$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Уход за животными и эксперименты проводились в соответствии с процедурами, утвержденными Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию Медицинской школы Университета Индианы.
1. Подготовка к началу эксперимента
- Подготовка тканей
- Для мечения ядра адипоцитов скрещивайте мышей NuTRAP со специфическими для адипоцитов линиями адипонектина-Cre (Adipoq-Cre) для получения мышей Adipoq-NuTRAP, которые являются гемизиготными как для Adipoq-Cre, так и для NuTRAP.
- Препарируйте интересующие жировые ткани мышей Adipoq-NuTRAP, как описано ранее14.
- Заморозьте ткани в жидком азоте и храните их при температуре -80 °C до использования.
ПРИМЕЧАНИЕ: Каждая жировая прокладка может храниться целиком, а замороженные ткани могут быть позже разрезаны на сухом льду на более мелкие кусочки (~ 50 мг) для экспериментов. В качестве альтернативы, жировые ткани могут быть разрезаны, алицитированы и заморожены в пробирках для хранения (~ 50 мг на пробирку). Замороженные образцы никогда не размораживаются после замораживания до использования.
- Подготовка буфера
ПРИМЕЧАНИЕ: Держите буферы на льду на протяжении всего эксперимента.- Приготовьте буфер для подготовки ядра (NPB): 250 мМ сахарозы, 10 мМ HEPES (pH 7,5), 10 мМ KCl, 1,5 мМ MgCl2 и 0,1% NP40. Приготовьте 7 мл NPB на образец. Перед использованием добавьте в NPB свежий коктейль ингибитора протеазы 100x (последний 1x), DTT (конечный 1 мМ) и Hoechst (конечный 1 мкг / мл).
ПРИМЕЧАНИЕ: Рекомендуется готовить свежий NPB, но его можно хранить при температуре 4 ° C до 1 месяца.
- Приготовьте 1x фосфатно-буферный физиологический раствор с 0,1% NP-40 (PBS-N).
2. Изоляция ядра
- Гомогенизаторы Dounce для охлаждения, по одному стакану Dounce на образец, на льду. Затем добавьте 7 мл смеси NPB в каждый стакан Dounce.
ПРИМЕЧАНИЕ: В каждом эксперименте рекомендуется использовать до восьми образцов. Работа с более чем восемью образцами значительно задержит все этапы, и это может особенно ухудшить качество ядра во время сортировки.
- Положите замороженную жировую ткань (50-100 мг) в стакан Dounce и сразу же разрежьте его на несколько более мелких кусочков с помощью длинных ножниц. Погладьте 10 раз рыхлым пестиком для всех образцов, а затем 10 раз тугим пестиком.
ПРИМЕЧАНИЕ: Жировые ткани мягкие, поэтому достаточно разрезать их на несколько небольших кусочков. Для редких образцов можно использовать более мелкие кусочки (10-20 мг), хотя количество собранных ядер адипоцитов может варьироваться.
- Отфильтруйте через сетчатый фильтр 100 мкм в новую пробирку объемом 50 мл. Перелейте отфильтрованные гомогенаты в новую пробирку объемом 15 мл. Отжим при 200 × г в течение 10 мин при 4 °C в центрифуге с поворотным ведром. Удалите надосадочную жидкость настолько, насколько это возможно.
ПРИМЕЧАНИЕ: Сначала аспирируйте с помощью пылесоса, а затем удалите оставшийся объем с помощью микропипетки.
- Ресуспендируйте гранулу в 500 мкл PBS-N легким, но тщательным постукиванием пальцами.
ПРИМЕЧАНИЕ: Избегайте пипетки, так как это может повредить ядра.
- Отфильтруйте через сетчатое фильтр 40 мкм в новую пробирку объемом 50 мл с помощью щадящего пипетирования. Промойте сетчатый фильтр 250 мкл PBS-N. Перенесите отфильтрованную ядерную ресуспендию в пробирку для сортировки клеток, активируемой флуоресценцией (FACS), с помощью микропипетки.
ПРИМЕЧАНИЕ: При наличии пробирки и сетчатые фильтры можно использовать для небольших объемов, чтобы свести к минимуму потери образца.
3. Сортировка ядра
- Подготовка сборной пробирки
- Добавьте 500 мкл PBS-N в новые пробирки объемом 1,5 мл и несколько раз переверните, чтобы смочить все внутренние поверхности буфером.
- Коротко раскрутите трубки, чтобы сбить всю жидкость, а затем охладите их на льду до сортировки.
- СУИМ (рис. 2)
- Используйте стробирование FSC-A/FSC-H для синглетов и FSC-A/SSC-A для удаления мелкого или крупного мусора.
- Ворота для популяции ядра адипоцитов mCherry/GFP.
- Соберите по 10 000 ядер в каждую из пробирок для сбора, приготовленных на шаге 3.1.
- Подготовка ядра после сортировки
- Добавьте 500 мкл PBS-N в каждую сборную пробирку и несколько раз перемешайте.
- Отжимают сборные пробирки при 200 × г в течение 10 мин при 4 °С в центрифуге с поворотным ведром. Полностью удалите надосадочную жидкость.
ПРИМЕЧАНИЕ: Сначала используйте пылесос, чтобы удалить пузырьки, слейте надосадочную жидкость и используйте бумажные салфетки, чтобы полностью удалить оставшуюся жидкость. В этот момент гранула невидима. Приготовьте основную смесь Tn5 на этапе центрифугирования, как описано ниже.
4. Тагментация Tn5 (таблица 1)
- Чтобы приготовить 25 мкл основной смеси Tn5, смешайте 12,5 мкл 2-кратного буфера ДНК с тагментацией (буфер TD), 1,25 мкл транспозазы Tn5 (фермент TDE I) и 11,25 мкл воды, не содержащей нуклеаз.
- Добавьте 25 мкл основной смеси Tn5 к каждой грануле ядра и ресуспендируйте путем осторожного пипетирования. Инкубировать при 600 об/мин в течение 30 мин при 37 °C с помощью термомиксера.
5. Очистка ДНК
ПРИМЕЧАНИЕ: В следующей процедуре используется набор для очистки ПЦР, указанный в таблице материалов. Можно использовать любые другие подобные методы очистки ДНК.
- Добавьте 25 мкл безнуклеазной воды к 25 мкл смеси ресуспензии ядер Tn5, полученной после стадии 4.2. Конечный объем составляет 50 мкл на образец.
- Добавьте 250 мкл буферного PB.
- Добавьте 5 мкл 3 М ацетата натрия (NaOAc) (рН 5,2).
- Переложите смесь в колонку (поставляется с указанным набором) и центрифугу при 17 900 × г в течение 1 мин при комнатной температуре (RT).
- Откажитесь от проточной части и поместите спиновую колонну обратно в ту же сборную трубу. Добавьте 750 мкл буферного полиэтилена, содержащего абсолютный этанол (EtOH), и центрифугу при 17 900 × г в течение 1 мин при RT.
- Откажитесь от проточной части и поместите спиновую колонну обратно в ту же сборную трубку. Центрифугу при 17 900 × г в течение 1 мин при ЛТ и выбросьте сборную пробирку с проточным отверстием.
- Чтобы разбавить фрагменты ДНК, оборудуйте колонку новой пробиркой объемом 1,5 мл, добавьте 10 мкл буфера EB и оставьте в режиме RT на 3 мин. Центрифуга при 17 900 × г в течение 1 мин при ЛТ.
ПРИМЕЧАНИЕ: Образцы можно хранить при температуре 4 °C в течение нескольких дней или при температуре -20 °C в течение нескольких недель.
6. ПЦР-амплификация (табл. 2)
ПРИМЕЧАНИЕ: Праймеры, использованные в этом исследовании, перечислены в таблице 3.
- Для амплификации транспонированных фрагментов ДНК приготовьте мастер-смесь для ПЦР без добавления уникального праймера штрих-кодирования Ad2.n (праймер #2). Используйте 38 мкл основной смеси для ПЦР на образец: 11 мкл воды, не содержащей нуклеазы, 2 мкл праймера Ad1_noMX 25 мкМ (праймер #1) и 25 мкл 2x мастер-смеси для ПЦР.
- Добавьте 38 мкл основной смеси для ПЦР в пробирку для ПЦР объемом 0,2 мл.
- Добавьте 10 мкл элюированных фрагментов ДНК из шага 5.7.
- Добавьте 2 мкл 25 мкМ праймера #2, который должен быть специфичным для каждого образца.
- Запустите ПЦР в соответствии с условиями циклирования, указанными в таблице 2.
7. Количественный ПЦР-тест в реальном времени (кПЦР) (таблица 4)
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот шаг направлен на определение дополнительных циклов, необходимых для амплификации ДНК. Это необязательно, но настоятельно рекомендуется, особенно для новых экспериментов.
- Приготовьте мастер-смесь для кПЦР без добавления праймера #2. Используйте 9,975 мкл основной смеси для кПЦР на образец: 4,41 мкл воды, не содержащей нуклеаз, 0,25 мкл 25 мкМ праймера #1, 5 мкл 2x PCR Master Mix и 0,09 мкл 100x SYBR Green I.
ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы приготовить 100x SYBR Green I, разбавьте 10 000x бульон водой, не содержащей нуклеаз. Поскольку объем 100x SYBR Green I, используемый для мастер-смеси qPCR, незначителен, легче сделать дополнительную мастер-смесь из разбавленной 100x SYBR Green I (например, для 8-10 образцов).
- Добавьте 9,975 мкл основной смеси для кПЦР в каждую лунку планшета для кПЦР.
- Добавьте 0,25 мкл грунтовки #2 25 мкМ в каждую лунку.
ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно добавьте один и тот же праймер #2, чтобы он соответствовал тому, что было добавлено к каждому конкретному образцу на шаге 6.4.
- Добавьте 5 мкл реакции ПЦР, полученной после амплификации ПЦР на этапе 6,5, и перемешайте пипеткой.
ПРИМЕЧАНИЕ: Оставшиеся 45 мкл реакции ПЦР будут использованы для второй амплификации ПЦР.
- Запустите кПЦР в соответствии с условиями циклирования, указанными в таблице 5.
- Проверьте кривые амплификации и определите количество необходимых дополнительных циклов ПЦР, оценив количество циклов, достигших ~ 35% от максимума (рис. 3A).
ПРИМЕЧАНИЕ: Как правило, для 10 000 ядер требуется от пяти до восьми дополнительных циклов ПЦР.
8. Дополнительная ПЦР-амплификация
- Запустите ПЦР, используя все оставшиеся 45 мкл реакции ПЦР в соответствии с расчетами из шага 7.6 (таблица 6).
ПРИМЕЧАНИЕ: Для каждого образца может потребоваться разное количество циклов усиления.
9. Вторая очистка ДНК с использованием набора для очистки ПЦР
- Используйте те же процедуры, что и в разделе 5, но разбавьте амплифицированные фрагменты ДНК 20 мкл буфера EB.
10. Выбор размера фрагмента ДНК
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте твердофазные обратимые иммобилизующие шарики, как описано ниже. Любые другие подобные шарики для очистки ДНК можно использовать в соответствии с инструкциями производителя. Перед использованием суспензия шарика SPRI должна быть полностью ресуспендирована и уравновешена при RT с вращением.
- Перенесите элюированную ДНК в новую пробирку для ПЦР и добавьте 80 мкл буферного ЭБ, чтобы получить окончательный объем 100 мкл.
- Добавьте 55 мкл шариков SPRI (0,55x объем образца) и перемешайте пипеткой. Инкубировать в течение 5 мин при ЛТ, а затем отделить на мини-магнитной подставке для ПЦР 8-пробирочные полоски в течение 5 мин.
- Перенесите 150 мкл надосадочной жидкости в новую ПЦР-пробирку. Добавьте 95 мкл шариков SPRI и перемешайте пипеткой.
ПРИМЕЧАНИЕ: Надосадочная жидкость содержит ДНК примерно 500.н. или меньше.
- Инкубируйте в течение 5 минут при RT, а затем отделите на мини-магнитной подставке в течение 5 минут. Тщательно выбросьте надосадочную жидкость.
- Промойте шарики в течение 1 минуты с 200 мкл 70% EtOH. Повторите два раза в общей сложности три стирки.
ПРИМЕЧАНИЕ: Не перемещайте пробирки для ПЦР с магнитной подставки во время стирки.
- После окончательной промывки открутите пробирки при дозе 1000 × г в течение 1 минуты и удалите оставшийся EtOH. Высушите гранулы с открытой крышкой при температуре 37 °C в течение 2 минут на ПЦР-машине.
ПРИМЕЧАНИЕ: Гранулы бисера должны иметь только некоторые незначительные трещины после высыхания. Избегайте пересушивания.
- Ресуспендируют гранулу с 20 мкл буферного ЭБ путем пипетки и инкубируют в течение 5 мин при ЛТ. Отделите на мини-магнитной подставке в течение 5 минут, а затем перенесите 18 мкл надосадочной жидкости, содержащей конечную библиотеку, в новую пробирку объемом 1,5 мл.
ПРИМЕЧАНИЕ: Библиотека может храниться при температуре -20 °C при выполнении проверки качества.
11. Количественное определение ДНК с помощью флуорометра
- Чтобы приготовить основную смесь, разбавьте 200-кратный высокочувствительный реагент дцДНК (HS) буфером dsDNA HS до конечной концентрации 1x.
- Для стандартов добавьте 190 мкл 1x основной смеси и 10 мкл стандарта 1 или стандарта 2 в трубку флуорометра.
ПРИМЕЧАНИЕ: Уравновесьте стандарты в RT в темноте, прежде чем начинать количественную оценку.
- Для библиотечных образцов добавьте 198 мкл 1x основной смеси и 2 мкл каждого образца в отдельную пробирку флуорометра.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если количество образца ограничено, объем образца может быть уменьшен до 1 мкл, а объем 1x основной смеси может быть увеличен до 199 мкл.
- Встряхните или встряхните трубки флуорометра и оставьте их на 5 минут при RT в темноте. Измерьте концентрацию ДНК с помощью анализа dsDNA HS флуорометра.
12. Проверка качества библиотеки высокочувствительными системами электрофореза
- Возьмите библиотеку ATAC-seq и разбавьте водой, не содержащей нуклеаз, до конечной концентрации 1-5 нг/мкл.
- Проанализируйте распределение библиотек ATAC-seq по размерам с помощью высокочувствительных автоматизированных систем электрофореза в соответствии с протоколами производителя.
13. Проверка качества библиотеки ATAC-seq с помощью таргетной кПЦР
- Возьмите 5-10 нг библиотеки ATAC-seq и разбавьте 50 мкл воды, не содержащей нуклеаз.
- Запустите кПЦР с использованием праймеров, нацеленных на промоторы и энхансеры, которые, как известно, активны в адипоцитах, в соответствии с условиями цикла, указанными в таблице 7.
- Используйте отрицательные контрольные праймеры, нацеленные на закрытые/молчаливые области генома (таблица 7).
- Рассчитайте обогащение промотора/энхансеров по сравнению с отрицательным контролем (таблица 8).
ПРИМЕЧАНИЕ: Ожидается ≥10-20-кратное обогащение с успешными образцами.
14. Последовательность действий
- Отправьте библиотеки ATAC-seq для виртуализации. Используйте парное секвенирование (2 x 34.н., 2 x 50.н. или более) со средним числом считываний 10–30 миллионов чтений на выборку.