Summary

Иммунопреципитации Chromatin (чип) изменения гистона от Saccharomyces cerevisiae

Published: December 29, 2017
doi:
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Summary

Здесь мы описываем протокол для иммунопреципитации chromatin о модифицированных гистонами от начинающего дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Immunoprecipitated ДНК впоследствии используется для количественного PCR допросить изобилия и локализации столб-поступательные изменения гистона на протяжении всего генома.

Abstract

Столб-поступательные изменения гистона (PTMs), такие как ацетилирования, метилирование и фосфорилирования, динамически регулируется ряд ферментов, которые добавить или удалить эти знаки в ответ на сигналы, полученные в ячейке. Эти PTMS являются важнейшими действующими лицами для регулирования процессов таких как выражение гена управления и ремонта ДНК. Иммунопреципитации Chromatin (обломока) был инструментальный подход для рассечения изобилия и локализации многих гистона PTMs на протяжении всего генома в ответ на разнообразные возмущений в ячейку. Здесь описан универсальный способ выполнения чип post-translationally модифицированных гистонами от начинающего дрожжей Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) . Этот метод полагается на сшивки белков и ДНК, используя формальдегида лечения дрожжевых культур, поколение лизатов дрожжей, бисера, избиение, солюбилизация фрагментов хроматина, Микрококковая Нуклеаза и иммунопреципитации гистон-ДНК комплексы. ДНК, связанные с гистонов Марк интерес очищается и подвергается количественной ПЦР-анализа для оценки ее обогащения на нескольких локусов на протяжении всего генома. Представитель эксперименты зондирующего локализация меток гистона H3K4me2 и H4K16ac в wildtype и мутанта дрожжей обсуждаются продемонстрировать анализа и интерпретации данных. Этот метод подходит для различных гистона PTMs и может выполняться с различными мутантных штаммов или в присутствии различных экологических подчеркивает, что делает его отличным инструментом для изучения изменений в динамике хроматина в различных условиях.

Introduction

Динамического столб-поступательные изменения гистонов (ПТМ) является ключевым механизмом регулирования для многих ДНК шаблонного процессов, в том числе транскрипции и репликации ДНК ремонт1,2. Возможность определить изобилие и точной локализации модифицированных гистонами сочетанной с этими процессами таким образом имеет решающее значение для понимания их регулирования в различных условиях в ячейке. Развитие иммунопреципитации chromatin (обломока) как метод, во многом обусловлены биохимических исследований взаимодействия белков с ДНК, особенно в vitro методы с использованием химических сшиватели, наряду с необходимостью оценки Динамическая природа ДНК белковых взаимодействий в естественных условиях и в отдельных регионах генома3,4,5. Улучшения количественного PCR (ПЦР) и технологий виртуализации также расширил возможность выполнения чип эксперименты с количественных сопоставлениях и через весь геном, что делает его мощным инструментом для рассечения ДНК белковых взаимодействий на несколько уровней.

В настоящее время чип является необходимый метод для любой исследовательской группы заинтересованы в хроматина опосредованное регулирование генома, как есть без сопоставимых методов непосредственно допроса физической связи между изменение гистона и конкретных геномной Локус в VIVO. Хотя имеются вариации этого метода, с помощью следующего поколения последовательности для сопоставления изменения гистона на протяжении всего генома6,7 , эти подходы могут обращаться различные научные вопросы и их масштаба, стоимость и технические ресурсы могут ограничения для некоторых исследовательских групп. Кроме того, целевые чип ПЦР необходимых для дополнения этих подходов, предоставляя методы как оптимизировать чип протокола до начала последовательности и проверить результаты от epigenomic наборов данных. Масс-спектрометрия основанные подходы для выявления бессепараторные гистонов, марки, связанные с геномной регионы имеют также появились8,9,10,11, однако, эти подходы имеют некоторые ограничения относительно того, какие регионы генома может быть исследован и они требуют технических знаний и инструментария, которые не будут доступны для всех исследовательских групп. Таким образом чип остается основополагающий метод для анализа изобилия и распределение изменения гистона при различных условиях для всех исследовательских групп, заинтересованных в эпигенетики, хроматина и регулирование геномной функций.

Здесь мы описываем метод чип с использованием дрожжей начинающих модель Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) для изучения распределения гистона PTMs на хроматина. Этот подход основывается на ряде ключевых компонентов чип протоколов, разработанных в дрожжей и применяется также к разнообразной модели систем12,13. Взаимодействие между ДНК в клетке и модифицированных гистонами сохраняются сшивки с формальдегидом. После lysate подготовки хроматина фрагменты являются солюбилизирован в равномерно размера фрагментов, пищеварение с Микрококковая нуклеиназы. Иммунопреципитация модифицированных гистонами выполняется с коммерческой или генерируемые лаборатории антител и любые связанные ДНК изолирована и проанализированы для обогащения в конкретных регионах геномной, с помощью ПЦР (рис. 1). Для многих гистона модификаций количество ДНК, полученных из настоящего Протокола является достаточным для тестирования более чем 25 различных локусов генома, ПЦР.

Этот метод чип универсальный для контроля за распределением одного гистона модификации нескольких мутантных штаммов или условий окружающей среды, или для тестирования нескольких изменения гистона wildtype клеток на количество локусов генома. Кроме того многочисленные компоненты протокола легко регулируемая оптимизировать обнаружение либо высоко – или смирен обильные меток гистона. Наконец выполняя чип модифицированных гистонов в многообещающий дрожжей обеспечивает возможность использования ключевых элементов для специфичность антитела, которые в основном недоступны в других системах. А именно, штаммов дрожжей могут быть созданы, которые носят точечные мутации в гистона остатков, которые предназначены для изменения, и, в некоторых случаях, есть только один фермент, который катализирует модификации на конкретной гистона остатков (например. лизин гистона methyltransferases). Таким образом чип может выполняться либо гистона мутанта или фермента удаления штаммов для анализа степени неспецифической Связывание антитела могут происходящих и генерации ложных положительных результатов. Этот элемент управления является особенно ценным для разработанной антител и даже могут быть использованы для проверки специфичность антитела для изменения гистона сохраняется до их использования в других системах. Этот подход дополняет другие методы для тестирования специфичность антитела, которые отличают между государствами различных изменений (таких как моно-, ди – и tri метилирование), включая зондирующего массивы модифицированных пептидов и выполнение западных помарках гистонами или нуклеосом с определенными изменениями. В целом чип в многообещающий дрожжей является мощный метод для оценки динамики гистона PTMs на протяжении всего генома и пройдя через механизмы, регулирующие их регулирования.

Protocol

1. предварительно связывать антител к магнитной бусины Хорошо перемешайте протеина A/G магнитные бусы и передать 1,5 мл 20 мкл магнитных шариков на сэмпл один иммунопреципитации (IP).Примечание: При закупорить бусы, используйте широкий родила, низкий сохранение советы. Положите трубку с бисером в магнитного стенд и позволяют бусы для сбора на стороне трубки. Удалите супернатант. Вымойте бисер 3 раза с 1 мл холодного трис буфер солевой раствор (TBS) (50 мм трис-HCl рН 7,5, 150 мм NaCl). 200 мкл TBS, бусины и соответствующее количество антител. Поверните на 8 об/мин на ночь при 4 ° C.Примечание: Для многих гистона PTM антител, 1-3 мкг антител на IP является достаточным. Однако титрование эксперименты, рекомендуется определить соответствующие концентрации. Рекомендуемые концентрации для хорошо изученных, коммерческие гистона PTM антитела часто являются точными и можно найти в опубликованных докладах или литературу. Бисер в магнитного стенд и удалить супернатант. Вымыть их с 1 мл раствора TBS. Ресуспензируйте бисер в 20 мкл TBS на IP сэмпл плюс дополнительные 5 мкл (в случае дозирования ошибка) TBS.Примечание: Бисер может храниться краткосрочных при температуре 4 ° C до использования. 2. растут дрожжи клетки Прививок 10 мл YPD (экстракт дрожжей 10%, 20% Пептон и 20% декстрозы) с одной колонии штамма соответствующие и расти при 30 ° C ночь в тряску инкубатор на 220 об/мин. Измеряют оптическую плотность на 600 Нм (600OD) культуры дрожжей, используя спектрофотометр. Разбавить культуры ОД600 = 0,2 в 100 мл YPD в новом колбе. Рост клеток при 30 ° C в тряску инкубатор на 220 об/мин, до тех пор, пока они достигают середины журнала фазы (OD600 = 0,6-0,8). 3. в естественных условиях сшивки белков, ДНК Когда культур достигают стадии середине журнала, добавьте 2,7 мл 37% формальдегида непосредственно в среде, для окончательного концентрации 1% формальдегида. Фляга передать шейкер при 25 ° C (или комнатной температуры) и встряхните его на 50 об/мин, 15 мин. Добавьте 5 мл 2,5 метров глицина на носитель и продолжайте встряхивания на 50 об/мин при комнатной температуре на 5 минут, чтобы утолить формальдегида. Передача клетки центрифуга бутылки и спина клетки на 5800 x g 5 мин при 4 ° C. Декант супернатант. Вымыть клетки, resuspending их в 45 мл холодного TBS и передачи подвеска в 50 мл Конические трубки. Спиновые трубки на 2800 x g 3 мин при 4 ° C. Удалите супернатант. Вымыть клетки в 10 мл холодного чип буфера Lysis (рН 50 мм трис-HCl 7.5, 150 мм NaCl, 1 мм Этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА), 1% nonidet октиловый phenoxypolyethoxylethanol (NP-40), температуре 4 ° C). Спиновые клетки на 2800 x g 3 мин при 4 ° C. Удалите супернатант.Примечание: Клетки могут быть заморожены жидким азотом и хранятся при температуре-80 ° C до дальнейшей обработки. 4. сделать лизатов дрожжей Ресуспензируйте клеток в 1 мл холодного буфера Lysis чип с 1 мм phenylmethylsulfonyl фторид (PMSF) и разведение 1:1,000 ингибитор протеазы дрожжи коктейль. Передать 2.0 мл колпачок трубка, содержащая 200 мкл стеклянные бусины подвеска. Передача клетки шарик, победив аппарат для высокой скорости агитации на 4 ° C и шарик бить 6 раз за 30 s каждый. Держите клетки на льду, по крайней мере 1 мин между каждой шарик избиение. Трансфер lysate 1,5 мл трубку с помощью геля загрузки советы. Центрифуга lysate на 15500 g x 20 мин при 4 ° C. Отменить супернатант и Ресуспензируйте гранулы в 250 мкл буфера MNase пищеварения (10 мм трис-HCl pH 7.5, 10 мм NaCl, 3 мм MgCl2, 21 мм CaCl2, 1% NP-40, хранить при 4 ° C), осторожно закупорить вверх и вниз. Добавьте 2.5 мкл MNase реакций. Аккуратно перемешать, инвертирование 4 – 6 раз и сразу же инкубировать в ванну воды 37 ° C 20 мин.Примечание: Дайджест условия должны быть оптимизированы, когда используется новый запас MNase. Смотрите Шаг 10 для протокола. Сразу же место трубы на льду для остановки реакции и 5 мкл ЭДТА 0,5 М для конечной концентрации 10 мм ЭДТА. Смешайте их нежно инверсии. Центрифуга для реакции на 15500 g x 15 мин при температуре 4 ° C и передачи супернатант новой 1,5 мл трубки.Примечание: В надосадке будет Soluble (переваривается) хроматина. Гранулы содержит ничего непереваренной и нерастворимых ячейки мусор. 5. Immunoprecipitate (IP) изменение гистонами Определите концентрацию белка каждой фракции выпустила MNase хроматина, используя assay Брадфорд. Добавьте 1 mL реагента Брэдфорд каждому из 8 одноразовые кюветы плюс 1 дополнительные кюветы для каждого образца протеина для проверки. Подготовьте Стоковый раствор 2 мг/мл, бычьим сывороточным альбумином (БСА). Добавьте соответствующий объем для достижения следующих концентрации BSA в 1 мл реагента Брэдфорд: 0 мкг/мл, 0,5 мкг/мл, 1 мкг/мл, 2 мкг/мл, 4 мкг/мл, 6 мкг/мл, 8 мкг/мл и 10 мкг/мл. Добавьте 2 мкл фракции выпустила MNase хроматина в дополнительных кюветы. Крышка в верхней части каждого кювета с небольшой кусок парафина и инвертировать кюветы 4 – 6 раз хорошо перемешать раствор. Инкубируйте кюветы при комнатной температуре в течение 15 мин. Использование видимый свет спектрофотометр, измерения поглощения в 595 Нм для стандартной кривой и экспериментальных образцов.Примечание: Используйте кювет без BSA (0 мкг/мл) в пустой спектрофотометр до первого измерения. Участок калибровочной кривой с помощью значения поглощения для различной концентрации BSA на программное обеспечение, связанное с спектрофотометра или электронную таблицу. На основе стандартной кривой и используемый коэффициент разрежения (1: 500), используйте значения поглощения для расчета концентрации белка для каждого из образцов фракция хроматина. Для каждого IP-адреса добавьте 50 мкг общего белка из фракции выпустила MNase хроматина буфера Lysis чип для достижения окончательный объем 1 мл.Примечание: Если создание более чем одного IP в lysate, сделать мастер смесь lysate и чип литического буфера и аликвота 1 мл в отдельные Пробирки для IP. Удаление 100 µL из смеси IP для обработки как образца ввода. Заморозить входной выборки при-20 ° C до шага 7.1.Примечание: Любые оставшиеся хроматина образец может быть заморожены при-20 ° C и использоваться для последующих IP, при желании. 20 мкл магнитной бусины A/G белка предварительно связаны с антителами к каждому образцу IP.Вращать образец на 8 об/мин для 3 h (стандарт) или на ночь (по желанию) при 4 ° C. 6. Промойте IPs и элюировать гистон ДНК комплексы Место труб в магнитных стоять и пусть бусы собирать на стороне трубки. Удалите с помощью пипетки супернатант. Вымойте бисер последовательно с 1 мл каждого из буферов ниже. Выполнение каждого мытья, вращающихся на 8 об/мин за 5 мин при температуре 4 ° C, размещение бусины в магнитного стенд, удаление супернатант и добавление следующего буфера: 2 x – чип литического буфера, 2 x – высокая соли мыть буфера (50 мм трис-HCl рН 7,5, 500 мм NaCl, 1 ЭДТА 1% NP-40, хранить при 4 ° C), 1 x – LiCl/стирального порошка стирка буфера (10 мм трис-HCl рН 8,0, 250 мм LiCl, 1 мм ЭДТА, 1% NP-40, Дезоксихолат натрия 1%, температуре 4 ° C), 1 x – TE (10 мм трис-HCl рН 8,0, 1 мм ЭДТА, температуре 4 ° C) и 1 x – TE. С последней TE мыть передать новой трубки с помощью 0,5 мл TE перенести большую часть бусины, потом еще 0,5 мл TE Промойте трубку и передать оставшиеся бусины бусины. 250 мкл свежеприготовленные чип Элюирующий буфер (1% SDS, 1 мм NaHCO3). Вихрь решение кратко. Поворот образцов 8 об/мин, 15 мин при комнатной температуре. Трубка в магнитного стенд и собирать шарики. Тщательно супернатант передать новой трубки и избежать бисер.Примечание: Элюата содержит связанные ДНК и immunoprecipitated белков. Добавьте еще один 250 мкл чип Элюирующий буфер бусины. Поворот образцов 8 об/мин, 15 мин при комнатной температуре. Тщательно передать трубка, содержащая первый элюции супернатант. При необходимости удалите меньший объем (240 мкл) для всех IP-адресов чтобы не мешать шарики. 7. обратный протеин дна сшивки Оттепель ввода образцов и 400 мкл чип Элюирующий буфер для каждого входа. Для ввода, так и IP образцов мкл 20 5 М NaCl, 5 мкл гликогена 20 мг/мл и 12,5 мкл 20 mg/ml протеиназы K. смесь хорошо, инвертирование или стряхивая трубы. Проинкубируйте образцы в ванне с водой 65 ° C на ночь. 8. очищения и концентрации ДНК Добавьте 10 мкл 10 мг/мл РНКазы A для ввода и IP образцов. Проинкубируйте образцы в ванну воды 37 ° C за 30 мин. 600 мкл фенола: chlorofrom:isoamyl алкоголя (25:24:1 PCI) водный раствор и хорошо перемешайте. Спина их на 15500 g x 5 мин при комнатной температуре. Удаление водный слой к новой пробке. 600 мкл PCI и хорошо перемешайте. Вращайте трубу на 15500 g x 5 мин при комнатной температуре. Передача водный слой к новой пробке.Предупреждение: Работа в зонта и носить соответствующие средства индивидуальной защиты при работе с PCI. Утилизация жидких и твердых отходов, по указанию институциональных руководящих принципов. Добавьте 0,1 x объем ацетат натрия 3M и 1 мл холодного 100% этанола ускорять ДНК. Инвертировать трубка 4 – 6 раз хорошо перемешать раствор. Инкубируйте в-20 ° C на ночь. Спиновые трубки на 15500 g x 20 мин при 4 ° C. Осторожно удалите супернатант с пипеткой. Помыть лепешка в 1 мл холодного 70% этанола. Его спина на 15500 g x 10 мин при 4 ° C. Осторожно удалите супернатант с пипеткой. Просушите окатышей в капот для примерно 20 мин (до полного высыхания). Ресуспензируйте IP образцов в 50 мкл нуклеиназы свободной воды и Ресуспензируйте ввода образцов в 100 мкл воды, свободной от нуклеиназы. Храните образцы ДНК при-20 ° C до проведения ПЦР. 9. Количественная ПЦР (ПЦР) для выявления обогащенный геномной регионов Сделайте ПЦР мастер смесь для каждого набора грунтовки. Одна реакция содержит 5 мкл 2 x qPCR смеси, 0,25 мкл 20 мкм вперед грунтовка и 0,25 мкл 20 мкм обратный праймера.Примечание: Надлежащего грунт проектирование и тестирование для ПЦР экспериментов описанных в других14,,1516. Сделайте главной смеси ДНК для каждого образца ДНК. Одна реакция содержит 0.5 мкл ДНК и 4.0 мкл воды, свободной от нуклеиназы. Добавьте 5.5 мкл мастер смесь соответствующей грунтовки и 4,5 мкл соответствующий мастер смеси ДНК в каждой скважине на тарелку, 384-ну ПЦР.Примечание: Начать с добавлением 5.5 мкл смеси праймера для каждой скважины. Спиновые пластину на 200 x г за 1 мин при комнатной температуре перед добавлением 4.5 мкл, комплекса ДНК. Придерживайтесь печать к пластине и спина на 200 x г за 1 мин при комнатной температуре. Выполнять ПЦР с помощью системы ПЦР в реальном времени с соблюдением следующих условий: 95 ° C 3 мин; 40 циклов 95 ° c 10 s, 55 ° C за 30 сек; кривую плавления 65 ° C до 95 ° C с шагом 0,5 ° C, 5 s. Для каждой пары праймера Вычислите процент ввода IP образца относительно образца ввода 5% используемых в ПЦР. Используйте средства технического triplicates ПЦР для выполнения вычислений.Примечание: Если существенные различия наблюдаются в triplicates ПЦР, лучше повторить ПЦР с вниманием к мастер смесь состава, дозирования ошибок и перекрестное загрязнение между скважинами в пластину 384-Ну. Настройте значения Cq для ввода до 100% путем вычитания числа циклов, представляющее коэффициент разрежения из необработанных значений Cq.Примечание: Пять процентов ввода представляет коэффициент разбавления 20 раз, который равняется 4,32 циклов (вход2 20 = 4.32). Рассчитать процент ввода как 2 ^ (Cqввода – овIP) умножается на 100. 10. Определите MNase дайджест условия (рекомендуется до первый полный чип эксперимент) Выполните шаги 2.1 через 4.4 предыдущего протокола. Масштабирование протокол для создания достаточно lysate несколько образцов MNase пищеварения пеллетные chromatin содержащих. На шаге 4.4 Ресуспензируйте гранулы в 1,25 мл MNase пищеварение буфера. Алиготе, образцы до 5 трубок так что каждый содержит 250 мкл Пелле хроматина, высокомобильна в буфер MNase пищеварение. Добавьте 0, 1,5, 2,5 или 5 мкл MNase к каждой трубе. Аккуратно перемешать, инвертирование 4 – 6 раз и сразу же инкубировать труб в ванну воды 37 ° C 20 мин. Остановите реакции немедленно размещение труб на льду и добавляя 5 мкл ЭДТА 0,5 М для 10 mM концентрации выпускных экзаменов.Осторожно перемешать раствор путем инверсии. Центрифуга для трубы на 15500 g x 15 мин при температуре 4 ° C и передачи супернатант новой 1,5 мл трубки. Добавьте SDS в конечной концентрации 1% (25 мкл раствора 10% акций) и3 NaHCO до конечной концентрации 0,1 М (25 мкл Стоковый раствор 1 М) для образцов в 1,5 мл пробирок. Добавьте 20 мкл 5 М NaCl, 5 мкл гликогена и 12,5 мкл 20 мг/мл протеиназы K образцы в 1,5 мл пробирок. Инкубируйте их при температуре 65 ° C на ночь. 10 мкл 10 мг/мл RNaseA. Инкубируйте при 37 ° C за 30 мин. Добавить 300 мкл PCI в водный раствор и хорошо перемешайте. Спина на 15500 g x 5 мин при комнатной температуре. Удаление водный слой к новой пробке. Добавить 300 мкл PCI и хорошо перемешать. Спина на 15500 g x 5 мин при комнатной температуре. Передача водный слой к новой пробке. Добавьте объем 0.1 x 3 M натрия ацетата (обычно ~ 30 мкл) и 1 мл холодного 100% этанола ускорять ДНК. Инвертировать трубка 4 – 6 раз в хорошо перемешайте. Инкубируйте трубку-80 ° C за 1 ч или от-20 ° C на ночь. Спиновые трубки на 15500 g x 20 мин при 4° C. Тщательно удалите супернатант с пипеткой. Вымойте гранулы в 1 мл холодного 70% этанола. Спина на 15500 g x 10 мин при 4 ° C. Пусть гранулы воздушно-сухой вытяжки примерно 20 мин (или пока не полностью сухой). Ресуспензируйте гранулы в 30 мкл воды, свободной от нуклеиназы. Добавьте ДНК, Загрузка красителя и запуск 20 мкл на агарозе 2% гель для визуализации переваривается ДНК.

Representative Results

Одним из ключевых компонентов этого протокола оптимизация концентрация Микрококковая Нуклеаза (MNase) используется для дайджест хроматина в растворимые фрагментов, как указано в шаге 10. Это критически важно для получения данных с высоким разрешением в отношении распре…

Discussion

Процедура, описанная здесь позволяет для эффективного восстановления ДНК, связанные с гистонами изменение в клетках дрожжей по иммунопреципитации. Это сопровождается ПЦР с праймерами, которые усиливают областей, представляющих интерес для определения местных обогащения или истощен?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Авторы хотели бы поблагодарить членов зеленый лаборатории для полезной дискуссии. Эта работа частично поддержали NIH грантов R03AG052018 и R01GM124342 для E.M.G.

Materials

Yeast Extract Research Products International (RPI) Y20025-1000.0
Peptone Research Products International (RPI) P20250-1000.0
Dextrose ThermoScientific BP350-1
Formaldehyde Sigma-Aldrich F8775
Glycine Fisher Scientific AC12007-0050
Tris Amresco 0497-5KG
EDTA Sigma-Aldrich E6758-500G
NaCl ThermoScientific BP358-10
4-Nonylphenyl-polyethylene glycol Sigma-Aldrich 74385 Equivalent to NP-40
MgCl ThermoScientific S25533
CaCl2 Sigma-Aldrich 20899-25G-F
LiCl ThermoScientific AC413271000
Sodium Dodecyl Sulfate Amresco M107-1KG
Sodium Deoxycholate Sigma-Aldrich 30970-100G
Sodium Acetate Sigma-Aldrich S2889
NaHCO3 ThermoScientific S25533
PMSF Sigma-Aldrich P7626-5G
Yeast protease inhibitor cocktail VWR 10190-076
25 Phenol:24 Chloroform:1 Isoamyl Alcohol VWR Life Science 97064-824
Ethanol Sigma-Aldrich E7023
Nuclease-Free Water VWR 100720-992
Micrococcal Nuclease Worthington Biochemical LS004797
Glycogen ThermoScientific R0561
Proteinase K Research Products International (RPI) P50220-0.1
RNase A  Sigma-Aldrich R6513-50MG
 Bradford Assay Reagent ThermoScientific 23238
 BSA Standard 2 mg/mL ThermoScientific 23210
α H4 EMD Millipore 04-858
α H4K16ac EMD Millipore ABE532
α H3 Abcam ab1791
α H3K4me2 Active Motif 39142
 High Rox qPCR Mix Accuris qMax Green, Low Rox qPCR Mix ACC-PR2000-L-1000
Protein A/G Magnetic Beads ThermoScientific 88803
magnetic stand for 1.5mL tubes Fisher Scientific PI-21359
Acid-Washed Glass Beads Sigma-Aldrich G8772
 Microtube Homogenizer Benchmark D1030
2.0 mL screw-cap tubes with sealing rings Sigma-Aldrich Z763837-1000EA
Gel loading tips Fisher Scientific 07-200-288
Cuvettes Fisher Scientific 50-476-476
Parafilm Fisher Scientific 13-374-10
50 mL conical tubes Fisher Scientific 14-432-22
384-Well PCR Plate Fisher Scientific AB-1384W
 Gyratory Floor Shaker New Brunswick Scientific Model G10
Spectrophotometer ThermoScientific ND-2000c
 Real-Time PCR Detection System Bio-Rad 1855485

References

  1. Jaiswal, D., Turniansky, R., Green, E. M. Choose Your Own Adventure: The Role of Histone Modifications in Yeast Cell Fate. J Mol Biol. 429 (13), 1946-1957 (2017).
  2. Suganuma, T., Workman, J. L. Signals and combinatorial functions of histone modifications. Annu Rev Biochem. 80, 473-499 (2011).
  3. Solomon, M. J., Varshavsky, A. Formaldehyde-mediated DNA-protein crosslinking: a probe for in vivo chromatin structures. P Natl Acad Sci USA. 82 (19), 6470-6474 (1985).
  4. Solomon, M. J., Larsen, P. L., Varshavsky, A. Mapping protein-DNA interactions in vivo with formaldehyde: evidence that histone H4 is retained on a highly transcribed gene. Cell. 53 (6), 937-947 (1988).
  5. Gilmour, D. S., Lis, J. T. Detecting protein-DNA interactions in vivo: distribution of RNA polymerase on specific bacterial genes. P Natl Acad Sci USA. 81 (14), 4275-4279 (1984).
  6. Lefrançois, P., et al. Efficient yeast ChIP-Seq using multiplex short-read DNA sequencing. BMC Genomics. 10, 37 (2009).
  7. Furey, T. S. ChIP-seq and beyond: new and improved methodologies to detect and characterize protein-DNA interactions. Nat Rev Genet. 13 (12), 840-852 (2012).
  8. Déjardin, J., Kingston, R. E. Purification of proteins associated with specific genomic Loci. Cell. 136 (1), 175-186 (2009).
  9. Byrum, S. D., Raman, A., Taverna, S. D., Tackett, A. J. ChAP-MS: a method for identification of proteins and histone posttranslational modifications at a single genomic locus. Cell Rep. 2 (1), 198-205 (2012).
  10. Soldi, M., Bremang, M., Bonaldi, T. Biochemical systems approaches for the analysis of histone modification readout. Biochim Biophys Acta. 1839 (8), 657-668 (2014).
  11. Soldi, M., Bonaldi, T. The ChroP approach combines ChIP and mass spectrometry to dissect locus-specific proteomic landscapes of chromatin. J Vis Exp. (86), (2014).
  12. Kuo, M. H., Allis, C. D. In vivo cross-linking and immunoprecipitation for studying dynamic Protein:DNA associations in a chromatin environment. Methods. 19 (3), 425-433 (1999).
  13. Meluh, P. B., Broach, J. R. Immunological analysis of yeast chromatin. Methods Enzymol. 304, 414-430 (1999).
  14. Rozen, S., Skaletsky, H. Primer3 on the WWW for general users and for biologist programmers. Methods Mol Biol. 132, 365-386 (2000).
  15. Taylor, S., Wakem, M., Dijkman, G., Alsarraj, M., Nguyen, M. A practical approach to RT-qPCR-Publishing data that conform to the MIQE guidelines. Methods. 50 (4), S1-S5 (2010).
  16. Rodríguez, A., Rodríguez, M., Córdoba, J. J., Andrade, M. J. Design of primers and probes for quantitative real-time PCR methods. Methods Mol Biol. 1275, 31-56 (2015).
  17. Briggs, S. D., et al. Histone H3 lysine 4 methylation is mediated by Set1 and required for cell growth and rDNA silencing in Saccharomyces cerevisiae. Gene Dev. 15 (24), 3286-3295 (2001).
  18. Bernstein, B. E., et al. Methylation of histone H3 Lys 4 in coding regions of active genes. P Natl Acad Sci USA. 99 (13), 8695-8700 (2002).
  19. Pokholok, D. K., et al. Genome-wide map of nucleosome acetylation and methylation in yeast. Cell. 122 (4), 517-527 (2005).
  20. Krogan, N. J., et al. The Paf1 complex is required for histone H3 methylation by COMPASS and Dot1p: linking transcriptional elongation to histone methylation. Mol Cell. 11 (3), 721-729 (2003).
  21. South, P. F., Harmeyer, K. M., Serratore, N. D., Briggs, S. D. H3K4 methyltransferase Set1 is involved in maintenance of ergosterol homeostasis and resistance to Brefeldin A. P Natl Acad Sci USA. 110 (11), E1016-E1025 (2013).
  22. Margaritis, T., et al. Two distinct repressive mechanisms for histone 3 lysine 4 methylation through promoting 3′-end antisense transcription. PLoS Genet. 8 (9), e1002952 (2012).
  23. Jezek, M., et al. The histone methyltransferases Set5 and Set1 have overlapping functions in gene silencing and telomere maintenance. Epigenetics. 12 (2), 93-104 (2017).
  24. Suka, N., Luo, K., Grunstein, M. Sir2p and Sas2p opposingly regulate acetylation of yeast histone H4 lysine16 and spreading of heterochromatin. Nat Genet. 32 (3), 378-383 (2002).
  25. Kimura, A., Umehara, T., Horikoshi, M. Chromosomal gradient of histone acetylation established by Sas2p and Sir2p functions as a shield against gene silencing. Nat Genet. 32 (3), 370-377 (2002).
  26. Rothbart, S. B., et al. An Interactive Database for the Assessment of Histone Antibody Specificity. Mol Cell. 59 (3), 502-511 (2015).
Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) of Histone Modifications from Saccharomyces cerevisiae

Play Video

Cite This Article
Jezek, M., Jacques, A., Jaiswal, D., Green, E. M. Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) of Histone Modifications from Saccharomyces cerevisiae. J. Vis. Exp. (130), e57080, doi:10.3791/57080 (2017).

View Video