この方法は、細胞株におけるPRC2媒介クロマチンドメインの形成に従うように設計されており、この方法は他の多くのシステムに適応することができる。
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この方法は、細胞株におけるPRC2媒介クロマチンドメインの形成に従うように設計されており、この方法は他の多くのシステムに適応することができる。
クロマチンドメインの組織および構造は、個々の細胞系統に固有である。彼らの誤った規制は、細胞同一性および/または病気の損失につながる可能性があります。多大な努力にもかかわらず、クロマチンドメインの形成と伝播に関する我々の理解は依然として限られている。クロマチンドメインは、確立中の最初の事象に従うことを助長しない定常状態条件下で研究されている。ここでは、クロマチンドメインを誘導的に再構築し、時間の関数として再形成する方法を提示する。しかし、最初にPRC2媒介性抑圧クロマチンドメイン形成の場合に適用されるが、それは容易に他のクロマチンドメインに適応することができる。この方法をゲノミクスおよびイメージング技術と組み合わせることで、クロマチンドメインの確立を詳細に研究する貴重なツールが提供されます。この方法は、クロマチンドメインがどのように形成され、相互作用するかについての我々の理解に革命をもたらすと信じています。
真核生物ゲノムは高度に組織化されており、クロマチンアクセシビリティの変化は遺伝子転写1を直接制御する。ゲノムには、転写活性および複製タイミング2、3と相関する異なるタイプのクロマチンドメインが含まれている。これらのクロマチンドメインのサイズは数キロベース(kb)から100kb以上の範囲であり、異なるヒストン修飾4の濃縮によって特徴付けられます。中心的な問題は、これらのドメインがどのように形成され、どのように伝播されるかということです。
最もよく特徴付けられたクロマチンドメインの1つは、ポリコム抑圧複合体2(PRC2)の活性を通じて促進される。PRC2は、タンパク質5、6のポリコムグループ(PcG)のサブセットで構成されるマルチサブユニット複合体であり、ヒストンH3(H3K27me1/me2/me3)7、8、リジン27のモノ、ディ、トリメチル化を触媒する。 9,10.H3K27me2/me3は抑圧的なクロマチン状態に関連しているが、H3K27me1の機能は不明6,11である。PRC2のコアコンポーネントの1つである胚性エクトダーム開発(EED)は、その芳香族ケージを介してPRC2触媒、H3K27me3の最終産物に結合し、この特徴はPRC212、13のアロステリック刺激をもたらす。PRC2酵素活性は、特定の系統に対して禁忌である特定の発達遺伝子の不適切な発現が有害であるとして、発達中に細胞同一性を維持するために重要である5,6.したがって、中国が哺乳類における抑圧的なクロマチンドメインの形成を促進するメカニズムを解明することは、細胞同一性を理解する上で根本的に重要である。
PRC2媒介クロマチンドメインを含むクロマチンドメイン形成を調査するように設計された過去の実験システムのすべては、クロマチンドメイン形成の展開イベントを追跡することができない定常状態条件下で行われた。細胞。ここでは、クロマチンドメインの初期募集と伝播を監視する誘導性細胞系を生成するための詳細なプロトコルを提示する。具体的には、H3K27me2/3を含むPRC2媒介性抑圧クロマチンドメインの形成を追跡することに焦点を当てる。クロマチンドメイン形成の機械的詳細を捕捉できるこのシステムは、H2AK119ubまたはH3K9meのいずれかを含む広く研究されたドメインのような他のクロマチンドメインを組み込むことに適合させることができる。ゲノミクスやイメージング技術と組み合わせることで、クロマチン生物学における様々な重要な問題にうまく対処する可能性があります。
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誘導性EEDレスキューMESCの生成
1. 細胞培養
2. クローンEEDノックアウト(KO)MESCの生成
3. EEDノックアウトMESCをエンジニアリングし、Cre-ERT2ベースの誘導性EED式を保有する
4. クロマチンに対する中国の核化と拡散に続く
5. MESC核におけるH3K27me3病巣の出現と増殖のモニタリング
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条件付き救助システムの一般的なスキーム
図1は、内因性EED遺伝子座から発現されるWTまたはケージ変異体(Y365A)EEDを用いたEED KO細胞を条件付きで救出するターゲティングスキームを示す。その安定性と酵素活性に不可欠なPRC2のコアサブユニットであるEEDをノックアウトした後、EEDのエキソン9に続くイントロン内のカセットが導入される(図1)。カセットは、EEDの残りの3'cDNA配列から構成され、内因性遺伝子配列に対して逆方向である。 カセットは、奇数逆loxPサイト(lox66およびlox71)18によって側面付けされています。細胞は、H3K27me2/3の完全な損失が観察されるまで伝播される。4-OHTを添加してCre組換え発現を活性化すると、カセットは、スプライスアクセプタ配列を用いてエキソン9がカセットにスプライスされるように反転される(図1)。このシス...
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特定のクロマチンドメインの形成中に機械的な詳細を理解するための強力なアプローチは、最初にドメインを破壊し、細胞内で進行中のその再構成を追跡することです。プロセスは、再構築中にいつでも一時停止して、進行中のイベントを詳細に分析できます。クロマチンドメインに関する以前の研究では、このような事象を解決することはできず、安定した状態下で行われました(例えば、野生型と遺伝子ノックアウトを比較する)。ここでは、細胞内のPRC2媒介性抑圧ドメインの募集と広がりによって強調されているように、クロマチンドメインの動的形成を評価するシステムを概説する。
この誘導可能なシステムの最も重要なステップは、細胞からのそれぞれの欠失後に所望のタンパク質(またはRNA)を再発現するDNA構築物の正確な設計です。下流のアプリケーションに応じて、これらの構造内に様々な変異、タグ、蛍光マーカーが導入される可能性があります。例えば、GFPの直前に自己切断T2Aペプチドを使用して目的のタンパク質から切り離す代わりに、高解像度イメージングおよび/または単粒子追跡実験のために様々な蛍光融合タンパク質を生成することができ、生細胞...
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D.R.は、コンステレーション医薬品とフルクラム治療薬の共同創設者です。著者は、彼らが競合する利益を持っていないと宣言します。
原稿の改訂に感謝します。D.R.ラボは、ハワードヒューズ医学研究所と国立衛生研究所(R01CA199652およびR01NS100897)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 |
|---|---|---|---|
| (Z)-4-ヒドロキシタモキシフェン (5 mg) | シグマ | H7904-5MG | EED 発現の誘導用 |
| 16% パラホルムアルデヒド水溶液 (10x10 ml) | 電子顕微鏡科学 | 15710 | 免疫蛍光法 |
| 2-メルカプトエタノール | LifeTechnologies | 21985-023 | mESCs 培養 |
| 用 2% ゼラチン溶液 | Σ | G1393-100ml | mESC用培養 |
| Accutase 500 ML | の革新的な細胞技術/FISHER | AT 104-500 | mESCsの文化 |
| のための Alexa Fluor 594 AffiniPureのロバの反ウサギIgG (H+L) | ジャクソンのimmunoresaerch | 711-585-152 | 免疫蛍光 |
| アクアマウントの封入媒体 | FISHER/VWR | 41799-008 | 免疫蛍光 |
| 性のための CHAMBER SLD TC PRMA 8-CHM 16 PK | Fisher Sci | 177445PK | 免疫蛍光 |
| 用 DAPI(4',6-ジアミジノ-2-フェニルインドール、二塩酸塩) - 10 mg | Life Tech | D1306 | 免疫蛍光 |
| ERK阻害剤、PD0325901 | Stemgent | 04-0006 | mESCs培養用 |
| ESGRO組換えマウスLIFタンパク質 | ミリポア/フィッシャー | ESG1107 | mESCs培養用 |
| FBS幹細胞認定 | Atlanta | S10250 | mESCs培養用 |
| Gibson Assembly Master Mix | NEB | E2611L | ドナーテンプレートクローニング |
| 用 GSK3阻害剤, CHIR99021 | Stemgent | 04-0004 | mESCs培養 |
| 用 H3K27me2 (D18C8) rabbit mAB | Cell Signaling | 9728S | Antibody for ChIP-seq |
| H3K27me3 | Cell Signaling | 9733S | Antibody for ChIP-seq |
| Histone H2Av抗体 (pAb) | 活性モチーフ | 39715 | Spike-in control for ChIP-seq |
| Knockout DMEM | Invitrogen | 10829-018 | For mESCs culture |
| L-glutamine | Sigma | G7513 | For mESCs culture |
| Lipofectamine 2000 | LifeTech | 11668019 | For transfection |
| MangoTaq DNA Polymerase | Bioline | BIO-21079 | For Genotyping PCR |
| 正常なロバの血清 (10 mL) | Jackson ImmunoResearch | 017-000-121 | 免疫蛍光法 |
| ペニシリン-ストレプトマイシン | Sigma/Roche | P0781 | mESCs培養 |
| 用 pSpCas9(BB)-2A-GFP (PX458) | Addgene | 48138 | gRNAクローニング用 |
| QuickExtract DNA抽出液 | Lucigen | QE0905T PCR | |
| Triton X-100用 | Sigma | T8787-250ML | |
| Zero Blunt PCR Cloning Kit | Thermo Fisher | K270020 | For Donor template cloning |
| Primers/gBlocks | |||
| EED-KO-gRNA-1 | Sequence: ctctggctactgtcaactag. i-WT-r および i-MT-r システム用の C57BL/6 ESCs では、gRNA は EED をノックアウトします。 | ||
| EED-KO-gRNA-2 | 配列: i-WT-r および i-MT-r システム用の C57BL/6 ESC では、gRNA がペアになって EED をノックアウトします。 | ||
| EED-gRNA誘導性 | 配列:atggcaccccgaaattagaa. gRNAとドナーは、EED-KOバックグラウンドでi-WT-rシステムを生成します。 | ||
| i-WT-r ドナー | https://benchling.com/s/seq-l2LLlWNEnLrfGXcbdCxI. gRNA とドナーは、EED-KO バックグラウンドで i-WT-r システムを生成します。 | ||
| EED-gRNA誘導性 | 配列:atggcaccccgaaattagaa. gRNAとドナーは、EED-KOバックグラウンドでi-WT-rシステムを生成します。 | ||
| i-MT-r ドナー | https://benchling.com/s/seq-n8eiZCB2XAkOuzzpv6qM. gRNA とドナーは、EED-KO バックグラウンドで i-MT-r システムを生成します。 | ||
| Genotyping Primers | |||
| Gnt-EED-KO-FW-1 | 配列: ctgtaggctgccatgtga.野生型対立遺伝子は1.9kbの産物を産生します。ノックアウト対立遺伝子は200bpの生成物を生成します。 | ||
| Gnt-EED-KO-REV-1 | 配列: agccagggctacacagagaa.野生型対立遺伝子は1.9kbの産物を産生します。ノックアウト対立遺伝子は200bpの生成物を生成します。 | ||
| Inducible_Genotype-FW-1 | シーケンス:tgcagtgaaacaaatttggaa。カセットを挿入すると、プライマーは1863 bpを生成します。野生型の対立遺伝子は、~200 bp の生成物を生成します。 | ||
| Inducible_Genotype-REV-1 | シーケンス:gagaggggtggcactgtaaa。カセットを挿入すると、プライマーは1863 bpを生成します。野生型の対立遺伝子は、~200 bp の生成物を生成します。 | ||
| Inducible_Genotype-FW-2 | シーケンス:ccccctctttctccttttct。カセットが挿入されると、プライマーは3200 bpを生成します。野生型対立遺伝子は1560 bpの生成物を生成します。 | ||
| Inducible_Genotype-REV-2 | 配列: atgcctgggtgaatgaaaaa.カセットが挿入されると、プライマーは3200 bpを生成します。野生型対立遺伝子は1560 bpの生成物を生成します。 |
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