このプロトコルは、野生型と人間INO80クロマチンリモデリング複合体の変異型を生成し、精製するための手順を説明します。エピトープはINO80サブユニットのバージョンが安定してHEK293細胞で発現されタグ付けされ、サブユニットの特定のセットを欠いている完全な複合体と複合体を、免疫親和性クロマトグラフィーによって精製される。
方法論記事
このプロトコルは、野生型と人間INO80クロマチンリモデリング複合体の変異型を生成し、精製するための手順を説明します。エピトープはINO80サブユニットのバージョンが安定してHEK293細胞で発現されタグ付けされ、サブユニットの特定のセットを欠いている完全な複合体と複合体を、免疫親和性クロマトグラフィーによって精製される。
INO80クロマチンリモデリング複合体は、ATP依存性ヌクレオソームのリモデリングを触媒することによってヌクレオソームのダイナミクスとDNAのアクセシビリティを調節する。人間INO80複合体は、触媒サブユニットとの複合体のアセンブリのための足場とを兼ねINO80、SNF2様ATPアーゼを含む14のタンパク質サブユニットから構成されています。他のサブユニットと、彼らはINO80複合体のクロマチンリモデリング活性に寄与するメカニズムの機能は、人間の細胞または異種発現系にINO80サブアセンブリを生成するという課題に一部、よくわかっていないままである。このJOVEプロトコルは、サブユニットまたはサブユニットのサブセットを欠いている人間INO80クロマチンリモデリングsubcomplexesの精製を可能にする手順について説明します。 N末端のFLAGエピトープはINO80するcDNAを安定的にタグ付けされたヒト胚腎臓(HEK)のFlp介在組換えを用いて293細胞株に導入される。 INO80複合体のサブユニットのサブセットがb側にある場合でeは削除された、人はこれらのサブユニットの組み立てに必要なプラットフォームを欠いている代わりに、変異体INO80タンパク質を発現。イベントでは、個別のサブユニットが枯渇する場合には、安定的にFLAGを発現するHEK 293細胞株に、このサブユニットをターゲットに1トランスフェクトするのsiRNAはINO80 ATPアーゼは、タグ付き。核抽出物を調製し、FLAG免疫沈降はINO80誘導体を含有するタンパク質画分を濃縮するために行われる。精製INO80のsubcomplexesの組成物は、その後、免疫ブロッティング、銀染色、および質量分析などの方法を用いて分析することができる。このプロトコルに従って生成INO80およびINO80 subcomplexesは、添付JOVEプロトコルに記載されているさまざまな生化学的アッセイを用いて分析することができる。ここに記載される方法は、任意の哺乳動物マルチサブユニットクロマチンリモデリングの構造的および機能的特性の研究及び改変する複合体に適合させることができる。
進化的に保存されたSNF2ファミリークロマチンリモデリング複合体はクロマチン組織とDNAのアクセシビリティ1の重要な調節因子である。これらのリモデリング複合体は常にいくつかのケースでは、さまざまなアクセサリータンパク質で組み立て、マルチサブユニットの巨大分子集合体を形成し、中央SNF2様ATPアーゼサブユニットを含む。 ATP依存性クロマチンリモデリングプロセスの分子的詳細を研究するためには、複合体の活動サブユニットおよび/またはドメイン構造の所定のサブセットの寄与を理解することが重要である。このような分析は、特定のタンパク質サブユニットまたはドメイン構造を欠いている高度に精製された変異体の複合体を生成する能力が必要です。
ATP依存性クロマチンリモデリング複合体の以前の構造-機能研究が広く(参考文献1-4等参照)により、酵母ゲノムの優れた操作性に酵母モデル系に焦点を当てている。の保全を考えるオーソロガスモデリング複合体のうち、サブユニット組成と機能性、酵母リモデリング複合体の構造と機能の研究は、高等真核生物における対応に重要な洞察を提供してきました。それにもかかわらず、リモデリング複合体の中でかなりの種特異的な違いは、保存されたサブユニットの保存されたドメイン内の利得または種特異的サブユニットの喪失、保存されたサブユニットの種特異的なドメインの損益、および配列変動に起因する、存在します。このような差異は、原理的には高等真核細胞が新たな分子および細胞環境に適応する必要性によって駆動することができる。それはATP依存性クロマチンリモデリングプロセスの基本的なメカニズムに光を投げかけて、だけでなく、そのクロマチン構造メカニズムに貴重な洞察を提供することができませんという理由だけでこのように、高等真核生物のリモデリング複合体のサブユニットはヌクレオソームのリモデリングプロセスに寄与するかを理解することは、価値があるHIG内および遺伝子発現彼女の真核生物が規制されている。
これまでのところ、生化学的に定義されたクロマチンリモデリング複合体とsubcomplexesを得ることが困難に一部起因マルチサブ哺乳類のクロマチンリモデリング複合体の限られた構造的および機能的研究が行われている。私たちは、野生型またはINO80 5-7の変異型( 図1)タグ付き免疫親和性精製を安定的にN末端FLAGエピトープを発現するヒト細胞から無傷INO80またはINO80 subcomplexesを調製するために使用される下記の手順を用いてこれらの問題を部分的に回避している。ヒト細胞から無傷INO80複合体を得るために、のFlp介在組換えを安定INO80複合体8-10のサブユニットをコードするFLAGエピトープタグ付きcDNAを発現するトランスジェニックHEK293細胞株を生成するために使用される。 INO80サブユニットの過剰発現がいくらか毒性であり得るため、単離および選択的共同下クローン細胞系を維持するために必要であるnditions大規模な細胞培養の増殖のために必要な多くの通路の間に安定した導入遺伝子発現を保証する。サブユニットのサブセットのみが含まれている小さなINO80のsubcomplexesを得るために、正常に2つのアプローチを使用した( 図2A、B)。まず、当社は安定的に特定のサブユニット5との相互作用に必要なドメインを欠いているINO80の変異型を発現するHEK293 FLP-Inの細胞株を作製。または、siRNAによるノックダウンは、適切なFLAGタグINO80サブユニット(未発表データ)を発現する細胞から目的のサブユニットを枯渇させるために使用されます。最後に、人間INO80複合体を精製するために、FLAGアガロースベースのクロマトグラフィー11は、効果的に精製されたINO80またはINO80 subcomplexesを含む最終画分に細胞質ゾル汚染タンパク質の存在を減らし、核抽出物からINO80を含む画分を濃縮するために使用されます。
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全身またはFLAGエピトープタグINO80またはその他INO80複合体のサブユニットの変異型を発現するHEK293安定細胞株の1世代と文化
ローラーボトル中で2成長するHEK293細胞株
INO80複合体の大規模調製のために、培養細胞を10 - 20ローラーボトル;各ローラーボトルからの典型的な収量は、パックされた細胞の約1 mlである。
もう一つのFLAGタグINO80のサブユニットを発現する細胞においてINO80のサブユニットの3 siRNA介在ノックダウン
単一のサブユニットを欠いINO80 subcomplexesを得るためには、安定的にshRNAを発現するsiRNA処理した細胞または細胞からINO80複合体を精製するために、FLAG-免疫精製を使用しています。ここでいう「逆」のsiRNA(低分子干渉RNA)のトランスフェクションプロトコルは、15cmの皿で成長するHEK293細胞のために最適化される。プロトコルは、細胞や笙のシングル15cmのディッシュ用です必要な細胞の数に応じてそれに応じてスケールアップすることがULD。 siRNAで処理した細胞からINO80複合体の生化学的に有用な量を用意するためには、40 15cmの皿で増殖させた培養物まで拡張する必要があり;パックされた細胞ペレットを4ml - これらは、およそ2が得られる。
核抽出物4。準備
この手順は、ディグナム13のプロトコルから変更されて、細胞ペレットを開始するのサイズに応じて拡大または縮小することができる。典型的には、パックされた細胞ペレット収率1mlの最終核抽出物を1ml。全ての緩衝液は氷冷でなければならず、適切なコールドルームが利用できない場合、すべてのステップは低温室で、または氷上で行うべきである。

人間INO80またはINO80 Subcomplexes 5。免疫親和性精製
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図1は 、生成、精製、およびヒトINO80 ATP依存性クロマチン再構築複合体を特徴付けるために使用される手順を要約したフローチャートを示す。
図2および図3に示すように、これらの手順は、それによってINO80の酵素活性にこれらの不足しているサブユニットの寄与のその後の生化学的な分析を可能にする、さまざまなサブユニットを欠いて、両方の野生型INO80とINO80 subcomplexesの生成を可能にする。 図2に、私たちが持っている2つの戦略を説明しますINO80複合体の構造を定義し、INO80 subcomplexesを生成するために使用される。最初に、 図2Aに示されるように、インタクトINO80複合体が、野生型サブユニットのFLAGタグ化バージョン(Ies2またはINO80E)を介して精製される。 Subcomplexesはサブユニットの上に異なるセットアセ個別のドメインを欠いた変異INO80タンパク質...
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高等真核生物から多サブ哺乳類のクロマチンリモデリング複合体の構造と機能の研究は、変異型サブユニットを含むか、完全に特定のサブユニットを欠いているような複合体の生化学的に有用な量を準備することの難しさによって妨げられてきた。技術的なハードルがいくつかあります:最初に、哺乳動物細胞における遺伝子操作は技術的に困難で時間がかかるしています。そのゲノムが容易に編集され、リコンビニアリング技術を使用して標的とすることができる酵母細胞とは異なり、哺乳動物のゲノムは、より構造的に複雑で、リコンビニアリング介入の影響を受けにくい。このように、培養細胞や動物での削除や哺乳類の遺伝子の改変は、より多くの時間がかかり、より多くの専門知識を必要とします。結果として、変異体、哺乳動物の複合体の構造的変異を有するまたはサブユニット(複数可)のサブセットを欠いの生成が律速となっている。第二に、生化学的再構成は、ヘテロを使用して接近するlogousタンパク質発現系は、多くの場合、定義された多タンパク質集合体を生成するために使用される。しかし、そのようなアプローチは、そのサブユニットが必要になることがあり、同時に、適切な化学量論で表現される、および/または特定のシャペロ...
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著者は、彼らが競合する金融利害がないことを宣言します。
著者らの研究室での作業は一般的な医学研究所(GM41628)からの助成金によってグレーターカンザスシティコミュニティ財団のヘレン·ネルソン医学研究基金からの医学研究のためのStowers研究所への補助金によってサポートされています。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Dulbecco's Modified Eagle Medium | Cellgro | 10-013-CV | |
| Glutamax-I (stablized glutamine) | Life Technologies | 35050-079 | |
| Fetal Bovine Serum | SAFC | 12176C | |
| FuGENE6 トランスフェクション試薬 | Promega | E2312 | |
| Hygromycin B, sterile in PBS | AG Scientific | H-1012-PBS | |
| pcDNA5/FRT | ベクター ライフテクノロジー | V6010-20 | |
| Flp-In HEK293 細胞 | ライフテクノロジー | ズ R780-07 | |
| pOG44 Flp-リコンビナーゼ 発現ベクター | ライフテクノロジー | ズ V600520 | |
| EZview Red アンチフラッグ M2 アフィニティゲル | Sigma F2426 | ||
| 子牛血清 | SAFC | 12138C | |
| TARGETplusSMARTsiRNA プール | Dharmacon / Thermo Scientific | various | |
| 5x siRNA reholding buffer | Dharmacon / Thermo Scientific | #B-002000-UB-100 | |
| Lipofectamine RNAiMAX | Life Technologies | 13778 | |
| Opti-MEM Reduced Serum Medium | Life Technologies | 51985-091 | |
| PBS | Cellgro | 45000 | VWR |
| TrypLE (トリプシン) | Life Technologies | 12604 | |
| 1x FLAG Peptide | Sigma | F3290 | |
| Micro Bio-Spin Chromatography カラム | Bio-Rad | 737-5021 | |
| Amicon Ultra Centrifugal Filter Device (50k MWCO) | Amicon | UFC805024 | Fisher Scientific |
| Zeba Desalting Columns | Thermo Scientific | 89882 | |
| 抗FLAG M2抗体、マウス | シグマ | F3165 | |
| FLAG M2抗体、ウサギ | シグマ | F7425 | |
| プロテアーゼ阻害剤 | シグマ | P8340 | |
| ベンゾナーゼ | ノバゲン | 70664 | |
| J6 | |||
| 遠心分離機のJS-4.2ローター | ックマンコールター339080JA-17 | ||
| ローター | ベックマン・コールター | 369691 | |
| 10 ml ポリカーボネート チューブ | ベックマン・コールター | 355630 | |
| 70 ml ポリカーボネート ボトル | ベックマン・コールター | 355655 | |
| タイプ 45 チタン ローター | ベックマン・コールター | 339160 | |
| タイプ 70.1 チタン ローター | ベックマン・コールター | 342184 | |
| BD クレイ アダムス ニューテーター ミキサー | BD 診断 | 15172-203 | VWR |
| Glas-Col チューブ/バイアル ローテーター | Glas-Col | 099A RD4512 | |
| PCR サーマル サイクラー PTC 200 | MJ Research | PTC 200 | |
| ローラー ボトル インキュベーター | Bellco バイオテクノロジー | 353348 | |
| Immobilon-FL トランスファー メンブレン 7 x 8.4 | ミリポア | IPFL07810 | |
| 潤滑 1.5 ml マイクロ遠心チューブ | コ | スター3207 | |
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