Name: CometChip: A alta taxa de transferência de plataforma 96-Bem, para avaliação dos danos causados no DNA em células Microarrayed Humanos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-10-18T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 59 s
Description: Aprenda a usar o CometChip para avaliar danos no DNA em células de mamíferos com alta sensibilidade. Esta plataforma de 96 poços permite triagem em larga escala para estudos genotoxicológicos e descoberta de fármacos.

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Este trabalho foi apoiar principalmente por 5-UO1-ES016045 com apoio parcial do 1-R21-R44-ES019498 e ES021116. DMW foi apoiado pela Formação Grant NIEHS em Toxicologia Ambiental T32-ES007020. O equipamento foi fornecido pelo Centro de Ciências da Saúde Ambiental P30-ES002109.

1 Preparação de Chip <ol style="margin-left: 40px;"><li> Remover gel chip da embalagem e coloque em um lado de um filme bem placa retangular, gel para baixo. </li><li> Lavar em gel em 25 ml de 1x PBS durante 15 min, repetir duas vezes. </li><li> Situado em gel em placa de vidro e da orientação da etiqueta de gel em conformidade. </li><li> Pressione suavemente um fundo placa de 96 poços invertido no gel; certificar-se de que todas as cavidades da placa de fundo bem dentro da área do gel. </li><li> Use 1,5 &#39;&#39; grampos da pasta em cada lado da placa de fixação para fixar com o vidro. </li><li> Aspirar o excesso de tampão PBS em cada poço. </li></ol> 2. Carregando Células <ol style="margin-left: 40px;"><li> Preparar suspensões de células: <ol><li> Para as linhas de células em suspensão, dilui-se a suspensão de células no meio para se obter uma concentração final de 10 5 a 10 6 células / ml. </li><li> Para as linhas de células aderentes, siga DESMONTAR / protocolos tripsinização normais e dilute células isoladas em meio a uma concentração final de 10 5 a 10 6 células / ml. Se as células agregam, passar a suspensão das células em um filtro de células para obter uma suspensão de célula única. </li></ol></li><li> Adicionar 100 ul de suspensão celular a cada poço da placa de 96 poços. </li><li> Cobrir a placa com película de gel para evitar a evaporação dos meios de comunicação. </li><li> Permitir que as células de carga durante pelo menos 30 minutos em 37 ° C incubadora. </li><li> Remover chip da mídia incubadora e aspirado de cada poço. </li><li> Remover grampos da pasta e sem fundo placa de 96 poços; segurar o chip, com a placa de vidro, num ângulo e lavar com 1x PBS para remover o excesso de células em agarose. </li><li> Verifique carregamento celular usando um microscópio de campo claro com uma lente objetiva de 4X. Se o carregamento não se tem observado, repita a partir do passo 2.1. </li><li> Coloque chips carregados numa superfície uniforme (bancada de laboratório). Chip de sobreposição com 1% de baixo ponto de fusão (LMP) de agarose, que é pré-aquecido a 37 ° C. Use aproximadamente 2̵1, 3 ml de agarose LMP é necessária para cada chip. </li><li> Permitir sobreposição para solidificar primeiro à temperatura ambiente durante 3 minutos e em seguida mover-se para 4 ° C durante 5 min refrigerador para a gelificação completa. </li></ol> 3. Dosagem e Reparação NOTA: Para estudo de base nível de dano do DNA, pule para o Passo 4. <ol style="margin-left: 40px;"><li> Alinhar cuidadosamente os poços de o chip (criado a partir de aperto anterior), com os poços de um novo fundo de 96 poços da placa. Re-pressione o fundo placa de 96 poços em aperto superior e prenda com grampos da pasta. </li><li> Adicionar 100 ul de química de dose desejada para cada poço da placa de 96 poços; realizar dosagem / tratamento em gelo ou a 4 ° C em frigorífico durante período de tempo desejado. </li><li> Após a dosagem, produtos químicos aspirado de cada poço e lavar afastado químico residual usando 1x PBS. Se o dano direto é estudada aqui, vá para a Etapa 4. </li><li> Para estudar a cinética de reparação, permitir que as células no chip para reparar emmeios de comunicação, a 37 ° C. Lyse (vá para a Etapa 4) em momentos específicos. NOTA: O reparo pode ser realizada on-chip com um fundo da placa de 96 poços em anexo, ou o chip pode ser cortado em partes separadas, após a remoção do fundo da placa de 96 poços. </li></ol> 4. Lise <ol style="margin-left: 40px;"><li> Para realizar o ensaio cometa alcalino: <ol><li> Fazer funcionar tampão de lise alcalina pela adição de 1% de Triton X-100 a alcalino solução estoque de lise (2,5 M de NaCl, 100 mM de Na 2 EDTA, 10 mM Tris, de pH 10). Prepare a cerca de 25 ml de tampão de lise de trabalho para cada chip. </li><li> Pré-tampão de lise frio de trabalho alcalino, a 4 ° C. </li><li> Submerge chip no tampão de lise frio de trabalho e permitir que a lise alcalina para executar O / N a 4 ° C em frigorífico. </li></ol></li><li> Para realizar o teste do cometa neutro: <ol><li> Fazer funcionar tampão de lise neutro através da adição de 1% de Triton X-100 e 10% de DMSO a uma solução estoque de lise neutro (2,5 M NaCl, 100 mM de Na 2 EDTA, 10mM de Tris, 1% de N -Lauroylsarcosine, pH 9,5). Prepare a cerca de 25 ml de tampão de lise de trabalho para cada chip. </li><li> Pré-aquecer a trabalhar tampão de lise neutro a 43 ° C. </li><li> Submerge chip no tampão de lise de trabalho quente neutra e permitir realizar a lise S / N em 43 ° C incubadora. </li></ol></li></ol> 5. Eletroforese <ol style="margin-left: 40px;"><li> Para realizar o ensaio cometa alcalino: <ol><li> Remover o tampão de lise e lavar rapidamente com chip de 1x PBS. </li><li> Chip de seguro em uma câmara de eletroforese com gel lado filme voltado para baixo usando a fita dupla face. </li><li> Traga a câmara a 4 ° C, uma sala fria. </li><li> Encher a câmara com tampão frio electroforese alcalina (NaOH 0,3 M, 1 mM de Na 2 EDTA) a um nível que apenas cobre o gel. </li><li> Permitir para relaxar alcalina por 40 min. </li><li> Executar electroforese a 1 V / cm e 300 mA durante 30 minutos em câmara fria. Ajuste o volume de tampão de eletroforese no chaMBER alcançar corrente que desejado. </li></ol></li><li> Para realizar o teste do cometa neutro: <ol><li> Remover o tampão de lise e enxaguar chip com tampão de electroforese neutro (2 mM Na 2 EDTA, 90 mM Tris, 90 mM ácido bórico, pH 8,5), durante 2 x 15 min a 4 ° C. </li><li> Chip de seguro em uma câmara de eletroforese com gel lado filme voltado para baixo usando a fita dupla face. </li><li> Traga a câmara a 4 ° C, uma sala fria. </li><li> Encher a câmara com tampão de electroforese neutro frio (2 mM Na 2 EDTA, 90 mM Tris, 90 mM ácido bórico, pH 8,5) a um nível que apenas cobre o gel. </li><li> Permitir que o gel de sentar-se em câmara fria por 60 minutos. </li><li> Executar electroforese a 0,6 V / cm e 6 mA durante 60 minutos em câmara fria. Ajustar o volume de tampão de electroforese na câmara até atingir actual funcionamento desejado. </li></ol></li></ol> 6. imagem fluorescente <ol style="margin-left: 40px;"><li> Remover chip da câmara de electroforese de colsala d. </li><li> Neutraliza-se os géis em tampão de neutralização (0,4 M Tris, pH 7,5), durante 2 x 15 min em 4 ° C frigorífico. </li><li> Manchar o chip com mancha DNA fluorescente de escolha (ou seja, ouro SYBR, brometo de etídio) sob a fábrica recomenda procedimentos. Imagem por microscopia fluorescente. </li></ol> Análise de Dados 7. Analisar imagens do cometa por software ensaio cometa padrão como Komet 5.5.

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</ol>

O CometChip foi licenciado para a Trevigen, Inc. com base em uma apresentação de patente que inclui Wood, Weingeist, Bhatia e Engelward.

Genotoxinas onipresente no meio ambiente e também dentro das células humanas exercem estresse inevitável e danos ao DNA celular. De facto, foi estimado que existem 1,000 s de lesões do ADN presentes em células humanas em estado estacionário 18. Entender a susceptibilidade a danos e cinética de reparo em humanos não só traz conhecimento para a pesquisa básica, mas também beneficia o desenvolvimento de drogas. Ironicamente, apesar de a capacidade de dano ao DNA para promover o câncer, agentes danificadores do ADN são utilizados em níveis muito elevados para o tratamento de câncer, fazendo com que o conhecimento sobre o dano ao DNA e reparar relevantes para a medicina personalizada. O CometChip é um dispositivo de pesquisa romance que utiliza práticas de microfabricação para revolucionar um ensaio de dano ao DNA de longa existiu. Com base nos mesmos princípios do ensaio do cometa tradicional, o chip oferece significativamente maior rendimento e melhor reprodutibilidade. Descrevemos aqui métodos para usar este chip. Para esclarecer sua utilidade e robustez, mostramos resultados from várias experiências em que o chip foi usado para avaliar os danos induzidos por vários agentes que danificam o ADN diferente, e desde que tenha sido utilizado para avaliar a reparação do ADN. Juntos, os resultados aqui apresentados fornecem informações úteis para o uso do chip e demonstrar sua ampla aplicabilidade a investigação sobre os danos e reparo do DNA. Um dos passos mais importantes neste protocolo é realizar o carregamento de células eficaz. Muitas linhas celulares foram testadas neste sistema, incluindo tanto a suspensão e as células aderentes. Carregando a eficácia depende de muitas variáveis ​​tais como o tipo de células, o tamanho das células, a concentração de carga e tempo. Linhas de células em suspensão, tais como células linfoblastoides são os mais fáceis de se trabalhar. A concentração da suspensão de células pode variar de abril 10-junho 10 células por 96 poços e carregamento normalmente completa em 15-30 min. Densidade celular mais elevada facilita o carregamento e diminui a quantidade de tempo necessário para que as células se instalam nos micropoços. Parâmetros de carregamento de células aderentes pode ser diferente a partir de células em suspensão. As linhas celulares, tais como de ovário de hamster chinês (CHO) células, foram encontrados a ter semelhante eficiência de carga, como as células em suspensão (a seguir tripsinização) e, assim, utilizar condições de carga semelhantes. Outros tipos de células, tais como células tumorais que formam facilmente agregados de células em suspensão, requerem um tratamento adicional. Passando suspensões de células através de um filtro de uma única célula e adicionando tripsina para a mídia suspensão pode suprimir a formação de grupos de células durante o carregamento. Finalmente, em termos de tempo de carga, o tempo requerido para a captura de linhas de células aderentes em micropoços pode variar de 20 minutos a 1 hora. Como resultado, é recomendável que os usuários realizam experiências-piloto para determinar as condições de carga ideais antes de proceder a novas investigações. Carregando eficácia pode ser visualizada sob um microscópio de campo brilhante ou, mais precisamente através da coloração revelou que as células encapsuladas com DAPI ou outro DNAmanchas antes da avaliação sob o microscópio fluorescente. Uma grande vantagem deste método é a versatilidade e chip. Primeiro, os pesquisadores não estão restritos a uma concentração de células de trabalho específico, porque as células em excesso são lavados, eo microarray garante uniforme cometa densidade. Em segundo lugar, os micropoços podem ser feitas com tamanhos variados para acomodar os tipos de células de diferentes tamanhos. Em circunstâncias que várias células são capturadas em uma única microplaca, cometas multi-celulares são resultados de auto-calibrada e rendimento consistente em comparação com os cometas unicelulares 6,7. Outro benefício da padronização de células em um microarray é que todos os cometas são então no mesmo plano focal com posições fixas, reduzindo o ruído causado por cometas desfocados e facilitando a imagem e análise automatizada. As melhorias significativas no rendimento e sensibilidade fornecidas pelo CometChip permitir a aplicação do ensaio para os estudos de grande escala. Tomados em conjunto, o chip fornecersa ferramenta valiosa para avaliação de danos de DNA para pesquisadores, toxicologistas, epidemiologistas e clínicos. Enquanto o ensaio de cometa é conhecida pela sua excelente sensibilidade na detecção de uma ampla gama de danos no ADN, este ensaio também padece de baixa especificidade. Usando este protocolo melhora a reprodutibilidade e rendimento do ensaio, mas não demonstra avanço na especificidade. No entanto, o ensaio de multiplexagem com outras metodologias tem sido relatada como sendo eficaz na obtenção de uma maior especificidade. Um exemplo é a inclusão de enzimas específicas de lesão purificadas. Estas enzimas podem converter lesões de base de outra forma indetectáveis ​​em rupturas dos filamentos detectáveis ​​e sítios abásicos 1,19-21. Um exemplo amplamente utilizado é o reparo endonuclease-DNA formamidopyrimidine glicosilase (FPG), o que revela modificações no DNA oxidativo 19,22. Uma vez que o passo de digestão enzimática é aplicado após a lise celular, o sistema pode ser tratado da mesma maneira que umsa tradicional slides agarose sem alterações no protocolo. Embora o protocolo detalhado não é aqui descrito, esta abordagem foi adaptada por muitos utilizadores ensaio cometa tradicionais no passado e os protocolos podem ser facilmente encontrados. Em publicação anterior, foi utilizado este método para identificar induzida por luz fluorescente dano 22. A maior vantagem deste método é a taxa de transferência que proporciona, que abre as portas para os estudos que foram anteriormente virtualmente impossível. A capacidade de processamento de 96 amostras na mesma plataforma, não só reduz o trabalho e o tempo, mas também reduz o ruído experimental e aumenta muito a reprodutibilidade. Variação inter amostras é significativamente menor do que a variação tradicional slide-a-deslizante, que pode ser 2 vezes maior do que a variação observada com este chip 6,7. Redução de ruído também leva a melhor sensibilidade, permitindo a detecção de diferenças mais sutis entre as amostras. Uma vez que o dispositivo emprega um standard formato de 96 poços, é compatível com equipamentos de investigação geral e HTS tecnologias. Considere-se um estudo que requer uma avaliação de 100 amostras, assumindo que um pesquisador média pode processar ~ 30 lâminas de vidro ao longo de vários dias. Tendo em conta que cada amostra deve ser realizada em triplicado, que levaria cerca de um mês para completar esse estudo, que também sofreria inevitavelmente de amostra para amostra variação. Em contraste, o processamento de 100 condições, cada um em triplicado, com este chip requer apenas alguns pratos e pode ser realizada em três dias. Esta melhoria significativa na taxa de transferência abre as portas para estudos que antes eram inatingíveis. O protocolo aqui apresentado descreve ambos os procedimentos básicos para a realização do teste do cometa padrão e as etapas modificadas necessários para usar a plataforma CometChip. Com a capacidade de medir os níveis de danos ao DNA inerentes ea resposta posterior reparação, o ensaio é altamente relevante parauma variedade de aplicações biológicas e clínicas. Informações sobre o impacto da exposição a produtos químicos específicos no genoma facilita a prevenção e tratamento da doença. Além disso, há também um interesse significativo em determinar as variações na sensibilidade do dano no DNA e capacidade de reparação entre indivíduos 23,24. Esta técnica proporciona o rendimento necessário para tais estudos em larga escala. O conhecimento sobre as variações inter-individuais é fundamental para identificar pessoas suscetíveis e para a concepção de terapias individualizadas ou estratégias de prevenções. Tomados em conjunto, a tecnologia aqui apresentada proporciona um elevado rendimento, plataforma objectivo e análise quantitativa de dano de ADN que tem o potencial para se tornar uma metodologia padrão no futuro próximo.

A eletroforese em gel de célula única (SCGE) ensaio (também conhecido como o teste do cometa) é uma técnica amplamente utilizada para a quantificação de um amplo espectro de lesões de DNA, incluindo lesões da base, sitios não básicos, rupturas dos filamentos individuais, rupturas de filamentos duplos, ligações cruzadas e sensível alcalino locais. O princípio subjacente ao doseamento é que o DNA danificado migra mais rapidamente do que o ADN não danificado devido a fragmentação e perda de estrutura superhelical. A extensão da migração é proporcional à quantidade de dano de ADN, e podem ser visualizados por microscopia de fluorescência. -Captura de imagem e análise de perfil de intensidade de DNA em forma de cometa indivíduo em seguida, entregar as medições de parâmetros tais como o comprimento da cauda, ​​momento de cauda, ​​e% DNA na cauda para revelar o nível de danos no DNA em uma célula 1-4. Atualmente, existem duas versões comumente utilizados do ensaio do cometa: a) ensaio cometa alcalino e b) teste do cometa neutro. O ensaio cometa alcalino é o mais amplamenteversão utilizada, que usa um tampão de pH elevado para relaxar antes de eletroforese de DNA e, assim, detectar todos os tipos de quebras de fita e sítios álcali-sensíveis. O ensaio do cometa neutro, por outro lado, é menos experiente porque usa um tampão neutro para manter as hélices duplas e detectar apenas quebras da cadeia dupla 2,5. Para agentes químicos e físicos que induzem DSBs, SSBs são criados em conjunto, e são formadas em níveis muito mais elevados (por exemplo, SSBs induzidas γIR são uma ordem de magnitude mais comum do LAP). Para a maioria de DNA exposições prejudiciais, LAP são muito menos freqüentes do que outras classes de danos no DNA, e são, portanto, mais difíceis de detectar. Temos demonstrado em publicações anteriores, a janela de detecção de ambas as versões. 6,7 Embora o teste do cometa tem sido utilizado rotineiramente para pesquisa básica sobre danos e reparo do DNA e testes de genotoxicidade 1,2,8-15, o ensaio foi relatado ter fraca reprodutibilidade devido à amostra-a-exemplo, pessoa-a-pessoa e variabilidade de laboratório para laboratório. Além disso, o ensaio é de baixa taxa de transferência, em parte porque a aquisição de imagem e análise de dados são trabalhosos. Juntas, essas limitações contribuem para a sua relativamente baixa aceitação em estudos de grande escala. Através da integração de tecnologias e princípios de engenharia, o CometChip traz uma solução para os problemas de rendimento e inconsistências que estão associados com o ensaio cometa tradicional 6,7. Resumidamente, para criar o chip, de um molde é microfabricados utilizando fotolitografia para criar microposts com diâmetros tão pequenos como a de uma única célula. O molde é, então, utilizada para estampar em agarose fundida, resultando num conjunto de micropoços depois solidifica gel. Fichas estão sendo desenvolvidos para fornecer aos pesquisadores poços de tamanho variável para compatível com diferentes tipos de células. Para carregar o chip, as células em meios de comunicação estão autorizados a instalar-se nos poços de gravidade; células em excesso são lavados. As células são então presos nos encapsuladoção de uma fina camada de agarose de baixo ponto de fusão, e uma placa de 96 cavidades sem fundo é então presa à superfície do gel para criar macrowells 96, cada um com centenas de micropoços na sua superfície inferior. Este protocolo descreve os procedimentos gerais para experimentos com esse chip, que incluem preparação de gel, o carregamento de células, dosagem e reparação, a lise celular, eletroforese, e imagens fluorescentes. Demonstramos dois exemplos de experiências de resposta à dose com células linfoblásticas expostas conhecido agentes danificadores de ADN, utilizando versões neutras e alcalinas de ensaio, respectivamente. Duas experiências de reparação também são mostradas a descrever como a resposta de reparação pós-exposição pode ser avaliada usando o sistema.

<table><tbody><tr><td>UltraPure LMP Agarose (baixo ponto de fusão)</td> <td>Invitrogen</td><td>16520</td><td>Vários fornecedores</td></tr><tr><td>Dulbecco's phosphate buffered sally (PBS) 1x</td><td>Gibco by life technologies</td><td>14190</td><td>Vários fornecedores</td></tr><tr><td>Crystalline NaCl</td><td>Macron Chemicals</td><td>7581-06</td><td>Vários fornecedores</td></tr><tr><td>Crystalline Na2EDTA</td><td>Macron Chemicals</td><td>4931-04</td><td>Vários fornecedores, Tris Cristalino Irritante</td></tr><tr><td>(base)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T1503</td><td>Fornecedores múltiplos, Tris Cristalino Irritante</td></tr><tr><td>(ácido)</td><td>J.T.Baker</td><td>4106</td><td>Fornecedores múltiplos</td></tr><tr><td>Cristalino N-lauroylsarcosine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L9150</td><td>Fornecedores múltiplos, Altamente tóxico por inalação, Tritão Irritante</td></tr><tr><td>X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>X100</td><td>Vários fornecedores, Nocivo por ingestão.,</td></tr><tr><td>Dimetilsulfóxido irritante (DMSO)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D4540</td><td>Vários fornecedores, Líquido combustível, Efeito de órgão-alvo</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>cristalino Macron Chemicals</td><td>7708-06</td><td>Vários fornecedores,</td></tr><tr><td>Ácido clorídrico corrosivo</td><td>VWR</td><td>BDH3871</td><td>Vários fornecedores, Corrosivo</td></tr><tr><td>Ácido bórico cristalino</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>B6768</td><td>Vários fornecedores, Efeito de órgão-alvo, Teratógeno, Risco reprodutivo</td></tr><tr><td>CometChip</td><td>Trevigen</td><td></td><td>Em desenvolvimento para distribuição, entre em contato diretamente com a Trevigen para obter os materiais necessários</td></tr><tr><td>Prato de 1 poço</td><td>Thomas Scientific</td><td>73521-420</td><td></td></tr><tr><td>Placa sem fundo de 96 poços</td><td>VWR</td><td>655000-06</td><td></td></tr><tr><td>Grampos de fichário de 1,5'</td><td>Grampos</td><td></td><td>Vários fornecedores</td></tr><tr><td>Placa de vidro</td><td>Tag Hardware</td><td></td><td>Personalizado para o tamanho de uma placa de 96 poços</td></tr><tr><td>Sistema de eletroforese horizontal Owl</td><td>VWR</td><td>27372-131</td><td>Vários fornecedores</td></tr><tr><td>Fonte de alimentação básica PowerPac</td><td>Bio-Rad</td><td>164-5050</td><td>Vários fornecedores</td></tr></tbody></table>

cometchip: a alta taxa de transferência de plataforma 96-bem, para avaliação dos danos causados ​​no dna em células microarrayed humanos

CometChip: A High-throughput 96-Well Platform for Measuring DNA Damage in Microarrayed Human Cells

Os agentes prejudiciais ao DNA podem promover o envelhecimento, doenças e câncer e são onipresentes no meio ambiente e produzidos dentro das células humanas como metabólitos celulares normais. Ironicamente, em altas doses, agentes prejudiciais ao DNA também são usados para tratar o câncer. A capacidade de quantificar as respostas a danos no DNA é, portanto, crítica nos domínios da saúde pública, farmacêutico e clínico. Aqui, descrevemos uma nova plataforma que explora técnicas de microfabricação para padronizar células em um microarray fixo. O 'CometChip' é baseado no ensaio de eletroforese em gel de célula única bem estabelecido (também conhecido como ensaio cometa), que estima o nível de dano ao DNA avaliando a extensão da migração do DNA através de uma matriz em um campo elétrico. O tipo de dano medido por este ensaio inclui locais básicos, ligações cruzadas e quebras de cordão. Em vez de serem dispersas aleatoriamente em agarose no ensaio tradicional, as células são capturadas em uma matriz de micropoços de agarose por gravidade. A plataforma também se expande do tamanho de uma lâmina de microscópio padrão para um formato de 96 poços, permitindo o processamento paralelo. Aqui descrevemos os protocolos de uso do chip para avaliar danos ao DNA causados por agentes genotóxicos conhecidos e a resposta de reparo celular seguida após a exposição. Por meio da integração de princípios biológicos e de engenharia, esse método potencializa medições robustas e sensíveis de danos ao DNA em células humanas e fornece o rendimento necessário para testes de genotoxicidade, desenvolvimento de medicamentos, estudos epidemiológicos e ensaios clínicos.

Neste primeiro exemplo, descreve-se a abordagem para a quantificação dos níveis iniciais de danos ao DNA em células linfoblastóides humanas após exposição a dano oxidativo utilizando H 2 O 2. A fim de avaliar a H 2 O 2 a lesões induzidas por base e quebras de cadeia simples, são utilizadas condições de cometa alcalinas. Após o carregamento está completo e as células foram encapsuladas com a camada de agarose, um fundo de 96 poços da placa é pressionada contra a superfície 96 para criar-compartimentos no chip. Cada um dos 96 poços pode ser doseada com um tipo ou a concentração de produtos químicos diferentes. Aqui foram utilizadas quatro doses diferentes de H 2 O 2 e 1x PBS foi utilizado como controlo negativo. Imagens representativas de cometas dispostas são mostrados na Figura 1A, em que o não-tratada (em cima), 50 ^ M (meio) e 100 uM (parte inferior) H 2 O 2 -exposed amostras demonstrado diferentes níveis de cauda do cometa. Análise de imagens de cometa pode ser performed utilizando software disponível comercialmente, que geralmente quantifica os níveis de danos com base na intensidade da fluorescência e da migração distância total de cada cauda do cometa. Medidas são comumente realizados em 50 a 100 cometas por condição e do valor médio (ou rabo% DNA ou comprimento da cauda) é calculado. Figura 1B ilustra a curva de resposta DNA percentual cauda analisados ​​a partir das TK6 cometas celulares linfoblastóides expostos a quatro concentrações diferentes de H 2 O 2. A consistência entre os experimentos independentes demonstra a eficácia desta abordagem na avaliação da resposta a danos do DNA de vários níveis de tratamentos químicos nas células. Para aprender mais sobre a variação entre as amostras (por exemplo, entre macrowells) e entre as repetições da mesma experiência, inter-amostra e da variabilidade inter-experimental foi representada graficamente na figura 2A e 2B, respectivamente. Dentro de cada experiência, cada uma das cavidades da 96-wchip de ell é equivalente ao de uma amostra diferente e, por conseguinte, a variação de poço a poço revela a variação inter-amostra do dispositivo. Aqui, TK6 carregadas em poços de 12 a 96 poços de chips foram tratados com a mesma dose de H 2 O 2 e imediatamente lisadas após o tratamento. Todas as outras etapas experimentais foram realizados em paralelo e as medianas de pelo menos 50 cometas de cada macrowell foram plotados na Figura 2A. A média das medianas é 77,53% no ADN da cauda, ​​com o desvio padrão é de 3,99%. A partir destes dados, calcula-se que o coeficiente de variação entre as amostras é de 5,2%, o que é várias vezes inferior do que o tradicional ensaio, o que demonstra a melhoria da robustez deste ensaio de 6,16. Para aprender mais sobre a reprodutibilidade do ensaio, foram expostas TK6 num chip com 75 pM de H 2 O 2 e analisar o nível imediata de danos no ADN. Esta experiência foi repetida seis vezes e os dados de cada experiência foi representada graficamente em Figura 2B. Sob condições experimentais idênticas, obtivemos resultados que variaram entre 41,76% e 57,87%, mostrado como barras cinzentas na figura. A média de seis repetições é 49,57%, com o erro padrão da média de apenas 2,04%. A baixa variação entre repetições implica que o teste do cometa realizadas neste novo dispositivo é altamente reprodutível. Para avaliar a cinética de reparação, as células são permitidos para reparar o ADN em meio fresco após o tratamento. Lise macrowells em vários pontos de tempo revela a mudança no dano do DNA ao longo do tempo. Um exemplo é mostrado na Figura 3. Nesta experiência, as células foram encapsuladas TK6 primeiro no chip, tratadas com 50 pM de H 2 O 2, e deixou-se reparar e 60 minutos pós-exposição. As células foram lisadas com 0, 20, 45 e 60 min, respectivamente. Comet imagens representativas em diferentes pontos de tempo são mostrados na Figura 3A, e a mudança nos níveis de danos de DNA ao longo do tempo está traçada na figura3B. Estes dados revelaram que quase todo o dano é reparado no prazo de 45 min pós H 2 O 2 tratamento. Muitas variáveis ​​podem afetar a taxa de reparação, incluindo o tipo de linha celular e agente químico utilizado. Por isso os pesquisadores podem fazer alterações ao protocolo (ou seja, aumentando o tempo de reparação) para acomodar as necessidades adicionais em suas investigações. Aqui nós fornecemos um outro exemplo de reparação experiência usando este chip, onde TK6 são desafiados com um agente genotóxico diferente N-metil-N &#39;-nitro-N -Nitrosoguanidine (MNNG) é um agente alquilante conhecida por induzir lesões de base, incluindo 7-metilguanina e 3-metiladenina. Estas lesões são convertidos em sítios abásicos, quer por despurinação espontânea ou por remoção enzimática por glicosilase de ADN. O sítio abásico resultante pode ser clivada sob condições alcalinas e, assim, detectada no chip. Exposição inicial provoca um aumento significativo no dano, evidente a partir da longacaudas, e ao longo do tempo essas caudas são reduzidas como as células restaurar DNA intacto durante o reparo. Apesar de alquilação e danos oxidativos são reparadas principalmente por tanto a via de reparação de excisão de bases, a quantidade de lesões geradas e as proteínas envolvidas na reparação variar. Estas variações podem conduzir a diferentes taxas de conversão em sítios abásicos, bem como diferentes taxas de reparação dos sítios abásicos resultantes. Na Figura 4, a cinética de reparação de TK6 expostos a 0,1, 1, e 3 ug / ml de MNNG são mostrados. Neste experimento, estendeu o tempo de experiência de 2 horas após a exposição, porque o dano induzido por MNNG parece persistir por mais tempo e é eliminado em um ritmo mais lento em comparação com H 2 O 2 induzida por danos. Análise de LAP, usando condições neutras é muito semelhante ao protocolo para a análise de lesões de cadeia simples, utilizando as condições alcalinas. Para mostrar os níveis de danos iniciais, TK6 foram expostos a níveis variáveis ​​de Gir,<html> e as células resultantes foram lisadas e submetidas a electroforese a um pH neutro (Figura 5A). É digno de nota que a morfologia das caudas de cometa é diferente das condições de ensaio alcalinas. Para obter o DNA fragmentado observável com este ensaio, a dose IV utilizado é significativamente mais elevada (0-100 Gy) do que a dose necessária para ver danos usando as condições alcalinas. Além disso, verificou-se que o comprimento da cauda é o parâmetro mais sensível para refletir a extensão dos danos do DNA quando se utiliza o teste do cometa neutro 7. A curva de resposta a dose analisada é ilustrada na Figura 5B. Reparação de ADN quebras de cadeia dupla em células também pode ser avaliada, e foi mostrado por Weingeist et. al. 7. Tomados em conjunto, o CometChip neutro oferece uma valiosa ferramenta para análise de alta taxa de transferência de DNA LAP. &quot;Width =&quot; 1highres.jpg 500 &quot;/&gt; Figura 1. H 2 O 2 de dose de resposta de células utilizando o ensaio TK6 cometa alcalino. (A) cometas micropoços dispostas de linfoblastos não tratados TK6 (topo) e TK6 expostas a 50 ^ M (meio) e 100 uM (parte inferior) H 2 O 2 durante 20 min a 4 ° C. A barra de escala é 100 um. (B) H 2 O 2 a resposta à dose de TK6 expostas a níveis diferentes de H 2 O 2. Cada ponto de dados é a média de três experiências independentes, em que a percentagem média da cauda de ADN de pelo menos 50 cometas individuais foi obtido em cada experiência. As barras de erro representam o erro padrão da média de três experimentos independentes. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50607/50607fig1highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50607/50607fig2highres.jpg" width="500" /> Figura 2. Inter-Sample e Inter-Experimental variabilidade. (A) variação de amostra-a-amostra. As células linfoblásticas humanas TK6 foram carregadas em poços de 12 a 96 poços de chip. Cada poço foi exposto a 100 ul de 50 uM de H 2 O 2 durante 20 min a 4 ° C. As células foram de imediato lisadas e ensaiadas quanto à% de ADN da cauda. Os dados de cada poço é mostrado aqui. Cada caixa representa a mediana de, pelo menos, 50 cometas individuais de cada poço. A média das 12 cavidades é 77,53%, o desvio padrão é de 3,99%, e o coeficiente de variação é calculada para ser 5,2%. (B) variação Experiment-to-Experiment. As células linfoblásticas humanas TK6 foram carregados para o chip de 96 poços, expostas a 100 ul de 75 uM de H 2 O 2 durante 20 min a 4 ° C. As células foram de imediato lisadas e ensaiadas quanto à% de ADN da cauda.A mesma experiência foi repetida 6 vezes e os dados de cada repetição é mostrado como uma barra cinzenta. Cada caixa representa a mediana% da cauda de ADN de pelo menos 100 cometas individuais de cada repetição. A média de 6 repetições é 49,57%, como a barra de volta aqui. O desvio padrão de seis repetições é de 4,99%, e o erro padrão da média é calculada para ser de 2,04%, representado como a barra de erro na figura. <img alt="Figura 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50607/50607fig3highres.jpg" width="500" /> Reparação de H 2 O 2 induzida por danos Figura 3. Nos linfoblastos TK6. (A) Esquema do estudo de reparo com cometas representativas. TK6 são tratadas com agentes de danificação e deixou-se em meios de reparar a 37 ° C antes da lise. (B) uma cinética de reparação de TK6 após o tratamento com 50 uM de H 2 O 2 durante 20 minutos a 4 &amp; #176; C. Cada ponto de dados é a média de três experiências independentes, em que a percentagem média da cauda de ADN de pelo menos 50 cometas individuais foi obtido em cada experiência. As barras de erro representam o erro padrão da média a partir de experimentos repetidos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50607/50607fig3highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 4" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/50607/50607fig4highres.jpg" width="500" /> Figura 4. Reparação dos danos induzidos pela MNNG em linfoblastos TK6. TK6 são tratados com 0,1, 1, e 3 ug / ml de MNNG durante 30 min a 4 ° C e deixou-se em meios de reparar a 37 ° C até 120 minutos pós exposição. A percentagem média da cauda de ADN de pelo menos 50 cometas individuais foi obtido para cada uma das três experiências independentes. As barras de erro representam o erro padrãoda média de três experiências independentes. <img alt="Figura 5" fo:content-width="3in" src="/files/ftp_upload/50607/50607fig5highres.jpg" width="300" /> Figura 5. Resposta a dose IV de TK6 utilizando o ensaio cometa neutro. (A) em matriz cometas micropoços de linfoblastos não tratados TK6 (em cima) e TK6 expostas a 40 Gy (meio) e 80 Gy (inferior) irradiação gama. A barra de escala é 100 um. Dose-resposta (B) IR de TK6 expostos a vários níveis de radiação gama. Cada ponto representa o comprimento da cauda mediana (mm) de pelo menos 300 cometas agrupados de seis macrowells no chip. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50607/50607fig5highres.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

Descrevemos aqui uma plataforma que permite a detecção de teste do cometa de danos no DNA, com taxa de transferência sem precedentes. Os padrões de dispositivos de células de mamíferos para um microarranjo e permite o processamento em paralelo de amostras 96. A abordagem facilita a análise de danos ao DNA nível base, danos ao DNA induzidos por exposição e reparo do DNA cinética.

CometChip: A alta taxa de transferência de plataforma 96-Bem, para avaliação dos danos causados ​​no DNA em células Microarrayed Humanos

DNA damaging agents can promote aging, disease and cancer and they are ubiquitous in the environment and produced within human cells as normal cellular ...

O objetivo geral deste procedimento é demonstrar como utilizar o chip COMET para realizar medições de alto rendimento de danos ao DNA em células de mamíferos. Isso é realizado primeiramente carregando células de mamíferos no chip COMET. O segundo passo é tratar as células com substâncias químicas conhecidas por causar danos ao DNA.Em seguida, as células são lisadas e submetidas à eletroforese utilizando protocolos tradicionais do ensaio COMET. O passo final é a obtenção de imagens por fluorescência do DNA celular para visualizar a migração do DNA danificado. Por fim, um software de análise de imagens é utilizado para quantificar o grau de dano ao DNA.Assim, o ensaio cometa existe há muito tempo e é um ensaio muito útil para analisar diversos tipos de danos ao DNA. Porém, o problema tem sido que ele possui baixo rendimento e falta de sensibilidade. Por isso, criamos o chip COMET, que basicamente é uma versão de alto rendimento do ensaio COMET, tornando possível realizar triagens em alto rendimento, por exemplo, para testes de fármacos e para estudos epidemiológicos.Jing GA, aluna de pós-graduação no meu laboratório, demonstrará o procedimento. O chip coma é um gel com uma matriz de micropoços produzidos a partir de um carimbo microfabricado com micropostes cujos diâmetros são tão pequenos quanto o de uma única célula, para começar, coloque em uma placa retangular de um poço com o lado do filme gel bond virado para baixo. Após lavar o gel duas vezes em 25 mililitros de PBS 1X, posicione o chip coma sobre uma placa de vidro e, em seguida, marque a orientação do gel adequadamente.Agora, pressione suavemente uma placa de 96 poços invertida e sem fundo contra o gel, garantindo que os 96 poços estejam dentro da área do gel. Em seguida, prenda ambos os lados da placa de 96 poços à placa de vidro com clipes de arquivamento de 1,5 polegada. Por fim, aspire qualquer excesso de PBS de cada poço.Colete células em suspensão ou aderentes de acordo com procedimentos padrão e dilua as células com meio até uma concentração final de 100.000 a 1 milhão de células por mililitro. Certifique-se de obter uma suspensão de células individuais passando por um filtro de células, se necessário. Pipete 100 microlitros da suspensão celular em cada poço, na placa de 96 poços do comet chip, ao finalizar.Cubra a placa com filme gel bond para prevenir evaporação e, em seguida, coloque em um incubador ajustado a 37 graus Celsius por 30 minutos após a remoção da placa do incubador. Quando os 30 minutos tiverem se passado, aspire o meio de cada poço, remova os grampos e a placa de 96 poços sem fundo. Segure o chip de cometa com a lâmina de vidro em um ângulo e enxágue suavemente com uma vez PBS para remover quaisquer células em excesso na parte superior do agarose. Agora, visualize a placa através de uma lente objetiva de 4x em um microscópio de campo claro para verificar a carga ideal de células. Após a carga suficiente de células, coloque um chip de cometa sobre uma superfície plana e recubra com agarose de ponto de fusão baixo a 1%, previamente aquecido a 37 graus Celsius.Deixe a camada sobreposta solidificar à temperatura ambiente por três minutos e, em seguida, coloque-a a quatro graus Celsius por cinco minutos para completação da dosagem das células com os produtos químicos de interesse. Primeiro, alinhe cuidadosamente os poços do chip de cometa com os poços de uma nova placa de 96 poços sem fundo e pressione para baixo. Prenda a placa de 96 poços à placa de vidro com clipes grampeadores, como antes.Em seguida, coloque a placa sobre gelo e adicione 100 microlitros do composto de interesse na dose desejada a cada poço. Deixe o composto em estudo permanecer sobre as células pelo período desejado após a administração da dose, aspire a solução do composto de cada poço e lave com um XPBS, se necessário. Corte o gel em pedaços separados. Em seguida, para estudar a cinética de reparo, adicione meio de cultura aos poços, incube e prossiga com a lise celular em pontos de tempo específicos para lisar as células destinadas ao ensaio de cometa alcalino.Prepare aproximadamente 25 mililitros de tampão de lise alcalina de trabalho para cada chip, adicionando 1% de Triton X-100 à solução estoque de lise alcalina. Em seguida, resfrie previamente a quatro graus Celsius. Despeje o tampão de lise alcalina em um recipiente ligeiramente maior que o chip de cometa.Em seguida, mergulhe o chip alcalino no tampão de lise alcalina frio, coloque na geladeira e deixe a lise prosseguir durante a noite a quatro graus Celsius. No dia seguinte, retire o chip de cometa do tampão de lise e lave rapidamente com um XPBS. Em seguida, coloque o chip em uma câmara de eletroforese com o lado do filme em gel voltado para baixo e fixe com fita dupla face.Leve a câmara para a sala fria a quatro graus Celsius e encha a câmara com tampão de eletroforese alcalina frio até um nível que cubra ligeiramente o gel. Em seguida, deixe o chip a quatro graus Celsius por 40 minutos para permitir o desenrolamento alcalino. Por fim, execute o gel a um volt por centímetro e 300 miliampères por 30 minutos.No ambiente frio, ajuste o volume do tampão de eletroforese na câmara para obter a corrente desejada. Para o ensaio de cometa neutro, prepare o tampão de lise neutro de trabalho adicionando 1% de Triton X-110% de DMSO à solução estoque de lise neutra. Novamente, prepare aproximadamente 25 mililitros de tampão de lise de trabalho para cada chip.Coloque o tampão de lise neutro de trabalho no incubador ajustado a 43 graus Celsius para pré-aquecimento. Após o aquecimento do tampão de lise neutro, submerja o chip de vírgula no tampão de lise neutro e coloque no incubador a 40 graus Celsius durante a noite. No dia seguinte, remova o tampão de lise neutro e, em seguida, faça duas lavagens com tampão de eletroforese neutro por 15 minutos a quatro graus Celsius. A cada vez, fixe o chip na câmara de eletroforese e transfira para a câmara fria.Como antes, preencha a câmara de eletroforese com tampão de eletroforese neutro frio até um nível que cubra levemente o gel e deixe o gel repousar em câmara fria por 60 minutos; em seguida, execute o gel a 0,6 volts por centímetro e seis miliampères por 60 minutos em câmara fria. Novamente, ajuste o volume do tampão de eletroforese na câmara para alcançar a corrente desejada, se necessário. Após remover o com chip da câmara fria, neutralize os géis lavando-os duas vezes com tampão de neutralização, por 15 minutos cada, a quatro graus Celsius.Permaneça no chip com uma coloração fluorescente de DNA, como o corante áureo de cibro ou brometo de irídio. De acordo com as instruções do fabricante e com imagem obtida por microscopia fluorescente, cometas representativos de micropoços de linfoblastos não tratados TK6 são mostrados no painel superior deste diagrama. Os do painel médio são de células TK6 expostas a 50 micromolares de peróxido de hidrogênio e os do painel inferior, a 100 micromolares de peróxido de hidrogênio.Todas as exposições foram realizadas por 20 minutos a quatro graus Celsius. Este gráfico de linhas mostra a resposta à dose de peróxido de hidrogênio em células TK6. Cada ponto de dado representa a média de três experimentos independentes, nos quais a porcentagem mediana de DNA caudal de pelo menos 50 cometas individuais foi obtida em cada experimento.Este gráfico mostra a variação entre amostras do ensaio comma chip para células TK6 expostas ao peróxido de hidrogênio; os dados de porcentagem de DNA na cauda de cada poço estão apresentados aqui. Cada caixa representa a mediana de pelo menos 50 cometas individuais de cada poço. A média de 12 poços é 77,53%, o desvio padrão é 3,99% e o coeficiente de variação é 5,2%. Este gráfico mostra a variação entre experimentos.A exposição ao mesmo peróxido de hidrogênio foi repetida seis vezes, e os dados de cada repetição são mostrados como uma barra cinza. Cada caixa representa a porcentagem mediana de DNA de cauda de pelo menos 100 cometas individuais de cada repetição. A média das seis repetições é de 49,57%, mostrada como a barra preta aqui.O desvio padrão de seis repetições é de 4,99% e a barra de erro da média é de 2,04%, representada como a barra de ar na figura. Como no ensaio comum tradicional, os pesquisadores podem fazer modificações neste procedimento ou usar outras abordagens, como incluir enzimas específicas de lesões purificadas, para responder perguntas adicionais sobre o tipo de dano ao DNA produzido nas células. A técnica do chip de cometa abriu caminho para estudos em células de mamíferos, permitindo investigar o dano e a reparação do DNA.E por ser de alto rendimento, torna possível realizar estudos clínicos e epidemiológicos que antes não eram viáveis devido ao número de amostras.

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DNA-afinidade-purificada Método Chip (DAP-chip) para determinar genes alvos para bacteriana Dois Sistemas Regulatórios componentes

Nós apresentamos um biochip electroquímica à base de microfluidos para a detecção de hibridação de ADN. Após a funcionalização ADNcs sonda, a especificidade, a sensibilidade, e o limite de detecção são estudadas com alvos de ADNcs complementares e não complementares. Os resultados ilustram a influência dos eventos de hibridação de ADN no sistema electroquimico, com um limite de detecção de 3,8 nM.

A Biochip eletroquímica microfluídica à base de Análise de hibridação DNA livre-Label

Vamos demonstrar uma tecnologia de chip de snap para a realização de imunoensaios sanduíche multiplexado cross-reactivity-livre simplesmente estalar dois slides. Um aparelho de pressão é usado para transferência fiável de reagentes de microarray-para-microarray. O chip de pressão pode ser usado para qualquer reações bioquímicas que exigem colocalization de diferentes reagentes sem contaminação.

Snap o Chip para imunoensaios livre de Cross-reactivity e Spotter sanduíche multiplexado

Este protocolo fornece etapas experimentais e informações sobre os reagentes, equipamentos e ferramentas de análise para pesquisadores interessados na realização de análise de hibridação genômica comparativa baseada em array (CGH) do genoma inteiro das variações números de cópia em plantas.

Uma plataforma array de hibridização genômica comparativa para detecção eficiente de variações no número de cópias em Medicago truncatula mutantes induzidos por nêutrons rápidos

Aqui, descrevemos um protocolo de ChIP-sequenciamento da elevado-produção otimizado e pipeline de análises computacionais para a determinação de padrões de estado todo o genoma da cromatina de tecidos de tumor congelado e linhas celulares.

Uma plataforma integrada para o mapeamento do genoma-larga de Estados da cromatina usando ChIP de alta produtividade-sequenciamento em tecidos de Tumor

Granel gene expressão medições nuvem célula individual diferenças nas populações de células heterogêneas. Aqui, descrevemos um protocolo para análise de expressão do gene como unicelular e índice classificação por Florescence ativado celular classificação (FACS) pode ser combinado para delinear a heterogeneidade e immunophenotypically caracterizam populações de células molecularmente distinta.

Uma combinatória célula única abordagem para caracterizar o Molecular e imunofenotípica heterogeneidade de tronco humano e populações de Progenitor

Este artigo introduz passos essenciais de imunoprecipitação de imunossuagem e cromatina. Esses protocolos são comumente usados para estudar processos celulares relacionados ao dano de DNA e para visualizar e quantificar o recrutamento de proteínas implicadas na reparação do DNA.

Visualizando e quantificando danos de DNA específicos do local baseados em endonuclease

O ensaio de cometa é um meio popular de detectar danos ao DNA. Este estudo descreve uma abordagem para a execução de lâminas em variantes representativas do ensaio do cometa. Essa abordagem aumentou significativamente o número de amostras, diminuindo o tempo de execução do ensaio, o número de manipulações de lâminas e o risco de danos aos géis.

Uma abordagem de ensaio de cometa de alto rendimento para avaliar danos ao DNA celular

Apresentamos um método rápido e eficiente para detectar quebras comuns de locais frágeis por meio da imunoprecipitação nativa da cromatina γH2A.X (ChIP). Essa abordagem reduz significativamente o tempo e a mão de obra associados aos ensaios tradicionais de γH2A.X ChIP, mantendo alta reprodutibilidade e confiabilidade dos resultados.

Capturando quebras de local frágeis comuns por γH2A nativo. X ChIP

Aprenda a usar o CometChip para avaliar danos no DNA em células de mamíferos com alta sensibilidade. Esta plataforma de 96 poços permite triagem em larga escala para estudos genotoxicológicos e descoberta de fármacos.

CometChip: A alta taxa de transferência de plataforma 96-Bem, para avaliação dos danos causados ​​no DNA em células Microarrayed Humanos (Vídeo) | JoVE Journal

CometChip: A alta taxa de transferência de plataforma 96-Bem, para avaliação dos danos causados ​​no DNA em células Microarrayed Humanos

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