需要订阅 JoVE 才能查看此. 登录或开始免费试用。
在这里, 我们描述了染色质沉淀 (芯片) 和芯片序列库的准备协议, 以产生全球表剖面从丰鸡胚胎标本。
染色质沉淀 (芯片) 是一种广泛使用的技术, 用于映射定位的 post-translationally 修饰组蛋白, 组织变异, 转录因子, 或染色质修饰酶在一个给定的位置或在整个基因范围的规模。芯片分析与下一代测序 (即,芯片序列) 的结合, 是一种在全球范围内发现基因调控网络的强有力的方法, 它可以改善染色体组的功能诠释, 特别是编码的调控序列。芯片协议通常需要大量的细胞材料, 从而排除了这种方法的适用性, 调查稀有细胞类型或小组织活检。为了使芯片检测与在早期脊椎动物胚胎发生过程中通常可以获得的生物材料的数量相一致, 我们在这里描述了一个简化的芯片协议, 其中需要完成的步骤数化验减少, 以尽量减少样本损失。该芯片协议已成功地用于调查不同的组蛋白修饰的各种胚胎鸡和成年小鼠组织使用低到中等细胞数 (5 x 104 -5 x 105单元格)。重要的是, 这个协议是兼容的芯片 seq 技术使用标准的库准备方法, 从而提供全球表地图在高度相关的胚胎组织。
组蛋白修饰修饰直接涉及各种染色质相关的过程, 包括转录, 复制和 DNA 修复1,2,3。此外, 不同的组蛋白修饰显示阳性 (例如, H3K4me3 和 H3K27ac) 或阴性 (例如, H3K9me3 和 H3K27me3) 与基因表达的相关性, 可以被广泛定义为激活或压制组蛋白标记,分别为2,3。因此, 全球组蛋白修饰地图, 也称为表地图, 已成为功能强大的和通用的工具, 对脊椎动物的基因,4,5。例如, 可以根据特定染色质特征 (例如,活性增强剂: H3K4me1 和 H3K27ac) 来识别远端调节序列 (如增强剂), 使其与近端启动子区域 (例如活动发起人: H3K4me3)6,7,8。另一方面, 具有主要细胞身份调节功能的基因通常在具有 H3K4me3 或 H3K27me3 标记的广泛的染色质域中发现, 这取决于基础基因的转录活性或不活泼状态, 分别为9 ,10。同样, 主要细胞标识基因的表达似乎经常由多重和空间聚类增强剂 (即, super-enhancers) 控制, 可被确定为广泛的 H3K27ac-marked 域11。
目前, 组蛋白修饰图是使用芯片-seq 技术生成的, 这与以前的方法 (芯片耦合到微阵列) 相比, 提供了更高的分辨率、更少的工件、更少的噪音、更大的覆盖率和更低的成本12。然而, 使用芯片 seq 技术生成的表映射有其固有的局限性, 主要与在感兴趣的样本中成功执行芯片的能力有关。传统的芯片协议通常需要数以百万计的细胞, 这就限制了这种方法对体外细胞系或细胞的适用性. 在过去的几年里, 一些修改过的芯片协议与低的细胞数兼容被描述了13,14,15,16。但是, 这些协议专门设计为与下一代序列 (即,芯片 seq) 结合使用, 并且它们通常采用ad hoc库准备方法13,14,15,16。
在这里, 我们描述了一个芯片协议, 可用于调查组蛋白修饰配置文件使用低到中间的细胞数 (5 x 104 -5 x 105细胞) 在任一选定的所在地 (即qPCR) 或全局 (即芯片-seq) (图 1)。当耦合到芯片 seq 技术时, 我们的芯片协议可以与标准库的准备方法一起使用, 从而使许多实验室10得到广泛的访问。该协议已被用来调查几个组蛋白标记(例如, H3K4me3, H3K27me3 和 H3K27ac) 在不同的鸡胚组织 (例如,脊髓神经管 (SNT), 额日珥, 和叶)。然而, 我们预计, 它应广泛适用于其他生物体, 其中生物和/或临床相关样品只能获得低量。
根据德国动物保育指南, 没有机构动物保育和使用委员会 (IACUC) 批准是进行鸡胚实验所必需的。根据当地的指导方针, 只有鸡 HH44 (18 天) 的胚胎和年龄的试验需要 IACUC 批准。然而, 这项研究中使用的胚胎都处于胚胎发育的早期阶段 ( 即, HH19 (72 h)).
注意: 本协议的目的是提供芯片分析的详细说明, 以便它可以有效地与 qPCR 或下一代测序 ( 即, 芯片-seq) 结合, 以调查组蛋白修饰丰胚胎样本 (范围从 5 x 10 4 -5 x 10 5 细胞为每个芯片反应) 和不同的组织类型 ( 图 1 )。该协议应适用于调查转录因子和 co-activators ( 例如, p300) 的绑定配置文件。然而, 由于这些调节蛋白的丰度较低, 可能需要较大的细胞数 (5 x 10 5 -5 x 10 6 单元格用于每个芯片反应).
1. 鸡蛋的制备和鸡 SNT 的显微切割
注意: microdissections 的过程从组织到组织, 从动物模型到动物模型, 技术上不同。本节详细介绍了用于从 stage-HH19 鸡胚中获取臂 SNT 段的解剖协议.
2。交联蛋白到 DNA: 1 天
注意: 除非另有说明, 否则请执行所有的冰上步骤.
3。裂解和超声
4。抗体孵育
5。磁珠的制备: 2 天
6。染色质的沉淀
7。清洗、洗和反转通道
8。消化细胞蛋白和 RNA: 3 天
9。芯片 qPCR
注意: 执行 DNA 提取和纯化, 如 辅助材料 中所述。
注意: 验证 "补充材料" 中所述的超声效率, 以确认获得200至 500 bp DNA 片段 ( 图 3 )。
注意: 关键步骤是确定芯片是否实际工作。如果有已知的蛋白质的基因组结合点的兴趣, 引物可以设计定量 PCR (qPCR), 以确定是否已知的网站是具体丰富的芯片 DNA, 与负控制区域的预期不受约束甘地达萨日期蛋白质。作为一个例子, 这项工作显示了芯片 qPCR 的结果获得了 H3K4me3 (主动启动子组蛋白标记) 和 H3K27me3 (不活泼启动子组蛋白标记) 在 SNT 部分分离 HH14 小鸡胚胎 ( 图4A).
10. 芯片-seq 库的准备;结束修复: 4 天
11。芯片-seq 库的准备;腺苷酸3和 #39; 结束
12。芯片-seq 库的准备;结扎适配器
13。芯片-seq 库的准备;DNA 片段的放大
14。芯片-seq 库的准备;库验证
注意: 使用 DNA 和 RNA 质量控制系统对库进行验证。梯子的准备: 分1和 #181; l 基因组 DNA 阶梯进入第一管/井, 并添加3和 #181; 示例缓冲区的 l.
为了说明我们的芯片协议的性能, 我们用 HH19 鸡胚、上颌日珥 HH22 鸡胚和 stage-HH3 鸡胚的 SNT 切片进行了芯片序列实验, 以探讨各种组蛋白修饰 (即H3K4me2、H3K27ac、H3K4me3 和 H3K27me3)。在获得芯片 dna 后, 用琼脂糖凝胶电泳对相应的输入 dna 进行了超声效率评估 (图 3)。然后, 芯片和输入的 dna 被用于芯片 qPCR 分析, 以测量富在座位上预期将被调查组蛋?...
表组蛋白修饰的芯片序列可以用于改善不同细胞背景下的脊椎动物的功能性注释4,5,18。除其他外, 这些表配置文件可用于确定增强剂元素, 以定义促进剂的调节状态 (即,活动、引物或准备), 以及定义不同生物或病理环境 (例如,广泛的 H3K4me3 启动子域和 super-enhancers)6,7,<...
作者没有任何相互竞争的金融利益有待披露。
作者感谢 1月 Appel 在制定本议定书期间提供了出色的技术援助。在拉达实验室的工作是支持 CMMC 内部资助, DFG 研究补助金 (ra 2547/1-1, ra 2547/2-1, 和 TE 1007/3-1), UoC 高级研究员组赠款, 和 CECAD 补助金。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reagent | |||
BSA powder | Carl Roth | 3737.3 | |
Phosphate Saline buffer (PBS) | Sigma Aldrich | D8537 | |
Tris-HCL pH8.0 | Sigma Aldrich | T1503 | |
NaCl | Carl Roth | 3957.2 | |
EDTA | Carl Roth | 8043.2 | |
EGTA | Carl Roth | 3054.2 | |
Na-Deoxycholate | Sigma Aldrich | D6750-24 | |
N-lauroylsarcosine | Sigma Aldrich | 61743-25G | |
Hepes | Applichem | A3724,0250 | |
LiCl | Carl Roth | 3739.2 | |
NP-40 | Sigma Aldrich | I3021-100ml | |
SDS | Carl Roth | 1833 | |
Protein G/magnetic beads | Invitrogen | 1004D | |
37% Formaldehyde | Sigma Aldrich | 252549-1L | |
Glycine | |||
RNase | Peqlab | 12-RA-03 | |
Proteinase K | Sigma Aldrich | 46.35 E | |
Na-butyrate | Sigma Aldrich | SLB2659V | |
Proteinase inhibitor | Roche | 5892791001 | |
SYBRgreen Mix | biozym | 617004 | |
dH2O | Sigma Aldrich | W4502 | |
1Kb ladder | Thermofisher | SM1333 | |
Orange G | Sigma Alrich | 03756-25 | |
Agarose | Invitrogen | 16500-500 | |
0.25% Trypsin-EDTA (1X) | Gibco | 25200-072 | |
Octylphenol Ethoxylate (Triton X 100) | Roth | 3051.4 | |
DMEM (Dulbecco´s Modified Eagle Medium) | Gibco | 31331-028 | |
Gel loading tips Multiflex | A.Hartenstein | GS21 | |
qPCR Plates | Sarstedt | 721,985,202 | |
384 well | Sarstedt | 721,985,202 | |
1.5 mL tubes | Sarstedt | 72,706 | |
100-1000µl Filter tips | Sarstedt | 70,762,211 | |
2-20µl Filter tips | Sarstedt | 70,760,213 | |
2-200µl Filter tips | Sarstedt | 70,760,211 | |
0.5-10µl Filter tips | Sarstedt | 701,116,210 | |
H3K27me3 antibody | Active Motif | 39155 | |
H3K27ac antibody | Active Motif | 39133 | |
H3K4me3 antibody | Active Motif | 39159 | |
H3K4me2 antibody | Active Motif | 39141 | |
End Repair Mix | Illumina | FC-121-4001 | |
Paramagnetic beads | Beckman Coulter | A63881 | |
Resuspension buffer | Illumina | FC-121-4001 | |
A-Tailing Mix | Illumina | FC-121-4001 | |
Ligation Mix | Illumina | FC-121-4001 | |
RNA Adapter Indexes | Illumina | RS-122-2101 | |
Stop Ligation Buffer | Illumina | FC-121-4001 | |
PCR Primer Cocktail | Illumina | FC-121-4001 | |
Enhanced PCR Mix | Illumina | FC-121-4001 | |
Genomic DNA ladder | Agilent | 5067-5582 | |
Elution Buffer | Agilent | 19086 | |
Sample Buffer | Agilent | 5067-5582 | |
Library Quantification Kit | Kapa Biosystems | KK4835 – 07960204001 | |
Fertile chicken white eggs | LSL Rhein Main | KN: 15968 | |
Needle (Neoject) | A.Hartenstein | 10001 | |
Syringe (Ecoject 10ml) | Dispomed witt oHG | 21010 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equipment | |||
Centrifuge | Hermle | Z 216 MK | |
Thermoshaker | ITABIS | MKR13 | |
Sonicator | Active Motive | EpiShear probe sonicator | |
Sonicator | Diagenode | Bioruptor Plus | |
Rotator | Stuart | SB3 | |
Variable volume (5–1,000 μl) pipettes | Eppendorf | N/A | |
Timer | Sigma | N/A | |
Magnetic holder | Thermo Fisher | DynaMag-2 12321D | |
Table spinner | Heathrow Scientific | Sprout | |
Mixer | LMS | VTX 3000L | |
Real-Time PCR Cycler | Roche | Light Cycler; Serial Nr.5662 | |
PCR Cycler | Applied Biosystems | Gene Amp PCR System 9700 | |
DNA and RNA quality control system | Agilent | Agilent 4200 TapeStation System | |
Forceps | Dumont | 5-Inox-H | |
Perforated spoon | World precision instruments | 501997 |
请求许可使用此 JoVE 文章的文本或图形
请求许可探索更多文章
This article has been published
Video Coming Soon
版权所属 © 2025 MyJoVE 公司版权所有,本公司不涉及任何医疗业务和医疗服务。