Этот метод предназначен для последующего формирования PRC2-опосредованных доменов хроматина в клеточных линиях, и метод может быть адаптирован ко многим другим системам.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Этот метод предназначен для последующего формирования PRC2-опосредованных доменов хроматина в клеточных линиях, и метод может быть адаптирован ко многим другим системам.
Организация и структура доменов хроматина уникальны для отдельных клеточных линий. Их неправильное регулирование может привести к потере клеточной идентичности и/или болезни. Несмотря на огромные усилия, наше понимание формирования и распространения хроматина по-прежнему ограничено. Хроматин домены были изучены в условиях стабильного состояния, которые не способствуют после первоначальных событий во время их создания. Здесь мы представляем метод индуцирования хроматинов доменов и следовать их реформированию как функции времени. Хотя, сперва приложенное к случаю PRC2-опосредованного репрессивного образования домена chromatin, оно смогло легко быть приспособлено к другим доменам хроматина. Модификация и/или сочетание этого метода с геномикой и технологиями визуализации предоставит бесценные инструменты для детального изучения создания доменов хроматина. Мы считаем, что этот метод произведет революцию в нашем понимании того, как хроматины образуют и взаимодействуют друг с другом.
Эукариотические геномы хорошо организованы и изменения в доступностихроматина непосредственно контролируют транскрипцию генов 1. Геном содержит различные типы хроматиновых доменов, которые коррелируют с транскрипционной активностью и сроками репликации2,3. Эти хроматиндометы варьируются в размерах от нескольких килобаз (кб) до более чем 100 кб и характеризуются обогащением в различных модификациях гистона4. Главные вопросы: как формируются эти области и как они распространяются?
Один из наиболее хорошо охарактеризованных хроматина доменов поощряется через деятельность Поликомб репрессивного комплекса 2 (КНР2). КНР2 представляет собой многофункциональный комплекс, состоящий из подмножества Polycomb Group (PcG) белков5,6, и катализирует моно-, ди- и триметилирование лизина 27 гистон H3 (H3K27me1/me2/me3)7,8, 9,10. H3K27me2/me3 связаны с репрессивным состоянием хроматина, но функция H3K27me1 неясна6,11. Один из основных компонентов PRC2, эмбрионального развития эктодерма (EED), связывает с конечным продуктом PRC2 катализ, H3K27me3, через его ароматические клетки, и эта функция приводит к аллостерической стимуляции PRC212,13. Ферментативная активность КНР2 имеет решающее значение для сохранения клеточной идентичности во время развития, так какнеуместное выражение определенных генов развития, которые противопоказаны для определенной линии, было бы пагубным 5,6 . Таким образом, распутывание механизмов, с помощью которых КНР2 способствует формированию репрессивных хроматинов у млекопитающих имеет основополагающее значение для понимания клеточной идентичности.
Все прошлые экспериментальные системы, предназначенные для исследования образования доменов хроматина, включая PRC2-опосредованные домены хроматина, были выполнены в условиях устойчивого состояния, которые не в состоянии отслеживать разворачивающиеся события образования доменов хроматина в Клетки. Здесь мы представляем подробный протокол для создания индуцируемой клеточной системы, которая отслеживает первоначальный набор и распространение хроматина доменов. В частности, мы фокусируемся на отслеживании формирования PRC2-опосредованных репрессивных доменов хроматина, которые составляют H3K27me2/3. Эта система, которая может захватить механистические детали образования доменов хроматина, может быть адаптирована для включения других областей хроматина, таких как широко изученные домены, включающие либо H2AK119ub или H3K9me. В сочетании с геномикой и технологиями визуализации, этот подход имеет потенциал для успешного решения различных, ключевых вопросов в биологии хроматина.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Поколение индуцируемого EED спасательных mESCs
1. Культура клеток
2. Поколение клональных EED нокаут (KO) mESCs
3. Проектирование EED нокаут mESCs гавани Cre-ERT2 на основе индуцируемого eED выражение
4. После нуклеации и распространения активности КНР2 на хроматин
5. Мониторинг появления и роста очагов H3K27me3 в ядрах mESC
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Общая схема условной спасательной системы
На рисунке 1 показана схема таргетинга для условного спасения клеток EED KO с помощью WT или клетки-мутанта (Y365A) EED, который выражается в эндогенном локусе EED. После выбивания EED, основной подразделение PRC2, что имеет важное значение для его стабильности и ферментативной деятельности, кассета в интрон следующие экзон 9 EED вводится (Рисунок 1). Кассета состоит из оставшейся 3'cDNA последователь...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Мощный подход к пониманию механистических деталей во время формирования данного домена хроматина, заключается в том, чтобы сначала нарушить домен, а затем отслеживать его реконструкцию в клетках. Процесс может быть приостановлен в любое время во время реконструкции, чтобы детально проанализировать происходящие события. Предыдущие исследования по области хроматина не могли разрешить такие события, поскольку они проводились в условиях стабильного состояния (например, сравнение дикого типа и генного нокаута). Здесь мы намеч...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Д.Р. является соучредителем Constellation Pharmaceuticals и Fulcrum Therapeutics. Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.
Мы благодарим д-ра Л. Валеса, Д. Озата и Х. Моу за пересмотр рукописи. D.R. Lab поддерживается Медицинским институтом Говарда Хьюза и Национальными институтами здравоохранения (R01CA199652 и R01NS100897).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| (Z)-4-гидрокситамоксифен (5 мг) | Sigma | H7904-5MG | Для индукции экспрессии ЭДК |
| 16% Параформальдегидный водный раствор (10x10 мл) | Электронная микроскопия | Sciences 15710 | Для иммунофлуоресценции |
| 2-меркаптоэтанол | LifeTechnologies | 21985-023 | Для культуры мЭСК |
| 2% раствор желатина | Sigma | G1393-100мл | Для мЭСК культура |
| Accutase 500 ML | Innovative Cell Tech/FISHER | AT 104-500 | Для культуры mESCs |
| Alexa Fluor 594 AffiniPure Donkey Anti-Rabbit IgG (H+L) | Jackson immunoresaerch | 711-585-152 | Для иммунофлуоресценции |
| Aqua-Mount Mounting Medium | FISHER/VWR | 41799-008 | Для иммунофлуоресценции |
| CHAMBER SLD TC PRMA 8-CHM 16 PK | Fisher Sci | 177445PK | Для иммунофлуоресценции |
| DAPI (4',6-Диамидино-2-фенилиндол, дигидрохлорид) - 10 мг | Life Tech | D1306 | Для иммунофлуоресценции |
| ингибитор ERK, PD0325901 | Stemgent | 04-0006 | Для культуры mESCs |
| Рекомбинантный мышиный белок LIF | Millipore/Fisher | ESG1107 | Для культуры mESCs стволовые |
| клетки FBS Qualified | Atlanta | S10250 | Для культуры mESCs |
| Gibson Assembly Master Mix | NEB | E2611L | Для донорской матрицы клонирование |
| ингибитора GSK3, CHIR99021 | Stemgent | 04-0004 | Для mESCs культуры |
| H3K27me2 (D18C8) кролика mAB | Cell Signaling | 9728S | Антитело для ChIP-seq |
| H3K27me3 | Cell Signaling | 9733S | Антитело для ChIP-seq |
| Histone H2Av антитело (pAb) | Активный мотив | 39715 | Spike-in control for ChIP-seq |
| Knockout DMEM | Invitrogen | 10829-018 | Для культуры mESCs |
| L-глутамин | Sigma | G7513 | Для культуры mESCs |
| Lipofectamine 2000 | LifeTech | 11668019 | Для трансфекции |
| MangoTaq DNA Polymerase | Bioline | BIO-21079 | Для генотипирования ПЦР |
| Нормальная ослиная сыворотка (10 мл) | Jackson ImmunoResearch | 017-000-121 | Для иммунофлуоресценции |
| Пенициллин-стрептомицин | Sigma/Roche | P0781 | Для культуры мЭСК |
| pSpCas9(BB)-2A-GFP (PX458) | Addgene | 48138 | Для клонирования гРНК |
| QuickExtract DNA Extraction раствор | Lucigen | QE0905T | для генотипирования ПЦР Triton |
| X-100 | Sigma | T8787-250ML | |
| Набор для клонирования ПЦР Zero Blunt | Thermo Fisher | K270020 | Для клонирования донорских шаблонов |
| Primers/gBlocks | |||
| EED-KO-gRNA-1 | Последовательность: ctctggctactactgtcaactag. гРНК объединяются для нокаута EED в C57BL/6 ESCs для систем i-WT-r и i-MT-r. | ||
| Последовательность EED-KO-gRNA-2 | : TAGGCTATGACGCAGCTCAG. гРНК объединяются в пары для нокаута EED в C57BL/6 ESCs для систем i-WT-r и i-MT-r. | ||
| EED-gRNA-индуцируемая | последовательность: atggcaccccgaaattagaa. гРНК и донор для создания системы i-WT-r на фоне EED-KO. | ||
| i-WT-r Донор | https://benchling.com/s/seq-l2LLlWNEnLrfGXcbdCxI. гРНК и донор для создания системы i-WT-r в фоновом режиме EED-KO. | ||
| EED-gRNA-индуцируемая | последовательность: atggcaccccgaaattagaa. гРНК и донор для создания системы i-WT-r на фоне EED-KO. | ||
| i-MT-r Донор | https://benchling.com/s/seq-n8eiZCB2XAkOuzzpv6qM. гРНК и Донор для генерации системы i-MT-r на фоне EED-KO. | ||
| Genotyping Primers | |||
| Gnt-EED-KO-FW-1 | Последовательность: ctgtaggctgccatctgtga. Аллель дикого типа позволит получить продукт размером 1,9 кб. Нокаутный аллель будет давать продукт в 200.н. | ||
| Gnt-EED-KO-REV-1 | Последовательность: agccagggctacacagagaa. Аллель дикого типа позволит получить продукт размером 1,9 кб. Нокаутный аллель будет давать продукт в 200.н. | ||
| Inducible_Genotype-FW-1 | Последовательность: tgcagtgaaacaaatttggaa. Когда казет вставлен, капсюли будут производить 1863.о. Аллель дикого типа будет производить продукт в ~200.о. | ||
| Inducible_Genotype-REV-1 | Последовательность: gagaggggtggcactgtaaa. Когда казет вставлен, капсюли будут производить 1863.о. Аллель дикого типа будет производить продукт в ~200.о. | ||
| Inducible_Genotype-FW-2 | Последовательность: ccccctctct. Когда кассета вставлена, капсюли будут производить 3200.о. Аллель дикого типа будет давать продукт в 1560.о. | ||
| Inducible_Genotype-REV-2 | Последовательность: atgcctgggtgaatgaaaaa. Когда кассета вставлена, капсюли будут производить 3200.о. Аллель дикого типа будет давать продукт в 1560.о. |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.