Questo protocollo presenta una tecnica per la mappatura ad alta risoluzione dei siti di replicazione in cromatina strutturalmente conservata in situ che impiega una combinazione di marcatura EdU-streptavidin-Nanogold pre-incorporante e ChromEMT.
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Articolo metodologico
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Questo protocollo presenta una tecnica per la mappatura ad alta risoluzione dei siti di replicazione in cromatina strutturalmente conservata in situ che impiega una combinazione di marcatura EdU-streptavidin-Nanogold pre-incorporante e ChromEMT.
I principi del ripiegamento del DNA nel nucleo cellulare e le sue trasformazioni dinamiche che avvengono durante l'adempimento delle funzioni genetiche di base (trascrizione, replicazione, segregazione, ecc.) rimangono poco compresi, in parte a causa della mancanza di approcci sperimentali alla visualizzazione ad alta risoluzione di specifici loci di cromatina in nuclei strutturalmente conservati. Qui presentiamo un protocollo per la visualizzazione di domini replicativi in colture cellulari monostrato in situ, combinando l'etichettatura EdU del DNA appena sintetizzato con la successiva rilevazione dell'etichetta con Ag-amplificazione delle particelle Nanogold e colorazione ChromEM della cromatina. Questo protocollo consente l'etichettatura pre-incorporamento ad alto contrasto e ad alta efficienza, compatibile con la tradizionale fissazione della glutaraldeide che fornisce la migliore conservazione strutturale della cromatina per l'elaborazione dei campioni a temperatura ambiente. Un altro vantaggio dell'etichettatura pre-incorporante è la possibilità di preselezionare le celle di interesse per il sezionamento. Ciò è particolarmente importante per l'analisi di popolazioni cellulari eterogenee, nonché per la compatibilità con gli approcci di tomografia elettronica all'analisi 3D ad alta risoluzione dell'organizzazione della cromatina nei siti di replicazione e all'analisi del riarrangiamento della cromatina post-replicativa e della segregazione cromatidica sorella nell'interfase.
La replicazione del DNA è un processo biologico di base necessario per la copia fedele e la trasmissione delle informazioni genetiche durante la divisione cellulare. Negli eucarioti superiori, la replicazione del DNA è soggetta a una stretta regolazione spazio-temporale, che si manifesta nell'attivazione sequenziale delle origini di replicazione1. Le origini di replica vicine che sparano in modo sincrono formano cluster di replicons2. A livello di microscopia ottica, i siti di replicazione del DNA in corso vengono rilevati come focolai di replicazione di vari numeri e dimensioni. I focolai di replicazione mostrano modell....
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Il protocollo è ottimizzato per le cellule aderenti ed è stato testato su linee cellulari HeLa, HT1080 e CHO.
1. Etichettatura e fissazione delle celle
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I focolai di replicazione nei nuclei cellulari di mammifero mostrano modelli distinti di distribuzione all'interno del nucleo a seconda della progressione della fase S. Questi modelli sono correlati all'attività trascrizionale dei loci replicati. Poiché il metodo qui presentato utilizza una procedura di fissazione piuttosto forte, è abbastanza semplice utilizzare l'etichettatura replicativa degli impulsi per il rilevamento specifico dei loci della cromatina in vari stati trascrizionali, anche in condizioni che offrono la.......
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Il metodo qui descritto presenta diversi vantaggi rispetto ai protocolli pubblicati in precedenza. In primo luogo, l'uso della Chimica del clic per etichettare il DNA replicato elimina la necessità del prerequisito di denaturazione del DNA per il rilevamento di BrdU con anticorpi, preservando così meglio l'ultrastruttura della cromatina.
In secondo luogo, l'utilizzo della biotina come ligando secondario generato dopo la fissazione della glutaraldeide e la corretta tempra dei gruppi aldeidici .......
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Gli autori non hanno nulla da rivelare
Questo lavoro è stato supportato in parte da RSF (grant #17-15-01290) e RFBR (grant #19-015-00273). Gli autori ringraziano il programma di sviluppo della Lomonosov Moscow State University (PNR 5.13) e il Nikon Center of Excellence in correlative imaging presso il Belozersky Institute of Physico-Chemical Biology per l'accesso alla strumentazione di imaging.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Reagente | |||
| 5-etinil-2'-deossiuridina (EdU) | Thermo Fisher | A10044 | |
| 2-(4-Morpholino)Acido solfonico etano (MES) | Fisher Scientific | BP300-100 | |
| AlexaFluor 555-azide | Termo Fisher | A20012 | |
| biotina-azide | Lumiprobe | C3730 | |
| Siero bovino Albumina | Boval | LY-0080 | |
| DDSA | SPI-CHEM | 26544-38-7 | |
| DMP-30 | SPI-CHEM | 90-72-2 | |
| DRAQ5 | Thermo Scientific | 62251 | |
| Resina epossidica monomero | SPI-CHEM | 90529-77-4 | |
| Glutaraldeide (25%, grado EM) | TED PELLA, INC | 18426 | |
| Gomma arabica | ACROS Organics | 258850010 | |
| Cloruro di magnesio | Panreac | 141396.1209 | |
| NaBH4 | SIGMA-ALDRICH | 213462 | |
| NMA | SPI-CHEM | 25134-21-8 | |
| N-propil gallato | SIGMA-ALDRICH | P3130 | |
| PBS | MP Biomedicals | 2810305 | |
| Lattato d'argento | ALDRICH | 359750-5G | |
| Streptavidina-AlexaFluor 488 coniugato | Termo Fisher | S11223 | |
| Streptavidina-Nanooro coniugato | Nanosonde | 2016 | |
| acido tetracloroaurico | SIGMA-ALDRICH | HT1004 | |
| Tris(idrossimetil)amminometano (Tris) | CHEM-IMPEX INT'L | 298 | |
| Triton X-100 | Fluka Chemica | 93420 | |
| Instruments | |||
| Carbon Coater | Hitachi | ||
| Griglie a fessura singola in rame | Ted Pella | 1GC10H | |
| Cy5 set di filtri a fluorescenza (Ex620/60 DM660 Em700/75) | Nikon | Cy5 HQ | Alternative: Zeiss, Leica, Olympus |
| Coltello diamantato Ultra Wet 45o | Diatome | DU | Alternative: Ted Pella |
| Microscopio fluorescente | Nikon | Ti-E | Alternative: Zeiss, Leica, Olympus |
| Supporto per campioni ad alta inclinazione | Jeol | ||
| Rotator | Biosan | Multi Bio RS-24 | |
| Microscopio elettronico a trasmissione operante a 200 kV in modalità EFTEM, con goniometro ad alta inclinazione | Jeol | JEM-2100 | Alternative: FEI, Hitachi |
| Pinzette | Ted Pella | 523 | |
| Ultramicrotomo | Leica | UltraCut-E | Alternative: RMC |
| Software | |||
| Acquisizione immagini | Open Source | SerialEM (https://bio3d.colorado.edu/SerialEM/) | |
| Elaborazione immagini | IMOD Open Source | (https://bio3d.colorado.edu/imod/) |
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