Методическая статья

DamID-след: Генома Отображение белок-ДНК взаимодействий с высокой пропускной секвенирования аденина-метилированных фрагментов ДНК

18.1K просмотров

DOI:

10.3791/53620

27 января 2016 г.

В этой статье

Краткое содержание

Мы здесь, в описания анализа путем сочетания идентификации ДНК аденин метилтрансферазы (DamID) для высокой пропускной последовательности (DamID-след). Этот усовершенствованный способ обеспечивает более высокое разрешение и широкий динамический диапазон и позволяет анализировать DamID-SEQ данные в сочетании с другими данными секвенирования с высокой пропускной способностью, таких как чип-SEQ, РНК-SEQ и т.д.

Аннотация

Анализ идентификации ДНК-аденинметилтрансферазы (DamID) является мощным методом обнаружения белок-ДНК-взаимодействий как локально, так и по всему геному. Это альтернативный подход к иммунопреципитации хроматина (ChIP). Экспрессированный гибридный белок, состоящий из представляющего интерес белка и ДНК-аденинметилтрансферазы E. coli, может метилировать адениновое основание в мотивах GATC вблизи сайтов белок-ДНК-взаимодействий. Затем метилированные аденин-метилированными фрагментами ДНК можно целенаправленно амплифицировать и обнаружить. Оригинальный анализ DamID обнаруживает геномные местоположения метилированных фрагментов ДНК путем гибридизации с ДНК-микрочипами, что ограничено доступностью микрочипов и плотностью заранее определенных зондов. В этой статье мы подробно описываем протокол интеграции высокопроизводительного секвенирования ДНК в DamID (DamID-seq). Большое количество коротких прочтений, генерируемых с помощью DamID-seq, позволяет обнаруживать и локализовать белок-ДНК-взаимодействия по всему геному с высокой точностью и чувствительностью. Мы использовали анализ DamID-seq для изучения взаимодействий геном-ядерная пластинка (NL) в клетках млекопитающих и заметили, что DamID-seq обеспечивает высокое разрешение и широкий динамический диапазон при обнаружении взаимодействий геном-NL. Подход DamID-seq позволяет исследовать ассоциации NL в структурах генов и сравнивать карты взаимодействия геном-NL с другими функциональными геномными данными, такими как ChIP-seq и RNA-seq.

Введение

ДНК метилтрансферазы идентификация аденин (DamID) 1,2 является метод обнаружения взаимодействий белок-ДНК в естественных условиях и является альтернативным подходом к иммунопреципитации хроматина (чип) 3. Он использует относительно небольшое количество клеток и не требует химической сшивки белка с ДНК или очень специфических антител. Последнее особенно полезно, когда целевой белок слабо или косвенно связаны с ДНК. DamID успешно используется для отображения сайты связывания различных белков, включая ядерное белков оболочки 4-10, хроматина белков, ассоциированных с 11-13, хроматина изменения ферменты 14....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

1. Генерация и экспрессия слитых белков и бесплатно Dam белков

  1. Клон интерес белок в вектор DamID.
    1. Amplify кДНК белка интереса (POI) с нужной высокой точностью ДНК-полимеразы и соответствующих праймеров в соответствии с протоколом производителя. Экспериментально определить оптимальные условия амплификации для обеспечения надлежащего усиления вставок.
    2. Запуск в агарозном геле и очищают амплифицированной кДНК POI с помощью набора для экстракции геля в соответствии с протоколом производителя.
    3. Клон кДНК POI в вектор pDONR201 использованием BP Clonase II в соответствии с протоколом производителя.
    4. Клонировани....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Гибридный белок Dam-V5-LmnB1 была проверена быть совместно локализованы с эндогенного белка по иммунофлуоресцентного Ламин B (рис 1).

Успешное ПЦР-амплификации из аденина-метилированных фрагментов ДНК является ключевым шагом для DamID-SEQ. Экспериментальные образцы должны усиливать мазок 0,2 - 2 Кб, отрицательных контролей (без DpnI, без лигазы или без ПЦР шаблона) должно привести к не-или-менее ясно усиления .......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Вопрос о том, сохраняют ли белки, меченные Dam, функции эндогенных белков, должен быть изучен до проведения эксперимента с DamID-seq. Субклеточную локализацию Dam-меченых белков ядерной оболочки всегда следует определять и сравнивать с таковой эндогенных белков. Для изучения факторов транскрипции предлагается изучить, может ли белок Dam-fusion спасти функции эндогенного белка в регуляции экспрессии генов. Этот функциональный тест может быть проведен на организмах, в которых доступны нокаут-мутанты эндогенных ДНК-связываю.......

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Мы благодарим доктора Баса ван Стинселя за предоставление векторов экспрессии млекопитающих DamID. Мы благодарим Йельский центр анализа генома и Ядро геномики Йельского центра стволовых клеток за советы по подготовке библиотек NGS и внедрению высокопроизводительного секвенирования ДНК. Эта работа была поддержана финансированием стартапа от Йельской школы медицины, грантом на развитие ученых от Американской кардиологической ассоциации (12SDG11630031) и грантом от Connecticut Innovations, Inc. (13-SCA-YALE-15).

....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
ViraPower Лентивирусные системы экспрессииLife TechnologiesK4950-00, K4960-00, K4970-00, K4975-00, K4980-00, K4985-00, K4990-00, K367-20, K370-20 и K371-20
Gateway BP Clonase II Enzyme MixLife Technologies11789-020
Gateway LR Clonase II Enzyme MixLife Technologies11791-020
DNeasy Blood & Набор салфеток (250)QIAGEN69506 или 69504   
Gateway pDONR 201Life Technologies11798-014
293T клеткиAmerican Type Culture CollectionCRL-11268
Trypsin-EDTA (0,05%), фенол красныйLife Technologies25300-054
DMEM, высокий уровень глюкозы, пируватLife Technologies11995-065
Фетальная бычья сывороткаSigmaF4135
Трисмарка не критична
ЭДТАмарка не критична
200 Proof EtOHмарка не критична
Изопропанолмарка не критична
Ацетатмарка не критична
DpnINew England BiolabsR0176поставляется с буферными
адаптерами DamID "AdRt" и "AdRb"Интегрированные DNA Technologiesпоследовательности, доступные в арт. 24; без фосфорилирования 5' или 3' конца для предотвращения самолигирования.
T4 DNA LigaseRoche Life Science10481220001с буфером
DpnIINew England BiolabsR0543с буфером
DamID PCR праймер "AdR_PCR"Интегрированные DNA Technologiesпоследовательности доступны в ref. 24
Набор растворов дезоксинуклеотидов (dNTP)England BiolabsN0446по 100 мМ каждый из dATP, dCTP, dGTP и dTTP
Преимущество 2  Полимеразная смесьClontech639201в комплекте с буфером
1Kb Plus DNA LadderLife Technologies107870181.0 &; g/µ l
QIAquick PCR Purification KitQIAGEN28104 или 28106
MinElute PCR Purification KitQIAGEN28004 или 28006для объема элюирования менее 30 & микро; l
Бусины SPRI / Agencourt AMPure XPBeckman CoulterA63880обеспечивают дополнительное перемешивание и больше времени элюирования, если менее 40 & микро; l элюирующий буфер
Буфер EBQIAGEN19086
NEBNext dsDNA FragmentaseNew England BiolabsM0348поставляется с буфером
T4 DNA Ligase Reaction BufferNew England BiolabsB0202
T4 DNA PolymeraseNew England BiolabsM0203
DNA Polymerase I, большой (Klenow) фрагментNew England BiolabsM0210
T4 ПолинулеотидкиназаNew England BiolabsM0201
Фрагмент Кленоу (3' → 5' exo-)New England BiolabsM0212поставляется с адаптерами для
секвенированияИнтегрированные последовательности DNA Technologiesдоступны в ref. 28
Набор для быстрого лигированияNew England BiolabsM2200используется в 3.4.3; поставляется с буфером для реакции быстрого лигирования и
праймером для секвенирования ДНК-лигазы Quick T4 1 и 2 последовательностямиинтегрированных технологий ДНК,доступными в арт. 28
KAPA HiFi PCR KitKapa BiosystemsKK2101 или KK2102поставляются с KAPA HiFi ДНК-полимераза, 5x KAPA HiFi Fidelity Buffer и 10 мМ смеси dNTP
агарозыSigma AldrichA4679
бромидаэтидияSigma AldrichE1510-10ML10 мг/мл
QIAquick Gel Extraction KitQIAGEN28704 или 28706
iTaq Universal SYBR Green SupermixBio-Rad Laboratories1725121 или 1725122
Спектрофотометрмарки не критично
0,45 μ m PVDF Фильтрмарка не критична
25 мл Seringeмарка не критична
10 см Тарелки для тканевых культур маркане критична
6-луночные тарелкимарка не критична
S1000 ТермоамплификаторBio-Rad Laboratories
C1000 Touch Thermal CyclerBio-Rad Laboratoriesдля марки
вихревого смесителяне критично
Нагреватель сухого блока или термомиксермарки не критично
Марка микроцентрифугине критична
Система гель-электрофореза с питаниеммарки не критична
Магнитная подставкадля очистки ДНК с помощью шариков SPRI; должны вмещать пробирки объемом 1,5-2 мл; бренд не критичный
УФ транслюминаторбренд не критичный
E-гель электрофорез система LifeTechnologiesG6400, G6500, G6512ST
натрия New используется буфера для тканевых культур для кПЦР

Ссылки

  1. van Steensel, B., Delrow, J., Henikoff, S. Chromatin profiling using targeted DNA adenine methyltransferase. Nat Genet. 27, 304-308 (2001).
  2. van Steensel, B., Henikoff, S. Identification of in vivo DNA targets of chromatin proteins using tethered dam methyltr....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

Bioanalyzer

Похожие статьи