Dit protocol beschrijft een experimentele methode en data-analyse workflow voor splitsing onder doelen en afgifte met behulp van nuclease (CUT & RUN) in de menselijke schimmelpathogeen Candida albicans.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
* These authors contributed equally
Dit protocol beschrijft een experimentele methode en data-analyse workflow voor splitsing onder doelen en afgifte met behulp van nuclease (CUT & RUN) in de menselijke schimmelpathogeen Candida albicans.
Regulerende transcriptiefactoren beheersen veel belangrijke biologische processen, waaronder cellulaire differentiatie, reacties op omgevingsverstoringen en -spanningen en gastheer-pathogeeninteracties. Het bepalen van de genoombrede binding van regulerende transcriptiefactoren aan DNA is essentieel om de functie van transcriptiefactoren in deze vaak complexe biologische processen te begrijpen. Splitsing onder doelen en afgifte met behulp van nuclease (CUT & RUN) is een moderne methode voor genoombrede mapping van in vivo eiwit-DNA-bindingsinteracties die een aantrekkelijk alternatief is voor de traditionele en veel gebruikte chromatine-immunoprecipitatie gevolgd door sequencing (ChIP-seq) -methode. CUT&RUN is geschikt voor een experimentele opstelling met een hogere doorvoer en heeft een aanzienlijk hoger dynamisch bereik met lagere sequencingkosten per monster dan ChIP-seq. Hier worden een uitgebreid CUT&RUN-protocol en bijbehorende data-analyseworkflow beschreven die is toegesneden op genoombrede analyse van transcriptiefactor-DNA-bindingsinteracties in de menselijke schimmelpathogeen Candida albicans . Dit gedetailleerde protocol omvat alle noodzakelijke experimentele procedures, van epitoop tagging van transcriptiefactorcoderende genen tot bibliotheekvoorbereiding voor sequencing; daarnaast bevat het een aangepaste computationele workflow voor CUT & RUN-gegevensanalyse.
Candida albicans is een klinisch relevante, polymorfe menselijke schimmelpathogeen die bestaat in een verscheidenheid aan verschillende groeiwijzen, zoals de planktonische (vrij zwevende) groeiwijze en als gemeenschappen van strak gehechte cellen beschermd door een extracellulaire matrix, bekend als de biofilmmodus van groei 1,2,3. Net als bij andere ontwikkelings- en cellulaire processen is biofilmontwikkeling een belangrijke C. albicans virulentie eigenschap waarvan bekend is dat deze op transcriptioneel niveau wordt gecontroleerd door regulerende transcri....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. Epitoop Tagging van C. albicans stammen
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit robuuste CUT&RUN-protocol werd aangepast en geoptimaliseerd voor het onderzoeken van de genoombrede lokalisatie van specifieke TF's in C. albicans biofilms en planktonculturen (zie figuur 2 voor een overzicht van de experimentele aanpak). Een grondige pijplijn voor gegevensanalyse is ook inbegrepen om de analyse van de resulterende CUT & RUN-sequencinggegevens te vergemakkelijken en vereist dat gebruikers minimale expertise hebben in codering of bio-informatica (zie
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit protocol presenteert een uitgebreide experimentele en computationele pijplijn voor genoombrede lokalisatie van regulerende TF's in C. albicans. Het is ontworpen om zeer toegankelijk te zijn voor iedereen met standaard microbiologie en moleculaire biologie training. Door gebruik te maken van het hoge dynamische bereik en de lage sample input vereisten van de CUT&RUN assay en het opnemen van optimalisaties voor de lokalisatie van TF-DNA binding interacties in C. albicans biofilm en planktonic culturen.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Clarissa J. Nobile is medeoprichter van BioSynesis, Inc., een bedrijf dat diagnostiek en therapieën ontwikkelt voor biofilminfecties.
We bedanken alle voormalige en huidige leden van de laboratoria Nobile en Hernday voor feedback op het manuscript. Dit werk werd ondersteund door de National Institutes of Health (NIH) National Institute of General Medical Sciences (NIGMS) award nummer R35GM124594 en door de familie Kamangar in de vorm van een begiftigde leerstoel aan C.J.N. Dit werk werd ook ondersteund door het NIH National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID) awardnummer R15AI137975 aan A.D.H.C.L.E. werd ondersteund door het NIH National Institute of Dental and Craniofacial Research (NIDCR) fellowshipnummer F31DE028488. De inhoud is de exclusieve verantwoordelijkheid van de auteurs ....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 0.22 μm filter | Millipore Sigma | SLGPM33RS | |
| 0.65 mL low-adhesion tubes | VWR | 490003-190 | |
| 1 M CaCl2 | Fisher Scientific | 50-152-341 | |
| 1 M PIPES | Fisher Scientific | AAJ61224AK | |
| 12-well untreated cell culture plates | Corning | 351143 | |
| 2-mercaptoethanol | Sigma-Aldrich | 60-24-2 | |
| 2% Digitonin | Fisher Scientific | CHR103MI | |
| 50 mL conical tubes | VWR | 89039-658 | |
| 5x phusion HF buffer | Fisher Scientific | F530S | Item deel van de Phusion high fidelity DNA polymerase; verwezen naar in de tekst als "DNA polymerase buffer" |
| Agar | Criterion | C5001 | |
| Agencourt AMPure XP magnetic beads | Beckman Coulter | A63880 | |
| Agilent Bioanalyzer | Agilent | G2939BA | Verwezen naar in de tekst als "capillary electrophoresis instrument"; gebruikersafhankelijk |
| Amplitube PCR reaction strips with attached caps, Simport Scientific | VWR | 89133-910 | |
| Bacto peptone | BD Biosciences | 211677 | |
| Benchling primer design tool | Benchling | https://www.benchling.com/molecular-biology/; Verwezen naar in de tekst als "the primer design tool" | |
| Betaine | Fisher Scientific | AAJ77507AB | |
| Calcofluor white stain | Sigma-Aldrich | 18909-100ML-F | |
| Candida Genome Database | http://www.candidagenome.org/ | ||
| Concanavalin A (ConA) conjugated paramagnetic beads | Polysciences | 86057-3 | |
| Conda software | https://docs.conda.io/en/latest/miniconda.html | ||
| curl tool | http://www.candidagenome.org/download/sequence/C_albicans_SC5314/Assembly21/current/C_albicans_SC5314_A21_current_ chromosomes.fasta.gz | ||
| CUTANA ChIC/CUT&RUN kit | Epicypher | 14-1048 | Verwezen naar in de tekst als "the CUT&RUN kit" |
| Deoxynucleotide (dNTP) solution mix (10 mM) | New England Biolabs | N0447S | |
| Dextrose (D-glucose) | Fisher Scientific | D163 | |
| Difco D-mannitol | BD Biosciences | 217020 | |
| Disposable cuvettes | Fisher Scientific | 14-955-127 | |
| Disposable transfer pipets | Fisher Scientific | 13-711-20 | |
| DNA Gel Loading Dye (6x) | Fisher Scientific | R0611 | |
| DreamTaq green DNA polymerase | Fisher Scientific | EP0713 | Verwezen naar in de tekst als "cPCR DNA polymerase" |
| DreamTaq green DNA polymerase buffer | Fisher Scientific | EP0713 | Item deel van de DreamTaq green DNA polymerase; verwezen naar in de tekst als "cPCR DNA polymerase buffer" |
| E. coli spike-in DNA | Epicypher | 18-1401 | |
| ELMI Microplate incubator | ELMI | TRMS-04 | Verwezen naar in de tekst als "microplate incubator" |
| End Prep Enzyme Mix | Item deel van de NEBNext Ultra II DNA Library Prep kit | ||
| End Prep Reaction Buffer | Item deel van de NEBNext Ultra II DNA Library Prep kit | ||
| Ethanol 200 proof | VWR | 89125-170 | |
| FastDigest MssI | Fisher Scientific | FD1344 | Verwezen naar in de tekst als "restriction enzyme" |
| FastDigest MssI Buffer | Fisher Scientific | FD1344 | Item deel van de FastDigest MssI kit; verwezen naar in de tekst als "restriction enzyme buffer" |
| Ficoll 400 | Fisher BioReagents | BP525-25 | |
| Fluorescence microscope | Gebruikersafhankelijk | ||
| Gel electrophoresis apparatus | Gebruikersafhankelijk | ||
| GeneRuler low range DNA ladder | Fisher Scientific | FERSM1192 | |
| GitBash workflow | https://gitforwindows.org/ | ||
| GitHub source code | https://github.com/akshayparopkari/cut_run_analysis | ||
| HEPES-KOH pH 7.5 | Boston BioProducts | BBH-75-K | |
| High-speed centrifuge | Gebruikersafhankelijk | ||
| Isopropanol | Sigma-Aldrich | PX1830-4 | |
| Lens paper | VWR | 52846-001 | |
| Ligation Enhancer | Item deel van de NEBNext Ultra II DNA Library Prep kit | ||
| Lithium acetate dihydrate | MP Biomedicals | 215525683 | |
| Living Colors Full-Length GFP polyclonal antibody | Takara | 632592 | Gebruikersafhankelijk |
| MACS2 | https://pypi.org/project/MACS2/ | ||
| Magnetic separation rack, 0.2 mL tubes | Epicypher | 10-0008 | |
| Magnetic separation rack, 1.5 mL tubes | Fisher Scientific | MR02 | |
| MgCl2 | Sigma-Aldrich | M8266 | |
| Microcentrifuge tubes 1.5 mL | Fisher Scientific | 05-408-129 | |
| Microplate and cuvette spectrophotometer | BioTek | EPOCH2TC | Verwezen naar in de tekst als "spectrophotometer"; gebruikersafhankelijk |
| MochiView | http://www.johnsonlab.ucsf.edu/mochiview-downloads | ||
| MOPS | Sigma-Aldrich | M3183 | |
| NaCl | VWR | 470302-522 | |
| NaOH | Fisher Scientific | S318-500 | |
| NCBI GEO | https://www.ncbi.nlm.nih.gov/geo/ | ||
| NEBNext Adaptor for Illumina | Item deel van de NEBNext Multiplex Oligos for Illumina (Index Primers Set 1); verwezen naar in de tekst als "Adapter" | ||
| NEBNext Index X Primer for Illumina | Item deel van de NEBNext Multiplex Oligos for Illumina (Index Primers Set 1); verwezen naar in de tek |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.