표적 DNA 손상은 DNA 손상제를 삼중 형성 올리고뉴클레오티드(TFO)에 묶음으로써 달성할 수 있습니다. 변형된 TFO를 사용하여, DNA 손상 특이적 단백질 결합, 및 DNA 토폴로지 변형은 본원에 기술된 변형된 염색질 면역침전 분석 및 DNA 슈퍼코일링 분석의 활용에 의해 인간 세포에서 연구될 수 있다.
방법 논문
표적 DNA 손상은 DNA 손상제를 삼중 형성 올리고뉴클레오티드(TFO)에 묶음으로써 달성할 수 있습니다. 변형된 TFO를 사용하여, DNA 손상 특이적 단백질 결합, 및 DNA 토폴로지 변형은 본원에 기술된 변형된 염색질 면역침전 분석 및 DNA 슈퍼코일링 분석의 활용에 의해 인간 세포에서 연구될 수 있다.
높은 이동성 그룹 상자 1 (HMGB1) 단백질은 전사, DNA 복제 및 DNA 수선 등 게놈 많은 중요한 기능을 조절에 관여하는 히스톤 비 구조적 단백질이다. HMGB1은 정식 B-DNA보다 더 높은 친화력과 구조적으로 왜곡 된 DNA에 결합한다. 예를 들어, 우리는 HMGB1은 DNA가 나선의 왜곡을 야기 공유 결합 DNA의 두 가닥을 연결 가교 (ICLS)를 interstrand, 왼쪽 경우 복구되지 않은 세포 사망을 일으킬 수에 결합하는 것을 발견했다. 때문에 자신의 세포 독성 잠재력, 여러 ICL 유도 에이전트는 현재 병원에서 화학 요법 제로서 사용된다. ICL-형성 제는 특정 염기 서열 (예, '- TA-3 5'는 소 랄렌에 대한 선호 가교 사이트)에 대한 환경 설정을 표시하는 동안, 그들은 크게 무차별 방식으로 DNA 손상을 유도한다. 그러나, 공유 결합 서열 - 특이 적으로 DNA에 결합하는 삼중 - 형성 올리고 뉴클레오티드 (TFO)에 ICL 유도제를 연결함으로써방법은 타겟 DNA 손상이 달성 될 수있다. 여기서는 도구로 사용할 돌연변이 리포터 플라스미드의 부위 특이 ICL을 생성하는 공유 8 trimethylpsoralen (HMT) 랄렌 5 '은 4'- 히드 록시 메틸 4,5'말단에 컨쥬 게이션 TFO를 사용 인간의 세포에서 HMGB1에 의해 복잡한 DNA 병변의 건축 변경, 처리 및 수리를 공부합니다. 우리는 실험 기술 리포터 플라스미드에 TFO 지시 ICLS을 준비하고, 염색질 면역 침전 분석법을 사용하여 휴대 맥락에서 TFO 지시 ICLS와 HMGB1의 연결을 심문에 대해 설명합니다. 또, HMGB1 의해 소라렌 가교 플라스미드 도입 superhelical 회전의 양을 측정함으로써 손상된 DNA의 특정 구조적 변형을 평가하기 위해 수퍼 코일 DNA의 분석을 설명한다. 이러한 기술은 TFO 지시 ICLS 또는 관심있는 세포주 다른 타겟 DNA 손상의 복구 처리에 관여하는 다른 단백질의 역할을 연구하기 위해 이용 될 수있다.
삼중 나선 구조를 형성하는 1-5 훅 스틴 수소 결합을 통해 서열 - 특이 적 방식으로 올리고 뉴클레오티드 (TFOs) 바인드 듀플렉스 DNA를 플렉스가 형성. 플렉스 기술은 이러한 전사, DNA 손상을 복구하고 유전자 타겟팅 (참고 문헌 6-8에서 검토)와 같은 생체 분자 메커니즘의 다양한 심문 사용되고있다. TFOs는 리포터 플라스미드 9,10-에 부위 - 특이 적 손상을 유도하기 위해 널리 사용되어왔다. 우리의 실험실과 다른 사람은 이전에 플라스미드 pSupFG1 5,10-12에 supF 유전자에 사이트 별 DNA의 interstrand의 가교 (ICLS)을 유도하기 위해 소 랄렌 분자에 닿는 TFO, AG30을 사용하고 있습니다. ICLS 이러한 병변 공유 개의 DNA 가닥 가교로서 매우 독성이며, 수리되지두면 유전자 전사를 차단하고, DNA 복제 장치 (13, 14)을 방해 할 수있다. 때문에 독성 잠재력, ICL 유도 화제는 치료에 항암제로 사용되어왔다암 및 기타 질병 15. 그러나, 인간의 세포에서 ICLS의 처리 및 수리가 잘 이해되지 않습니다. 따라서, 인간 세포에서 ICLS의 처리에 관여하는 메카니즘에 대한 이해는 ICL 계 화학 요법의 효능을 개선하는 데 도움이된다. TFO 유도 ICLS 및 수리 중간체는 DNA의 나선 구조에 상당한 왜곡을 야기 할 가능성이있다. 이러한 왜곡은 정규 B 형 이중 DNA 16-20보다 더 높은 친화력으로 왜곡 된 DNA에 결합 건축 단백질에 대한 가능성이 대상입니다. 여기, 우리는 염색질 면역 (칩) 소 랄렌 교 플라스미드에 대한 분석을 통해 인간의 세포에서 ICLS와 매우 풍부한 건축 단백질 협회, HMGB1을 공부하고 인간의 소 랄렌 가교 플라스미드 DNA의 토폴로지를 변조에 HMGB1의 역할을 확인 암 세포 용 해물.
HMGB1은 매우 풍부하고 재하 표현이 아닌 자신의정규 B 형 DNA 17-20보다 더 높은 친화력으로 손상된 DNA와 대안 구조화 된 DNA 기판에 결합 톤 건축 단백질. HMGB1 그러한 전사, DNA 복제 및 DNA 수선 16,21-23 여러 DNA 대사 과정에 관여한다. 우리는 이전에 HMGB1 높은 친 화성 (20)와 체외에서 TFO 지시 ICLS에 결합하는 것을 증명하고있다. 또한, 우리는 HMGB1의 부족 뉴클레오티드 절단 수리 (NER) 보조 인자 (23, 24)로 TFO 지시 ICLS의 돌연변이 처리 및 확인 HMGB1 증가 있음을 증명하고있다. 최근에, 우리는 HMGB1는 인간의 세포에서 TFO 지시 ICLS과 관련된 이러한 병변의 채용은 NER 단백질, XPA (16)에 의존하는 것을 발견했다. DNA의 음의 수퍼 코일은 NER (25)에 의해 DNA 병변의 효율적인 제거를 촉진하기 위해 표시되었습니다, 우리는 HMGB1는 TFO 지시 ICL 함유 플라스틱으로에 우선적으로 부정적인 수퍼 코일을 유도하는 것을 발견했다NER 공동 인자로서 HMGB1의 잠재적 인 역할 (들)에 대한 이해를 제공한다 (비 손상된 플라스미드 기판에 대해) 중간 기판 (16). ICLS의 처리는 완전한 인간 세포에서 알려져 있지 않다; 따라서, 본 명세서에 기재된 분자 도구에 기초한 기술과 개발 분석 차례로 암 화학 요법의 효능을 향상시키기 위해 이용 될 수있는 바와 같이 약물 표적을 제공 할 수있다 ICL 수리에 관련된 추가적인 단백질의 동정을 초래할 수있다.
여기서, 효과적인 방법은 논의 된 아가 로스 겔 전기 영동을 변성하여 플라스미드 DNA의 TFO 지시 ICL 형성의 효율성을 평가. 또한, TFO 지시 ICLS를 포함하는 플라스미드를 사용하는 기술이 설명되었다 변성 칩 어 세이를 이용하여 셀룰러 환경에서 ICL 손상된 플라스미드 HMGB1 연관을 결정한다. 또한, 손쉬운 방법은 제 도입 위상 수정을 공부구체적으로는 인간 세포 용 해물에서 ICL 손상된 플라스미드 기판상의 전자 구조적 단백질 HMGB1은 이차원 아가 로스 겔 전기 영동을 통해 수퍼 코일 분석을 수행함으로써 측정되었다. 설명 된 기술은 인간 세포에서 플라스미드의 타겟 DNA 손상 처리에 DNA 수리 및 구조적 단백질 관여의 이해를 촉진하기 위해 사용될 수있다.
우리는 플라스미드 DNA, 이후 플라스미드 칩 각각 DNA 토폴로지 변경 병변과 연관 단백질 및 단백질을 확인하는 분석을 수퍼 코일에 TFO 지시 부위 특이 랄렌 ICLS의 형성에 대한 상세한 프로토콜을 설명한다. 이러한 분석은 다른 DNA 손상 제, TFOs 플라스미드 기판 및 관심 포유 동물 세포 라인을 수행하도록 변형 될 수있다. 사실, 우리는 적어도 하나의 전위와 친 화성이 높은 고유 TFO 결합 부위는 인간 게놈 26의 모든 주석 유전자 내에 있다는 것을 보여 주었다. 방법우리 케르 및 바스, 2016 (16)에 이용되는 것처럼 지금까지, 명확성을 위해, 우리는 인간 U2OS 세포에서 특정 돌연변이 리포터 플라스미드 (pSupFG1)의 특정 랄렌 공역 TFO (pAG30)의 사용을위한 이러한 기술을 설명했다.
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플라스미드 기판에 TFO 지시 ICLS 1. 준비
인간의 세포에서 TFO 지시 ICL 포함하는 플라스미드 2. 형질과 면역 침전
3. 수퍼 코일 분석 및 2 차원 전기 영동 아가로 스겔
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TFO 지시 ICL의 형성은 인간 세포에서 ICL 처리에서의 구조적 단백질의 역할을 심문하는 데 사용되는 플라스미드 기반 분석을 위해 중요하다. 아가 로스 겔 전기 영동을 변성하면 TFO 지시 ICL 형성의 효율성을 결정하기위한 용이 한 방법이다. TFO 지시 ICLS 은닉 플라스미드는 비 - 가교 결합 된 제어 플라스미드 (도 1a, 레인 2)에 비교하여, 아가 로스 겔 매트릭스 (도 1a, 레인 3)을 통해 느린 이동성으로 이동한다. 레인 2, 3 (그림 1A)에서 밴드의 농도계 정량은 플라스미드 인구의 약 70 %가 그 플라스미드에 TFO 지시 ICL 형성을 나타내는, (검은 색 화살표로 식별) 둔화 이동성을 가진 젤을 통해 마이그레이션 알 수있다.
인간의 U2OS...
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TFO 지시 ICLS의 효율적 형성이 중요한 요인에 따라 달라집니다 : 목표에 TFO의 결합 친화도에 따라 그 대상 DNA의 기판과의 TFO의 배양, 적절한 버퍼 구성 요소 (예를 들어,의 MgCl 2) 첫 번째 시간 (종속 이중 및 농도)를 사용; 둘째, UVA의 적절한 투여 량 (365 ㎚)을 조사 효율적 소라렌 가교 결합을 형성한다. 최적 삼중 형성 HPLC 또는 겔 정제 TFOs를 사용함으로써 달성 될 수있다. TFO 오염 불순물은 더 실험 결과를 복잡하게 원치 않는 가교 결합 된 제품으로 이어질 수 있습니다. TFOs 여러 동결 해동 올리고 뉴클레오티드 저하 될 수 있으므로 공유 5'- HMT의 랄렌에 부착 TFOs의 안정성을 증가시키기 위해, TFOs는 -80 ℃에서 분취 량으로 저장한다. 삼중 형성 후 특정 사이트에 랄렌을 대상 (예 : 5'-TA-3 '와 5'-AT-3'예비있다ferred 랄렌 사이트를 가교), 소 랄렌 ICL...
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저자는 이해 상충이 없음을 선언합니다.
저자는 도움이 토론 바스케즈 실험실의 구성원을 감사드립니다. 이 작품은 [KMV하는 CA097175, CA093279] 건강 / 국립 암 연구소 (National Cancer Institute)의 국립 연구소에 의해 지원되었다; 암 예방 및 텍사스 연구소 [RP101501]합니다. 오픈 액세스 요금 자금 : 국립 연구소 건강 / 국립 암 연구소 [KMV에 CA093279].
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 5' HMT Psoralen-AG30 | Midland Certified Reagent Co., Midland, TX | 맞춤형 주문 | HPLC(또는 겔) 정제 |
| Simple ChIP Enzymatic Chromatin IP Kit | Cell signaling Inc. | 9003 | 제조업체가 제안한 프로토콜은 플라스미드 IP가 아닌 염색질 IP에 최적화되어 있습니다. 대조군 IgG 및 H3 항체와 단백질 G 비드 및 소구균 뉴클레아제는 제조업체에서 공급합니다. |
| GoTaq Green | Promega | M7122 | PCR 마스터 믹스 |
| HMGB1 항체 | Abcam | Ab18256 | |
| Wizard Gel 및 PCR 클린업 키트 | Promega | A9281 | |
| 클로로퀸-디포스페이트 염 | Sigma | C6628-50G | 2차원 아가로스 젤 전기영동용 |
| EcoRI | New England BioLabs | R0101S | |
| GenePORTER 형질 주입 시약 | Genlantis | T201015 | |
| Vaccinia Topoisomerase I | Invitrogen | 38042-024 | |
| Blak-Ray 장파 자외선 램프 | Upland, CA | B 100 AP | UVA 램프 |
| EpiSonic 다기능 바이오프로세서 1100 | Epigentek | EQC-1100 | 수조 초음파 처리기 |
| Mylar 필터 | GE Healthcare Life Sciences | ||
| 아가로스 | 시그마-알드리치 | A6111 | |
| BIO-RAD Chemidoc | BIO-RAD | XRS+ 시스템 | DNA 이미징 시스템 |
| Glycine | Fisher Scientific | BP381-500 | |
| 37% 포름알데히드 | Sigma-Aldrich | F8775-25ML | 교차 연결에 사용됩니다 |
| Proteinase K | New England Biolabs | P8107S | |
| DMEM | ThermoFisher | 11965092 | 세포 배양 배지 |
| PBS | ThermoFisher | 70013073 | 세포 배양 |
| 트립신-EDTA | ThermoFisher | 25200056 | 세포 배양 |
| 브로모크레졸 그린 | Sigma-Aldrich | 114-359 | DNA 로딩 염료 |
| 실리콘 튜브 | 피셔 사이언티픽 | 02-681-320 | 저잔류 마이크로퓨지관 |
| 트리스 베이스 | Fisher Scientific | BP152-1 | |
| 붕산 | Fisher Scientific | A74-1 | |
| EDTA | Fisher Scientific | BP24731 | |
| 광도계 | InternationalLight Technologies | ILT1400-A | UVA 선량 측정 |
| <강>세포주 | |||
| 인간 U2OS 골육종 | ATCC | ATCC HTB-96 | 공급 업체에 따라 배양 s 권장 사항 |
| : 인간 경추 선암종 HeLa | ATCC | ATCC-CCL-2 | 공급 업체에 따라 배양 s 권장 사항 |
| 근위 전방 프라이머 | 5′-gcc ccc ctg acg agc atc ac | ||
| 근위 역방향 프라이머 | 5′-tag tta ccg gat aag gcg cag cgg | ||
| 원위 전방 프라이머 | 5′-aat acc gcg cca cat agc ag | ||
| 원위 역방향 프라이머 | 5′-agt att caa cat ttc cgt gtc gcc |
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