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Artigo de método

Imunoprecipitação da cromatina para identificar locais de ligação de proteínas-alvo no DNA genômico

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8 de julho de 2025

Neste artigo

Resumo

Fonte: Dong, X., et.al., Identificando locais de ligação genômica do fator de transcrição Olig2 em células PDGFRα+ agudamente purificadas por análise de sequenciamento de imunoprecipitação de cromatina de baixa célula.J. Vis. Exp.(2018)

Neste vídeo, demonstramos a técnica de imunoprecipitação da cromatina para identificar locais de ligação a proteínas em regiões específicas do DNA genômico de células precursoras de oligodendrócitos por meio da imunoprecipitação seletiva de fragmentos de cromatina ligados a proteínas. Este método ajuda a estudar a interação de várias proteínas reguladoras, incluindo fatores de transcrição envolvidos na regulação gênica.

Protocolo

Todos os procedimentos envolvendo modelos animais foram revisados pelo comitê institucional local de cuidados com animais e pelo conselho de revisão veterinária JoVE.

1. Purificação de células de linhagem de oligodendrócitos positivos para PDGFRα do cérebro de camundongos (modificado a partir de protocolos de imunopanning descritos anteriormente)

  1. Preparação de uma placa de imunopanning para seleção de células positivas para PDGFRα e 2 placas para depleção de células endoteliais e microglia.
    nota: Observe que as placas de Petri, mas não as placas de cultura de células, funcionam para experimentos de imunopanning; Se as células purificadas forem usadas para cultura, as etapas de imunopanificação devem ser realizadas no gabinete de biossegurança
    1. Cubra uma placa de Petri de 10 cm com 30 μL de IgG anti-rato caprino em 10 mL de pH 9,5, 50 mM de Tris-HCl durante a noite a 4 °C. Agite a placa para certificar-se de que as superfícies das placas estão uniformemente e totalmente cobertas pela solução de revestimento.
    2. Prepare a solução de anticorpo PDGFRα diluindo 40 μL de anticorpo anti-PDGFRα de rato com 12 mL de solução salina tamponada com fosfato de Dulbecco (DPBS) contendo 0,2% de BSA.
    3. Após 3 lavagens de placa revestida com IgG com 10 mL 1x DPBS cada, incube a placa revestida com IgG com solução de anticorpo PDGFRα em temperatura ambiente por 4 h.
    4. Lave a placa revestida com anticorpos anti-PDGFRα de rato 3 vezes com 10 mL 1x DPBS cada. Adicione suavemente a solução de DPBS ao longo da parede lateral da placa e não perturbe as superfícies revestidas.
    5. Revestir 2 novas placas de Petri de 15 cm para a depleção de células endoteliais e microglia com 20 mL de DPBS contendo 2,3 μg/mL de lectina 1 de Banderiaea simplicifolia (BSL-1) por 2 h.
    6. Lave as placas revestidas com BSL-1 3 vezes com 20 mL 1x DPBS. Adicione suavemente a solução de DPBS ao longo da parede lateral das placas e não perturbe as superfícies revestidas.
  2. A purificação de células de linhagem de oligodendrócitos positivos para PDGFRα é modificada a partir de métodos publicados anteriormente.
    1. Dissecar os tecidos corticais de 2 cérebros de camundongos pós-natal dia 7 (P7) de acordo com protocolos publicados anteriormente.
    2. Dissocie os tecidos para gerar uma suspensão de célula única com um kit de dissociação de tecido neural (P) de acordo com as instruções detalhadas do fabricante.
    3. Cortar brevemente os tecidos corticais dissecados em pedaços com um bisturi e submetê-los a uma digestão enzimática a 37 °C. Após a digestão, dissocie manualmente as peças com pipetas Pasteur de vidro polido a fogo em uma suspensão de célula única.
    4. Centrifugue a suspensão de célula única a 300 x g por 10 min à temperatura ambiente e suspenda o pellet celular usando 15 mL de tampão de imunopanning (o tampão de imunopanning é DPBS com 0,02% de BSA e 5 μg / mL de insulina).
    5. Incube a suspensão unicelular de 2 cérebros de camundongos sequencialmente em 2 placas revestidas com BSL-1 por 15 min em temperatura ambiente com agitação suave da placa a cada 5 min para garantir uma melhor depleção da microglia e das células endoteliais.
    6. Agite suavemente a placa para coletar as células não aderentes na suspensão celular e incube-as na placa revestida com anticorpo PDGFRα de rato por 45 min em temperatura ambiente.
    7. Após a incubação da suspensão celular na placa revestida com anticorpo PDGFRα de rato, gire suavemente a placa para coletar a suspensão celular e enxágue a placa 8 vezes com DPBS para se livrar das células não aderentes. Adicione suavemente a solução de lavagem ao longo da parede lateral da placa e agite a placa várias vezes para se livrar das células não aderentes.
    8. Separe as células da placa revestida com anticorpo PDGFRα de rato usando 4 mL de tratamento com solução de descolamento celular por 10 min a 37 ° C. Agite a placa para desalojar as células aderentes.
    9. Coletar os OPCs purificados por centrifugação a 300 x g à temperatura ambiente, suspender o pellet celular com 2 mL de meio de cultura de células OPC e contar as células usando azul de tripano e um hemocitômetro (500 mL de meio de cultura de células em meio DMEM/F12 contendo 5 mL de solução de penicilina-estreptomicina (P/S), 5 mL N2, 10 mL B27, 5 μg/mL de insulina, 0,1% de BSA, 20 ng/mL de bFGF e 10 ng/mL de PDGFRα).
  3. Validação da pureza dos OPCs após imunopanning.
    1. Para avaliar o enriquecimento de OPCs após imunopanning, use alguns dos OPCs purificados para extração de RNA com uma extração à base de tiocianato de guanídio de acordo com as instruções do fabricante.
    2. Realize qRT-PCR usando master mix de corante verde fluorescente para verificar o enriquecimento da expressão de PDGFRα em OPCs purificados em comparação com células cerebrais dissociadas de acordo com os materiais publicados anteriormente.
    3. Além disso, semeie alguns OPCs purificados nas placas de 24 poços revestidas com Poli-D-Lisina para imunocoloração com anticorpo anti-NG2 condroitina sulfato proteoglicano (NG2) conforme materiais publicados anteriormente.

2. Preparação de ChIP de baixa célula e construção de biblioteca ChIP para sequenciamento de alta taxa de transferência

  1. Olig2 Preparação de ChIP de baixa célula com um sistema de sonicação disponível comercialmente e um kit de ChIP de baixo número de células disponível comercialmente (consulte a Tabela de Materiais) seguindo os procedimentos padrão detalhados das instruções do fabricante.
    1. Após o descolamento da placa revestida com anticorpos anti-PDGFRα de rato e a contagem de células com azul de tripano e um hemocitômetro, colocar 20.000 OPCs purificados em 1 mL de meio de cultura de células OPC para cada reação de ChIP.
    2. Adicione 27 μL de formaldeído a 36,5% para fixar a suspensão celular por 10 min em temperatura ambiente.
      cuidado: Observe que o formaldeído deve ser usado na capela de exaustão química por razões de segurança.
    3. Pare a reticulação de DNA-proteína com 50 μL de glicina 2,5 M por 5 min à temperatura ambiente.
      nota: Todas as etapas devem ser realizadas no gelo ou em uma câmara fria a 4 °C a partir deste ponto.
    4. Lave os grânulos de células reticuladas com 1 mL de solução salina balanceada de Hanks gelada (HBSS) com coquetel de inibidores de protease e obtenha as células peletizadas por uma centrífuga pré-resfriada a 300 x g a 4 ° C.
    5. Lisar o pellet celular em tampão de lise completo de 25 μL por 5 min em ice.
      nota: Agite o tubo para suspender as células no tampão de lise.
    6. Suplementar o lisado celular com 75 μL de HBSS gelado contendo coquetel inibidor de protease e cisalhar a cromatina do lisado celular por sistema de sonicação pré-resfriado com 5 ciclos de programa de 30 s ON e 30 s OFF. Sempre sonicar 6 tubos juntos e certifique-se de que os tubos de equilíbrio contenham 100 μL de água.
    7. Após a tosquia, centrifugar a 14.000 x g durante 10 min a 4 °C e recolher o sobrenadante num novo tubo após centrifugação.
    8. Dilua 100 μL de cromatina cisalhada com um volume igual de tampão ChIP completo gelado com o inibidor de protease.
    9. Economize 20 μL da cromatina cortada diluída como amostra de controle de entrada.
      nota: A amostra de controle de entrada também é necessária como comparação com a amostra imunoprecipitada Olig2 para identificar o DNA imunoprecipitado do anticorpo Olig2.
    10. Adicionar 1 μL de anticorpo anti-olig2 de coelho a 180 μL da cromatina cisalhada diluída e incubar o tubo de reação em uma roda giratória a 40 rpm por 16 h a 4 °C.
      nota: Execute esta etapa em uma câmara fria.
    11. Para cada reação de ChIP, lave 11 μL de grânulos revestidos com proteína magnética A com 55 μL de tampão de lavagem de grânulos e coloque o pellet de grânulos em 11 μL de tampão de lavagem de grânulos após 2 lavagens.
      nota: Execute esta etapa em uma câmara fria.
    12. Para cada reação ChIP, adicione 10 μL de esferas revestidas com proteína A pré-lavadas ao tubo de reação ChIP. Execute esta etapa em uma câmara fria.
    13. Incubar o tubo de reacção ChIP a 4 °C durante mais 2 h numa roda rotativa.
    14. Coloque o tubo de reação ChIP no rack magnético por 1 min.
      nota: Execute esta etapa em uma câmara fria.
    15. Remova o sobrenadante e não desaloje o pellet do cordão.
    16. Lave o pellet de esferas com 100 μL para cada um dos 4 tampões de lavagem, respectivamente, por 4 min em uma roda giratória a 4 °C.
    17. Após as lavagens, adicionar 200 μl de tampão de eluição ao sedimento de esferas e incubar o tubo de reação ChIP a 65 °C durante 4 h para inverter a proteína de ligação cruzada-ADN.
    18. Além disso, adicione 180 μL de tampão de eluição a 20 μL de amostra de controle de entrada e incube a 65 ° C por 4 h para reverter também a proteína de reticulação do DNA.
    19. Adicione 200 μL 25:24:1 (v/v) de mistura de fenol, clorofórmio e álcool isoamílico a cada tubo de reação ChIP.
    20. Vortex vigorosamente por 1 min e centrifugue a 13.000 x g por 15 min em temperatura ambiente. Transfira a fase superior para um novo tubo.
    21. Adicione 40 μL de solução de acetato de sódio 3 M, 1.000 μL de etanol 100% e 2 μL de precipitante de glicogênio covalentemente ligado a um corante azul a cada tubo de reação ChIP durante a noite a -20 ° C.
    22. Centrifugue a 13.000 x g por 20 min a 4 °C.
    23. Descarte o sobrenadante, lave com 500 μL de etanol frio a 70% e centrifugue a 13.000 x g por 20 min a 4 ° C.
    24. Descarte o sobrenadante, mantenha o pellet seco por 10 min e dissolva o pellet com 50 μL de água.
  2. Construção de biblioteca ChIP para sequenciamento de alto rendimento
    1. Limpe e concentre o DNA ChIP com um kit de limpeza de acordo com as instruções do fabricante.
    2. Quantificar a amostra de ChIP com um pico-verde de acordo com as instruções do fabricante.
    3. Use um kit ChIP-seq para T-tailing, replicação e tailing, comutação e extensão de modelos, adição de adaptadores e amplificação, seleção de tamanho de biblioteca e purificação de acordo com as instruções do fabricante.
      1. Após a desnaturação do dsDNA, desfosforile a extremidade 3' do ssDNA pela fosfatase alcalina do camarão e adicione uma cauda poli (T) ao ssDNA pela desoxinucleotidil transferase terminal.
      2. Recozer o DNA Poly (dA) Primer para o modelo ssDNA para a replicação do DNA e troca de modelo.
      3. Após a troca de modelo, amplifique a biblioteca ChIP-seq por PCR com os primers direto e reverso para indexação.
      4. Selecione a biblioteca ChIP-seq amplificada por PCR com fragmentos variando de 250 a 500 pb por esferas paramagnéticas pela opção 2 para seleção de tamanho duplo.
      5. Examine a qualidade da biblioteca ChIP-seq selecionada usando um dispositivo de eletroforese capilar de chip microfluídico.

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Divulgações

Não há conflitos de interesse declarados.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Reagente/ Equipamento
Lectina 1 de Banderiaea simplicifoliaLaboratórios de vetores# L-1100
Anticorpo anti-PDGFRa de ratoBD Biociência# 558774
Kit de dissociação do tecido neural (P)MACS Miltenyi Biotec# 130-092-628
AccutaseTecnologias STEMCELL# 07920
TRIzolThermo Fisher# 15596026
Anticorpo anti-NG2 sulfato de condroitina proteoglicanoMillipore# AB5320
Dispositivo de sonicação Bioruptor PicoDiagenode# B01060001
Kit True MicroChIPDiagenode# C01010130
Fenol: Clorofórmio: Álcool isoamílico (25: 24: 1, v / v)Thermo Fisher# 15593031
Kit de limpeza de gel e PCR NucleoSpinMACHEREY-NAGEL# 740609
Kit de ensaio Quant-iT PicoGreen dsDNAThermo Fisher# P11496
Kit DNA SMART ChIP-SeqLaboratórios Clontech# 634865
Agencourt AMPure XPBeckman Voulter# A63880
GlicoazulThermo Fisher# AM9516
Pico-verdeThermo Fisher# P11496
D-PBSThermo Fisher# 14190-144
Mistura master SYBR GreenLaboratórios Bio-Rad# 1725124
DMEM/F12Fisher Científico# 11-320-033
Penicilina-estreptomicina (P/S)Fisher Científico# 15140122
Suplemento N-2Fisher Científico# 17502048
Suplemento B-27Fisher Científico# 17504044
insulinasigma# I6634Prepare a solução de insulina 0,5 mg / ml dissolvendo 5 mg de insulina em 10 ml de água e 50 μl de HCl 1 N.
Albumina de soro bovino, adequada para cultura de células (BSA)sigma# A4161Prepare a solução de BSA a 4% dissolvendo 4 g de BSA em 100 ml de D-PBS e ajuste o pH para 7,4
Proteína básica do fator de crescimento de fibroblastos humanos recombinante (bFGF)EMD Millipore# GF003
PDGF-AA HUMANOVWR# 102061-188
Poli-D-lisinaVWR# IC15017510Preparar 1 mg/ml de solução de poli-D-lisina dissolvendo 10 mg de poli-D-lisina em 10 ml de água e diluir 100 vezes durante a utilização.
Placas de Petri descartáveis Falcon, estéreis, Corning, 100x15mmVWR# 25373-100
Placas de Petri descartáveis Falcon, estéreis, Corning, 150x15mmVWR# 25373-187
HBSS, 10X, sem cálcio, sem magnésio, sem vermelho de fenolFisher Científico# 14185-052
Azul TrypanTecnologias de células-tronco# 07050
Coquetel de inibidores de proteasesigma# 11697498001
Nomes de primer usados para qPCRSequências de primers usadas para qPCR
Mbp-F:CTATAAATCGGCTCACAAGG
MBP-R:AGGCGGTTATATTAAGAAGC
Iba1-F:ACTGCCAGCCTAAGACAACC
IBA1-R:GCTTTTCCTCCCTGCAAATCC
Mog-F:GGCTTCTTGGAGGAAGGGAC
Mog-R:TGAATTGTCCTGCATAGCTGC
GAPDH-FATGACATCAAGAAGGTGGTG
GAPDH-RCATACCAGGAAATGAGCTTG
Tuj1-FTTTTCGTCTCTAGCCGCGTG
Tuj1-RGATGACCTCCCAGAACTTGGC
PDGFRα-FAGAGTTACACGTTTGAGCTGTC
PDGFRα-RGTCCCTCCACGGTACTCCT

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