Name: Isolatie en teelt van neurale progenitoren gevolgd door chromatine-Immunoprecipitation van Histone 3 Lysine 79 Dimethylation Mark (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-01-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 9 s
Description: Leer een reproduceerbare methode voor isolatie en teelt van neurale progenitorcellen uit cerebellair weefsel, gevolgd door chromatine-immunoprecipitatie van H3K79me2. Deze techniek maakt gedetailleerde analyse van epigenetische modificaties tijdens hersenontwikkeling mogelijk.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

We bedanken Henriette Bertemes voor het helpen om het protocol van de teelt van CGN in het lab. Deze methode papier werd gesteund door de Medische epigenetica DFG-gefinancierde CRC992 door financiering van TV. De auteurs erkennen de steun van het Team van de Melkweg Freiburg: Pavankumar Videm, Björn Grüning en Prof. Rolf Backofen, bio-informatica, Universiteit van Freiburg, Duitsland gefinancierd door Collaborative Research Centrum 992 Medische epigenetica (DFG grant SFB 992/1-2012) en het Duitse federale ministerie van onderwijs en onderzoek (goedgekeurd subsidie 031 A538A RBC (de. NBI)).

<ol><li>Molyneaux, B. J., Arlotta, P., Menezes, J. R. L., Macklis, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+subtype+specification+in+the+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neuronal subtype specification in the cerebral cortex.</a> Nat. Rev. Neurosci. 8, 427-437 (2007).</li>
<li>Kandel, E. R., Squire, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuroscience%3A+breaking+down+scientific+barriers+to+the+study+of+brain+and+mind%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Neuroscience: breaking down scientific barriers to the study of brain and mind.</a> Science. 290, 1113-1120 (2000).</li>
<li>Götz, M., Sommer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cortical+development%3A+the+art+of+generating+cell+diversity%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Camb.+Engl%22%5BJournal%5D)">Cortical development: the art of generating cell diversity.</a> Dev. Camb. Engl. 132, 3327(2005).</li>
<li>Hirabayashi, Y., Gotoh, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Epigenetic+control+of+neural+precursor+cell+fate+during+development%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Epigenetic control of neural precursor cell fate during development.</a> Nat. Rev. Neurosci. 11, 377-388 (2010).</li>
<li>Davis, A. A., Temple, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+self-renewing+multipotential+stem+cell+in+embryonic+rat+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">A self-renewing multipotential stem cell in embryonic rat cerebral cortex.</a> Nature. 372, 263-266 (1994).</li>
<li>Sauvageot, C. M., Stiles, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+mechanisms+controlling+cortical+gliogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Opin.+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Molecular mechanisms controlling cortical gliogenesis.</a> Curr. Opin. Neurobiol. 12, 244-249 (2002).</li>
<li>McConnell, S. K., Kaznowski, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+cycle+dependence+of+laminar+determination+in+developing+neocortex%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Cell cycle dependence of laminar determination in developing neocortex.</a> Science. 254, 282-285 (1991).</li>
<li>Desai, A. R., McConnell, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Progressive+restriction+in+fate+potential+by+neural+progenitors+during+cerebral+cortical+development%5BTitle%5D)+AND+%22Dev.+Camb.+Engl%22%5BJournal%5D)">Progressive restriction in fate potential by neural progenitors during cerebral cortical development.</a> Dev. Camb. Engl. 127, 2863-2872 (2000).</li>
<li>Glickstein, M., Strata, P., Voogd, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cerebellum%3A+history%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Cerebellum: history.</a> Neuroscience. 162, 549-559 (2009).</li>
<li>Marzban, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+commitment+in+the+developing+cerebellum%5BTitle%5D)+AND+%22Front.+Cell.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cellular commitment in the developing cerebellum.</a> Front. Cell. Neurosci. 8, (2015).</li>
<li>Azevedo, F. A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Equal+numbers+of+neuronal+and+nonneuronal+cells+make+the+human+brain+an+isometrically+scaled-up+primate+brain%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Neurol%22%5BJournal%5D)">Equal numbers of neuronal and nonneuronal cells make the human brain an isometrically scaled-up primate brain.</a> J. Comp. Neurol. 513, 532-541 (2009).</li>
<li>Machold, R., Fishell, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Math1+is+expressed+in+temporally+discrete+pools+of+cerebellar+rhombic-lip+neural+progenitors%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Math1 is expressed in temporally discrete pools of cerebellar rhombic-lip neural progenitors.</a> Neuron. 48, 17-24 (2005).</li>
<li>Luger, K., Mäder, A. W., Richmond, R. K., Sargent, D. F., Richmond, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Crystal+structure+of+the+nucleosome+core+particle+at+2.8+A+resolution%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Crystal structure of the nucleosome core particle at 2.8 A resolution.</a> Nature. 389, 251-260 (1997).</li>
<li>Kouzarides, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chromatin+modifications+and+their+function%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Chromatin modifications and their function.</a> Cell. 128, 693-705 (2007).</li>
<li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histone+modification+mapping+in+human+brain+reveals+aberrant+expression+of+histone+H3+lysine+79+dimethylation+in+neural+tube+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Dis%22%5BJournal%5D)">Histone modification mapping in human brain reveals aberrant expression of histone H3 lysine 79 dimethylation in neural tube defects.</a> Neurobiol. Dis. 54, 404-413 (2013).</li>
<li>Zhang, Y., Reinberg, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcription+regulation+by+histone+methylation%3A+interplay+between+different+covalent+modifications+of+the+core+histone+tails%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Dev%22%5BJournal%5D)">Transcription regulation by histone methylation: interplay between different covalent modifications of the core histone tails.</a> Genes Dev. 15, 2343-2360 (2001).</li>
<li>Sanders, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methylation+of+histone+H4+lysine+20+controls+recruitment+of+Crb2+to+sites+of+DNA+damage%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Methylation of histone H4 lysine 20 controls recruitment of Crb2 to sites of DNA damage.</a> Cell. 119, 603-614 (2004).</li>
<li>Martin, C., Zhang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+diverse+functions+of+histone+lysine+methylation%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Mol.+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">The diverse functions of histone lysine methylation.</a> Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 6, 838-849 (2005).</li>
<li>Greer, E. L., Shi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histone+methylation%3A+a+dynamic+mark+in+health%2C+disease+and+inheritance%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Genet%22%5BJournal%5D)">Histone methylation: a dynamic mark in health, disease and inheritance.</a> Nat. Rev. Genet. 13, 343-357 (2012).</li>
<li>Ng, H. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lysine+methylation+within+the+globular+domain+of+histone+H3+by+Dot1+is+important+for+telomeric+silencing+and+Sir+protein+association%5BTitle%5D)+AND+%22Genes+Dev%22%5BJournal%5D)">Lysine methylation within the globular domain of histone H3 by Dot1 is important for telomeric silencing and Sir protein association.</a> Genes Dev. 16, 1518-1527 (2002).</li>
<li>Kebede, A. F., Schneider, R., Daujat, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+types+and+sites+of+histone+modifications+emerge+as+players+in+the+transcriptional+regulation+contest%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+J%22%5BJournal%5D)">Novel types and sites of histone modifications emerge as players in the transcriptional regulation contest.</a> FEBS J. 282, 1658-1674 (2015).</li>
<li>Roidl, D., Hacker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histone+methylation+during+neural+development%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Tissue+Res%22%5BJournal%5D)">Histone methylation during neural development.</a> Cell Tissue Res. 356, 539-552 (2014).</li>
<li>Mersfelder, E. L., Parthun, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+tale+beyond+the+tail%3A+histone+core+domain+modifications+and+the+regulation+of+chromatin+structure%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">The tale beyond the tail: histone core domain modifications and the regulation of chromatin structure.</a> Nucleic Acids Res. 34, 2653-2662 (2006).</li>
<li>van Leeuwen, F., Gafken, P. R., Gottschling, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dot1p+Modulates+Silencing+in+Yeast+by+Methylation+of+the+Nucleosome+Core%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Dot1p Modulates Silencing in Yeast by Methylation of the Nucleosome Core.</a> Cell. 109, 745-756 (2002).</li>
<li>Jones, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+histone+H3K79+methyltransferase+Dot1L+is+essential+for+mammalian+development+and+heterochromatin+structure%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Genet%22%5BJournal%5D)">The histone H3K79 methyltransferase Dot1L is essential for mammalian development and heterochromatin structure.</a> PLoS Genet. 4, e1000190(2008).</li>
<li>Woo Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RE-IIBP+Methylates+H3K79+and+Induces+MEIS1-mediated+Apoptosis+via+H2BK120+Ubiquitination+by+RNF20%5BTitle%5D)+AND+%22Sci.+Rep%22%5BJournal%5D)">RE-IIBP Methylates H3K79 and Induces MEIS1-mediated Apoptosis via H2BK120 Ubiquitination by RNF20.</a> Sci. Rep. 5, 12485(2015).</li>
<li>Vlaming, H., van Leeuwen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+upstreams+and+downstreams+of+H3K79+methylation+by+DOT1L%5BTitle%5D)+AND+%22Chromosoma%22%5BJournal%5D)">The upstreams and downstreams of H3K79 methylation by DOT1L.</a> Chromosoma. , (2016).</li>
<li>Jones, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+histone+H3K79+methyltransferase+Dot1L+is+essential+for+mammalian+development+and+heterochromatin+structure%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+Genet%22%5BJournal%5D)">The histone H3K79 methyltransferase Dot1L is essential for mammalian development and heterochromatin structure.</a> PLoS Genet. 4, e1000190(2008).</li>
<li>Feng, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Early+mammalian+erythropoiesis+requires+the+Dot1L+methyltransferase%5BTitle%5D)+AND+%22Blood%22%5BJournal%5D)">Early mammalian erythropoiesis requires the Dot1L methyltransferase.</a> Blood. 116, 4483-4491 (2010).</li>
<li>Cattaneo, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DOT1L-mediated+H3K79me2+modification+critically+regulates+gene+expression+during+cardiomyocyte+differentiation%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Death+Differ%22%5BJournal%5D)">DOT1L-mediated H3K79me2 modification critically regulates gene expression during cardiomyocyte differentiation.</a> Cell Death Differ. 23, 555-564 (2016).</li>
<li>Zhang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Histone+modification+mapping+in+human+brain+reveals+aberrant+expression+of+histone+H3+lysine+79+dimethylation+in+neural+tube+defects%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol.+Dis%22%5BJournal%5D)">Histone modification mapping in human brain reveals aberrant expression of histone H3 lysine 79 dimethylation in neural tube defects.</a> Neurobiol. Dis. 54, 404-413 (2013).</li>
<li>Büttner, N., Johnsen, S. A., Kügler, S., Vogel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Af9%2FMllt3+interferes+with+Tbr1+expression+through+epigenetic+modification+of+histone+H3K79+during+development+of+the+cerebral+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.+S.+A%22%5BJournal%5D)">Af9/Mllt3 interferes with Tbr1 expression through epigenetic modification of histone H3K79 during development of the cerebral cortex.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 7042-7047 (2010).</li>
<li>Roidl, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DOT1L+Activity+Promotes+Proliferation+and+Protects+Cortical+Neural+Stem+Cells+from+Activation+of+ATF4-DDIT3-Mediated+ER+Stress+In+Vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Stem+Cells+Dayt.+Ohio%22%5BJournal%5D)">DOT1L Activity Promotes Proliferation and Protects Cortical Neural Stem Cells from Activation of ATF4-DDIT3-Mediated ER Stress In Vitro.</a> Stem Cells Dayt. Ohio. 34, 233-245 (2016).</li>
<li>Robinson, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrative+genomics+viewer%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Integrative genomics viewer.</a> Nat. Biotechnol. 29, 24-26 (2011).</li>
<li>Langmead, B., Salzberg, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+gapped-read+alignment+with+Bowtie+2%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Methods%22%5BJournal%5D)">Fast gapped-read alignment with Bowtie 2.</a> Nat. Methods. 9, 357-359 (2012).</li>
<li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Model-based+Analysis+of+ChIP-Seq+%28MACS%29%5BTitle%5D)+AND+%22Genome+Biol%22%5BJournal%5D)">Model-based Analysis of ChIP-Seq (MACS).</a> Genome Biol. 9, R137(2008).</li>
<li>Ramírez, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((deepTools2%3A+a+next+generation+web+server+for+deep-sequencing+data+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nucleic+Acids+Res%22%5BJournal%5D)">deepTools2: a next generation web server for deep-sequencing data analysis.</a> Nucleic Acids Res. 44, W160-W165 (2016).</li>
<li>Roidl, D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRoidl%2C+D+%22Histone+modifications+during+cerebral+cortex+development%22">Histone modifications during cerebral cortex development</a>. , (2015).</li>
<li>Turner, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ChIP+with+Native+Chromatin%3A+Advantages+and+Problems+Relative+to+Methods+Using+Cross-Linked+Material%5BTitle%5D)+AND+%22Mapping+Protein%2FDNA+Interactions+by+Cross-Linking%22%5BJournal%5D)">ChIP with Native Chromatin: Advantages and Problems Relative to Methods Using Cross-Linked Material.</a> Mapping Protein/DNA Interactions by Cross-Linking. , Institut national de la santé et de la recherche médicale. (2001).</li>
<li>Dincman, T. A., Beare, J. E., Ohri, S. S., Whittemore, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Isolation+of+cortical+mouse+oligodendrocyte+precursor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">Isolation of cortical mouse oligodendrocyte precursor cells.</a> J. Neurosci. Methods. 209, 219-226 (2012).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen hebben

Er zijn twee belangrijke manieren voor het uitvoeren van de chromatine immunoprecipitation om te ontdekken de genomic bezetting van Histon modificaties, transcriptiefactoren, histone code lezers, schrijvers of gummen. Een is de inheemse ChIP methode met behulp van de nuclease verteerd, inheemse chromatine voor immunoprecipitation, en anderzijds de onderhavige methode met PFA-vaste, sheared chromatine, waarin de nucleosomes en andere DNA-ingeschrevenen eiwitten wijze aan het DNA covalente 39. nativ...

De sensorische, motorische en cognitieve functies van de hersenen zijn zeer complex en gevoelig voor fysieke en ecologische veranderingen. De hersenen bestaat uit drie algemene delen de hind-, midden-, en reukkolf, die diep met elkaar zijn verbonden. Binnen de reukkolf, kan de telencephalon worden onderverdeeld in een dorsale telencephalon (DT) en een ventrale telencephalon (VT). De DT van muizen bestaat uit zes corticale lagen die worden gevormd tussen E11.5 en E18.5 in een "binnenstebuiten" manier1. De VT bevat de ganglionaire eminenties in ontwikkeling, die later het vormen van de basale ganglia2,3. Verschillende soorten cellen kunnen worden ingedeeld in de zoogdieren centrale zenuwstelsel zoals neuronen, astrocyten, oligodendrocyten4, of die zich in een temporo-ruimtelijke wijze5 ontwikkelen. Ten eerste, de neurale voorlopercellen (NPC) aanleiding geven tot verschillende soorten neuronen, interneuronen in de VT en projectie neuronen in het DT, en later naar gliale cellen (bijvoorbeeld, astrocyten6). Tijdens de corticale ontwikkeling, de meest oppervlakkige laag (layer ik), die bevat Cajal-Retzius cellen, eerst wordt gevormd. Vervolgens, tussen E12.5 en E14.5, NPC's genereren diepere neuronale lagen (VI, V) terwijl tussen 14,5 en 16,5, progenitoren aanleiding geven tot7,8van de neuronen van de bovenste laag (IV-II). Neuronale identiteit is opgegeven door de verschillende morphogen-geïnduceerde temporo-ruimtelijke transcriptionele programma's, en daarnaast door epigenetische programma's2.
Het cerebellum, die is betrokken bij de coördinatie van de motor, is gelegen in de hindbrain en ontwikkelt tussen E10 en ongeveer P20 in muizen9. Het bevat de cerebellaire cortex en de cerebellaire kernen10. De volwassen cerebellaire cortex bestaat uit drie lagen, de buitenste laag van de moleculaire, het Purkinje cellaag en de binnenste granulaire laag met granulaire neuronen10. De cerebellaire submodule cellen zijn de kleinste neuronen en vertegenwoordigen ongeveer 80% van alle neuronen in de hersenen van de gewervelde11. Ze migreren door het Purkinje cellaag naar hun bestemming12en ontwikkelen van precursoren in de externe germinal zone bevindt. Zoals in de telencephalon, de ontwikkeling van het cerebellum wordt geregeld door verschillende belangrijke morphogens, die hebben specifieke tijd - en ruimte-afhankelijke functies en initiëren gedefinieerd transcriptionele programma's10.
De ontwikkeling van corticale en cerebellaire lagen wordt gecontroleerd door transcriptionele expressie van specifieke morphogens en, dus, door de staat van de chromatine van het DNA. In een vereenvoudigde weergave, kunnen chromatine-Staten worden onderverdeeld in euchromatine als transcriptionally actief en heterochromatin als transcriptionally stille gebieden. De nucleosoom als de basiseenheid van de chromatine bevat twee kopieën van elke kern Histon H2A, H2B, H3 en H4, omringd door 147 basenparen van DNA13. Histonen zijn zeer post-translationally gewijzigd door methylering, acetylation, fosforylatie, ubiquitination, sumoylation, ADP-ribosylation, deamination en proline isomerisatie14,15. Histon lysine methylering wordt beschouwd als de meest stabiele Histon wijziging die transcriptie, replicatie, recombinatie16, DNA-schade antwoord17en genomische inprenting18 besturingselementen. Lysines worden mono-, di- en tri-gemethyleerd19 en verschijnen niet alleen op de staarten toegankelijk Histon, maar ook binnen het bolvormige domein van histones20. Specifieke methyleringen op H3K4 en H3K36 worden vooral geassocieerd met euchromatine, specifieke methyleringen op H3K9, H3K27 of H4K20 zijn voornamelijk te vinden in de hétérochromatique regio's, hoewel alle residuen bevinden zich binnen de Histon staart14, 19,21. Methylation van H3K79 is bevindt zich in het bolvormige domein van Histon en geassocieerd met een transcriptionele activiteit, maar ook met transcriptionally inerte genomic regio22. De wijziging is evolutionair bewaard aangezien geconstateerd in gist, kalf zwezerik, kip en menselijke23. H3K79 mono-, di- en trimethylation (H3K79me1, me2, me3) worden gekatalyseerd door de Histon methyltransferases DOT1L24,25 en de nucleaire SET Domain-bevattende eiwitten 2 (Nsd2)26. DOT1L is betrokken bij de proliferatie, DNA-reparatie en mobiele reprograming27. Verlies van Dot1l in muizen leidt tot een prenatale dood rond de ontwikkelingsstadium E10.528,29. Tijdens de ontwikkeling van het hart en bij myocardiocyte differentiatie is DOT1L essentieel voor gen expressie verordening30. In het centrale zenuwstelsel, DOT1L functie kan worden betrokken bij de neurale buis ontwikkeling31, het is betrokken bij het onderdrukken van Tbr1-expressie tijdens reukkolf ontwikkeling32, en kan functioneren in de regulering van ER-stress reactie genen33. De context-afhankelijke activeren of de actie van de bestrijding van H3K79me, vooral met in vivo situaties zoals de ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel, is tot nu toe slechts gedeeltelijk begrepen32. Aangezien H3K79 methylering zich in het bolvormige gebied van Histon 3 bevindt, is het sterically minder toegankelijk in vergelijking met wijzigingen op de flexibele Histon staarten23. Om te begrijpen van de functie van H3K79 methylering, zijn betrouwbare en reproduceerbare analysemethoden ter bepaling van de locatie en de genomische omgeving nodig. In deze paper methoden presenteren wij isolatie methoden van verschillende neurale progenitoren (CPC voor de cortex) en CGNPs voor het cerebellum, effectieve DOT1L remmer behandeling en een ChIP-methode voor het analyseren van methylation van H3K79 via qPCR of rangschikken op ander moment punten tijdens corticale en Cerebellaire ontwikkeling. Voor een overzicht van het protocol en de mogelijkheden, Zie Figuur 1.

<table><tbody><tr><td>Anti-GAPDH</td><td>Abcam</td><td>ab8245</td><td>Category: Antibody Abbreviation/Comment: Immunoblot dilution 1:5000</td></tr><tr><td>Anti-H3</td><td>Abcam</td><td>ab1791</td><td>Category: Antibody Abbreviation/Comment: Immunoblot dilution 1:3000</td></tr><tr><td>Anti-H3K79me2</td><td>Diagenode</td><td>pAb-051-050</td><td>Category: Antibody Abbreviation/Comment: ChIP antibody</td></tr><tr><td>Anti-H3K79me2</td><td>Abcam</td><td>ab-051-050</td><td>Category: Antibody Abbreviation/Comment: Immunoblot dilution 1:1000</td></tr><tr><td>Anti-rabbit-IgG</td><td>Diagenode</td><td>C15410206</td><td>Category: Antibody Abbreviation/Comment: ChIP Ctrl antibody</td></tr><tr><td>Anti-Tubulin alpha</td><td>Abcam</td><td>ab108629</td><td>Category: Antibody Abbreviation/Comment: Immunoblot dilution 1:3000</td></tr><tr><td>Apo-Transferrin (1 mg/ml)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T1147</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM</td></tr><tr><td>B27 Supplement (50x)</td><td>Life Technologies</td><td>17504044</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM</td></tr><tr><td>Bioanalyzer</td><td>Agilent technologies</td><td>G2940CA</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: For analysis of sheared chromatin</td></tr><tr><td>Bioruptor NextGen</td><td>Diagenode</td><td>B01020001</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: Ultrasonicator</td></tr><tr><td>Boric acid pH 8.4</td><td>Sigma Aldrich</td><td>B6768</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CPC culturing</td></tr><tr><td>CFX Connect RT PCR Detection System</td><td>Bio-Rad</td><td>1855201</td><td>Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: Detection system for qPCR</td></tr><tr><td>DMEM-F12</td><td>Life Technologies</td><td>11320-033</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CGM</td></tr><tr><td>Dynabeads Protein A</td><td>Invitrogen</td><td>10001D</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: Magnetic beads, for ChIP</td></tr><tr><td>EPZ-5676</td><td>Selleckchem</td><td>S7062</td><td>Category: DOT1L inhibition Abbreviation/Comment: For DOT1L inhibition in cell culture</td></tr><tr><td>Ethylenediamine tetraacetic acid</td><td>SERVA</td><td>39760.01</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: EDTA</td></tr><tr><td>Fetal Bovine Serum 10% (v/v)</td><td>Gibco</td><td>10082147</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CPC isolation and CGM</td></tr><tr><td>Glucose</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G5767</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CGNP isolation</td></tr><tr><td>Glutathione (1.25 mg/ml)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G4251</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM</td></tr><tr><td>Glycine</td><td>Carl Roth</td><td>3187</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: For cell fixation</td></tr><tr><td>GoTaq mastermix</td><td>Promega</td><td>A6002</td><td>Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: DNA polymerase master mix for qPCR</td></tr><tr><td>Hank&rsquo;s Balanced Salt Solution</td><td>Life Technologies</td><td>14025-100</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: HBSS</td></tr><tr><td>L-glutamine (200 mM)</td><td>Life Technologies</td><td>25030081</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM</td></tr><tr><td>Laminin</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L2020</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CPC culturing</td></tr><tr><td>Lithium chloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L4408</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: LiCl</td></tr><tr><td>N2 supplement</td><td>Life Technologies</td><td>17502048</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CGM</td></tr><tr><td>NanoDrop 3300</td><td>Thermo Fisher</td><td>3300</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: Fluorospectrometer for DNA quantification</td></tr><tr><td>NEB Next Ultra DNA Library Prep Kit for Illumina</td><td>NEB</td><td>E7645S</td><td>Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: Kit for Library preparation</td></tr><tr><td>NEBNext Multiplex Oligos for Illumina</td><td>NEB</td><td>E7335</td><td>Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: Oligos for Library preparation</td></tr><tr><td>Neurobasal medium</td><td>Gibco</td><td>21103049</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM</td></tr><tr><td>NP-40 Alternative</td><td>Calbiochem</td><td>492016</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: For ChIP buffer</td></tr><tr><td>Paraformaldehyde</td><td>Carl Roth</td><td>335</td><td>Category: ChIP Abbreviation/Comment: PFA, for cell fixation</td></tr><tr><td>Penicillin-Streptomycin-Neomycin 1% (v/v)</td><td>Life Technologies</td><td>15640055</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: PSN, for CCM and CGM</td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline</td><td>Life Technologies</td><td>10010023</td><td>Category: Cell culture Abbreviation/Comment: PBS, for CPC isolation</td></tr><tr><td>PicoGreen Kit</td><td>Thermo Fisher</td><td>P11496</td><td>Category: ChIP Analysis<br

isolatie en teelt van neurale progenitoren gevolgd door chromatine-immunoprecipitation van histone 3 lysine 79 dimethylation mark

Isolation and Cultivation of Neural Progenitors Followed by Chromatin-Immunoprecipitation of Histone 3 Lysine 79 Dimethylation Mark

Ontwikkeling van de hersenen is een complex proces, dat wordt gecontroleerd in een temporo-ruimtelijke wijze door gradiënten van morphogens en verschillende transcriptionele programma's. Epigenetische chromatine wijzigingen, zoals Histon methylering, hebben bovendien een belangrijke rol voor de totstandbrenging en het onderhoud van specifieke cel lot binnen dit proces. De overgrote meerderheid van Histon methylatie optreedt op de flexibele Histon staart, die toegankelijk is voor Histon modifiers, gummen en Histon lezer eiwitten. In tegenstelling, H3K79 methylation bevindt zich in het bolvormige gebied van Histon 3 en is betrokken bij verschillende ontwikkelings functies. H3K79 methylation is evolutionair bewaard en kan worden gevonden in een breed scala van soorten van Homo sapiens naar Saccharomyces cerevisiae. De wijziging treedt op in verschillende cel populaties binnen organismen, waaronder neurale progenitorcellen. De locatie van methylering van de H3K79 in het bolvormige domein van Histon 3 maakt het moeilijk in te schatten. Hier presenteren we methoden om te isoleren en cultuur corticale voorlopercellen cellen (CPC) van embryonale corticale hersenweefsel (E11.5-E14.5) of cerebellaire granulaire neuron progenitoren (CGNPs) van postnatale weefsel (P5-P7), en naar efficiënt immunoprecipitate H3K79me2 voor kwantitatieve PCR (qPCR) en sequentiebepaling van het genoom-brede.

Opzet van neurale voorlopercellen isolatie, teelt, H3K79me2 ChIP en ChIP analysemethoden: Figuur 1 toont een stroomdiagram voor het uitvoeren van H3K79me2 ChIP van corticale voorlopercellen op verschillende tijdstippen tijdens de embryonale hersenontwikkeling of cerebellaire granulaire neuron progenitoren in postnatale stadia. Als een eerste stap, de hersenen moet worden geïsoleerd en de telencephalon (tussen E11.5 en E14.5) of het cerebellum...

Presenteren we een effectieve en reproduceerbare methode om te isoleren en cultuur van neurale voorlopercellen van embryonale en postnatale hersenweefsel voor chromatine immunoprecipitation (ChIP) van Histon 3 lysine 79 dimethylation (H3K79me2) - een Histon mark gelegen binnen de bolvormige domein van Histon 3.

Isolatie en teelt van neurale progenitoren gevolgd door chromatine-Immunoprecipitation van Histone 3 Lysine 79 Dimethylation Mark

Brain development is a complex process, which is controlled in a temporo-spatial manner by gradients of morphogens and different transcriptional programs. ...

Het algemene doel van deze procedure is om epigenetische modificaties tijdens de ontwikkeling van de hersenen te analyseren, met name in de hersenschors en de kleine hersenen. Deze methode kan worden gebruikt om belangrijke vragen in het veld van de neurobiologie te beantwoorden, zoals hoe histonmodificaties zoals H3K79-methylering de ontwikkeling van corticale en cerebellaire lagen kunnen beïnvloeden. Het grote voordeel van deze techniek is dat we in vivo de histonmodificaties, locus-specifiek of genoom-breed, in verschillende hersengebieden op specifieke ontwikkelingstijdstippen kunnen bestuderen.Begin met hersenen van P5 tot P7 en MRI-muizen. Verwijder alle hersenvliezen en bloedvaten. Breng vervolgens drie tot vijf kleine hersenen per chip over in 15-milliliterbuisjes.Was de kleine hersenen met HBSS-glucose voordat u centrifugeert. Centrifugeer de buisjes om het weefsel te verzamelen. Na de laatste wassing homogeniseert u de kleine hersenen door voorzichtig twee tot drie keer op en neer te pipetteren met een een-milliliterpipet tot de fragmenten een grootte van 0,5 tot één kubieke millimeter hebben.Verwijder voorzichtig alle vloeistof tot er 2,5 milliliter overblijft. Voeg vervolgens 0,05% trypsine toe aan de buis met HBSS-glucose die de kleine hersenen bevat. En incubeer het weefsel in een waterbad van 37 graden Celsius gedurende 15 minuten.Keer het weefsel om de één tot drie minuten. Stop de vertering na de incubatie door vijf milliliter CGNP-celkweekmedium of CGM toe te voegen en verzamel het weefsel door centrifugatie zoals eerder. Na het centrifugeren, verwijder de supernatant en voeg een milliliter CGM toe.Tritureer het weefsel met een een-milliliterpipetpunt, vermijd de vorming van luchtbellen. Voeg vervolgens vijf milliliter CGM toe en incubeer het mengsel gedurende twee minuten op ijs om weefselresten te laten bezinken. Zodra het weefsel is bezonken, brengt u de supernatant over in een nieuw 15-milliliterbuisje.Voeg vervolgens twee milliliter CGM toe aan het resterende weefsel en herhaal de trituratieprocedure voordat u de supernatant verzamelt en de weefselresten weggooit. Verzamel de supernatanten van elke 15-milliliterbuis met weefsel en centrifugeer om de cerebellaire cellen te verzamelen. Resuspendeer het pellet in 10 milliliter CGM.Aangezien astrocyten sneller en sterker hechten aan poly-D-lysine dan CGNP's, voeg tot vier milliliter celsuspensie toe aan de putjes van poly-D-lysine-gecoate 6-well platen en incubeer gedurende 20 minuten bij 37 graden Celsius om astrocyten te verwijderen. Schud de plaat, verzamel de supernatant in een 15-milliliterbuis en centrifugeer vervolgens de supernatant zoals eerder. Resuspendeer het pellet in 10 milliliter CGM en tel de cellen met een Neubauer-telkamer.Na vier tot zes uur zien de gehechte CGNP's er rond uit en prolifereren ze. Zaai de cellen in CGM op poly-L-ornithine-gecoate platen en incubeer bij 37 graden Celsius, 5%CO2 en 100% relatieve vochtigheid. Na een dag in vitro, of DIV1, zijn de meeste CGNP's rond en prolifereren ze.Sommige CGNP's zullen beginnen te differentiëren en beginnen met de uitgroei van neuronale uitsteeksels. Om de gekweekte cellen te fixeren, voegt u maximaal één milliliter 1%PFA toe aan de putjes met CGNP's. Na een incubatie van vijf minuten bij 22 graden Celsius, voegt u 53 microliters glycine toe en was tweemaal met drie milliliter ijskoud PBS.Gebruik een celschraper om de cellen in één milliliter PBS te oogsten. Breng de cellen over in 1,5-milliliterbuisjes en centrifugeer gedurende vijf minuten bij 1.000 g en vier graden Celsius. Verwijder na het verwijderen van de supernatant 700 microliter lysebuffer met proteaseremmer en incubeer de monsters gedurende 15 minuten bij vier graden Celsius.Vortex de monsters elke vijf minuten gedurende deze tijd. Verdeel de monsterbuisjes na de incubatie om ervoor te zorgen dat het volume niet meer dan 400 microliter per buisje bedraagt. Soniceer vervolgens gedurende 10 minuten op maximaal vermogen om de chromatine van de lyseercellen te scheuren.Na 10 minuten, vortex de monsters en herhaal vervolgens de sonicatie en het vortexen nog twee keer. Controleer het lysaal op resterende kernen met een fasecontrastmicroscoop of fluorescentiemicroscoop met behulp van DAPI. Pellet de celresten door 10 minuten bij 13.000 g en vier graden Celsius te centrifugeren.Wanneer u klaar bent, gebruikt u het supernatant voor de preclearingstap. Om de monsters te preclearen, wast u eerst 20 microliter ongeconjugeerd magnetisch kralen per monster in ijskoud PBS Tween. Verwijder de wasbeurten met behulp van een magnetische stand.Voeg vervolgens 600 microliter verdunningsbuffer en 20 microliter gewassen magnetisch kralen toe aan elk monster voor preclearing en incubeer gedurende twee uur bij vier graden Celsius op een rotator. Verwijder na de incubatie de kralen met behulp van een magnetische stand. Neem vervolgens 5% van elk lysaal als inputmonsters en bevries ze bij min 20 graden Celsius.Antilichaamkoppeling kan worden uitgevoerd terwijl de monsters worden gecleard. Was 45 microliter Protein A Magnetische Kralen per chip met ijskoud PBS Tween, zoals eerder. Na de laatste wassing, voegt u een milliliter ijskoud PBS toe aan de kralen.Voeg vervolgens drie microgram antilichaam toe per 45 microliter aliquot kralen. Incubeer gedurende twee uur bij vier graden Celsius op een rotator om de antilichamen aan de kralen te binden. Wanneer de incubatietijd is verstreken, resuspendeert u de gewassen antilichaam-gekoppelde kralen in één kralenvolume ijskoud PBS.Deel elk pregecleard extract in twee buisjes van ongeveer 643,5 microliter. Voeg hetzelfde volume verdunningsbuffer en antilichaam-gebonden kralen toe en incubeer de monsters bij vier graden Celsius een nacht lang op een rotator. Was de volgende dag de kralen met ijskoud chipbuffer één tot drie gedurende 10 minuten elk op een rotator bij vier graden Celsius, gevolgd door drie vijf minuten wasbeurten

isolation-cultivation-neural-progenitors-followed-chromatin

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

De cellulaire heterogeniteit van het hersenweefsel vormt een belangrijke beperking voor de studie van de epigenetische markeringen in chromatine, omdat de meeste assays gebrek aan enkele cel resolutie. Neuronen meestal vermengd met glia en andere niet-neuronale cellen. Wij bieden een protocol te halen en neuronale kernen verzamelen van menselijke hersenen.

Neuronale Kernen Isolatie van Human postmortaal hersenweefsel

Hier beschrijven we hoe te produceren, uit te breiden, en immunolabel postnatale hippocampus neurale progenitor cellen (NPC's) in drie-dimensionale (3D) cultuur. Vervolgens met behulp van hybride visualisatie technieken, laten we zien hoe digitale beelden van immunolabelled vriescoupes kunnen worden gebruikt om te reconstrueren en in kaart van de ruimtelijke positie van immunopositive cellen in het gehele 3D-neurosphere.

Het lokaliseren van Eiwit in 3D Neural Stem Cell Culture: een hybride Visualisatie Methodologie

Dit protocol laat zien methoden die worden gebruikt om 2D-en 3D-omgevingen tot stand in de speciaal ontworpen electrotactic kabinet, kan volgen...

Electric Field-gecontroleerde Directed migratie van neurale stamcellen in 2D-en 3D-omgevingen

Isolatie van embryonale neurale lijst van de neurale buis vergemakkelijkt het gebruik...

Isolatie en Cultuur van neurale lijst cellen van embryonale Murine Neural Tube

This video demonstrates a technique for isolating induced neural progenitor cells (iNPCs) derived from adult human fibroblasts. It outlines the steps involved in isolating the iNPC colonies and culturing them in laminin-coated multi-well plate wells in the presence of suitable culture media that facilitate the continued proliferation and expansion of the iNPC population.

Isolating Induced Neural Progenitor Cell Colonies Derived From Adult Human Fibroblasts

This video demonstrates the isolation and cultivation of cerebellar neural progenitor cells from a mouse pup's cerebellum. Cerebellar granule neuron progenitors are isolated and purified through differential adhesion, effectively removing astrocytes. These cultured progenitors subsequently differentiate into cerebellar granule neurons.

Isolating and Culturing Murine Cerebellar Granular Neuron Progenitors

Source: Mendez, F. M. et al., Native Chromatin Immunoprecipitation Using Murine Brain Tumor Neurospheres. J. Vis. Exp.  (2018).This video demonstrates the isolation of protein-DNA complexes from neurosphere cells derived from a mouse brain tumor using native chromatin immunoprecipitation. It details the steps for chromatin preparation, immunoprecipitation, washing, and protein digestion to release DNA for downstream analysis.

Native Chromatin Immunoprecipitation of Neurosphere Cells

Met het doel om veranderingen in miRNA's in gedifferentieerde menselijke neurale stamcellen (hNSC's) te karakteriseren, beschrijven we hNSC-differentiatie op een driedimensionaal systeem, de evaluatie van veranderingen in microRNA-expressie door miRNA PCR-array en computationele analyse voor miRNA-doelwitvoorspelling en de validatie ervan door middel van een dual luciferase-assay.

Differentiatie van een menselijke neurale stamcellen Line op Three Dimensional Culturen, Analyse van MicroRNA en vermeende doelwit-genen

Epigenetische mechanismen worden regelmatig gewijzigd in glioma. Chromatine immunoprecipitation kan worden gebruikt om de gevolgen van genetische wijzigingen in glioma die voortvloeien uit wijzigingen in histone modificaties tot regeling van de chromatine structuur en gene transcriptie. Dit protocol beschrijft een native chromatine immunoprecipitation op lymfkliertest hersenen tumor neurospheres.

Native chromatine Immunoprecipitation met behulp van lymfkliertest Brain Tumor Neurospheres

We beschrijven een stapsgewijze protocol voor tandem chromatine immunoprecipitation sequencing (tChIP-Seq) waarmee de analyse van cel-type-specifieke genoom-brede Histon wijziging.

TChIP-Seq: Cell-Type-specifieke Epigenome profilering

Hier introduceren wij een nieuwe microchirurgische techniek voor de isolatie van neurale stamcellen uit de E13 muis embryo ganglionaire eminentie.

Isolatie en cultuur van muis embryonale neurale stamcellen

Leer een reproduceerbare methode voor isolatie en teelt van neurale progenitorcellen uit cerebellair weefsel, gevolgd door chromatine-immunoprecipitatie van H3K79me2. Deze techniek maakt gedetailleerde analyse van epigenetische modificaties tijdens hersenontwikkeling mogelijk.

Isolatie en teelt van neurale progenitoren gevolgd door chromatine-Immunoprecipitation van Histone 3 Lysine 79 Dimethylation Mark (Video) | JoVE Journal

Isolatie en teelt van neurale progenitoren gevolgd door chromatine-Immunoprecipitation van Histone 3 Lysine 79 Dimethylation Mark

Meer video's verkennen