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방법 논문

게놈 DNA의 표적 단백질 결합 부위를 확인하기 위한 크로마틴 면역침전(chromatin immunoprecipitation)

1.3K 조회수

2025년 7월 8일

이 논문에서

초록

출처: Dong, X., et.al., 저세포 염색질 면역침전 염기서열분석 분석을 통해 급성 정제된 PDGFRα+ 세포에서 전사 인자 Olig2 게놈 결합 부위 확인.J. Vis. 특급(2018년)

이 비디오에서는 단백질 결합 염색질 단편의 선택적 면역침전을 통해 희소돌기아교세포 전구체 세포의 게놈 DNA의 특정 영역에서 단백질 결합 부위를 식별하는 염색질 면역침전 기술을 보여줍니다. 이 방법은 유전자 조절에 관여하는 전사 인자를 포함한 여러 조절 단백질의 상호 작용을 연구하는 데 도움이 됩니다.

프로토콜

동물 모델과 관련된 모든 절차는 지역 기관 동물 관리 위원회와 JoVE 수의학 검토 위원회에서 검토되었습니다.

1. 마우스 뇌에서 PDGFRα 양성 희소돌기아교세포 계통 세포의 정제(이전에 설명된 면역 판닝 프로토콜에서 수정됨)

  1. PDGFRα 양성 세포 선택을 위한 면역판화 플레이트와 내피 세포 및 미세아교세포 고갈을 위한 2개의 플레이트를 준비합니다.
    메모: 페트리 접시는 작동하지만 세포 배양 접시는 면역 판닝 실험에 작동하지 않습니다. 정제된 세포를 배양에 사용할 경우 생물 안전 캐비닛에서 면역 판닝 단계를 수행해야 합니다.
    1. 10cm 페트리 플레이트에 10mL의 pH 9.5, 50mM Tris-HCl에 30μL 염소 항 쥐 IgG를 4 ° C에서 하룻밤 동안 코팅합니다. 플레이트의 표면이 코팅 용액으로 균일하고 완전히 덮여 있는지 확인하기 위해 플레이트를 교반합니다.
    2. 0.2% BSA를 함유한 Dulbecco의 인산염 완충 식염수(DPBS) 12mL로 rat anti-PDGFRα 항체 40μL를 희석하여 PDGFRα 항체 용액을 준비합니다.
    3. 10mL 1x DPBS로 IgG 코팅 플레이트를 3회 세척한 후 PDGFRα 항체 용액으로 IgG 코팅 플레이트를 실온에서 4시간 동안 배양합니다.
    4. rat anti-PDGFRα 항체 코팅 플레이트를 각각 10mL 1x DPBS로 3회 세척합니다. 플레이트의 측벽을 따라 DPBS 용액을 부드럽게 추가하고 코팅된 표면을 방해하지 마십시오.
    5. 내피 세포와 미세아교세포의 고갈을 위한 새로운 15cm 페트리 플레이트 2개를 2시간 동안 2.3μg/mL의 Banderiaea simplicifolia 렉틴 1(BSL-1)이 포함된 20mL의 DPBS로 코팅합니다.
    6. BSL-1 코팅 플레이트를 20mL 1x DPBS로 3회 세척합니다. 플레이트의 측벽을 따라 DPBS 용액을 부드럽게 추가하고 코팅된 표면을 방해하지 마십시오.
  2. PDGFRα 양성 희소돌기아교세포 계통 세포의 정제는 이전에 발표된 방법에서 변형되었습니다.
    1. 이전에 발표된 프로토콜에 따라 출생 후 2일째(P7) 마우스 뇌에서 피질 조직을 해부합니다.
    2. 조직을 해리하여 자세한 제조업체의 지침에 따라 신경 조직 해리 키트(P)를 사용한 단일 세포 현탁액을 생성합니다.
    3. 간단히 해부된 피질 조직을 메스로 조각으로 자르고 37°C에서 효소 소화를 실시합니다. 소화 후, Fire-polished glass Pasteur 피펫으로 조각을 단일 세포 현탁액으로 수동으로 분리하십시오.
    4. 실온에서 300 x g의 단일 세포 현탁액을 10분 동안 원심분리하고 15mL의 면역판넬 완충액(면역판넬 완충액은 0.02% BSA 및 5μg/mL 인슐린이 함유된 DPBS임)을 사용하여 세포 펠릿을 현탁합니다.
    5. 2개의 BSL-1 코팅 플레이트에서 2개의 BSL-1 코팅 플레이트에 2개의 마우스 뇌에서 단일 세포 현탁액을 순차적으로 배양하고 5분마다 플레이트를 부드럽게 교반하여 미세아교세포와 내피 세포의 더 나은 고갈을 보장합니다.
    6. 플레이트를 부드럽게 소용돌이쳐 세포 현탁액에서 비부착성 세포를 모으고 실온에서 45분 동안 rat-PDGFRα 항체 코팅 플레이트에서 배양합니다.
    7. rat-PDGFRα 항체 코팅된 플레이트에서 세포 현탁액을 배양한 후 플레이트를 부드럽게 소용돌이쳐 세포 현탁액을 수집하고 플레이트를 DPBS로 8회 헹궈 비부착성 세포를 제거합니다. 플레이트의 측벽을 따라 세척 용액을 부드럽게 추가하고 플레이트를 여러 번 교반하여 부착되지 않는 세포를 제거합니다.
    8. 37°C에서 10분 동안 4mL의 세포 박리 용액 처리를 사용하여 rat-PDGFRα 항체 코팅 플레이트에서 세포를 분리합니다.플레이트를 흔들어 부착 세포를 제거합니다.
    9. 실온에서 300 x g의 원심분리로 정제된 OPC를 수집하고, 2mL OPC 세포 배양 배지로 세포 펠릿을 현탁하고, 트리판 블루와 혈구계(5mL 페니실린-스트렙토마이신 용액(P/S), 5mL N2, 10mL B27을 포함하는 DMEM/F12 배지의 500mL 세포 배양 배지)를 사용하여 세포를 계수합니다. 5 μg/mL 인슐린, 0.1% BSA, 20 ng/mL bFGF 및 10 ng/mL PDGFRα).
  3. 면역판닝(immunopanning) 후 OPC의 순도 검증.
    1. 면역판닝 후 OPC의 농축을 평가하려면 제조업체의 지침에 따라 구아니듐 티오시아네이트 기반 추출과 함께 RNA 추출을 위해 정제된 OPC 중 일부를 사용합니다.
    2. 이전에 발표된 자료에 따라 해리된 뇌세포와 비교하여 정제된 OPC에서 PDGFRα 발현의 농축을 확인하기 위해 형광 녹색 염료 마스터 믹스를 사용하여 qRT-PCR을 수행합니다.
    3. 또한 이전에 발표된 물질과 같이 항-NG2 콘드로이틴 설페이트 프로테오글리칸(NG2) 항체로 면역 염색을 위해 일부 정제된 OPC를 Poly-D-Lysine 코팅된 24웰 플레이트에 시딩합니다.

2. High-Throughput Sequencing을 위한 Low-cell ChIP 준비 및 ChIP 라이브러리 구축

  1. 제조업체 지침의 자세한 표준 절차에 따라 시판되는 초음파 처리 시스템 및 시판되는 저셀 수 ChIP 키트(재료 표 참조)를 사용한 Olig2 저세포 ChIP 준비.
    1. 랫드에서 항-PDGFRα 항체 코팅 플레이트를 분리하고 트리판 블루와 혈구계로 세포 계수를 한 후 각 ChIP 반응에 대해 1mL OPC 세포 배양 배지에 20,000개의 정제된 OPC를 넣습니다.
    2. 27μL의 36.5% 포름알데히드를 첨가하여 실온에서 10분 동안 세포 현탁액을 고정합니다.
      주의: 포름알데히드는 안전상의 이유로 화학 흄 후드에 사용해야 합니다.
    3. 실온에서 5분 동안 50μL 2.5M 글리신으로 DNA 단백질 가교를 중지합니다.
      메모: 이 시점부터 모든 단계는 얼음 위 또는 4°C의 냉장실에서 수행해야 합니다.
    4. 가교 결합된 세포 펠릿을 프로테아제 억제제 칵테일을 넣은 얼음처럼 차가운 Hanks' Balanced Salt Solution(HBSS) 1mL로 세척하고 4°C에서 300 x g의 사전 냉각된 원심분리기로 세포를 펠릿화합니다.
    5. 세포 펠릿을 25μL 완전 용해 버퍼에 넣고 ice.
      에서 5분 동안 용해합니다. 메모: 튜브를 교반하여 Lysis Buffer에서 세포를 현탁시킵니다.
    6. 프로테아제 억제제 칵테일을 함유한 75μL 얼음처럼 차가운 HBSS로 세포 용해물을 보충하고 30초 ON 및 30초 OFF 프로그램의 5주기로 사전 냉각된 초음파 처리 시스템으로 세포 용해물의 염색질을 전단합니다. 항상 6개의 튜브를 함께 초음파 처리하고 밸런스 튜브에 100μL의 물이 들어 있는지 확인하십시오.
    7. 전단 후 14,000 x g에서 4°C에서 10분 동안 원심분리하고 원심분리 후 새 튜브에 상층액을 수집합니다.
    8. 100μL의 전단 염색질을 프로테아제 억제제로 동일한 부피의 얼음처럼 차가운 완전 ChIP 버퍼로 희석합니다.
    9. 희석된 전단 염색질 20 μL를 입력 제어 샘플로 저장합니다.
      메모: Olig2 항체 면역침전된 DNA를 식별하기 위해 Olig2 면역침전된 샘플과 비교하기 위해 입력 제어 샘플도 필요합니다.
    10. 180μL의 희석된 전단 염색질에 rabbit anti-olig2 항체 1μL를 추가하고 40rpm으로 4°C에서 16시간 동안 회전하는 바퀴에 반응관을 배양합니다.
      메모: 추운 방에서 이 단계를 수행하십시오.
    11. 각 ChIP 반응에 대해 11μL 자성 단백질 A 코팅 비드를 55μL 비드 세척 버퍼로 세척하고 비드 펠릿을 2회 세척 후 11μL의 비드 세척 버퍼에 넣습니다.
      메모: 추운 방에서 이 단계를 수행하십시오.
    12. 각 ChIP 반응에 대해 사전 세척된 단백질 A 코팅 비드 10μL를 ChIP 반응 튜브에 추가합니다. 추운 방에서 이 단계를 수행하십시오.
    13. ChIP 반응 튜브를 4°C에서 회전 휠에서 2시간 더 배양합니다.
    14. ChIP 반응 튜브를 마그네틱 랙에 1분 동안 놓습니다.
      메모: 추운 방에서 이 단계를 수행하십시오.
    15. 상층액을 제거하고 비드 펠릿을 제거하지 마십시오.
    16. 4°C의 회전 휠에서 4분 동안 4개의 세척 버퍼 각각에 대해 100μL로 비드 펠릿을
    17. 세척합니다.
    18. 세척 후 비드 펠릿에 200μL의 용리 완충액을 추가하고 ChIP 반응 튜브를 65°C에서 4시간 동안 배양하여 가교 단백질-DNA를 역으로 배양합니다.
    19. 또한 20μL 입력 대조군 샘플에 180μL의 용리 완충액을 추가하고 65°C에서 4시간 동안 배양하여 가교 단백질-DNA도 역배양합니다.
    20. 각 ChIP 반응 튜브에 페놀, 클로로포름 및 이소아밀 알코올의 200μL 25:24:1(v/v) 혼합물을 추가합니다.
    21. 실온에서 1분 동안 격렬하게 소용돌이치고 13,000 x g에서 15분 동안 원심분리기를 합니다. 상상을 새 튜브로 옮깁니다.
    22. -20°C에서 하룻밤 동안 각 ChIP 반응 튜브에 파란색 염료에 공유 결합된 40μL 3M 아세트산 나트륨 용액 40μL, 100% 에탄올 1,000μL 및 2μL의 글리코겐 침전제를 추가합니다.
    23. 13,000 x g에서 4°C에서 20분간 원심분리기.
    24. 상층액을 버리고 500μL의 차가운 70% 에탄올로 세척한 후 13,000 x g에서 4°C에서 20분 동안 원심분리합니다.
    25. 상등액을 버리고 펠릿을 10분 동안 건조한 상태로 유지하고 펠릿을 50μL의 물로 용해시킵니다.
  2. 고처리량 염기서열분석을 위한 ChIP 라이브러리 구축
    1. 제조업체의 지침에 따라 청소 키트로 ChIP DNA를 청소하고 농축합니다.
    2. ChIP 샘플을 정량화하십시오.amp제조업체의 지침에 따라 피코 그린으로 le.
    3. T-tailing, 복제 및 테일링, 템플릿 전환 및 확장, 어댑터 추가 및 증폭, 라이브러리 크기 선택 및 제조업체의 지침에 따른 정제를 위해 ChIP-seq 키트를 사용합니다.
      1. dsDNA의 변성 후, 새우 알칼리성 인산가수분해효소에 의해 ssDNA의 3' 말단을 탈인산화하고 말단 데옥시뉴클레오티딜 전이효소에 의해 ssDNA에 폴리(T) 꼬리를 추가합니다.
      2. DNA 복제 및 템플릿 전환을 위해 DNA Poly(dA) Primer를 ssDNA 템플릿에 어닐링합니다.
      3. 템플릿 전환 후 인덱싱을 위한 정방향 및 역방향 프라이머와 함께 PCR로 ChIP-seq 라이브러리를 증폭합니다.
      4. 더블 사이즈 선택을 위해 옵션 2에 의해 상자성 비드에 의해 250 - 500 bp 범위의 단편이 있는 PCR 증폭 ChIP-seq 라이브러리를 선택하십시오.
      5. 미세유체 칩-모세관 전기영동 장치를 사용하여 선택한 ChIP-seq 라이브러리의 품질을 검사합니다.

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공개 사항

선언된 이해 상충이 없습니다.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
시약/장비
반데리아에아 심플리시폴리아 렉틴 1벡터 연구소# L-1100
Rat anti-PDGFRa 항체BD 생명과학# 558774
신경 조직 해리 키트 (P)MACS 밀테니 바이오텍# 130-092-628
아카쿠타아제STEMCELL 기술# 07920
트리졸써모 피셔# 15596026
Anti-NG2 Chondroitin Sulfate Proteoglycan 항체밀리포어# AB5320
Bioruptor Pico 초음파 처리 장치다이아게노드# B01060001
트루 MicroChIP 키트다이아게노드# C01010130
페놀 : 클로로포름 : 이소 아밀 알코올 (25 : 24 : 1, V / V)써모 피셔# 15593031
NucleoSpin 젤 및 PCR 클린업 키트매셰리-나겔# 740609
Quant-iT PicoGreen dsDNA 어세이 키트써모 피셔# P11496
DNA SMART ChIP-Seq 키트클론텍 연구소# 634865
아젠코트 AMPure XP벡크만 볼터# A63880
글리코블루써모 피셔# AM9516
피코 그린써모 피셔# P11496
디-PBS써모 피셔# 14190-144
SYBR 그린 마스터 믹스Bio-Rad 연구소# 1725124
DMEM/F12피셔 사이언티픽# 11-320-033
페니실린-스트렙토마이신(P/S)피셔 사이언티픽# 15140122
N-2 보충제피셔 사이언티픽# 17502048
B-27 보충제피셔 사이언티픽# 17504044
인슐린시그마# I6634물 10ml와 1N HCl 50μl에 5mg 인슐린을 용해시켜 0.5mg/ml 인슐린 용액을 준비합니다.
소 혈청 알부민, 세포 배양에 적합(BSA)시그마# A4161100ml D-PBS에 BSA 4g을 용해시켜 4% BSA 용액을 준비하고 pH를 7.4로 조정합니다.
섬유아세포 성장 인자 염기성 단백질, 인간 재조합(bFGF)EMD 밀리포어# GF003
인간 PDGF-AA폭스바겐번호 : 102061-188
폴리-D-라이신폭스바겐# IC15017510물 10ml에 폴리-D-라이신 10mg을 녹여 1mg/ml 폴리-D-라이신 용액을 준비하고 사용 시 100회 희석합니다.
Falcon 일회용 페트리 접시, 멸균, 코닝, 100x15mm폭스바겐# 25373-100
Falcon 일회용 페트리 접시, 멸균, 코닝, 150x15mm폭스바겐# 25373-187
HBSS, 10X, 칼슘 없음, 마그네슘 없음, 페놀 레드 없음피셔 사이언티픽번호 : 14185-052
트리판 블루스템셀 기술# 07050
프로테아제 억제제 칵테일시그마# 11697498001
qPCR에 사용되는 프라이머 이름qPCR에 사용되는 프라이머 염기서열
MBP-에프:CTATAAATCGGCTCACAAGG
MBP-R:AGGCGGTTATATTAAGAAGC
이바1-F:ACTGCCAGCCTAAGACAACC
IBA1-R:GCTTTTCCTCCCTGCAAATCC
모그-F:GGCTTCTTGGAGGAGGGAC
모그-R:TGAATTGTCCTGCATAGCTGC
갭디-F아가캣카가그그트
갭디-R고양이
투지1-FTTTTCGTCTCTAGCCGCGTG
투지1-R갓가크트카가액트캇
PDGFRα-F아가그타카크트가그크트트
PDGFRα-RGTCCCTCCACG전술

태그

DNAOlig2DNAChIP