Summary
ここで、紹介タグの付いていない人間の活動の効率的な単一ステップ浄化のためのプロトコル 10 11 転流 2 (TET2) イオン交換クロマトグラフィーと液体クロマトグラフィー-タンデム質量を使用しての試金を使用して 5-メチルシトシン ジオキシゲナーゼ分析 (クロマトグラフィー-タンデム質量)-ベースのアプローチ。
Abstract
5-メチルシトシン (5mC) を介したエピジェネティックな発現制御は、真核生物の開発で重要な役割を果たしてきました。10-11 転流 dioxygenases (TET1-3)、チミン DNA グリコシラーゼ依存塩基除去修復に続いて連続酸化これらのエピゲノムの脱メチル化を実現します。TET2 遺伝子遺伝子の突然変異によりまたは他のエピジェネティックなメカニズムの不活化は多様な癌、特に造血器腫瘍患者の予後に関連付けられます。ここでは、酵素によって実行中の陽イオン交換クロマトグラフィーを用いたタグなしの人間型 TET2 ジオキシゲナーゼの効率的な単一ステップ浄化について述べる。さらに別のおよび 4 つの変更されたシトシン塩基 (5-メチル 5-ヒドロキシメチル、5-ホルミルと 5 カルボキシル基) だけでなく、通常の 4 つの DNA 塩基 (A、T、G および C) を定量化できる液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析法 (MS/LCMS) アプローチをいたします。この試金は、野生型と変異型 TET2 dioxygenases の活性を評価する使用できます。
Introduction
CpG のジヌクレオチドのシトシン塩基の C5 の位置は、哺乳類のゲノムの1で優勢なメチル化サイト (5mCpG) です。さらに、多くの最近の研究は広範な C5 シトシンのメチル化 (5mC) 非 CpG サイトを発見した (5mCpH、ところ H = A、T、または C)2,3。5mC 変更は、内在性レトロトランスポゾン遺伝子プロモーター3,4,5で転写サイレンサーとして機能します。5mC のメチル化は、X 染色体不活性化、遺伝子刷り込みや核リプログラミング ティッシュ特定の遺伝子表現5,6,7で重要な役割を果たしています。C5 の位置にシトシンのメチル化は、DNA メチル化酵素により行われ、これらの酵素の突然変異を引き起こす重要な発達の欠陥8。5mC マークの除去は、TET1 3 5mC オキシダーゼ9,10によって開始されます。これらのテト家族 dioxygenases 連続酸化ステップ11,12,13によって 5-ヒドロキシメチルシトシン (5hmC)、5 formylcytosine (5 fC) および 5-carboxylcytosine (5caC) 5mC に変換します。最後に、チミン DNA グリコシラーゼは 5 fC または未変更のシトシン塩基除去修復経路11を使用する 5caC を置き換えます。
人間型 TET2遺伝子は骨髄異形成症候群 (MDS)14,15,16、MDS 骨髄増殖性腫瘍 (を含む多様な造血器腫瘍における頻繁変異遺伝子として同定されました。MDS-MPN)、およびデータシートとデータシート MPN16由来急性骨髄性白血病 (AML)。5hmC 骨髄 DNA 修飾のレベルは TET2 の突然変異で野生型 (wt) と比較した患者の下に-TET214。グループの数は、その正常造血と骨髄性変換17,18,19,20における役割を明らかにする TET2 ノックアウト マウス モデルを開発しています。TET2 遺伝子に変異を持つマウスが最初通常で実行可能な明らかに多様な造血器腫瘍、高齢、早期死亡の原因が。これらの研究は、正常な造血分化に wt 型 TET2 演じる重要な役割を示した。これらマウス モデル、(TET2± HSCs) ヘテロ接合体の造血幹細胞およびホモ型 TET2-/-の HSCs が両方 TET2+/-として造血系統の再作成でホモ wt TET2 HSCs 上の優位性TET2-/- HSCs は多様な造血器腫瘍17,18を開発しました。これらの研究は、そのハプロ TET2 ジオキシゲナーゼ HSCs の開発を変更し、造血器腫瘍における結果を示しています。
TET2 遺伝子の変異を持つマウスと同様に、ほとんどの白血病患者マニフェスト型 TET2 ジオキシゲナーゼ活性のハプロ。これらの主にヘテロ接合体の体細胞突然変異は、ナンセンス、フレーム シフト突然変異のほとんどがミスセンス突然変異型 TET2 遺伝子体全体に分散ジオキシゲナーゼ ドメイン12でクラスター化します。日には、少し評価 wt と変異 TET2 は TET2 ジオキシゲナーゼとその分析21の生産の難しさによる主に文学で報告されます。ここで、単純なシングル ステップ精製イオン交換クロマトグラフィーを用いたネイティブ型 TET2 ジオキシゲナーゼを報告します。さらに、定量的なクロマトグラフィー-タンデム質量分析は最適化され、ネイティブ型 TET2 ジオキシゲナーゼの酵素活性を測定するために使用されました。
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Protocol
1. クローン作成およびタグなし人間型 TET2 ジオキシゲナーゼの浄化
- 上記22として部位特異的組換え技術を用いた pDEST14 キャスト先のベクトルに人間型 TET2 ジオキシゲナーゼ (TET2 1129-1936 年、Δ1481-1843) を複製します。
注: 以前の研究は最小限の触媒活性ドメイン21,23である C ターミナル型 TET2 ジオキシゲナーゼ (TET2 1129-1936 年、Δ1481-1843) ドメインを実証しています。PDONR221 ベクトルを使用して、タグなし TET2 ジオキシゲナーゼ ドメインを表現するためにシャイン ・ ダルガーノとコザック配列は前方のプライマーで PCR (表 1) の間に組み込まれました。 - 細菌の変形のため、タグなし人間型 TET2 ジオキシゲナーゼ (TET2 1129-1936 年、Δ1481-1843) に化学的に有能なエシェリヒア属大腸菌の 100 μ L を含む組換え pDEST14 発現ベクターの 1 μ L を追加 BL21 1.7 mL チューブ (DE3) 細胞。30 42 ° C で熱ショックに続いて、少なくとも 15 分間氷の上の混合物を保つ水お風呂で s。
- ヒート ショックの直後に 2 分の最小値のための氷に細胞を保ちます。次に、セルに超最適スープ カタボライト抑制 (S.O.C メディア) の 250 μ L を追加します。シェーカーで 37 ° C で 1 時間の細菌細胞を孵化させなさい。
- インキュベーション後、ピペッティングにより 1 分破棄 70% 培養上清の 9,000 の x g でチューブを遠心分離によって細胞をスピンダウンし、メディアの経過とともに左にペレットを解消します。
- 100 μ g/mL アンピシリンを含むルリヤ (LB) のスープ寒天プレートに細胞懸濁液を広げます。37 ° C で 16 時間プレートを孵化させなさい
- 1 つの隔離されたコロニーを選択し、50 mL のチューブで LB アンピシリン メディアの 10 mL に接種します。シェーカーで 37 ° C でチューブを一晩インキュベートします。この後、100 mL の LB アンピシリン培地に接種するのに文化 50 mL のチューブからの 100 μ L を使用します。180 rpm でシェーカーの 37 ° C でフラスコをインキュベートし、初代培養として使用します。次の日は、接種 15 フラスコ、各 600 mL LB アンピシリン メディアを含んだ初代培養の 6 mL を使用します。今、180 rpm でシェーカーの 37 ° C で 15 フラスコを孵化させなさい。
注: 変換されたクローンを確認するには、孤立したプラスミド DNA と DNA シーケンス情報や制限消化を実行します。 - 細菌文化の密度をチェックするには、分光光度計を使用してその外径600を測定します。各フラスコに 1 の M (600 の mL に 0.5 mM の最終的な集中) IPTG の 300 μ L と TET2 タンパク質の発現を誘導する、17 ° C で 16 時間の文化をさらに拡大する文化では、外径6000.8 の密度に達すると、
- 16 時間後に、遠心ボトルに細菌培養を転送します。5,250 x g で 45 分間の使用で TET2 酵素を表現する細菌培養型 TET2 浄化細菌のペレットを遠心分離機します。
注: すべての残りのタンパク質精製手順を実行は、氷の上または 4 ° C で - 50 mM MES の 100 mL の細菌のペレットを再懸濁します (2-(N morpholino) ethanesulfonic 酸) バッファー、pH 6 と 60 s 冷却間隔で電源 20 5 × 30 秒の超音波。
- スピン 5,250 x g で 45 分間でライセート可溶性型 TET2 酵素を含む上清を収集し、0.45 μ m 通過は、FPLC システムにロードする前にフィルター処理します。
注: これらの実験型 TET2 酵素は非常に安定して、細胞にライセートを - フェナントロリンを追加できますプロテアーゼ阻害剤カクテル含む 1 mM benzamidine-塩酸、1 mM phenylmethylsulphonyl フッ化物 (PMSF) と 0.5 mM 1, 10-oを必要な場合TET2 酵素の低下を防ぐ。これらは次の陽イオン交換クロマトグラフィーを妨げる可能性がある抑制剤のカクテルで EDTA またはグリコールエーテルジアミン四酢酸を使用しないでください。 - FPLC 列に強陽イオン交換樹脂パック 30 mL。10 ベッドの量を 0.3 mL/min FPLC システムを使用して一定の流量での洗浄バッファー (50 mM MES バッファー、pH 6) とコラムを平衡させ。
- 明らかにしロード ライセート事前釣合い列、洗浄バッファー内の流れが明確になるまでの ∼10 ベッド ボリュームで洗う。
- 溶出型 TET2 0-100 を使用して 15 ベッド ボリュームで溶出バッファー (50 mM MES バッファー、pH 6、1 M 塩化ナトリウム) に洗浄バッファーから % の勾配に続いて 2 ベッド ・ ボリュームの 100% 溶出バッファーで保持します。
注: 細胞ライセート列と共にすべての溶出画分の読み込み前後のサンプル (各 100 μ L) を収集し、10 %sds ページの解決に分析します。 - TET2 蛋白質を含む画分をプール、凍結乾燥、水 10 mL、-80 ° C の店で酵素パレットをディゾルブ
2. 5mC TET2 ジオキシゲナーゼによって酸化
- 基板 (25 mer 二本鎖 DNA,表 2) 3 μ g と 3 通すべて脱メチル化反応を行います。
- 50 mM HEPES (pH 8.0)、200 μ M FeSO4、2 mM 2OG を含む全反応バッファーの 50 μ L 加えて精製 TET2 酵素の 100 μ g (2-オキソグルタル酸/α-ケトグルタル酸) と 2 mM アスコルビン酸 1 h21の 37 ° C で孵化させなさいと。
- 500 ミリメートルの EDTA の 5 μ L 型 TET2 触媒酸化反応を抑制します。
- TET2 反応を焼入れ後オリゴ浄化列を使用して型 TET2 反応混合物から DNA を分離することでクロマトグラフィー-タンデム質量分析のためのサンプルを準備します。
- 急冷反応の 55 μ L にオリゴ結合バッファーの 100 μ L を追加します。
- この後、100% エタノールの 400 μ L を混合物に追加します。オリゴ バインド] 列この混合物を渡します。
- 750 μ L 洗浄バッファーにバインドされた DNA を洗浄し、20 μ L の水に溶出します。
- DNase の 2 ユニットと分離された DNA を消化私と 12 h 37 ° C で S1 ヌクレアーゼの 60 単位個々 のヌクレオシド monophosphates を生成します。
- 次の消化、サンプルでふくらはぎ小腸アルカリホスファターゼ (CIAP) の 2 台を追加し、またヌクレオシドを取得するヌクレオシド monophosphates からターミナル隣酸塩グループを削除する 37 ° C で 12 時間インキュベートします。
- すべてヌクレオシド、以下 LC ・ MS/MS メソッドを使用して、特に変更されたシトシンを定量化します。
3. 定量的 LC MS/MS による分析法の開発
- すべての変更されたシトシン ヌクレオシド [5-メチル-2-デオキシシチジン (5mdC)、5-ヒドロキシメチル-2 '-デオキシシチジン (5hmdC)、5-ホルミル-2'-デオキシシチジン (5fdC)、および 5-カルボキシメチル-2 '-デオキシシチジン (5cadC)] の 100 μ M 原液を準備し、正常な DNA 塩基 (アデニン、チミン、シトシン、グアニン ・ LC ・ MS/MS 法の開発のための HPLC 級水で。
- 1 つずつ原液を注入してヌクレオシドに依存する MS/MS パラメーターを最適化し、EMS で 10 μ L/分の流量で質量分析計のスキャン モード。次のパラメーターを最適化: 定量の最適化を自動化された各 DNA ヌクレオシドを用いた衝突セル出口潜在的な (CXP)、衝突エネルギー (CE) 衝突携帯入り口潜在的な (CEP) (EP) 入り口潜在的なポテンシャル (DP) ・ デクラスタ リングソフトウェアの特徴です。
- グラデーションを用いた溶媒は 10 mM 酢酸アンモニウム (pH 4.0)、溶剤 B が 20% アセトニ トリルと 10 mM 酢酸アンモニウム (pH 4.0) の 0.3 mL/min の流量で 25% 溶剤 B 原液の 10 μ L 注入してソース依存 MS/MS パラメーターを最適化します。次のパラメーターを最適化: カーテン ガス (CUR): 10-50、温度: 0-600 ° C、ガス流 1 (GS1): 0-50、ガス流 2 ([gs2]): 0-50, 活性化解離 (CAD): 低、中、高、イオン スプレー電圧 (IS): マニュアルを使用して各 DNA ヌクレオシドの 4000 5500FIA (流れ分析) モードでソフトウェアの定量的な最適化機能。
- すべて 8 DNA 核酸を分離する実行次のグラデーションを用いた液体クロマトグラフィー: 0% 溶剤 B (0-2 分)、0 20% 溶剤 B (2-5 分)、20-60% 溶剤 B (5-9 分)、60-0% 溶剤 B (9 ~ 10 分)、溶媒 0.3 の流量で 5 分間の平衡とC18 カラム mL/分 (粒径: 5 μ m、細孔のサイズ: 120 Å)。
- 応答の直線性、検出 (LOD) の制限と定量化 (LLOQ) を使用しての下限を決定するパラメーターを使用して、最適な MS/MS (ステップ) 上記の液体クロマトグラフィー グラデーション (ステップ 3.4) と相まって、すべての 8 つのヌクレオシドを含む 100 μ M 標準混合物のシリアル希薄を 2 倍。すべて 8 DNA ヌクレオシドの標準曲線を描画します。
- 検出し、すべてヌクレオシド、特に変更されたシトシンステップ 2.4 LC MS/MS 法と標準曲線を使用して生産を定量化します。
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Representative Results
テト家族 dioxygenases による DNA の 5mC の動的な変更は、エピジェネティックな転写で重要な役割を果たしています。TET2 ジオキシゲナーゼ頻繁様々 な造血器腫瘍12で変異します。正常な発達と病気 TET2 酵素の役割を調べるためには、pDEST14 ベクトル22に任意の親和性タグなしその最小限の触媒活性ドメインをクローンします。タグの付いていない型 TET2 ジオキシゲナーゼは細菌の SDS-PAGE 解析による全可溶性タンパクの ∼5% で生産されたエシェリヒア属大腸菌BL21 (DE3) 細胞。TET2 の触媒ドメインはほとんどの先住民族大腸菌タンパク質24,25,26, 陽イオンを利用した効率的な精製プロセスと比較して比較的高い等電点 (∼7.49) を持っているので交換クロマトグラフィーが開発されました。この浄化をもたらした > 90% 純粋な TET2 酵素シングル ステップ (図 1)。
別の異なる deoxycytidines 誘導体と TET2 酵素反応を次他 4 つの自然の DNA 塩基を定量化するために、機密性の高い LC MS/MS による分析を最適化しました。液体クロマトグラフィー逆相 C18 カラムを使用します。標準的な曲線は、すべてヌクレオシド (図 2) を含んでいる混合物のシリアル希薄を使用して描かれました。液体クロマトグラフィー、実験手順の説明のために使用するグラデーションはすべて 8 ヌクレオシド (図 3) を解決することでした。すべての 8 つのヌクレオシド (tr) 回 LC 保持率は表 3のとおりです。我々 はさらにそのデクラスタ リングの可能性 (DP)、入り口の可能性 (EP)、衝突セル エントランス潜在的な (CEP)、衝突エネルギー (CE) の制限を決定することにより各親イオン ヌクレオシド (Q1)、最も強烈なプロダクト イオン (第 3 四半期) の MS 検出を最適化(LOD) の検出と定量化 (LLOQ) (表 3) の下限値。最後に、LC-MS/MS 法が開発された分離し、4 つの変更されたシトシン塩基 (5-メチル 5-ヒドロキシメチル、5-ホルミルと 5 カルボキシル基) だけでなく、通常の 4 つの DNA 塩基 (A、T、G および C) を定量化することができます (図 3)。
タグの付いていない型 TET2 ジオキシゲナーゼの活動は、各 DNA 鎖 (表 2) に CpG の島で 1 つの 5mC を含む 25 mer dsDNA を使用して決定しました。TET2 酵素反応後 DNA のオリゴヌクレオチド精製、ヌクレオシドに変換されます。その後、これらのヌクレオシドはクロマトグラフィー-タンデム質量分析に服従しました。TET2 酵素 (マイナス コントロール) がないと反応、唯一の dA、dT、dG、dC、および 5mdC のピークが観察されました。ただし、TET2 ジオキシゲナーゼを含まれている肯定的な制御の反応で d5hmC と d5fC に対応する 2 つの新しいピークが観察された.貧困層の検出レベル (図 2) によって d5caC ヌクレオシドの形成を検出できませんでした。これらの結果は、この手順で精製タグなし TET2 ジオキシゲナーゼは触媒活性と wt 型 TET2 酵素とその臨床的変異体の特性評価に使用することができることを示しています。
図 1。大腸菌BL21 から精製 TET2 ジオキシゲナーゼの SDS-PAGE 解析 (DE3) 細胞。レーン A は、B を示します型 TET2 タンパク質精製 SP セファローズ イオン交換樹脂を用いた車線ながらマーカーを示します。矢印で示されているように、タグなし TET2 ジオキシゲナーゼの合計サイズは ∼54 kDa です。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 2。標準的な曲線は、4 つの自然の DNA ヌクレオシドとその定量化のために使用された別のシトシン誘導体の引き分けだった。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
図 3。液体クロマトグラフィー (下)、MS/MS (上記) を分離し、4 つの自然な DNA ヌクレオシドと異なるシトシン誘導体を特徴付けるに使用する方法。
プライマー名 | プライマー シーケンス | |||
TET2 前方プライマー | 5'-GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTTCGAAGGAGATAGAACCATGTCTGTTCTCAATAATTTTATAG-3' | |||
TET2 逆プライマー | 5'-GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTCTCAGCCATACTTTTCACAC-3' |
表 1:タグの付いていない人間型 TET2 ジオキシゲナーゼの触媒ドメインの pcr に使用される DNA のオリゴヌクレオチドのプライマーのシーケンス。
プライマー名 | プライマー シーケンス |
感覚繊維 | 5'-AGCCCGCGCCG/iMe-dC/GCCGGTCGAGCGG-3' |
アンチセンス鎖 | 5'-CCGCTCGACCGGCG/iMe-dC/GGCGCGGGCT-3' |
表 2:酸化反応の in vitroの TET2 基板として使用されると反感覚、dsDNA の 25 mer のオリゴヌクレオチドのシーケンス。
ヌクレオシド | 第 1 四半期 | 第 3 四半期 | tr (分) | DP (V) | EP (V) | セップ (V) | CE (V) | LOD (pmol) | LLOQ | R2 | |
2'-デオキシアデノシン | 252.2 | 136.1 | 12.07 | 41 | 9 | 14 | 17 | 0.06 | 0.198 | 0.997 | |
2'-チミジン | 243.2 | 117.1 | 10.95 | 16 | 8 | 14 | 15 | 1.8 | 5.94 | 0.999 | |
2'-デオキシグアノシン | 268.2 | 減少の 1521億 | 10.6 | 21 | 7 | 14 | 37 | 7.8 | 25.74 | 0.999 | |
2'-デオキシシチジン | 228.1 | 112.1 | 6.29 | 21 | 7 | 14 | 15 | 0.1 | 0.33 | 0.998 | |
5-メチル 2'-デオキシシチジン | 242.2 | 126.1 | 9.85 | 31 | 6.5 | 24 | 13 | 0.03 | 0.1 | 0.998 | |
5-ヒドロキシメチル 2'-デオキシシチジン | 258.2 | 142.1 | 7.15 | 16 | 6 | 14 | 13 | 0.6 | 1.98 | 0.993 | |
5-ホルミル 2'-デオキシシチジン | 256.2 | 140.1 | 10.92 | 11 | 6 | 14 | 15 | 0.2 | 0.66 | 0.998 | |
5-カルボキシメチル 2'-デオキシシチジン | 272.2 | 156.1 | 4.1 | 6 | 7 | 94 | 23 | 3.9 | 12.87 | 0.993 |
テーブル 3:4 自然な DNA ヌクレオシド、ポジティブ イオン モードで異なるシトシン誘導体の最適化されたクロマトグラフィー-タンデム質量パラメーター。各親イオン ヌクレオシド (Q1) の最も強烈なプロダクト イオン (Q3) が検出されました。
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Discussion
TET2 遺伝子の変異は、多様な造血器悪性腫瘍患者で最も頻繁に検出された遺伝子の変化の一部です。異なる型 TET2 の変異があり、ナンセンス、フレーム シフト、ミスセンス変異が含まれ、数百日に患者12で識別されています。TET2遺伝子変異を有する患者は、wt 型 TET214とのそれらと比較して骨髄でゲノム 5hmC の低レベルを示します。変異型 TET2ノックアウトの実験が transfected セル145hmC 濃度に対するこれらの突然変異の効果を締めくくっています。TET2 ノックアウト マウス モデルから型 TET2 酵素のレベルが造血器腫瘍17,18,19,20の進行に反比例することを示した。一貫して、張ら最近 TET2 のダウン-規則を示した表現のレベルは、細胞遺伝学的に通常の急性骨髄性白血病27で潜在的な予後と予測バイオ マーカー。
成長の証拠型 TET2 が正常造血と骨髄性変換の基本的な役割を果たしていること、にもかかわらず wt と変異型 TET2 の生化学的解析のままアクティブ型 TET2 の生産と関連付けられた難しさのための初歩的な段階でその分析。ほとんどの研究は、昆虫細胞14、あるいはグルタチオン21親和性タグの除去を必要とする細菌のセルの S-トランスフェラーゼ親和性タグとして組換え型 TET2 どちらか時間のかかる使用バキュロ ウイルス システムを作り出した。
この実験の手順でタグなし人間型 TET2 ジオキシゲナーゼ触媒ドメインの部位特異的組換え技術および大腸菌での宛先ベクトル (pDEST14) を使用して効率的な表現を使用してクローン作成について述べる。(∼7.49) に比べてほとんどの先住民族のエシェリヒア属大腸菌タンパク質タグなし TET2 の等電点が比較的高いので降伏型陽イオン交換クロマトグラフィーを利用した効率的な浄化プロセスを開発しました > 90% 純粋なタグ TET2シングル ステップの酵素。
さらに、追加の課題は、wt と変異型 TET2 ジオキシゲナーゼ活動の定量化に存在します。これらの実験では、ほとんどの研究は、ドットしみ14,28など抗体アッセイに依存している、酵素免疫アッセイ(ELISA)29等これらの試金は一般的にのみ 1 つの抗体を使用するため例えば、 5hmC または 5mC 修飾基板 DNA の検出のための 5 fC or5caC テト アイソ フォームによって運ばれる触媒反応の全体像は提供されません。これらの理由から、LC MS/MS による分析は、異なるシトシン変更を定量化する唯一のアッセイとして浮上しています。この点では、4 つの変更されたシトシン塩基 (5mC、5hmC、5 fC 5caC) だけでなく、通常の 4 つの DNA 塩基 (A、T、G および C) を分けることができる新規の液体クロマト グラフ法を開発しました。
TET2 触媒反応から 8 つのヌクレオシドを定量化するには、タンデム質量分析と改善された液体クロマトグラフィー手法を結合して我々。この機密性の高いクロマトグラフィー-タンデム質量分析に用いられる遺伝子組換えの人間型 TET2 酵素タグなしのアクティビティを決定します。ここで説明している方法は非常に wt と変異型 TET2 ジオキシゲナーゼ活動の評価を高めます。
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Disclosures
著者は宣言する金銭的な利益があります。
Acknowledgments
米国国防総省のアイデア賞を受賞 (W81XWH-13-1-0174)、再生不良性貧血と MDS の基盤助成金の形で資金が供給されたこの研究と UMRB MM の作者に許可感謝モヒト Jaiswal し Subhradeep バール pDEST14 ベクトル型 TET2 の初期クローニングのため。
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
HEPES | Carbosynth | FH31182 | |
Iron(II) sulfate heptahydrate | Sigma-Aldrich | F8633 | |
α-Ketoglutaric acid (2-Oxoglutaric acid) | Sigma-Aldrich | K1750 | |
L-Ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A4544 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate | Sigma-Aldrich | E5134 | |
Ammonium acetate | Sigma-Aldrich | A1542 | |
Acetonitrile | Fisher Scientific | 75-05-8 | |
HPLC grade water | Fisher Scientific | 7732-18-5 | |
Oligo clean and concentrator | Zymo Research | D4061 | |
DNAse I | New England Biolabs | M0303S | |
S1 Nuclease | Thermo Scientific | ENO321 | |
CIAP (Calf intestinal alkaline phosphatase) | New England Biolabs | M0290S | |
LB Media | Affymetrix | J75852 | |
IPTG | Carbosynth | EI05931 | |
MES [2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid monohydrate] | Carbosynth | FM37015 | |
Sodium chloride | Fisher Scientific | 7647-14-5 | |
Glycerol | Sigma-Aldrich | G7893 | |
SP Sepharose | Fisher Scientific | 45-002-934 | |
2'-Deoxy-5-methylcytidine | TCI | D3610 | |
2'-Deoxy-5-hydroxymethyalcytidine | TCI | D4220 | |
2'-Deoxycytidine-5-carboxylic acid, sodium salt | Berry & Associates | PY 7593 | |
5-Formyl-2'-deoxycytidine | Berry & Associates | PY 7589 | |
2'-Deoxycytidine | Berry & Associates | PY 7216 | |
2'-Deoxyadenosine | Carbosynth | ND04011 | |
2'-Deoxyguanosine | Carbosynth | ND06306 | |
2'-Deoxythymidine | VWR Life Science | 97061-764 | |
Gateway technology | Thermo Fisher | 11801016 | |
Beckman Allegra X-15R centrifuge | Beckman Coulter | 392932 | |
Sonic Dismembrator 550 | Fisher Scientific | XL2020 | |
ÄKTA FPLC system | Pharmacia (GE Healthcare) | 18116468 | |
FreeZone 4.5 freeze dry system | Labconco | 7750020 | |
Zymo Oligo purification columns | Zymo Research | D4061 | |
BDS Hypersil C18 column | Keystone Scientific, INC | 105-46-3 | |
3200 Q-Trap mass spectrometer | AB Sciex | ||
HPLC | Shimadzu HPLC | ||
XK16/20 FPLC column | Pharmacia (GE Healthcare) | 28988937 |
References
- Suzuki, M. M., Bird, A. DNA methylation landscapes: provocative insights from epigenomics. Nature reviews. Genetics. 9, 465-476 (2008).
- Lister, R., et al. Global epigenomic reconfiguration during mammalian brain development. Science. 341, 1237905 (2013).
- Guo, J. U., et al. Distribution, recognition and regulation of non-CpG methylation in the adult mammalian brain. Nature neuroscience. 17, 215-222 (2014).
- Jaenisch, R., Bird, A. Epigenetic regulation of gene expression: how the genome integrates intrinsic and environmental signals. Nature genetics. 33, 245-254 (2003).
- Schultz, M. D., et al. Human body epigenome maps reveal noncanonical DNA methylation variation. Nature. 523, 212-216 (2015).
- Bonasio, R., Tu, S., Reinberg, D. Molecular signals of epigenetic states. Science. 330, 612-616 (2010).
- Feng, S., Jacobsen, S. E., Reik, W. Epigenetic reprogramming in plant and animal development. Science. 330, 622-627 (2010).
- Reik, W. Stability and flexibility of epigenetic gene regulation in mammalian development. Nature. 447, 425-432 (2007).
- Iyer, L. M., Tahiliani, M., Rao, A., Aravind, L. Prediction of novel families of enzymes involved in oxidative and other complex modifications of bases in nucleic acids. Cell Cycle. 8, 1698-1710 (2009).
- Tahiliani, M., et al. Conversion of 5-methylcytosine to 5-hydroxymethylcytosine in mammalian DNA by MLL partner TET1. Science. 324, 930-935 (2009).
- He, Y. F., et al. Tet-mediated formation of 5-carboxylcytosine and its excision by TDG in mammalian DNA. Science. 333, 1303-1307 (2011).
- Ponnaluri, V. K., Maciejewski, J. P., Mukherji, M. A mechanistic overview of TET-mediated 5-methylcytosine oxidation. Biochemical and biophysical research communications. 436, 115-120 (2013).
- Tamanaha, E., Guan, S., Marks, K., Saleh, L. Distributive Processing by the Iron(II)/alpha-Ketoglutarate-Dependent Catalytic Domains of the TET Enzymes Is Consistent with Epigenetic Roles for Oxidized 5-Methylcytosine Bases. Journal of the American Chemical Society. 138, 9345-9348 (2016).
- Ko, M., et al. Impaired hydroxylation of 5-methylcytosine in myeloid cancers with mutant TET2. Nature. 468, 839-843 (2010).
- Langemeijer, S. M., et al. Acquired mutations in TET2 are common in myelodysplastic syndromes. Nat Genet. 41, 838-842 (2009).
- Smith, A. E., et al. Next-generation sequencing of the TET2 gene in 355 MDS and CMML patients reveals low-abundance mutant clones with early origins, but indicates no definite prognostic value. Blood. 116, 3923-3932 (2010).
- Moran-Crusio, K., et al. Tet2 loss leads to increased hematopoietic stem cell self-renewal and myeloid transformation. Cancer Cell. 20, 11-24 (2011).
- Quivoron, C., et al. TET2 inactivation results in pleiotropic hematopoietic abnormalities in mouse and is a recurrent event during human lymphomagenesis. Cancer Cell. 20, 25-38 (2011).
- Li, Z., et al. Deletion of Tet2 in mice leads to dysregulated hematopoietic stem cells and subsequent development of myeloid malignancies. Blood. 118, 4509-4518 (2011).
- Ko, M., et al. Ten-Eleven-Translocation 2 (TET2) negatively regulates homeostasis and differentiation of hematopoietic stem cells in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108, 14566-14571 (2011).
- Hu, L., et al. Crystal structure of TET2-DNA complex: insight into TET-mediated 5mC oxidation. Cell. 155, 1545-1555 (2013).
- Jaiswal, M., et al. Convenient expression, purification and quantitative liquid chromatography-tandem mass spectrometry-based analysis of TET2 5-methylcytosine demethylase. Protein expression and purification. 132, 143-151 (2017).
- Hu, L., et al. Structural insight into substrate preference for TET-mediated oxidation. Nature. 527, 118-122 (2015).
- Mukherji, M., et al. Structure-function analysis of phytanoyl-CoA 2-hydroxylase mutations causing Refsum's disease. Hum Mol Genet. 10, 1971-1982 (2001).
- Mukherji, M., et al. Chemical co-substrate rescue of phytanoyl-Co A 2-hydroxylase (PAHX) mutants causing adult Refsum's disease. Chem Comm. , 972-973 (2001).
- Mukherji, M., Kershaw, N. J., Schofield, C. J., Wierzbicki, A. S., Lloyd, M. D. Utilization of sterol carrier protein-2 by phytanoyl-CoA 2-hydroxylase in the peroxisomal alpha oxidation of phytanic acid. Chem Biol. 9, 597-605 (2002).
- Zhang, T., et al. TET2 expression is a potential prognostic and predictive biomarker in cytogenetically normal acute myeloid leukemia. Journal of cellular physiology. , (2017).
- Montagner, S., et al. TET2 Regulates Mast Cell Differentiation and Proliferation through Catalytic and Non-catalytic Activities. Cell Rep. 15, 1566-1579 (2016).
- Blaschke, K., et al. Vitamin C induces Tet-dependent DNA demethylation and a blastocyst-like state in ES cells. Nature. 500, 222-226 (2013).