2017年7月6日
我々は、超遠心分離の必要性を排除した、架橋マウス骨格筋から高品質の核を単離するための濾過ベースのプロトコールを提示し、容易に適用することができる。本発明者らは、核から調製されたクロマチンが、クロマチン免疫沈降およびクロマチン免疫沈降配列決定研究に適していることを示す。
この実験手順の全体的な目標は、架橋骨格筋から高品質の核を調製し、クロマチン免疫沈降研究に使用できるようにすることです。この方法は、概日やその他の時間に敏感な状況で筋肉組織や細胞を使用したゲノム研究など、筋肉や概日リズムの分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この技術の主な利点は、サンプルの即時架橋が可能であり、ろ過ベースの手順を確実に実施して、筋原線維汚染を最小限に抑えて高品質の核を分離できることです。
この方法は骨格筋に関する洞察を得ることができますが、心筋や平滑筋などの他のシステムにも適用できます。前述のように、氷冷リン酸塩緩衝生理食塩水で約20週齢のC57黒6雄マウスから分離された後肢骨格筋を計量し、ミンチします。細かく刻んだ骨格筋組織を、氷上の10ミリリットルのPBSを含む50ミリリットルの円錐管に入れます。
次に、サンプルを300倍gで摂氏4度で5分間遠心分離します。PBS上清を吸引して慎重に取り除きます。1ミリリットル、2ミリリットル、3ミリリットル、4ミリリットルの水を含む参照チューブを使用して、各50ミリリットルチューブのペレット量を推定します。
氷冷した1%ホルムアルデヒドとPBSを7容量加え、プローブ組織ホモジナイザーを使用して氷上でサンプルを均質化します。次に、サンプルを室温で10分間インキュベートしてクロスリンクします。架橋反応をクエンチングするには、最終濃度0.125モルまで1モルのグリシンを添加し、その後室温で5分間インキュベートします。
サンプルを摂氏4度で5分間、3, 000倍gで遠心分離した後、吸引によって上清を除去します。ペレットを、新たに添加したプロテアーゼ阻害剤を含む10ミリリットルの氷冷ベースバッファーに再懸濁してすすぎます。サンプルを再度遠心分離し、吸引によって上清を慎重に除去します。
次に、新たに添加したプロテアーゼ阻害剤を含む6ミリリットルの溶解緩衝液にペレットを再懸濁します。サンプルを事前に冷却した15ミリリットルのDounceホモジナイザーに移し、氷上で10分間インキュベートします。氷上で各サンプルをホモジナイズし、緩い乳棒を使用して15回の低速ストロークを行い、続いてきつい乳棒で15回のストロークを行い、核を放出します。
以下のろ過ステップは、高品質の原子核を単離するための鍵です。細胞ストレーナーでホモジネートをろ過し、4ミリリットルの溶解緩衝液ですすいでください。次に、サンプルを1, 000倍gで摂氏4度で10分間遠心分離します。
ペレットを5ミリリットルの氷冷塩基緩衝液に再懸濁し、きつい乳棒で10回オンスして核を放出します。次に、セルストレーナーを介して懸濁液をろ過し、チューブを2ミリリットルのベースバッファーですすぎ、再度ろ過します。徐々に細孔径を縮小したセルストレーナーでろ過を繰り返します。
最後に、摂氏4度で1, 000倍gで10分間遠心分離します。上清を取り除き、ペレットを500マイクロリットルのベースバッファーに再懸濁してから、再度遠心分離します。上清を捨て、ペレットをマイナス80°
Cで保管します。500マイクロリットルのSDS溶解バッファーでサンプルを解凍し、穏やかなピペッティングで再懸濁します。核DNA懸濁液を氷上のガラスバイアルに移します。適切なソニケーションプラットフォームと条件を選択することは、単離された核からのクロマチン調製にとって重要です。
テキストプロトコルで概説されている設定を使用して、円盤状のトランスデューサーからの超音波音響エネルギーの集中バーストで超音波処理を実行します。超音波処理したクロマチンを1.5ミリリットルのチューブに移します。次に、12, 000倍gで15分間遠心分離し、上清を新しいチューブに移します。
次に、超音波処理したサンプルの50マイクロリットルを新しい1.5ミリリットルのチューブに移し、摂氏65度で一晩逆架橋します。DNAサンプルの採取については、次のセクションで説明します。テキストプロトコルに記載されている超音波処理および定量の評価に続いて、解凍したクロマチンをチューブあたり約100〜120マイクログラムに分注します。
次に、クロマチンを免疫沈降バッファーで1〜10に希釈します。次に、BSAプレブロックタンパク質HEアガロースまたはIgYビーズの50%スラリーを40マイクロリットル加え、ローテーター上で摂氏4度で3時間インキュベートします。サンプルを1, 000倍gで10分間遠心分離した後、上清を新しいチューブに慎重に移します。
次に、クロマチンDNAの25〜100マイクログラムあたり1マイクログラムの抗体で抗体を添加します。摂氏4度、約15rpmで一晩中静かに回転させます。次に、10マイクロリットルのBSAプレブロックタンパク質HEアガロースまたはIgYビーズを加えて混合します。
ビーズ懸濁液を冷蔵室で2時間回転させます。次に、テキストプロトコルに詳述されているように、ビーズをRIPAバッファーで洗浄し、続いて高塩バッファー、塩化リチウムバッファー、およびTris EDTAで洗浄します。洗浄後、最初に1,000倍gで1分間遠心分離し、上清を慎重に除去することにより、ビーズからDNAを溶出します。
ビーズを50マイクロリットルの溶出緩衝液で再懸濁します。その後、摂氏65度で10分間インキュベートします。インキュベーション後、12, 000回gで5分間遠心分離します。
上清を取り除き、さらに50マイクロリットルの溶出緩衝液を加えてから、再び12, 000回gで5分間遠心分離します。最終的な溶出量は100マイクロリットルになります。逆架橋してDNA溶出を行うには、まず溶出したクロマチンを摂氏65度で一晩インキュベートします。
次に、1マイクロリットルのRNase Aを加えてから、摂氏37度で30分間インキュベートします。続いて、8マイクロリットルの10ミリグラム/ミリリットルのプロテアーゼKと55°Cで30分間インキュベートします。メーカーのプロトコルに従って、溶出量が50マイクロリットルのPCRクリーンアップキットを使用してDNAを回収します。
最後に、前述のようにリアルタイムQPCRでプロファイルを解析します。シーケンシャルろ過により、組織の破片を効果的に除去しました。ここでは、初期ろ過後と連続ろ過後のサンプルの代表的な画像を示します。
10サイクルの超音波処理による進行性のクロマチンシュレッダーは、アガロースゲルを泳がせることで明らかになります。消化されたクロマチンを10サイクルの超音波処理すると、約500塩基対のDNAが得られました。ここでは、ZT6およびZT18で採取したマウス骨格筋サンプルを用いたB雄1chIPの代表的なQPCR結果を示します。
Dbp遺伝子上のDbp位置要素の解析により、以前の結果と一致することが明らかになりました ZT6付近でピークに結合します。一度習得すると、核の準備は適切に行われれば5〜6時間で行うことができます。このビデオを見れば、架橋された筋肉組織から高品質の核とクロマチンDNAを精製するためのろ過ベースの方法の使用方法を十分に理解できるはずです。
この手順を試行する際には、サンプルを氷上または冷蔵室で保持し、ろ過ステップの前後に顕微鏡でチェックするためにサンプルアリコートを保存することを忘れないでください。その開発後、この技術は、筋肉およびゲノミクスの分野の研究者が、さまざまな筋肉組織におけるクロマチン-タンパク質相互作用の概日または時間感受性のダイナミクスを探求する道を開きました。この手順に続いて、筋肉組織における転写因子結合のパターンを探すなどの追加の質問に答えるために、chIPシーケンシングなどの他の方法を実行することができます。
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この記事では、交差結合したマウスの骨格筋から高品質の核を分離するための濾過ベースのプロトコルを紹介します。この方法は超遠心分離の必要性を排除し、研究者にとってより利用しやすくします。準備されたクロマチンはクロマチン免疫沈降研究に適しています。
Isolation of high-quality nuclei from cross-linked skeletal muscle is a critical bottleneck for chromatin immunoprecipitation (ChIP) and genomic studies in muscle biology. This filtration-based protocol enables reproducible preparation of nuclei with minimal myofibril contamination, supporting robust interrogation of protein-DNA interactions in time-sensitive and circadian contexts. The method enhances predictive confidence and workflow continuity for discovery-stage and translational muscle research portfolios.
This protocol fits within the discovery-to-preclinical continuum, enabling reliable chromatin analysis from early mechanistic studies to translational research in muscle biology.