M KCl soluzione madre | ||
| fenolo:cloroformio:alcol isoamilico (25:24:1,v:v:v | |||
| cloruro di sodio (NaCl) | Produrre 5 M NaCl soluzione madre | ||
| spermidina | Produrre 2 M soluzione madre di spermidina, conservare a -20°C. | ||
| sodio dodecil solfato (SDS) | Produce una soluzione madre SDS al 10%. NOTA: Non sterilizzare in autoclave; sterilizzare utilizzando un filtro da 0,22 micron | ||
| Tris | Produrre 1 M Soluzione madre Tris (pH = 8,0) | ||
| Triton X-100 | Produrre il 20% Soluzione madre Triton X-100 | ||
| Enzima | |||
| Iperattivo pG-Tn5/pA-Tn5 trasposasi per CUT& Tag | Vazyme | S602/S603 | Controllare l'affinità anticorpale della proteina A o della proteina G che è fusa con il Tn5. In generale, le proteine A e G hanno un'ampia affinità anticorpale. Tuttavia, la proteina A ha un'affinità relativamente più alta con gli anticorpi di coniglio e la proteina G ha un'affinità relativamente più alta con gli anticorpi di topo. Seleziona i prodotti di trasposasi appropriati che corrispondono al tuo anticorpo. |
| TruePrep Amplifica l'enzima | Vazyme | TD601 | |
| Equipment | |||
| Centrifuga | Eppendorf | 5424R | |
| Macchina PCR | Applied Biosystems | ABI9700 | |
| Agitatore orbitale | MIULAB | HS-25 | |
| NanoDrop One spettrofotometro | Thermo Scientific | ND-ONE-W |
Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Richiedi il permesso di riutilizzare il testo o le figure di questo articolo JoVE
Richiedi permesso