クロマチンは、タンパク質とDNAおよびタンパク質とタンパク質の相互作用によって維持される動的な流体構造です。ヒストンタンパク質と非ヒストンタンパク質の両方がクロマチン構造の維持に関与しています。これらの相互作用はどのように媒介され、DNAを基質として関与するプロセス中にクロマチン構造はどのように変化しますか?
タンパク質-DNAのダイナミクスおよびタンパク質-タンパク質相互作用に光を当てるために、多くの技術が開発されてきました。これらには、CD分光法などの生物物理学的手法と、ゲルろ過クロマトグラフィーなどの生化学的方法の両方が含まれます。このコレクションでは、クロマチン構造のダイナミクスを調査するために使用できるこれらの手法のいくつかを取り上げます。
DNAの完全性はフローサイトメトリー(FACS)によって分析でき、Lingら1はこの方法を適応させてヒト精子の機能的欠陥を検出します。精子の生理学は、DNA 損傷、ミトコンドリア膜電位、精子アポトーシスなどのバイオマーカーを使用して評価できます。Ling et al. FACS は、精子の生理学を評価するためにこれらの各パラメーターを監視するために簡単に適応できることを示し、したがって、この技術が男性不妊症の診断のための実用的で信頼できるツールキットであることを示しています。
CD分光法は、タンパク質とDNAのコンフォメーションを調査するための最も簡単な方法の1つです。DNAの各配座異性体には、シグネチャバンドパターンがあります。バンドパターンの変化は、DNAのコンフォメーションの変化と相関させることができるため、CD分光光度計を使用して、相互作用するタンパク質の存在下でDNAアーキテクチャの変化を監視できます。Aryaら2は、この手法を使用して、ATPの非存在下でATP依存性クロマチンリモデリングタンパク質SMARCAL1との相互作用によって誘発されるDNAの変化を研究しています。彼らは、DNA構造の変化がタンパク質の転写活性と相関している可能性があることを示しています。
サイズ排除クロマトグラフィーとプルダウンアッセイは、タンパク質間相互作用のモニタリングに日常的に使用されています。ヌクレオソームの集合は、ヒストンに結合するヒストンシャペロンによって促進されます。Bobde et al.3 は、特定のタンパク質機能がヒストンシャペロンであるかどうかを特定するために使用できる方法とアッセイについて説明しています。
ヌクレオソーム集合のメカニズムをリアルタイムで調べるには?DNAカーテンなどの単一分子イメージング技術は、組み立てプロセスをリアルタイムで視覚化するために開発されました。DNAカーテンは、脂質流動性、マイクロ流体工学、全反射顕微鏡を組み合わせて、タンパク質とDNAの相互作用をリアルタイムで画像化するハイブリッド技術です。Kang et al.4 は、S . pombe のヒストンシャペロンであるAbo1の組み立ての根底にあるメカニズムを研究する技術としてDNAカーテンを説明しています。記載されている技術は、ゲノムの安定性と遺伝物質が関与するプロセスのエピジェネティックな調節の両方において重要な役割を果たすクロマチンダイナミクスを調べる方法を提供します。
従来のクロマチン免疫沈降(ChIP)では、目的のタンパク質に対する特異的抗体が必要です。多くの場合、抗体は十分に特異的ではなく、特に転写因子の結合部位を調査しているときに偽陽性の結果につながります。また、抗体はすべての生物のタンパク質に対して常に利用できるとは限りません。Candida albicans は、抗体が利用できないそのような生物の 1 つです。カットアンドラン法は、MNaseを目的の転写因子に融合させることで、これらの制限を回避します。Qasimら5は、転写因子の結合部位を決定するためのこの方法の使用法を説明しています C. albicans。
このコレクションで説明されている方法は、研究者が利用できる技術を垣間見ることができます。これらの方法はすべて用途が広く、研究者が尋ねている質問に対処するために簡単に適応できます。