Serce jest pierwszym organem, który się formuje i staje się funkcjonalny w zarodku. Serce jest zbudowane z wielu linii komórkowych, które powstają z pierwszego i drugiego embrionalnego pola serca1. Od etapu blastocysty po zapłodnieniu aż do ukształtowania serca, komórki embrionalne muszą zatem podejmować wiele decyzji dotyczących losu komórki. Transkrypcja genów jest regulowana w sposób zależny od czasu i przestrzeni i jest kluczowym procesem biologicznym, który leży u podstaw decyzji o losie komórki podczas rozwoju embrionalnego. W takim procesie pośredniczą specyficzne czynniki transkrypcyjne, które wiążą regiony regulatorowe w genomie, w tym wzmacniacze i promotory genów konstytutywnych serca. DNA jest owinięte wokół histonów, które są poddawane modyfikacjom, takim jak acetylacja, metylacja, ubikwitynylacja i/lub fosforylacja. Modyfikacja histonów prowadzi do stłumionej, aktywowanej lub opanowanej transkrypcji genu w zależności od tego, która reszta lizyny histonu jest modyfikowana2.
Test immunoprecypitacji chromatyny (ChIP) został stworzony wiele lat temu3 i jest obecnie najszerzej stosowaną technologią do identyfikacji celów zmodyfikowanych histonów lub czynników transkrypcyjnych4. Po immunoprecypitacji histonów lub czynników transkrypcyjnych, związane DNA może być amplifikowane przez reakcję łańcuchową polimerazy (PCR) lub sekwencjonowane. ChIP technicznie pokonał bardziej wymagające testy opóźniania żelu5. Jednak ChIP nie oznacza bezpośredniego wiązania czynnika transkrypcyjnego z DNA, co jest zaletą testu opóźniającego działanie żelu. Z drugiej strony, ChIP w połączeniu z sekwencjonowaniem DNA otworzyło nową perspektywę regulacji genów obejmującą cały genom.
Komórki ES (komórki ES) rekapitulują w ciałach embrionalnych (tj. agregatach komórkowych) lub w hodowli 2D wczesne etapyrozwoju serca 6 i dostarczają w zasadzie wystarczająco dużo materiału dla ChIP. Co więcej, ludzkie komórki ES reprezentują ludzki model komórkowy kardiogenezy, chociaż ich potencjał kardiogenny zależy od ich sygnatury epigenetycznej7. Na późniejszych etapach rozwoju tkanki embrionalne myszy pozwalają na badanie określonych krajobrazów epigenetycznych wymaganych do określenia tożsamości komórki. Jednak genom jest transkrybowany w sposób specyficzny dla czasu i typu komórki8. Epigenetyczna regulacja transkrypcji genów musi być badana w zlokalizowanych regionach. W niniejszym artykule opisujemy protokoły ChIP, sekwencyjne ChIP, po których następuje PCR lub sekwencjonowanie przy użyciu komórek ES, ciał zarodkowych i regionów embrionalnych specyficznych dla serca. Protokoły te pozwalają na zbadanie epigenetycznej regulacji transkrypcji genów serca.