JoVE Logo

Anmelden

Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.

In diesem Artikel

  • Zusammenfassung
  • Zusammenfassung
  • Einleitung
  • Protokoll
  • Ergebnisse
  • Diskussion
  • Offenlegungen
  • Danksagungen
  • Materialien
  • Referenzen
  • Nachdrucke und Genehmigungen

Zusammenfassung

Diese Methode wurde entwickelt, um der Bildung von PRC2-vermittelten Chromatindomänen in Zelllinien zu folgen, und die Methode kann an viele andere Systeme angepasst werden.

Zusammenfassung

Die Organisation und Struktur von Chromatindomänen ist für einzelne Zelllinien einzigartig. Ihre Fehlregulation könnte zu einem Verlust der zellulären Identität und/oder Krankheit führen. Trotz enormer Anstrengungen ist unser Verständnis der Bildung und Verbreitung von Chromatin-Domänen immer noch begrenzt. Chromatin-Domänen wurden unter stationären Bedingungen untersucht, die nicht förderlich für die Verfolgung der ersten Ereignisse während ihrer Einrichtung sind. Hier stellen wir eine Methode vor, um Chromatin-Domänen induduziert und deren Neubildung als Funktion der Zeit zu verfolgen. Obwohl, zuerst auf den Fall der PRC2-vermittelten repressiven Chromatin-Domänenbildung angewendet, könnte es leicht an andere Chromatin-Domänen angepasst werden. Die Modifikation und/oder Kombination dieser Methode mit Genomik- und Bildgebungstechnologien wird unschätzbare Werkzeuge liefern, um die Etablierung von Chromatin-Domänen im Detail zu untersuchen. Wir glauben, dass diese Methode unser Verständnis davon revolutionieren wird, wie Chromatin-Domänen sich bilden und miteinander interagieren.

Einleitung

Eukaryotische Genome sind hoch gradig organisiert und Veränderungen in der Chromatin-Zugänglichkeit steuern direkt die Gentranskription1. Das Genom enthält verschiedene Arten von Chromatin-Domänen, die mit transkriptionaler Aktivität und Replikationtiming2,3korrelieren. Diese Chromatin-Domänen reichen von wenigen Kilobasen (kb) bis zu mehr als 100 kb und zeichnen sich durch eine Bereicherung in unterschiedlichen Histonmodifikationenaus 4. Die zentralen Fragen sind: Wie werden diese Domänen gebildet und wie werden sie propagiert?

Eine der am besten charakterisierten Chromatin-Domänen wird durch die Aktivität des Polycomb-Repressionskomplexes 2 (PRC2) gefördert. PRC2 ist ein Komplex mit mehreren Untereinheiten, der aus einer Teilmenge der Polycomb-Gruppe (PcG) der Proteine5,6besteht und die Mono-, Di- und Trimethylierung von Lysin 27 des Histons H3 (H3K27me1/me2/me3)7,8, 9,10. H3K27me2/me3 sind mit einem repressiven Chromatinzustand verbunden, aber die Funktion von H3K27me1 ist unklar6,11. Eine der Kernkomponenten der PRC2, die embryonale Ektodermentwicklung (EED), bindet durch ihren aromatischen Käfig an das Endprodukt der PRC2-Katalyse, H3K27me3, und diese Funktion führt zur allosterischen Stimulation von PRC212,13. Die enzymatische Aktivität der VR China ist entscheidend für die Erhaltung der zellulären Identität während der Entwicklung, da die unangemessene Expression bestimmter Entwicklungsgene, die für eine bestimmte Abstammung kontraindiziert sind, schädlich wäre5,6 . Daher ist die Auflösung der Mechanismen, mit denen PRC2 die Bildung repressiver Chromatindomänen bei Säugetieren fördert, von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der zellulären Identität.

Alle bisherigen experimentellen Systeme zur Untersuchung der Chromatin-Domänenbildung einschließlich PRC2-vermittelter Chromatin-Domänen wurden unter stationären Bedingungen durchgeführt, die nicht in der Lage sind, die sich entfaltenden Ereignisse der Chromatin-Domänenbildung in Zellen. Hier stellen wir ein detailliertes Protokoll zur Erzeugung eines induzierbaren Zellsystems vor, das die anfängliche Rekrutierung und Verbreitung von Chromatin-Domains überwacht. Insbesondere konzentrieren wir uns auf die Verfolgung der Bildung von PRC2-vermittelten repressiven Chromatin-Domänen, die H3K27me2/3 umfassen. Dieses System, das die mechanistischen Details der Chromatin-Domänenbildung erfassen kann, könnte angepasst werden, um andere Chromatin-Domänen zu integrieren, wie die weithin untersuchten Domänen, die entweder H2AK119ub oder H3K9me umfassen. In Kombination mit Genomik- und Bildgebungstechnologien hat dieser Ansatz das Potenzial, verschiedene, zentrale Fragen der Chromatinbiologie erfolgreich anzugehen.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protokoll

Generierung induzierbarer EED-Rettungs-MESCs

1. Zellkultur

  1. Verwenden Sie feederfreie C57BL/6-Maus-Embryonale Stammzellen (mESCs), die ein stabil integriertes CreERT2-Transgen besitzen, das sich bei Verabreichung von 4-Hydroxytamoxifen (4-OHT)13in den Kern transortieren kann.
  2. Wachsen Sie mESCs in konventionellen ESC-Medium14,15, ergänzt mit 1000 U/mL LIF, 1 M ERK-Hemmer PD0325901 und 3 M GSK3-Hemmer CHIR99021. Für herkömmliches ESC-Medium verwenden Sie Knockout DMEM mit 15% fetalem Rinderserum (FBS), 2 mM L-Glutamin, 1X Penicillin/Streptomycin und 0,1 mM 2-Mercaptoethanol.
  3. Verwenden Sie Platten, die mit 0,1% Gelatinelösung für die Kultivierung von mESCs beschichtet sind.

2. Erzeugung von klonalen EED Knockout (KO) mESCs

  1. Entwurfsanleitung RNAs (gRNAs), um Exon 10 und Exon 11 der endogenen Kopie von EED in mESCs mit dem CRISPR-Designtool in Benchling16zu löschen. EED-KO-gRNA-1 zielt unmittelbar vor Exon 10 auf das Intron und EED-KO-gRNA-2 auf das Intron unmittelbar flussabwärts von Exon 11. Die gleichzeitige Anwendung dieser gRNAs löscht sowohl Exon 10 als auch Exon 11 durch nicht-homologe Endverbindung (NHEJ).
  2. Klonen Sie gRNAs in pSpCas9(BB)-2A-GFP (PX458) mit Anweisungen in Ran et al., 201317.
  3. In einem 6-Well-Plattenformat transfekieren Sie 2 x 105 mESCs mit je 1 mg EED-KO-gRNA-1 und EED-KO-gRNA-2 (siehe Materialtabelle) unter Verwendung von Transfektionsreagenz, indem Sie den Anweisungen des Herstellers folgen. Ändern Sie das Medium 24 h nach der Transfektion.
  4. Zwei Tage nach der Transfektion isolieren GfP-positive Zellen mit Fluoreszenz-aktivierter Zellsortierung (FACS). Erwarten Sie, dass die Transfektionseffizienz um 10-30 % variiert. Sortieren Sie etwa 5 x 105 Zellen, um genügend GFP-positive Zellen für die Beschichtung zu erfassen.
  5. Die isolierten GFP-positiven mESCs in 15 cm Platten vorbeschichtet mit 0,1% Gelatine (10-20 x103 Zellen pro Platte) für die Koloniekommissionierung.
  6. Wachsen Sie die Zellen im ESC-Medium für etwa eine Woche, bis einzelne Kolonien sichtbar sind. Wechseln Sie die Medien alle 2 Tage.
  7. Wählen Sie mindestens 48 Kolonien mit 20 L Mikropipette Spitze. Schrott über die Kolonie, während in die Mikropipette Spitze zu aspirating. Zerteilen Sie die Kolonie nicht in einzelne Zellen. Übertragen Sie die Kolonie in eine accutase-haltige (20 ml) 96 Brunnenplatte.
  8. Inkubieren Sie die Kolonien 10 min bei 37 °C, bis alle Zellen getrennt sind.
  9. Fügen Sie 200 ml ESC-Medien in jeden Brunnen mit Mehrkanal-Pipette.
  10. Mischen Sie die Zellen gut und verblechen Sie die Zellen in zwei separate 96 Brunnenplatten mit Mehrkanal-Pipette.
  11. Verwenden Sie eine der 96 Brunnenplatten für die Genotypisierung und halten Sie die andere wachsen, bis die Genotypisierung abgeschlossen ist. Verwenden Sie DNA-Extraktionslösung, um DNA aus der 96-Well-Platte zu extrahieren, indem Sie den Anweisungen des Herstellers folgen.
  12. Verwenden Sie genotypisierende Primer Gnt_EED-KO-up und Gnt_EED-KO_down, die die gelöschte Seite umfassen und die Genotypisierung szieren PCR mit Taq DNA Polymerase nach den Anweisungen des Herstellers durchführen.
    HINWEIS: Andere Arten von DNA-Polymerasen können auch für die Genotypisierung verwendet werden, jedoch bietet Taq DNA-Polymerase Komfort, da die PCR-Reaktion direkt auf ein Gel geladen werden kann, wenn sein farbiger Reaktionspuffer verwendet wird.
    1. Beobachten Sie ein DNA-Produkt mit geringerem Molekulargewicht in Zellen mit einer homozygoten Deletion relativ zum Wildtyp-Fall (WT).
      ANMERKUNG: Um PRC2-Nullzellen zu erzeugen, ist die homozygote Löschung der Exons 10 und 11 notwendig, um EED zu destabilisieren und zu degradieren, eine wesentliche Untereinheit des Kerns PRC213. Die CRISPR-Zieleffizienz beträgt rund 10 %.
  13. Validieren Sie die Löschung von EED exon 10 und 11 und den Verlust von EED-Protein durch Sanger-Sequenzierung bzw. Western Blotting.
  14. Bestätigen Sie die Erschöpfung von EED und H3K27me2/me3 aus Chromatin in EED KO-Zellen durch ChIP-seq unter Verwendung von Antikörpern gegen H3K27me2/me3 und EED. Verwenden Sie das Protokoll in Oksuz et al., 201715 für ChIP-seq-Experimente.

3. Entwicklung der EED-Knockout-mESCs für Cre-ERT2-basierte induzierbare EED-Expression

  1. Entwerfen Sie gRNA (EED-gRNA-inducible), um einen Schnitt innerhalb des intron folgenden Exons 9 von EED mit dem CRISPR-Design-Tool in Benchling16 einzuführen (siehe Tabelle der Materialien).
  2. Klonen Sie gRNAs in pSpCas9(BB)-2A-GFP (PX458) mit Anweisungen in Ran et al., 201317.
  3. Entwerfen Sie eine Spender-Vorlagen-DNA, die EED-cDNA-Sequenz nach Exon 9 und ein C-terminales Flag-HA-Tag vor einer T2A-GFP-Sequenz umfasst, alles in umgekehrter Ausrichtung in Bezug auf die endogene Gensequenz.
    1. Flankieren Sie die Kassette mit einem Spleiß-Akzeptor und einer Polyadenylierungssequenz, die zwischen heterologen invertierten LoxP-Standorten (lox66 und lox71) verschachteltist 18.
    2. Schließen Sie mindestens 500 bp Homologiearme von jedem Ende ein. Teilen Sie die Spendervorlage in 2 Segmente von gBlocks-Genfragmenten auf (siehe gBlock-1, gBlock-2-WT "https://benchling.com/s/seq-l2LLlWNEnLrfGXcbdCxI" und gBlock-2-Käfigmut "https://benchling.com/s/seq-n8eiZCB2XAkOuzzpv6qM") und montieren Sie sie in PCR Blunt Vektor mit Gibson Klonen nach den Anweisungen des Herstellers.
      HINWEIS: gblock-2 enthält einen aromatischen Rückstand (Y365) im EED-Käfig, der für die Interaktion mit H3K27me312wichtig ist. gBlock-2-Wt enthält Wildtyprückstände, während gblock-2-cage-mutant die Käfigmutante eED (Y365A) enthält, die nicht an H3K27me3 gebunden werden kann. Induzierbare WT EED Rettung wird als i-WT-r bezeichnet und induzierbare Käfig-mutierte EED-Rettung wird als i-MT-r aus Bequemlichkeit bezeichnet.
  4. In einem 6-Well-Plattenformat transfekieren Sie 2 x 105 mESCs mit 1 mg der gRNA (EED-gRNA-inducible) und 1 mg der Spenderschablonen (i-WT-r oder i-MT-r) mit Transfektionsreagenz und isolieren GFP-positive Zellen mit FACS.
  5. Befolgen Sie die Schritte 2.3-2.11, um einzelne Kolonien zu isolieren, die für die Genotypisierung bereit sind, um eine erfolgreiche Ausrichtung zu haben.
  6. Verwenden Sie Genotypisierungsprimer Inducible_Genotype-FW-1 und Inducible_Genotype-REV-1, die die eingelegte Kassette überspannen und genotypisierende PCR mit Taq DNA-Polymerase durchführen.
    HINWEIS: Die Targeting-Effizienz für CRISPR beträgt etwa 10 %.
    1. Bestätigen Sie die korrekte Integration der Kassette per PCR mit Inducible_Genotype-FW-2 und Inducible_Genotype-REV-2 Primern, die außerhalb der Homologiearme liegen.
      HINWEIS: Die homozygote Integration der Kassette ist notwendig, um eine effiziente Rettung von EED zu erreichen. Beachten Sie, dass Zellen mit homozygoter Integration ein einziges großes DNA-Produkt im Vergleich zu WT EED produzieren, das ein kurzes Produkt produziert.
  7. Bestätigen Sie die Integration der Kassette durch Sanger-Sequenzierung.
  8. Bestätigen Sie das Umblättern der Kassette und den Ausdruck von EED und anderen PRC2-Kernkomponenten (z. B. EZH2 und SUZ12) bei 4-OHT-Verwaltung durch Western Blotting.
  9. Bestätigen Sie die Expression von T2A-GFP und den Prozentsatz des Flip-by-Flow-Zytometrie. Beachten Sie, dass die Expression von GFP auf das Umdrehen der Kassette und den Ausdruck von EED hindeutet.

4. Nach Keimbildung und Verbreitung der PRC2-Aktivität auf Chromatin

  1. Bestätigen Sie, dass i-WT-r und i-MT-r mESCs keine undichte Expression von GFP durch Durchflusszytometrie haben. Im Falle einer undichten Expression von GFP, isolieren GFP-negative Zellen durch FACS vor Beginn des Experiments.
  2. Erweitern Sie die mESCs i-WT-r und i-MT-r in fünf 15 cm Platten (5x 106 Zellen pro Platte).
  3. Induzieren Sie die Expression von WT oder Käfig-mutierteem EED durch Verabreichung von 0,5 mM 4-OHT für 0 h, 12 h, 24 h, 36 h und 8 Tage (eine 15 cm Platte pro Zustand). Wechseln Sie das Medium nach 12 h für Behandlungen länger als 12 h. Isolieren Sie die erfolgreich rekombinierten Zellen durch FACS mit GFP. Passen Sie die Zeit der Behandlungen so an, dass alle Bedingungen auf einmal gesammelt werden.
  4. Führen Sie ChIP-seq für H3K27me2, H3K27me3 durch, um ihre zeitliche Ablagerung an Chromatin als Reaktion auf die Wiederexpression von WT oder Käfig-mutiertem EED zu untersuchen. Verwenden Sie das ChIP-seq-Protokoll einschließlich der Bibliotheksvorbereitung, die in Oksuz et al., 201715beschrieben ist.
  5. Verwenden Sie die Spike-in-Steuerung in jeder Stichprobe, um einen quantitativen Vergleich zwischen verschiedenen Zeitpunkten19zu ermöglichen.
    1. Für die Spike-in-Kontrolle verwenden Sie Chromatin von Drosophila melanogaster (im Verhältnis 1:50 zum mESC-abgeleiteten Chromatin) sowie Drosophila-spezifischem H2Av-Antikörper (1 l H2Av-Antikörper pro 4 g Drosophila-Chromatin nach Herstelleranweisungen) in jeder Probe.
    2. Bereiten Sie das Chromatin von Drosophila ähnlich wie von mESCs mit dem Protokoll in Oksuz et al., 201715.
  6. Ordnen Sie die Sequenz für ChIP-seq bis mm10 Genom mit Bowtie 2 mit Denisstandardparametern20.
  7. Normalisieren Sie die Maus ChIP-seq liest zu spike-in Drosophila Lesezählt21. Berechnen Sie den Spike-in-Normalisierungsfaktor mit der folgenden Formel: 1 x 106/eindeutige Drosophila-Lesezahlen. Erwarten Sie etwa 1 x 106Drosophila Lesezahlen und 20 x 106 Maus Lesezahlen pro Experiment zu bekommen.
    1. Fügen Sie das Drosophila-Chromatin bei der Sequenzierung der Eingangsproben nicht ein.
  8. Verwenden Sie genomecov Werkzeug von Bettwerkzeugen, um Bam-Datei in Bettgraph22zu konvertieren. Als nächstes, konvertieren Sie die bettgraph in bigwig Datei mit bedGraphToBigWig Werkzeug von USCS23,24. Siehe das folgende Skript:
    gen="Pfad zum mm10-Genom"
    chr="Pfad zu mm10 Chromosomengrößen"
    inp_bam="pfad zur Eingabe bam-Datei "
    multiply="berechnen Sie den Spike-in-Normalisierungsfaktor"
    betttools genomecov -bg -scale $multiply -ibam $inp_bam -g $gen > output.bedGraph
    sortieren -k1,1 -k2,2n output.bedGraph > output_sorted.bedGraph
    bedGraphToBigWig output_sorted.bedGraph $chr output.bw
  9. Visualisieren Sie die ChIP-seq Lesedichten, indem Sie die bigwig-Dateien auf den USCS-Genombrowser24hochladen.

5. Überwachung der Entstehung und des Wachstums der H3K27me3-Schwerpunkte in den mESCs-Kernen

  1. Platte 1x 104 mESCs in 8-Well-Kammer-Dias vorbeschichtet mit 0,1% Gelatine.
  2. Am nächsten Tag beginnen Sie mit der Durchführung aufeinander folgender 4-OHT-Induktionen (0,5 mM), um die Zellen zu sammeln, die EED für angegebene Zeitpunkte (0 h, 12 h, 24 h und 36 h) exemiten. Wechseln Sie das Medium nach 12 h für Behandlungen länger als 12 h.
  3. Fixieren Sie die mESCs mit 4% Paraformaldehyd in phosphatgepufferter Saline (PBS) bei Raumtemperatur (RT) für 10 min.
  4. Permeabilisieren Sie die Zellen mit PBS/0,25% Triton X-100 bei RT für 30 min.
  5. Blockieren Sie die Zellen mit PBS/5% Eselserum/0,1% Triton X-100 (Sperrpuffer) bei RT für 30 min.
  6. H3K27me3 Primärantikörper 1:500 im Sperrpuffer verdünnen und den Zellen hinzufügen.
  7. Inkubieren Sie die Zellen mit primärem Antikörper über Nacht bei 4 °C.
  8. Führen Sie am nächsten Tag 3 Wässen mit PBS/0,1% Triton X-100 durch.
  9. Sekundärantikörper (Alexa fluor 595) 1:1000 im Sperrpuffer verdünnen und zellenverstärken.
    1. Führen Sie alle Inkubationen im Dunkeln in den folgenden Schritten durch, da sekundäre Antikörper, die mit Alexa Fluor konjugiert sind, lichtempfindlich sind.
  10. Inkubieren Sie den sekundären Antikörper für 2 h bei RT.
  11. Führen Sie 3 Wässen mit PBS/0.1% Triton X-100 durch.
  12. DAPI (1 mg/ml) 1:4000 mit PBS/0,1% Triton X-100 verdünnen und zellenverstärken.
  13. Inkubieren Sie die Zellen mit DAPI für 10 min bei RT.
  14. Montieren Sie die Zellen mit Aqua-Halterung.
  15. Stellen Sie die Zellen mit konfokaler Mikroskopie bei 63-facher Vergrößerung ab.
  16. Verarbeiten und Pseudo-Farbe der Bilder mit einer Verteilung von ImageJ, Fidschi25.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Ergebnisse

Ein allgemeines Schema des bedingten Rettungssystems
Abbildung 1 zeigt das Targeting-Schema zur bedingten Rettung von EED-KO-Zellen mit entweder WT- oder Käfigmutant (Y365A) EED, das aus dem endogenen EED-Lokus exprimiert wird. Nach dem Knocking out EED, einer Kernuntereinheit von PRC2, die für ihre Stabilität und enzymatische Aktivität unerlässlich ist, wird eine Kassette innerhalb des intron folgenden Exon s 9 von EED eingeführt (Abbildung 1

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Diskussion

Ein kraftvoller Ansatz, um die mechanistischen Details während der Bildung einer bestimmten Chromatin-Domäne zu verstehen, besteht darin, zuerst die Domäne zu stören und dann ihre Rekonstruktion in den Zellen zu verfolgen. Der Prozess kann jederzeit während der Rekonstruktion angehalten werden, um die laufenden Ereignisse im Detail zu analysieren. Frühere Studien an Chromatin-Domänen waren nicht in der Lage, solche Ereignisse zu lösen, wie sie unter stationären Bedingungen durchgeführt wurden (z. B. Vergleich v...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Offenlegungen

D.R. ist Mitbegründer von Constellation Pharmaceuticals und Fulcrum Therapeutics. Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

Danksagungen

Wir danken Drs. L. Vales, D. Ozata und H. Mou für die Überarbeitung des Manuskripts. Das D.R. Lab wird vom Howard Hughes Medical Institute und den National Institutes of Health (R01CA199652 und R01NS100897) unterstützt.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materialien

NameCompanyCatalog NumberComments
(Z)-4-Hydroxytamoxifen (5 mg)SigmaH7904-5MGFor induction of EED expression
16% Paraformaldehyde aqueous solution (10x10 ml)Electron Microscopy Sciences15710For immunofluorescence
2-mercaptoethanolLifeTechnologies21985-023For mESCs culture
2% Gelatin SolutionSigmaG1393-100mlFor mESCs culture
Accutase 500 MLInnovative Cell Tech/FISHERAT 104-500For mESCs culture
Alexa Fluor 594 AffiniPure Donkey Anti-Rabbit IgG (H+L)Jackson immunoresaerch711-585-152For immunofluorescence
Aqua-Mount Mounting MediumFISHER/VWR41799-008For immunofluorescence
CHAMBER SLD TC PRMA 8-CHM 16 PKFisher Sci177445PKFor immunofluorescence
DAPI (4',6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride) - 10 mgLife TechD1306For immunofluorescence
ERK inhibitor, PD0325901Stemgent04-0006For mESCs culture
ESGRO Recombinant Mouse LIF ProteinMillipore/FisherESG1107For mESCs culture
FBS Stem Cell QualifiedAtlantaS10250For mESCs culture
Gibson Assembly Master MixNEBE2611LFor Donor template cloning
GSK3 inhibitor, CHIR99021Stemgent04-0004For mESCs culture
H3K27me2 (D18C8) rabbit mABCell Signaling9728SAntibody for ChIP-seq
H3K27me3Cell Signaling9733SAntibody for ChIP-seq
Histone H2Av antibody (pAb)Active motif39715Spike-in control for ChIP-seq
Knockout DMEMInvitrogen10829-018For mESCs culture
L-glutamineSigmaG7513For mESCs culture
Lipofectamine 2000LifeTech11668019For transfection
MangoTaq DNA PolymeraseBiolineBIO-21079For Genotyping PCR
Normal donkey serum (10 mL)Jackson ImmunoResearch017-000-121For immunofluorescence
Penicillin-StreptomycinSigma/RocheP0781For mESCs culture
pSpCas9(BB)-2A-GFP (PX458)Addgene48138For gRNA cloning
QuickExtract DNA Extraction SolutionLucigenQE0905TFor Genotyping PCR
Triton X-100SigmaT8787-250ML
Zero Blunt PCR Cloning KitThermo FisherK270020For Donor template cloning
Primers/gBlocks
EED-KO-gRNA-1Sequence: ctctggctactgtcaactag. gRNAs pairs to knockout EED in C57BL/6 ESCs for i-WT-r and i-MT-r systems.
EED-KO-gRNA-2Sequence: TAGGCTATGACGCAGCTCAG. gRNAs pairs to knockout EED in C57BL/6 ESCs for i-WT-r and i-MT-r systems.
EED-gRNA-inducibleSequence: atggcaccccgaaattagaa. gRNA and Donor to generate i-WT-r system in the EED-KO background.
i-WT-r Donorhttps://benchling.com/s/seq-l2LLlWNEnLrfGXcbdCxI. gRNA and Donor to generate i-WT-r system in the EED-KO background.
EED-gRNA-inducibleSequence: atggcaccccgaaattagaa. gRNA and Donor to generate i-WT-r system in the EED-KO background.
i-MT-r Donorhttps://benchling.com/s/seq-n8eiZCB2XAkOuzzpv6qM. gRNA and Donor to generate i-MT-r system in the EED-KO background.
Genotyping Primers
Gnt-EED-KO-FW-1Sequence: ctgtaggctgccatctgtga. Wild type allele will produce a product of 1.9 kb. Knockout allele will produce a product of 200 bp.
Gnt-EED-KO-REV-1Sequence: agccagggctacacagagaa. Wild type allele will produce a product of 1.9 kb. Knockout allele will produce a product of 200 bp.
Inducible_Genotype-FW-1Sequence: tgcagtgaaacaaatttggaa. When the casette is inserted, the primers will produce 1863 bp. The wild type allele will produce a product of ~200 bp.
Inducible_Genotype-REV-1Sequence: gagaggggtggcactgtaaa. When the casette is inserted, the primers will produce 1863 bp. The wild type allele will produce a product of ~200 bp.
Inducible_Genotype-FW-2Sequence: ccccctctttctccttttct. When the casette is inserted, the primers will produce 3200 bp. The wild type allele will produce a product of 1560 bp.
Inducible_Genotype-REV-2Sequence: atgcctgggtgaatgaaaaa. When the casette is inserted, the primers will produce 3200 bp. The wild type allele will produce a product of 1560 bp.

Referenzen

  1. Bonev, B., Cavalli, G. Organization and function of the 3D genome. Nature Reviews Genetics. 17 (11), 661-678 (2016).
  2. Dixon, J. R., et al. Topological domains in mammalian genomes identified by analysis of chromatin interactions. Nature. 485 (7398), 376-380 (2012).
  3. Pope, B. D., et al. Topologically associating domains are stable units of replication-timing regulation. Nature. 515 (7527), 402-405 (2014).
  4. Carelli, F. N., Sharma, G., Broad Ahringer, J. Chromatin Domains: An Important Facet of Genome Regulation. Bioessays. 39 (12), (2017).
  5. Margueron, R., Reinberg, D. The Polycomb complex PRC2 and its mark in life. Nature. 469 (7330), 343-349 (2011).
  6. Holoch, D., Margueron, R. Mechanisms Regulating PRC2 Recruitment and Enzymatic Activity. Trends in Biochemical Sciences. 42 (7), 531-542 (2017).
  7. Cao, R., et al. Role of histone H3 lysine 27 methylation in polycomb-group silencing. Science. 298 (5595), 1039-1043 (2002).
  8. Kuzmichev, A., Nishioka, K., Erdjument-Bromage, H., Tempst, P., Reinberg, D. Histone methyltransferase activity associated with a human multiprotein complex containing the enhancer of zeste protein. Genes and Development. 16 (22), 2893-2905 (2002).
  9. Czermin, B., Melfi, R., McCabe, D., Seitz, V., Imhof, A., Pirrotta, V. Drosophila enhancer of Zeste/ESC complexes have a histone H3 methyltransferase activity that marks chromosomal Polycomb sites. Cell. 111 (2), 185-196 (2002).
  10. Müller, J., et al. Histone methyltransferase activity of a Drosophila Polycomb group repressor complex. Cell. 111 (2), 197-208 (2002).
  11. Ferrari, K. J., et al. Polycomb-Dependent H3K27me1 and H3K27me2 Regulate Active Transcription and Enhancer Fidelity. Molecular Cell. 53 (1), 49-62 (2014).
  12. Margueron, R., et al. Role of the polycomb protein EED in the propagation of repressive histone marks. Nature. 461 (7265), 762-767 (2009).
  13. Oksuz, O., et al. Capturing the Onset of PRC2-Mediated Repressive Domain Formation. Molecular cell. 70 (6), 1149-1162 (2018).
  14. Tee, W. W., Shen, S. S., Oksuz, O., Narendra, V., Reinberg, D. Erk1/2 activity promotes chromatin features and RNAPII phosphorylation at developmental promoters in mouse ESCs. Cell. 156 (4), 678-690 (2014).
  15. Oksuz, O., Tee, W. W. Probing chromatin modifications in response to ERK signaling. Methods in Molecular Biology. 1487, 289-301 (2017).
  16. Benchling Inc. Benchling for Academics. Benchling. , Available from: https://benchling.com (2018).
  17. Ran, F. A., Hsu, P. D., Wright, J., Agarwala, V., Scott, D. A., Zhang, F. Genome engineering using the CRISPR-Cas9 system. Nature Protocols. 8 (11), 2281-2308 (2013).
  18. Zhang, Z., Lutz, B. Cre recombinase-mediated inversion using lox66 and lox71: method to introduce conditional point mutations into the CREB-binding protein. Nucleic acids research. 30 (17), 90(2002).
  19. Orlando, D. A., et al. Quantitative ChIP-Seq normalization reveals global modulation of the epigenome. Cell reports. 9 (3), 1163-1170 (2014).
  20. Langmead, B., Salzberg, S. L. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2. Nature Methods. 9 (4), 357-359 (2012).
  21. Descostes, N. ChIPSeqSpike: ChIP-Seq data scaling according to spike-in control. R package version 1.2.1. , (2019).
  22. Quinlan, A. R., Hall, I. M. BEDTools: a flexible suite of utilities for comparing genomic features. Bioinformatics. 26 (6), 841-842 (2010).
  23. Kent, W. J., Zweig, A. S., Barber, G., Hinrichs, A. S., Karolchik, D. BigWig and BigBed: enabling browsing of large distributed datasets. Bioinformatics. 26 (17), 2204-2207 (2010).
  24. UCSC Genome Browser Home. , Available from: https://genome.ucsc.edu (2019).
  25. Schindelin, J., et al. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).
  26. Nishimura, K., Fukagawa, T., Takisawa, H., Kakimoto, T., Kanemaki, M. An auxin-based degron system for the rapid depletion of proteins in nonplant cells. Nature Methods. 6 (12), 917-922 (2009).
  27. Banaszynski, L. A., Chen, L., Maynard-Smith, L. A., Ooi, A. G. L., Wandless, T. J. A Rapid, Reversible, and Tunable Method to Regulate Protein Function in Living Cells Using Synthetic Small Molecules. Cell. 126 (5), 995-1004 (2006).
  28. Højfeldt, J. W., et al. Accurate H3K27 methylation can be established de novo by SUZ12-directed PRC2. Nature Structural & Molecular Biology. 25 (3), 225-232 (2018).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Nachdrucke und Genehmigungen

Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden

Genehmigung beantragen

Weitere Artikel entdecken

GenetikAusgabe 150PRC2Chromatin Dom nenH3K27me2H3K27me3EpigenetikKeimbildungVerbreitunginduzierbare bedingte Rettung

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Datenschutz

Nutzungsbedingungen

Richtlinien

Forschung

Lehre

ÜBER JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten