Burada, genetik kod genişlemesini kullanarak asetillenmiş histone proteinlerini ifade etmek ve yeniden inşa edilmiş nükleozomları in vitro olarak birleştirmek için bir yöntem sunuyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Burada, genetik kod genişlemesini kullanarak asetillenmiş histone proteinlerini ifade etmek ve yeniden inşa edilmiş nükleozomları in vitro olarak birleştirmek için bir yöntem sunuyoruz.
Asetillenmiş histone proteinleri, bir mutant kodlayan Escherichia coli'de kolayca ifade edilebilir, Nε-asetil-lizin (AcK)-spesifik Methanosarcina mazi pirrolysine tRNA-synthetase (MmAcKRS1) ve onun konyak tRNA (tRNAPyl)siteye özgü asetillenmiş histonları ile yeniden inşa mononükleozomları birleştirmek için. MmAcKRS1 ve tRNAPyl, Escherichia coli'deçeviri sırasında tercih ettiği mRNA'daki bir kehribar mutasyon bölgesinde AcK sağlar. Bu teknik, H3 lizin sahalarında ACK'yı dahil etmek için yaygın olarak kullanılmıştır. Pyrrolysyl-tRNA sentezi (PylRS) ayrıca bölgeye özgü protein modifikasyonu veya fonksiyonelleştirme için diğer nonkanonik amino asitleri (ncAA'lar) içerecek şekilde kolayca geliştirilebilir. Burada MmAcKRS1 sistemini kullanarak AcK'yı histone H3'e dahil etmek ve asetillenmiş H3 proteinlerini yeniden inşa edilmiş mononükleozomlara entegre etmek için bir yöntem detaylandırıyoruz. Asetillenmiş yeniden inşa edilmiş mononükleozomlar biyokimyasal ve bağlayıcı tahlillerde, yapı belirlemede ve daha fazlasında kullanılabilir. Modifiye mononükleozomların elde edilmesi, yeni etkileşimler keşfetmek ve epigenetiği anlamakla ilgili deneyler tasarlamak için çok önemlidir.
Biz sentezlemek ve siteye özgü asetillelenmiş histonlar ile yeniden inşa mononükleozomları birleştirmek içinPylRS ve tRNA Pyl kullandık. PylRS, post translational modifikasyonlara (PTM) sahip proteinler üretmek için genetik kod genişletme aracı olarak paha biçilmez olduğunu kanıtlamıştır ve genetik olarak yaklaşık 200 farklı nTA'yı içerecek şekilde evrimleştirilmiştir. PylRS, çeviri sırasında diğer amino asitlerden kaynaklanan rekabeti ortadan kaldırarak kehribar stop kodonuna dahil olur. PylRS ilk olarak metanojenik arkealarda keşfedilmiştir ve o zamandan beri kimyasal biyolojide yeni reaktif kimyasal grupları proteinlere dahil etmek için1,2.
MmAcKRS1, Methanosarcina mazei PylRS'den evrimleşmiştir ve laboratuvarımızda asetillenmiş proteinlerin sentezi için sıklıkla3, 4,5,6. MmAcKRS1, Escherichia coli'deçeviri sırasında tercih ettiği mRNA'daki bir kehribar mutasyon bölgesinde AcK sunar. Bu teknik daha önce K4, K9, K14, K18, K23, K27, K36, K56, K64 ve K79 histone H3 lizin sitelerinde Sirtuin 1, 2, 6 ve 7'nin asetilasyonlu mononükleozomlar4,5,6üzerindeki aktivitesini incelemek için kullanılmıştır. Burada asetillenmiş histonları ifade etmek ve asetillenmiş nükleozomları yeniden inşa etmek için bu yöntemi detaylandırıyoruz.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
1. Plazmid yapımı
2. Asetillenmiş histone protein ekspresyonu
3. Vahşi tip histon proteini ekspresyonu
4. 601 DNA'nın hazırlanması
NOT: Nükleozom konumlandırmasını yönlendirmek için önceden tasarlanmış optimize edilmiş bir DNA dizisi, yüksek verimli mononükleozom üretmek için histone oktamers ile birleştirilir. Bu dizi 601 DNA veya Widom dizisi olarak adlandırılır. Bu dizi, kromatin remodeling testlerinden tek molekül ölçümlerine kadar nükleozomların in vitro çalışmaları için standart DNA dizisi haline gelmiştir10.
5. Histone oktamer montajı
6. Nükleozom montajı
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Dimerler, tetramerler ve oktavlar% 12 SDS PAGE jeli (Şekil 1 ve Şekil 2)çalıştırılarak değerlendirilebilir. Burada, bazı asetilasyonlu tetramerlerin diğerlerinden daha düşük verime sahip olduğunu görebilirsiniz (Şekil 1). Aslında, çekirdek bölgeye ne kadar yakınsa, verim o kadar düşük gözlenir. Bu büyük olasılıkla, tetramer montajına müdahale eden asetilasyondan kaynaklanmaktadır. Octamers monte edil...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bir deney sırasında bu protokolü her ayrıntıya uymak önemlidir. Nükleozomlar çok kararlı değildir ve bu protokolün belirlenmesinde çok fazla deneme yanılma olmuştur. Partiküller montaj işlemlerine kolayca müdahale edebileceğinden, her adımda (veya gözlendiği zaman) çökeltileri kaldırmak anahtardır. Her zaman ton örneklerini buzda tut. Nükleozomlar 4 °C'de çok uzun süre saklanırsa, kendiliğinden sökülebilirsiniz. Herhangi bir denemede kullanılmadan önce 2 haftadan uzun bir süre 4 °C'de saklanırsa, herhangi bir örneği Nati...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların hiçbiri tarafından beyan edilen rakip finansal çıkarlar yoktur.
Dr. Wesley Wang'a bu protokole ve değerli akıl hocalığına zemin hazırlayıp verdiği için teşekkür ederiz. Bu çalışma Kısmen Ulusal Sağlık Enstitüleri (GrantS R01GM127575 ve R01GM121584) ve Welch Foundation (Grant A-1715) tarafından desteklendi.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 0,5 m TE tampon | NA | NA 0,5 m NaCl, 20 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7,8 | |
| 1 m TE tampon | NA | NA 1 m NaCl, 20 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7,8 | |
| 100x TE tampon | NA | NA | |
| 2 m TE tampon | NA | NA | 2 m NaCl, 20 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7,8 |
| 20 mM TE tampon | NA | NA 20 mM NaCl, 20 mM Tris, 1 mM EDTA, pH 7.8 | |
| 6 M GuHCl | 6M guanidinyum klorür, 20 mM Tris, 500 mM NaCl, pH 8.0 | ||
| Asetillisin | |||
| Kolonu Yıkama Tamponu | NA | NA 6 | M üre, 500 mM NaCl, 20 mM Tris, 20 mM imidazol pH 7.8 |
| Elüsyon Tamponu | NA | NA Fisherbrand | |
| Değişken Akışlı Kimyasal Transfer Pompası | Fischer Scientific | 15-077-67 | |
| His-TEV proteaz | |||
| Histon Lizis Tamponu | NA | NA | 60 mM Tris, 100 mM NaCl, %0.5 Triton-X100 (h/h), 1 mM PMSF pH 8.0 |
| Ni-NTA Reçine | 6 M üre, 500 mM NaCl, 20 mM Tris, 250 mM imidazol, pH 7.8 | ||
| PCR Temizleme Kiti | Epoch Life Sicences | 2360050 | |
| Pelet Yıkama Tamponu | NA | NA | 60 mM Tris, 100 mM NaCl, pH 8.0 |
| petDUET-His-SUMO-TEV-H4 | |||
| petDUET-His-TEV-H2A | |||
| petDUET-His-TEV-H2B | |||
| petDUET-His-TEV-H3 | |||
| pEVOL-AckRS | Addgene | 137976 | |
| pGEM-3Z/601 | Addgene | 26656 | |
| Depolama Tamponu | NA | NA | 20 mM NaCl, 20 mM Tris, 20 mM NaCl, 1 mM EDTA, %20 gliserol, pH 7.8 |
| Termodöngüleyici |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.