$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Testy przebudowy nukleosomów zależne od ATP
Aby zmierzyć aktywność przebudowy nukleosomów zależnych od ATP, immunooczyszczane podkompleksy INO80 lub INO80 są inkubowane z ATP i mononukleosomalnym substratem, który zawiera pojedynczy nukleosom umieszczony na jednym końcu fragmentu DNA znakowanego 216 pz, 32P. Produkty reakcji są następnie poddawane elektroforezie w natywnych żelach poliakrylamidowych.
- Aby wygenerować 32znakowane P fragment DNA "601", amplifikuj z pGEM-3Z-6014 fragment DNA o długości 216 pz zawierający umieszczoną na końcu sekwencję pozycjonowania nukleosomów 601, używając oligonukleotydów 5′-ACAGGATGTATATATCTGACACGTGCCTGG i 5′-AATACTCAAGCTTGGATGCCTGCAG jako startery do przodu i do tyłu.
- Przeprowadzić reakcję PCR o objętości 100 μl zgodnie z opisem w Tabeli 1.
- Przeprowadzić reakcje PCR w termocyklerze, stosując następujący program: 1 min w temperaturze 96 °C, następnie 45 s w temperaturze 94 °C, 30 s w temperaturze 57 °C, 60 s w temperaturze 72 °C przez 30 cykli; kończąc na 7 min w temperaturze 72 °C.
- Po zakończeniu reakcji PCR usuń niewłączone nukleotydy, dwukrotnie przepuszczając produkty reakcji przez kolumny spinowe bez nukleaz.
- Uruchom 5 μl oczyszczonego produktu PCR w 1,2% żelu agarozowym, aby potwierdzić, że reakcja PCR wygenerowała pożądany fragment DNA o długości ~216 pz.
- Rozcieńczyć 5 μl oczyszczonego produktu PCR 20-krotnie i zmierzyć stężenie DNA za pomocą spektrofotometru UV. Średni plon wynosi ~40 ng/μl.
- Zmierzyć radioaktywność 1 μl oczyszczonego produktu PCR w liczniku scyntylacyjnym. Oszacuj wydajność etykietowania, obliczając cpm/ng. Oczekuje się, że udana reakcja znakowania przyniesie ~ 15 000 cpm/ng 601 fragmentów DNA.
- Przenieś nukleosomy z komórek Hela na znakowane DNA 601 przy użyciu metody seryjnego rozcieńczania 5.
- Zmieszać 2 pmol 32znakowanego P fragmentu DNA 601 z 6 μg nukleosomów Hela (przygotowanych zgodnie z opisem 5) w 50 μl buforu zawierającego 1,0 M NaCl, 10 mM Tris-HCl, pH 8,0, 1 mM EDTA, 0,1 mM PMSF i 1 mM DTT i inkubować w temperaturze 30 °C przez 30 minut.
- Kolejno rozcieńczyć mieszaninę do 0,8 M, 0,6 M i 0,4 M NaCl przez rozcieńczenie odpowiednio 12,5 μl, 20,8 μl i 41,6 μl 10 mM Tris-HCl (pH 8,0), 1 mM EDTA, 0,1 mM PMSF i 1 mM DTT, z 30-minutową inkubacją w temperaturze 30 °C po każdym rozcieńczeniu.
- Następnie rozcieńczyć mieszaninę do 0,2 M, a następnie do 0,1 M NaCl przez dodanie 125 μl, a następnie 250 μl tego samego buforu zawierającego 0,1% Nonidet P-40, 20% glicerolu i 200 μg/ml BSA, z 30-minutową inkubacją w temperaturze 30 °C między dwoma ostatnimi rozcieńczeniami. Substrat mononukleosomu należy przechowywać w temperaturze 4 °C przez okres do 3 miesięcy.
- Przeprowadzić zależne od ATP reakcje ślizgowe nukleosomów w całkowitej objętości 10 μl. Składniki reakcji wymieniono w tabeli 2. Ponieważ optymalne stężenie NaCl dla aktywności przebudowy nukleosomów INO80 wynosi ~50 mM NaCl (wyniki niepublikowane), należy dostosować całkowite stężenie NaCl w każdej reakcji do 50 mM, biorąc pod uwagę ilość NaCl zawartą w preparatach nukleosomów i enzymów.
- Przed przystąpieniem do wykonywania testów należy odlać natywne żele poliakrylowe (18 x 16 cm). Aby przygotować pojedynczy żel zawierający 5% akrylamidu (akryloamid:bisakryloamid 37,5:1), 0,5x TBE (45 mM tris boran, 1 mM EDTA), 0,01% nadsiarczanu amonu (APS) i 0,001% N,N,N',N'--tetrametyloetylenodiaminy (TEMED), należy wymieszać składniki wymienione w tabeli 3. Pozostawić żel do polimeryzacji przez co najmniej 2 godziny w temperaturze pokojowej.
- Tymczasem, dla każdej przeprowadzonej reakcji, należy połączyć we wstępnie schłodzonej silikonowanej probówce mikrowirówkowej o pojemności 1,5 ml ~20 nM podkompleksu INO80 lub INO80 (przygotowanego zgodnie z opisem 3) z ilością buforu EB100 (Tabela 4) wystarczającą do uzyskania objętości 4,75 μl. Natychmiast ponownie zamrozić wszelkie pozostałe frakcje zawierające INO80 w sproszkowanym suchym lodzie lub ciekłym azocie.
- Przygotuj główny koktajl z pozostałymi składnikami, skalując w górę o współczynnik "X" (gdzie X = całkowita liczba reakcji +3). Ilość każdego składnika potrzebna do przeprowadzenia pojedynczej reakcji o objętości 10 μl jest podana w tabeli 5; Recepturę należy skalować w górę w zależności od liczby reakcji, które mają zostać przeprowadzone. Dobrze wymieszać, stukając w probówkę lub pipetując w górę i w dół za pomocą Pipetmana, a następnie obracać probówkę przez kilka sekund w mikrowirówce stołowej.
- Dozować 5,25 μl koktajlu wzorcowego do każdej z probówek reakcyjnych ustawionych w kroku 1.3.2. Dobrze wymieszaj, pipetując w górę i w dół. Reakcje należy rozpocząć od przeniesienia probówek reakcyjnych do bloku grzewczego lub łaźni wodnej o temperaturze 30 °C i inkubować przez 2 godziny.
- W międzyczasie przygotuj koktajl "usuwający mieszankę" zawierający konkurencyjne DNA i nukleosomy, skalując się w górę o współczynnik X (X = całkowita liczba reakcji + 4). Ilość każdego składnika potrzebna do przygotowania 1,5 μl mieszanki usuwającej dla pojedynczej reakcji jest podana w tabeli 6; Receptura powinna być skalowana w zależności od liczby testów, które mają zostać wykonane.
- Zakończyć reakcje, dodając 1,5 μl mieszaniny usuwającej. Dobrze wymieszać, odwirować i inkubować w temperaturze 30 °C przez kolejne 30 minut.
- W międzyczasie należy wstępnie uruchomić natywny żel poliakryloamidowy w pionowej jednostce elektroforezy pod napięciem 100 V przez 30 minut w temperaturze 4 °C, używając 0,5 TBE jako bufora bieżącego z mieszadłem magnetycznym wewnątrz dolnej komory, aby utrzymać stałą cyrkulację bufora.
- Aby załadować próbkę, dodaj 2,5 μl barwnika ładującego zawierającego 3x TBE, 30% glicerolu, 0,25% błękitu bromofenolowego i 0,25% ksylenu Cyanol FF. Dobrze wymieszaj, krótko odwiruj próbki i załaduj na żel za pomocą końcówek ładujących.
- Uruchom żel pod napięciem 200 V przez 4,5 godziny w temperaturze 4 °C z obiegiem buforowym.
- Aby wykryć sygnał, przenieś żel na stos dwóch arkuszy bibuły filtracyjnej. Owinąć bibułę filtracyjną żelem na wierzchu za pomocą przezroczystej folii plastikowej, a następnie wystawić ją na ekran luminoforowy do przechowywania w temperaturze 4 °C przez żądany czas.
- Zeskanuj ekran za pomocą systemu skanera obrazowania izotopowego i przeanalizuj dane za pomocą odpowiedniego oprogramowania.
2. Testy wiązania mononukleosomów
Aby sprawdzić powinowactwo wiązania danego kompleksu INO80 do mononukleosomów, wykonaj test EMSA (Electrophoretic Mobility Shift Asset) przy użyciu substratu mononukleosomalnego wygenerowanego w kroku 1.2.
- Ustawić mieszaniny reakcyjne do testów wiązania zgodnie z opisem dla testów przebudowy nukleosomów, ale pominąć ATP i usunąć mieszaninę z reakcji; inkubować w temperaturze 30 °C przez 30 minut.
- Do każdej mieszaniny reakcyjnej dodać 2,5 μl barwnika ładującego i nałożyć na natywny żel poliakrylamidowy zawierający 3,5% akrylamidu (akrylamid: bis 37,5:1), 1% glicerolu, 0,5x TBE, 0,01% APS i 0,001% TEMED.
- Używając 0,5x TBE jako bufora bieżącego, uruchom żel pod napięciem 200 V przez 2,5 godziny w temperaturze 4 °C z cyrkulacją buforową i wystaw na działanie sita fosforowego do przechowywania.
3. Testy ATPazy zależne od DNA i nukleosomów
Wykonaj testy ATPazy w 5 μl mieszaninach reakcyjnych zawierających 20 mM Tris-HCl (pH 7,5), 60 mM NaCl, 6,6 mM MgCl2, 0,8 mM EDTA, 0,015% Nonidet P-40, 2,5% glicerolu, 0,1 mg/ml BSA, 1 mM DTT, 0,1 mM PMSF, 2 mM ATP, 2 μCi [α-32P] ATP (3,000 Ci/mmol). Dla każdego kompleksu INO80 lub ilości kompleksu INO80, który ma być testowany, należy ustawić trzy równoległe reakcje, jedną zawierającą bufor EB100 do pomiaru ATPazy niezależnej od DNA lub nukleosomów, jedną zawierającą zamkniętą kolistą plazmidową DNA (5,000 pz, ~30 nM) do pomiaru ATPazy zależnej od DNA i jedną zawierającą oligonukleosomy Hela (~185 nM) do pomiaru ATPazy zależnej od nukleosomów. Ustaw wszystkie reakcje na lodzie.
- Dla każdej reakcji należy połączyć 10-50 nM immunooczyszczanych podkompleksów INO80 lub INO80 z ilością buforu EB100 wystarczającą do uzyskania objętości 2,2 μl we wstępnie schłodzonych, nasmarowanych probówkach wirówkowych o pojemności 1,5 ml. Natychmiast ponownie zamrozić wszelkie frakcje zawierające INO80 w sproszkowanym suchym lodzie lub ciekłym azocie.
- Przygotuj mistrzowski koktajl. Ilość każdego składnika potrzebna do pojedynczej reakcji jest podana w tabeli 7. Zwiększyć skalę receptury, zwiększając ją o współczynnik 3(X+2) +1, gdzie X = liczba preparatów INO80 do oznaczenia.
- Aby przygotować "podkoktajle" zawierające tylko bufor, DNA lub nukleosomy, należy dozować 2,5 (X + 2) μl koktajlu głównego do trzech oddzielnych probówek. Dodaj 0,3 (X + 2) μl EB100, zamkniętego kolistego plazmidowego DNA (1,5 μg / μl) lub oligonukleosomów Hela (1,5 μg / μl) i dobrze wymieszaj.
- Dozować 2,8 μl odpowiedniego subkoktajlu do probówek reakcyjnych zawierających enzymy ustawionych w kroku 3.1. Delikatnie pipetować w górę i w dół, aby wymieszać; Unikaj wprowadzania bąbelków.
- Aby rozpocząć reakcje, przenieść probówki reakcyjne do bloku grzewczego o temperaturze 30 °C.
- Po 5, 15, 30 i 60 minutach inkubacji umieścić 0,5 μl każdej mieszaniny reakcyjnej na płytce chromatografii cienkowarstwowej (TLC) z polietylenu celulozowego (TLC) w linii prostej, w odległości co najmniej 1,5 cm od dolnej krawędzi. Natychmiast należy zwrócić probówki reakcyjne do bloku grzewczego o temperaturze 30 °C, aby można było pobrać wiele punktów czasowych z jednej probówki. Po plamieniu wysusz płytki TLC za pomocą suszarki.
- Przenieść płytki TLC do szklanej komory zawierającej wystarczającą ilość 0,375 M fosforanu potasu (pH 3,5), aby umożliwić zanurzenie dolnego 0,5 cm płytki TLC w roztworze.
- Przykryj komorę i rozwijaj, aż czoło fazy ciekłej osiągnie górną część płytek TLC. Natychmiast dokładnie wysusz płytki za pomocą suszarki.
- Wystawić wysuszone płytki TLC na ekran fosforowy do przechowywania w temperaturze pokojowej. Zeskanuj ekran za pomocą systemu skanera do obrazowania izotopowego i określ ilość radioaktywnego substratu ATP i produktu ADP.
- Aby obliczyć ilość hydrolizowanego ATP, należy pomnożyć % zhydrolizowanego ATP przez ilość ATP obecnego w początkowej mieszaninie reakcyjnej, korzystając z następującego wzoru: pmol ATP zhydrolizowany = 10 pmol ATP w reakcji początkowej x [ADP/(ATP+ADP)]