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방법 논문

효 모 신경 Proteinopathy 모델에서 특성화 히스톤 포스트 번역 상 수정 변경

7.1K 조회수

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DOI:

10.3791/59104

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2019년 3월 24일

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이 논문에서

요약

이 프로토콜의 히스톤 포스트 번역 상 수정 (PTM) ALS와 파 킨 슨 병에 관련 된 단백질의 overexpression 관련 하 여 발생 하는 수준에서 게놈 넓은 변화 하는 실험 절차 설명 Saccharomyces cerevisiae 모델입니다. SDS 페이지 분리 후 개별 히스톤 PTM 수준은 통해 서 부 럽 수정-특정 항 체와 검색 됩니다.

초록

신경 퇴행 성 질환, 파 킨 슨 병 (PD), 루 경화 증 (ALS) 등 생활 매년 수천의 수백의 손실. 효과적인 치료 옵션 수 질병의 진행을 중단 하는 부족. 대형 환자 집단에서 광범위 한 시퀀싱 노력에도 불구 하 고 대부분의 ALS 및 PD 경우 혼자 유전자 변이 의해 설명할 수 없는 남아 있습니다. Epigenetics 메커니즘, 히스톤 단백질의 포스트 번역 상 수정 같은 신경 퇴행 성 질환 병 인 및 진행에 관련 되어있을 수 있습니다 고 제약 개입에 대 한 새로운 목표. ALS와 PD의 포유류 vivo에서 그리고 생체 외에서 모델은 비용이 많이 드는 연장과 힘 드는 실험 프로토콜 요구. 여기, 우리는 게놈 넓은 변경 Saccharomyces cerevisiae 를 사용 하 여 모델 시스템으로 하는 히스톤 수정 레벨을 결정 하는, 빠르고, 실용적이 고 비용 효율적인 접근을 개설 한다. 크게의 우리의 지식을 확대 하는 동안 다른 모델 시스템에서 이전 연구 결과 확증 신경 proteinopathies에 연결 하는 epigenetic 변화에 포괄적인 수사를 위해이 프로토콜을 사용 하는 신경 퇴행 성 질병 epigenome입니다.

서론

신경 퇴행 성 질환 거의 아무 치료 옵션을 사용할 수 있는 치명적인 질병이 있습니다. 이러한 가운데, 루 경화 증 (ALS) 및 파 킨 슨 병 (PD)는 특히 무서운. ALS와 PD의 경우의 약 90% 산발적, 나머지 경우 가족에서 실행 하 고 일반적으로 특정 유전자 돌연변이1,2에 연결 하는 동안, 질병의 가족 력이 없이 발생으로 간주 됩니다. 흥미롭게도,이 질병의 두 단백질 mislocalization 및 집계3,4,,56와 연결 됩니다. 예를 들어, 육 (FUS)에 융합 및 타르 DNA 묶는 단백질 43 (TDP-43)는 세포질에 mislocalize ALS7,,89,10에서 집계 하는 RNA 의무적인 단백질 ....

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프로토콜

1. 신경 proteinopathy 관련 단백질 구조와 S. cerevisiae 변형

  1. 효 모 추출 물 펩 포도 당 (YPD) 국물 (200 rpm) 30 ° c.에 떨고 함께 하룻밤에 야생 타입 (WT) 303 효 모 성장
  2. 12−16 h의 성장, 후 희석 효 모 600에서 광학 밀도 YPD와 0.25 nm (OD600). 효 모 액체 문화 10 mL 각 변환에 대 한 필요 하 게 됩니다, 효 모 액체 문화 50 mL 해당 FUS, TDP-43, synuclein, a 벡터만 (ccdB) 구조, 뿐만 아니라 부정적인 컨트롤 변환 하는 5 개의 변환 준비 없이 DNA.
  3. OD600 0.60와 0.80 사이이 때까지 30 ° C에서 동요와 효 모 성장. 이 일반적으로 4−6 h를 걸립니다.
  4. 30 분 전에 효 모 성장 완료, 선형화 플라스 미드 구조.
    참고: 플라스 미드 구문을 여기에 사용 되는 게놈에 직접 통합 해야 하며 따라서 선형화 필요 변환 전에.
    1. 계산 플라스 미드의 볼륨 금액 1 µ g 합니다. 빼기가이 볼륨 nuclease 무료 H2O 필요의 양을 계산 하 44 µ L에서 합니다.
    2. Microcentrifug....

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결과

이 방법을 설명 하기 위해 우리는 최근에 출판 된 결과30의 활용 것입니다. 동안 WT α-synuclein는 8 h overexpressed WT 인간의 FUS 및 TDP-43 5 h overexpressed 했다. CcdB 구문 벡터 부정적인 제어로 사용 되었다. 그림 2 는 고체와 액체 문화에서 성장 억제를 보여준다. 효 모는 설명 된 대로 수확 했다 하 고 수행한 수정-특정 항 체로 서 부 럽. 반대로 총 H3 로드 제어로 사용 되었다. H3S10ph와 H3K14ac의 수준에서 크게 감소 FUS overexpression 모델 (그림 3ab)에서 분명 하다. 나타나지 않으면에 FUS TDP-43 overexpression 모델 또는 α-synuclein overexpression 모델 .......

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토론

여기에 설명 된 프로토콜의 게놈 넓은 히스톤 PTM 변화 신경 proteinopathies 연관 분류, 편법, 간단 하 고 비용 효율적인 방법을 제공 합니다. 그러나 거기에 다른 모델의 ALS 및 PD, 등 생체 외에서 인간 세포 선 및 murine 모델32, S. cerevisiae 남아 사용의 용이성 때문에 매력적인. 예를 들어, 효 모 모델 살 균 후드의 사용을 요구 하지 않습니다 없으며 그들은 필요로 할 교육 집중 셀 문화 작업 함께 간다. 또한, 효 모 배양에 대 한 시 약 포유류 세포 배양 공급 보다 훨씬 더 저렴 한 있습니다. 효 모 모델 공개 도메인 결정 단백질 집계22,23,,2425,

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

우리 기술 Royena Tanaz, Huda 유세 프 및 Sadiqa Taasen 감사합니다. 우리는 시 약 및 자당 튜닝 실험의 디자인에서 지적 도움의 관대 한 제공에 대 한 교수 제임스 짧은에 매우 감사. 효 모 플라스 미드 교수 아론 Gitler (303 Gal FUS;를 포함 하 여에서 관대 한 선물을 했다 Addgene 플라스 미드 # 29614)입니다. NIH NINDS 고급 박사 전환 수상 (K22NS09131401) 뿐 아니라 고급 과학 연구 센터 (CUNY)와 브루클린 대학 지원 M.P.T.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
-His DO 보충제클론텍630415
10x 러닝 버퍼믹스: 글리신 141.65g(ThermoFisher BP381-1), 티즈마 염기(시그마-알드리치 T6066) 30.3g, 황산나트륨(시그마-알드리치 L3771) 10g, 탈이온수 1L, pH 8.8.
12% 폴리아크릴아미드 겔BIO-RAD456-1041
2-메르캅토에탄올시그마-알드리치M3148
항아세틸-히스톤 H3(Lys14) 1차 항체MilliporeSigma07-353(로트 번호 2762291)희석: 1/1000
항아세틸-히스톤 H4(Lys 16) 1차 항체Abcamab109463(로트 번호. GR187780)희석 : 1/2000
안티 아세틸 히스톤 H4 (Lys12) 1 차 항체Abcamab46983 (로트 번호. GR71882)희석 : 1/5000
안티 디메틸 히스톤 H3 (Lys36) 1 차 항체Abcamab9049 (로트 번호. GR266894, GR3236147)희석: 1/1000
Anti-Histone H3 Primary AntibodyAbcamab24834 (Lot No. GR236539, GR174196, GR3194335)핵 적재 제어; 희석 : 1/2000
Anti-phospho-Histone H2B (Thr129) 1 차 항체Abcamab188292 (Lot No. GR211874)희석 : 1/1000
안티 포스포 - 히스톤 H3 (Ser10) 1 차 항체Abcamab5176 (로트 번호. GR264582, GR192662, GR3217296)희석액: 1/1000
BioPhotometer D30Eppendorf6133000010
Cell Culture Dish (100 x 20 mm)Eppendorf30702118
Cell Culture Plate, 96 wellEppendorf30730011
Centrifuge 5804/5804 R/5810/5810 REppendorf22625501
Donkey Anti-Mouse IRDye 800 CWLI-COR926-32212 (로트 번호 C60301-05, C61116-02, C80108-05)희석액: 1/5000
당나귀 안티-래빗 IRDye 860 RDLI-COR926-68073 (로트 번호 C60217-06, C70323-06, C70601-05, C80116-07)희석액: 1/2500
에탄올시그마-알드리치E7023
매우 두꺼운 오점지(여과지)BIO-RAD1703968
갈락토오스시그마-알드리치G075020% w/v 원액을 준비합니다.
포도당Sigma-AldrichG827020% w/v 원액을 준비합니다.
글리세롤시그마-알드리치G551650% w/v 용액을 준비합니다.
Immobilon-FL 전사막MilliporeSigmaIPFL00010
리튬 아세테이트 이수화물(LiAc)Sigma-AldrichL41581m 용액을 준비합니다.
로딩 염료혼합물: 도데실황산나트륨 1.2g, 브로모페놀 블루(시그마-알드리치 B8026) 6mg, 글리세롤 4.7mL, pH 6.8 0.5M 트리즈마 염기 1.2mL, DL-디티오트레이톨(시그마-알드리치 D0632) 0.93g 및 탈이온수 2.1mL.
MethanolThermoFisherA412-4
Mini-PROTEAN Tetra 수직 전기영동 셀BIO-RAD1658004
다채널 피펫Eppendorf2231300045
NEB Restriction Enzyme Buffer 2.1, 10xNew England Bio Labs102855-152
Nhe I Restriction EnzymeNew England Bio Labs101228-710
Nuclease Free WaterQiagen129114
Odyssey Fc 이미징 시스템LI-COR Biosciences2800-03
OmniTray 세포 배양 처리 w/뚜껑 멸균, PS (86 x 128 mm)ThermoFisher165218
pAG303GAL-a-synuclein-GFPA. Gitler
pAG303GAL-ccdBAddgene14133
pAG303Gal-FUSAddgene29614
pAG303GAL-TDP-43A. Gitler
Poly(ethylene glycol) (PEG)Sigma-AldrichP433850% w/v 용액을 준비합니다.
Ponceau S StainSigma-AldrichP3504Mix: 0.5 g 0.1% w/w Ponceau S 염료, 5 mL 1% v/v 아세트산(Sigma-Aldrich 320099) 및 500 mL 탈이온수.
PowerPac 기본 전원 공급 장치BIO-RAD164-5050
라피노스 펜타하이드레이트시그마-알드리치R763010% w/v 스톡 용액을 준비합니다.
연어 정자 DNA애질런트 테크201190
SD-His 플레이트믹스: 한천 20g(Sigma-Aldrich A1296), 0.77g -His DO 보충제, 아미노산 없는 효모 질소 염기 6.7g(ThermoFisher 291920) 및 900mL 탈이온수.
SGal-His 플레이트믹스 : 한천 20g, His DO 보충제 0.77g, 효모 질소 염기 (아미노산 제외), 갈락토오스 용액 100mL 및 탈이온수 900mL
나트륨 도데 실 설페이트 로딩 버퍼-20 oC에서 보관하십시오. 6X, 혼합 : 1.2g 나트륨 도데 실 설페이트, 6mg 브로 모페놀 블루, 0.93g DL- 디티 오 트레이톨, 2.1 mL 탈 이온수, 4.7 mL 글리세롤 및 1.2 mL 0.5 M 트리즈마 염기, pH 6.8.
수산화나트륨시그마-알드리치2214650.2m 용액을 준비합니다.
설탕Sigma-Aldrich8409720% w/v 원액을 준비합니다.
TBS + 0.1% 트윈 20(TBST)혼합: 100mL 10X TBS, 1mL 트윈 20(Sigma-Aldrich P7949) 및 900mL 탈이온수.
TBS 차단 버퍼LI-COR927-5000
Trans-Blot SD 반건조 전기영동 전달 셀BIO-RAD170-3940
전달 버퍼혼합물: 글리신 22.5g, 티즈마 염기 4.84g, 메탄올 400mL, 도데실황산나트륨 1g 및 탈이온수 1.6L.
트리스 완충 식염수(TBS)10X, 7.6 pH, 용액: 트리즈마 염기 24g과 염화나트륨 88g(Sigma-Aldrich S7653)을 혼합합니다. 탈이온수를 1L까지 채웁니다.
WT 303 S. cerevisiae 효모J. 쇼터
효모 추출물 펩톤 포도당(YPD)의 선물Sigma-AldrichY1375
의 선물 .

참고문헌

  1. Landgrave-Gómez, J., Mercado-Gómez, O., Guevara-Guzmán, R. Epigenetic mechanisms in neurological and neurodegenerative diseases. Frontiers in Cellular Neuroscience. 9, 58(2015).
  2. Paez-Colasante, X., Figueroa-Romero, C., Sakowski, S. A., Goutman, S. A., Feldman, E. L.

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