2018年3月2日
小さいヘアピン RNA (shRNA) とホタルのルシフェラーゼとマウス細胞における x 染色体不活性化のレギュレータを識別するの次世代シーケンス ベースのプロトコルについて報告して、メチル CpG 結合蛋白質 2 (hygromycin 抵抗性遺伝子融合MeCP2)不活性 X 染色体の遺伝子。
この手順は、テキストプロトコルに記載されているように、マウス腱線維芽細胞の調製から開始します。最初に培地を吸引することにより、10センチメートルのプレートから細胞を回収します。次に、0.05%トリプシンEDTAを1ミリリットル加え、摂氏37度で2〜5分間インキュベートします。
インキュベーション後、9ミリリットルのDMEM-10でトリプシンをクエンチし、再懸濁した細胞を15ミリリットルの円錐管に集めます。DMEM-10で細胞を希釈し、100マイクロリットルあたり1細胞の最終濃度にします。次に、懸濁液100マイクロリットルを各ウェルにピペッティングすることにより、細胞を96ウェルプレートに移します。
ウェルがコンフルエントになるまで、細胞を摂氏37度でインキュベートします(これには最大2〜3週間かかる場合があります)。メディアを新しいDMEM-10と3〜5日ごとに交換します。コンフルエントになったら、ウェルあたり20マイクロリットルの0.05%トリプシンEDTAで細胞を動員し、それらを96ウェルプレートの2つの重複セットに分割します。
1セットのプレートにおけるルシフェラーゼ活性のアッセイ。ルシフェラーゼアッセイキットに含まれているプロトコルに従って、培地の除去を必要としない均質なホタルルシフェラーゼアッセイを使用してください。アッセイ結果を使用して、残りのプレートセットから検出可能なルシフェラーゼ活性のないクローンを選択します。
これらのクローンを最初に24ウェルプレートに拡大し、次に6ウェルプレートに拡大します。ルシフェラーゼ活性が最も高いクローンに対しても同じことを行います。これは、検証の目的でポジティブコントロールとして使用されます。
6ウェルプレートで増殖させた後、ウェスタンブロットのために各ウェルのアリコートを回収します。200マイクロリットルの0.05%トリプシンEDTAで細胞を動員します。細胞を摂氏37度で2〜5分間インキュベートします。
2ミリリットルのDMEM-10で細胞をクエンチし、細胞の半分を別の6ウェルプレートに移します。細胞がプレートの底に付着するまで待ちます。次に、ウェスタンブロットの溶解前に細胞をPBSで一度洗浄します。
6ウェルプレートにウェルあたり20万個の細胞でいくつかのネガティブクローンを播種します。細胞を10マイクロモルの5-アザシチジンで一度処理します。その後、培地を変更せずに72時間インキュベートしてから、以前と同様にルシフェラーゼ活性をアッセイします。
次に、5-アザシチジンでルシフェラーゼ活性を獲得したネガティブクローンを1つ選んでスクリーニングし、それを複数の10cmプレートに拡大し始めます。残りのネガティブクローンをバックアップとして液体窒素で凍結します。ポジティブクローンは、組織培養中に保持することも、さらに使用するまで凍結することもできます。
朝、100万個の不活性X細胞を10cmの組織培養プレートにプレートします。午後には、培地を、所定量のウイルス上清と1ミリリットルあたり5〜10マイクログラムのポリブレンを含む新鮮なDMEM-10に交換してプレートに感染させます。18〜24時間後、メディアを吸引し、各プレートに10ミリリットルの新鮮なDMEM-10を追加します。
培養プレートをさらに48時間。午前中は、プレートあたり1ミリリットルの0.05%トリプシンEDTAを使用して細胞を動員し、プレートあたり9ミリリットルのDMEM-10で細胞をクエンチします。サスペンションを100ミクロンのメッシュフィルターに通します。
ろ過した懸濁液を一緒に引っ張り、プレートあたり100万個の細胞で2セットの10センチメートルプレートを播種します。午後には、1セットのプレートのメディアを1ミリリットルあたり15マイクログラムのハイグロマイシンを含むDMEM-10と交換 B.In、もう1セットはメディアを新しいDMEM-10のみと交換します。48時間後、0.05%トリプシンEDTAの1ミリリットルを使用して、Hygromycin B未処理プレートから細胞を動員します。.
摂氏37度で2〜5分間インキュベートします。次に、9ミリリットルのDMEM-10で細胞を急冷します。個々のサンプルを採取し、すぐにDNAの抽出に進みます。
ハイグロマイシンB選択セットをさらに6日間培養し続け、選択培地にハイグロマイシンBを含む新鮮なDMEM-10を隔日で補充します。6日目に、選択メディアを新しいDMEM-10のみと交換します。回復に4日間待ち、その後、選択後のサンプルDNAを以前と同様に回収します。
選択後のサンプルで濃縮されたヘアピンの同定に進みます(テキストプロトコルに記載されているように)。ヒットを検証するには、まず、10 cm プレート上のプレートあたり 800 万個の 293 FT セルをシードします。翌日、切断の30分前に、プレートあたり9ミリリットルの抗生物質を含まないDMEM-10と培地を交換します。
次に、トランスフェクションミックス2の各アリコートに0.5ミリリットルのトランスフェクションミックス1を加え、ピペッティングで穏やかに混合します。次に、混合物を室温で20分間インキュベートします。混合物を各プレートに滴下するように塗布し、プレートを静かに回転させて混ぜます。
翌日、最初のトランスフェクションから10.48時間後に培地を5ミリリットルの新鮮なDMEM-と交換し、レンチウイルス上清を回収し、DMEM-10で予め湿らせた0.22ミクロンのフィルターに通して回収を最大化します。翌朝、ウェルあたり10万個の不活性X細胞を6つのウェルプレートにプレートします。午後には、培地をレンチウイルス上清を含む2ミリリットルの新鮮なDMEM-10とポリブレン1ミリリットルあたり5〜10マイクログラムで置き換えてプレートに感染させます。
空のレンチウイルスベクターから生成されたウイルス上清をコントロールウェルに感染させます。翌日、メディアをピューロマイシン1ミリリットルあたり1ミリグラムを含むDMEM-10の2ミリリットルと交換します。選択は4日間使用します。
4日後、メディアを2ミリリットルの新鮮なDMEM-10と交換し、回復するまで48〜72時間待ちます。150マイクロリットルの0.05%トリプシンEDTAで細胞を動員した後、摂氏37度で2〜5分間インキュベートします。1.5ミリリットルのDMEM-10で細胞をクエンチングした後、コニカルチューブに移し、室温でGの500倍で10分間遠心分離します。
培地を取り出し、ルシフェラーゼアッセイキットに付属の100マイクロリットルの溶解緩衝液に細胞を再懸濁します。懸濁液を室温で5分間インキュベートします。5分後、懸濁液を白い96ウェルプレートに移します。
暗室で、キットに含まれているプロトコルに従ってアッセイを実施します。活性X細胞をポジティブコントロールとして使用し、空のレンチウイルスベクターに感染した陰性X細胞をネガティブコントロールとして使用します。不死化マウス腱線維芽細胞クローンは、活性X染色体または不活性X染色体上のレポーターの配置とそれぞれ一致する、正または陰性のホタルルシフェラーゼ活性を示します。
MeCP2発現は、ウェスタンブロットによって決定され、逆パターンを示します。ホタルルシフェラーゼ活性は、5-アザシチジンの投与によりネガティブクローンで誘導できることに注意してください。活性X染色体上に存在する場合、ハイグロマイシン耐性遺伝子は、不活性X染色体上に遺伝子を持つ細胞と比較した場合、ハイグロマイシン選択の下で生存上の優位性をもたらします。
このビデオを見れば、不活性なX染色体に選択的に挿入されたレポーターを使用して、X染色体不活性化の調節因子のスクリーニングを設計し、実施する方法を十分に理解できるはずです。私の研究室では、以前に酵母のクロマチン調節因子のベーススクリーニングを実施しており、このアプローチの成功により、哺乳類細胞のX染色体不活性化の制御因子のためのこのスクリーニングを設計することになりました。この手順に続いて、哺乳動物細胞におけるX染色体の不活性化に関する追加の質問に答えるために、小さな干渉RNA、CRISPR、小分子を使用するなどの他の方法を実行することができます。
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本記事では、マウス細胞株におけるX染色体不活性化の調節因子を特定するために、ショートヘアピンRNA(shRNA)と次世代シーケンシングを利用したプロトコルを紹介します。本研究では、不活性X染色体上のmethyl CpG binding protein 2(MeCP2)遺伝子に、ホタルルシフェラーゼおよびハイグロマイシン耐性遺伝子を融合させています。
レポーターベースの選択を伴うプール shRNA スクリーニングにより、哺乳類の遺伝子用量制御における重要なメカニズムであるX染色体不活性化に影響を与えるエピジェネティック調節因子の体系的な同定が可能になります。このアプローチは、クロマチン生物学における標的検証に対して予測的な信頼性を提供し、リスク調整されたエピジェネティック創薬ポートフォリオの推進を支援します。定量的ヒット同定のための次世代シーケンシングの統合により、再現性と機能横断的なデータの有用性がさらに向上します。
このプール型shRNAスクリーニングワークフローは、機能ゲノミクスを定量的な選択および検証と統合することで、エピジェネティック標的に対する初期探索からリード同定までの橋渡しを行います。