O decote sob metas e tagmentação (CUT&Tag) é uma estratégia eficiente de perfil epigenômico de cromatina eficiente. Este protocolo apresenta uma estratégia refinada da CUT&Tag para o perfil das modificações de histonas nas plantas.
Artigo de método
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O decote sob metas e tagmentação (CUT&Tag) é uma estratégia eficiente de perfil epigenômico de cromatina eficiente. Este protocolo apresenta uma estratégia refinada da CUT&Tag para o perfil das modificações de histonas nas plantas.
Regulação epigenômica no nível cromático, incluindo modificações de DNA e histona, comportamentos de fatores de transcrição e RNAs não codificantes com suas proteínas recrutadas, levam ao controle temporal e espacial da expressão genética. O decote sob alvos e tagmentação (CUT&Tag) é um método de enzimática em que a proteína específica da cromatina é primeiro reconhecida por seu anticorpo específico, e então o anticorpo amarra uma proteína de fusão A-transposase (pA-Tn5), que corta a cromatina alvo in situ pela ativação de íons de magnésio. Aqui, fornecemos nosso protocolo CUT&Tag publicado anteriormente usando núcleos intactos isolados de folhas de algodão allortetraploid com modificação. Este protocolo passo a passo pode ser usado para pesquisa epigenômica em plantas. Além disso, modificações substanciais para o isolamento dos núcleos vegetais são fornecidas com comentários críticos.
Os locais de DNA de ligação do fator de transcrição e a cromatina aberta associadas às marcas de modificação de histona servem papéis funcionais críticos na regulação da expressão genética e são os principais focos da pesquisa epigenética1. Convencionalmente, o ensaio de imunoprecipitação de cromatina (ChIP) juntamente com sequenciamento profundo (ChIP-seq) tem sido usado para a identificação em todo o genoma de modificação de histona cromatina específica ou alvos de DNA com proteínas específicas, e é amplamente adotado no campo da epigenética2. O decote sob alvos e a tecnologia de tagmentação (CUT&Tag) foi originalmente desenvolvido pelo Laboratório Henikoff para capturar os fragmentos de DNA afiliados à proteína em todo o genoma5. Quando comparado ao ChIP, a CUT&Tagcan gera bibliotecas de DNA em alta resolução e fundo excepcionalmente baixo usando um pequeno número de células com um procedimento simplificado3. Até o momento, foram estabelecidos métodos para análise de regiões de cromatina com modificações específicas de histona utilizando CUT&Tag em células animais4,5. Especificamente, cut&tag de célula única (scCUT&Tag) também foi desenvolvido com sucesso para tecidos humanos e células6. No entanto, devido à complexidade da parede celular e metabólitos secundários, a CUT&Tag ainda é tecnicamente desafiadora para tecidos vegetais.
Anteriormente, relatamos um protocolo CUT&Tag usando núcleos intactos isolados de folhas de algodão allotetraploid4. Para demonstrar a eficiência do isolamento dos núcleos e da captura de DNA utilizando tecido vegetal, o procedimento de criação de perfil é apresentado aqui. Os principais passos incluem isolamento de núcleos intactos, incubação in situ com o anticorpo para modificação de cromatina, incubação transposase, integração adaptadora e preparação da biblioteca de DNA. A solução de problemas se concentra na preparação da biblioteca CUT&Tag para o isolamento dos núcleos da planta e controle de qualidade.
Neste estudo, apresentamos uma estratégia refinada da CUT&Tag para plantas. Não só fornecemos um protocolo passo-a-passo para o perfil H3K4me3 em folhas de algodão, mas também fornecemos uma metodologia otimizada para o isolamento dos núcleos vegetais, incluindo a estratégia de seleção da concentração de detergente para a lise celular adequada e a estratégia de filtragem dos núcleos. Passos detalhados com comentários críticos também estão incluídos neste protocolo atualizado.
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1. Prepare soluções de transposase e estoque (Dia 1)
NOTA: Nesta parte, os adaptadores de oligonucleotídeos são complexos com transposase Tn5 para fazer transposase ativa.
2. Isolamento dos núcleos (Dia 2)
3. Incubação de anticorpos
4. Incubação transposase
5. Tagmentação
6. Extração de DNA e construção de biblioteca NGS
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A Figura 1 retrata o fluxo de trabalho CUT&Tag. A Figura 2 mostra a coloração da DAPI dos núcleos intactos. O objetivo do passo do "isolamento dos núcleos" foi obter os núcleos intactos em uma quantidade suficiente para a reação subsequente da CUT&Tag. A Figura 3 mostra a eletroforese de gel agarose dos produtos PCR. O controle negativo do IgG é necessário em paralelo ao configurar o experimento. Em comparação com o grupo de...
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Aqui, descrevemos a CUT&Tag, uma tecnologia para gerar bibliotecas de DNA em alta resolução e fundo excepcionalmente baixo usando um pequeno número de células com um procedimento simplificado em comparação com a imunoprecipitação de cromatina (ChIP). Nosso sucesso com o perfil H3K4me3 em folhas de algodão sugere que a CUT&Tag, que foi projetada pela primeira vez para células animais, também pode ser usada para células vegetais. Tanto o sistema tampão Tris comumente usado para o ensaio ChIP8 quanto...
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Todos os autores não têm conflitos de interesse com qualquer empresa negociando um dos produtos mencionados acima.
Este trabalho foi apoiado financeiramente em parte por subsídios da Fundação Nacional de Ciência Natural da China (NSFC, 31900395, 31971985, 31901430), e fundos de pesquisa fundamental para as Universidades Centrais, Hainan Yazhou Bay Seed Lab (JBGS, B21HJ0403), Hainan Provincial Natural Science Foundation of China (320LH002) e projeto JCIC-MCP.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Anticorpo | |||
| Anti-H3K4me3 | Millipore | 07-473 | |
| Coelho normal IgG | Millipore | 12-370 | |
| Produtos químicos | |||
| Albumina de soro bovino (BSA) | Faça 10 mg/ml de solução estoque de BSA. Armazene a -20° D | ||
| digitonina (~50% (TLC) | Sigma-Aldrich | D141 | Fazer solução estoque de digitonina a 5% (200 mg de digitonina [~50% de pureza] para 2 mL de DMSO). Nota: Esterilize usando um filtro de 0.22 mícron. Armazene a -20° C |
| dimetilsulfóxido (DMSO) | |||
| clorofórmio | |||
| etilenodiaminotetracético (EDTA) | Faça uma solução-mãe de EDTA 0,5 M (pH = 8,5). Nota: Fazer 100 mL de EDTA 0,5-M (pH = 8,5) requer aproximadamente 2 g de pellets de hidróxido de sódio (NaOH) para ajustar o pH | ||
| etanol | |||
| Coprecipitante GlycoBlue Coprecipitante (15 mg/mL) | Invitrogen | AM9516 | |
| (MgCl2) | Fazer 1 M MgCl2 solução estoque | ||
| coquetel de inibidor de protease | Calbiochem | 539133-1SET | |
| cloreto de potássio (KCl) | Faça 1 M KCl solução estoque | ||
| fenol:clorofórmio:álcool isoamílico (25:24:1,v:v:v) | |||
| cloreto de sódio (NaCl) | Faça 5 M NaCl solução estoque | ||
| espermidina | Faça 2 M solução estoque de espermidina, armazene a -20°C. | ||
| dodecil sulfato de sódio (SDS) | Faça uma solução estoque de SDS a 10%. Nota: Não autoclave; esterilizar usando um filtro de 0,22 mícron | ||
| Base | Tris Faça 1 M Tris (pH = 8,0) solução estoque | ||
| Triton X-100 | Faça 20% Triton X-100 solução estoque | ||
| < forte > enzima < / forte > | |||
| hiperativa pG-Tn5 / pA-Tn5 transposase para CUT & Tag | Vazyme | S602 / S603 | Verifique a afinidade do anticorpo da proteína A ou proteína G que está fundida com o Tn5. De um modo geral, as proteínas A e G têm ampla afinidade com anticorpos. No entanto, a proteína A tem uma afinidade relativamente maior com os anticorpos de coelho e a proteína G tem uma afinidade relativamente maior com os anticorpos de camundongo. Selecione os produtos de transposase apropriados que correspondam ao seu anticorpo. |
| TruePrep Amplify Enzyme | Vazyme | TD601 | |
| Equipment | |||
| Centrifuge | Eppendorf | 5424R | |
| Máquina de PCR | Applied Biosystems | ABI9700 | |
| Agitador orbital | MIULAB | HS-25 | |
| NanoDrop One espectrofotômetro | Thermo Scientific | ND-UM-W |
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