Bu yöntem hücre hatlarında ÇHC2 aracılı kromatin etki alanlarının oluşumunu takip etmek için tasarlanmıştır ve yöntem diğer birçok sistemlere uyarlanabilir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu yöntem hücre hatlarında ÇHC2 aracılı kromatin etki alanlarının oluşumunu takip etmek için tasarlanmıştır ve yöntem diğer birçok sistemlere uyarlanabilir.
Kromatin etki alanlarının organizasyonu ve yapısı tek tek hücre soylarına özgüdür. Onların yanlış regülasyonu hücresel kimlik ve / veya hastalık kaybına yol açabilir. Muazzam çabalara rağmen, kromatin alanlarının oluşumu ve yayılması anlayışımız hala sınırlıdır. Kromatin etki alanları, kuruluşları sırasında ki ilk olayları takip etmeye elverişli olmayan sabit devlet koşullarında incelenmiştir. Burada, kromatin etki alanlarını inducibly yeniden inşa etmek ve zamanın bir fonksiyonu olarak yeniden oluşumunu takip etmek için bir yöntem salıyoruz. Her ne kadar ilk olarak ÇHC2 aracılı baskılayıcı kromatin etki alanı oluşumu olgusuna uygulansa da, diğer kromatin etki adlarına kolayca adapte edilebilir. Bu yöntemin genomik ve görüntüleme teknolojileri ile değiştirilmesi ve/veya kombinasyonu, kromatin alanlarının kurulmasını ayrıntılı olarak incelemek için paha biçilmez araçlar sağlayacaktır. Bu yöntemin kromatin alanlarının nasıl oluştuğu ve birbirleriyle nasıl etkileşimde olduğu anlayışımızda devrim olacağına inanıyoruz.
Ökaryotik genomlar son derece organize ve kromatin erişilebilirlik değişiklikleri doğrudan gen transkripsiyonkontrol 1. Genom transkripsiyonel aktivite ve çoğaltma zamanlaması2,3ile ilişkili kromatin etki alanları, farklı türleri içerir. Bu kromatin etki alanları boyutu birkaç kilobases (kb) fazla 100 kb arasında değişir ve farklı histon modifikasyonları bir zenginleştirme ile karakterizedir4. Temel sorular şunlardır: bu etki alanları nasıl oluşur ve nasıl yayılır?
En iyi karakterize kromatin etki alanlarından biri Polycomb baskıcı kompleks 2 (PRC2) aktivitesi ile teşvik edilir. PRC2, Polycomb Group 'un (PcG)5,6proteinlerinin bir alt kümesinden oluşan ve histon H3 (H3K27me1/me2/me3) 27 lisenin mono-, di-ve trimethylation katalizler bir çok alt birim kompleksidir 7,8, 9,10. H3K27me2/me3 baskıcı kromatin durumu ile ilişkilidir, ancak H3K27me1 fonksiyonu belirsiz6,11. ÇHC2 temel bileşenlerinden biri, embriyonik ektoderm gelişimi (EED), çHC2 kataliz son ürün bağlanır, H3K27me3, aromatik kafes aracılığıyla ve bu özellik PRC2 allosteric stimülasyon sonuçları12,13. ÇHC2 enzimatik aktivitesi belirli bir soy için kontrendike olan bazı gelişimsel genlerin uygunsuz ifadesi olarak gelişim sırasında hücresel kimliğin korunması için çok önemlidir, zararlı olacaktır5,6 . Bu nedenle, PrC2'nin memelilerde baskıcı kromatin alanlarının oluşumunu teşvik ettiği mekanizmaların çözülmesi hücresel kimliğin anlaşılması için temel öneme sahiptir.
PrC2 aracılı kromatin etki alanları da dahil olmak üzere kromatin etki alanı oluşumunu araştırmak için tasarlanmış tüm deneysel sistemler, kromatin etki alanı oluşumunun gelişen olaylarını takip edemeyen sabit durum koşullarında gerçekleştirilmiştir. Hücre. Burada, kromatin alanadlarının ilk işe alımını ve yayılmasını izleyen indüklenebilir bir hücresel sistem oluşturmak için ayrıntılı bir protokol salıyoruz. Özellikle, H3K27me2/3'ü oluşturan ÇHC2 aracılı baskıcı kromatin etki alanlarının oluşumunu izlemeye odaklanıyoruz. Kromatin etki alanı oluşumunun mekanistik ayrıntılarını yakalayabilen bu sistem, H2AK119ub veya H3K9me'den oluşan yaygın olarak çalışılan etki alanları gibi diğer kromatin etki alanlarını da dahil etmek üzere uyarlanabilir. Genomik ve görüntüleme teknolojileri ile birlikte, bu yaklaşım kromatin biyolojisindeki çeşitli önemli soruları başarılı bir şekilde ele alma potansiyeline sahiptir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
İndüklen EED kurtarma mESC'lerinin üretimi
1. Hücre kültürü
2. Klonal EED nakavt (KO) mESCs üretimi
3. Cre-ERT2 tabanlı indüklen EED ifadesini barındıracak EED nakavt mESC'lerini tasarlamak
4. Kromatin üzerinde ÇHC2 aktivitesinin çekirdekleşme ve yayılmasınıtaki takip
5. MESC'lerin çekirdeklerinde H3K27me3 focisinin ortaya çıkışını ve büyümesini izleme
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Koşullu kurtarma sisteminin genel bir şeması
Şekil 1 endojen EED locus ifade edilir Ya WT veya kafes mutant (Y365A) EED ile EED KO hücreleri koşullu kurtarmak için hedefleme şeması gösterir. Stabilitesi ve enzimatik aktivitesi için gerekli olan ÇHC2'nin çekirdek alt birimi olan EED'yi nakavt ettikten sonra, EED'nin ekson 9'unu takip eden intron içinde bir kaset tanıtılır (Şekil1). Kaset, endojen gen dizilimine göre ters yönde, EED'nin kalan 3...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Belirli bir kromatin etki alanının oluşumu sırasında mekanistik ayrıntıları anlamak için güçlü bir yaklaşım, ilk etki alanı bozmak ve daha sonra hücreler içinde devam eden yeniden izlemedir. Devam eden olayları ayrıntılı olarak analiz etmek için yeniden yapılanma sırasında herhangi bir zamanda duraklatılmış olabilir. Kromatin etki alanları üzerinde daha önce yapılan çalışmalar, bu tür olayları sabit durum koşullarında (örneğin, yabani tip ve gen nakavtı karşılaştırması) gerçekleştirdikleri için çözemedikleri için çözemed...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
D.R. Constellation Pharmaceuticals ve Fulcrum Therapeutics'in kurucularındandır. Yazarlar hiçbir rakip çıkarları olduğunu beyan.
Dr. L. Vales, D. Ozata ve H. Mou'ya makalenin revizyonu için teşekkür ederiz. D.R. Lab, Howard Hughes Tıp Enstitüsü ve Ulusal Sağlık Enstitüleri (R01CA199652 ve R01NS100897) tarafından desteklenir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| (Z) -4-Hidroksitamoksifen (5 mg) | Sigma | H7904-5MG | EED ekspresyonunun indüksiyonu için |
| % 16 Paraformaldehit sulu çözelti (10x10 ml) | Elektron Mikroskobu Bilimleri | 15710 | İmmünofloresan için |
| 2-merkaptoetanol | LifeTechnologies | 21985-023 | mESC kültürü için |
| % 2 Jelatin Çözeltisi | Sigma | G1393-100ml | mESC'ler için kültür |
| Accutase 500 ML | Yenilikçi Hücre Teknolojisi / FISHER | AT 104-500 | mESC kültürü için |
| Alexa Fluor 594 AffiniPure Donkey Anti-Tavşan IgG (H + L) | Jackson immunoresaerch | 711-585-152 | İmmünofloresan |
| için Aqua-Mount Montaj Ortamı | FISHER/VWR | 41799-008 | İmmünofloresan |
| için CHAMBER SLD TC PRMA 8-CHM 16 PK | Fisher Sci | 177445PK | İmmünofloresan |
| DAPI (4 ', 6-Diamidino-2-Fenilindol, Dihidroklorür) için - 10 mg | Life Tech | D1306 | İmmünofloresan |
| ERK inhibitörü için, PD0325901 | Stemgent | 04-0006 | mESC kültürü için |
| ESGRO Rekombinant Fare LIF Proteini | Millipore/Fisher | ESG1107 | mESC kültürü için |
| FBS Kök Hücre Nitelikli | Atlanta | S10250 | mESC kültürü için |
| Gibson Assembly Master Mix | NEB | E2611L | Donör şablonu klonlama için |
| GSK3 inhibitörü, CHIR99021 | Stemgent | 04-0004 | mESC kültürü için |
| H3K27me2 (D18C8) tavşan mAB | Hücre Sinyali | 9728S | ChIP-seq |
| H3K27me3 | ChIP-seq | Histon | 9733S |
| antikor (pAb) | Aktif motif | 39715 | ChIP-seq Knockout |
| DMEM | Invitrogen | 10829-018 | için spike-in kontrolü mESC kültürü için |
| L-glutamin | Sigma | G7513 | mESC kültürü için |
| Transfeksiyon için Lipofektamin 2000 | LifeTech | 11668019 | |
| Genotipleme PCR için | MangoTaq DNA Polimeraz | Bioline BIO-21079 | |
| Normal eşek serumu (10 mL) | Jackson ImmunoResearch | 017-000-121 | İmmünofloresan için |
| Penisilin-Streptomisin | Sigma/Roche | P0781 | mESC kültürü için |
| pSpCas9(BB)-2A-GFP (PX458) | Addgene | 48138 | gRNA klonlaması için |
| QuickExtract DNA Ekstraksiyon Solüsyonu | Lucigen | QE0905T | Genotipleme için |
| PCR Triton X-100 | Donör | T8787-250ML | |
| Sıfır Künt PCR Klonlama | Kiti Thermo Fisher | K270020 | |
| Primers/gBlocks> | |||
| EED-KO-gRNA-1 | Sıra: ctctggctactgtcaactag. gRNA'lar, i-WT-r ve i-MT-r sistemleri için C57BL/6 ESC'lerde EED'yi nakavt etmek için eşleşir. | ||
| EED-KO-gRNA-2 | Dizisi: TAGGCTATGACGCAGCTCAG. gRNA'lar, i-WT-r ve i-MT-r sistemleri için C57BL/6 ESC'lerde EED'yi nakavt etmek için eşleşir. | ||
| EED-gRNA ile indüklenebilir | Sekans: atggcaccccgaaattagaa. EED-KO arka planında i-WT-r sistemi oluşturmak için gRNA ve Donör. | ||
| i-WT-r Donör | https://benchling.com/s/seq-l2LLlWNEnLrfGXcbdCxI. EED-KO arka planında i-WT-r sistemi oluşturmak için gRNA ve Donör. | ||
| EED-gRNA ile indüklenebilir | Sekans: atggcaccccgaaattagaa. EED-KO arka planında i-WT-r sistemi oluşturmak için gRNA ve Donör. | ||
| i-MT-r Donör | https://benchling.com/s/seq-n8eiZCB2XAkOuzzpv6qM. gRNA ve Donör, EED-KO arka planında i-MT-r sistemi oluşturmak için. | ||
| Genotipleme Primerleri | |||
| Gnt-EED-KO-FW-1 | Sırası: ctgtaggctgccatctgtga. Yabani tip alel 1.9 kb'lik bir ürün üretecektir. Nakavt aleli 200 bp'lik bir ürün üretecek. | ||
| Gnt-EED-KO-REV-1 | Sırası: agccagggctacacagagaa. Yabani tip alel 1.9 kb'lik bir ürün üretecektir. Nakavt aleli 200 bp'lik bir ürün üretecek. | ||
| Inducible_Genotype-FW-1 | Sırası: tgcagtgaaacaaatttggaa. Kaset yerleştirildiğinde, astarlar 1863 bp üretecektir. Yabani tip alel, ~200 bp'lik bir ürün üretecektir. | ||
| Inducible_Genotype-REV-1 | Sırası: gagagggggtggcactgtaaa. Kaset yerleştirildiğinde, astarlar 1863 bp üretecektir. Yabani tip alel, ~200 bp'lik bir ürün üretecektir. | ||
| Inducible_Genotype-FW-2 | Sırası: ccccctctttctcttttt. Kaset yerleştirildiğinde, astarlar 3200 bp üretecektir. Yabani tip alel, 1560 bp'lik bir ürün üretecektir. | ||
| Inducible_Genotype-REV-2 | Sırası: atgcctgggtgaatgaaaaa. Kaset yerleştirildiğinde, astarlar 3200 bp üretecektir. Yabani tip alel, 1560 bp'lik bir ürün üretecektir. |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.