Die Arbeit in diesem Manuskript wurde aus den Mitteln Institut für Radioonkologie und Huntsman Cancer Institute und dem National Institute of Health Zuschuss (R01-CA188520) bis SB unterstützt. Ich danke Danielle Johnson und Steven Bennett in meinem Labor zur Demonstration des Protokolls und erklärt seine Vorteile. Ich danke Dr. Mahesh Chandrasekharan (Huntsman Cancer Institute) für kritische Anmerkungen zum Manuskript.

1. Chromatin-Immunopräzipitation (ChIP) folgenden BrdU Labeling <ol><li> Kultur NIH3T3-Zellen in Gegenwart entweder von DMSO oder HDAC1,2-selektive Inhibitoren, wie zuvor. 6 beschrieben </li><li> Nach der Behandlung mit DMSO oder HDAC1,2 selektive Inhibitoren, fügen BrdU zu den Zellen in einem sterilen Gewebekulturhaube. Inkubieren 2 x 10 6 NIH3T3-Zellen in 10 ml NIH3T3 Medien mit 20 &amp; mgr; M Endkonzentration von Bromdesoxyuridin (BrdU) für 60 Minuten in einem sterilen 37 ° C Gewebekulturinkubator plattiert. </li><li> Vernetzungsintrazellulären Proteinen, DNA durch Zugabe von Formaldehyd direkt in das Kulturmedium in einer Endkonzentration von 1%. Inkubieren 2 x 10 6 NIH3T3-Zellen mit Formaldehyd bei RT für 10 min auf einem Schüttler. </li><li> Quenche die Vernetzung durch die Zugabe von Glycin bis zu einer Endkonzentration von 125 mM. Inkubation bei RT für 5 min auf einem Schüttler. </li><li> Die Datenträgern und sammle die Zellen in PBS in ein 15 ml Zentrifugenröhrchen. Spin cells bei 956 xg für 5 Minuten bei 4 ° C. Zweimaliges Waschen des Zellpellets mit eiskaltem PBS. Entfernen PBS aus dem Röhrchen. Bewahren Sie die vernetzte Zellpellet ohne PBS (der Überstand) bei -80 ° C bis zur Verwendung. </li><li> Vorbereitung des Lysats aus dem vernetzten Zellpellet durch Zugabe von 500 ul FA140-Puffer (50 mM HEPES-KOH, pH 7,5, 140 mM NaCl, 1 mM EDTA (pH 8,0), 1% Triton-X-100 und 0,1% Natriumdesoxycholat) mit Protease-Inhibitor-Cocktail ergänzt. </li><li> Scheren die Chromatin durch Beschallung der Proben fünfmal bei 35% Leistung und mit einer 15 Sek Puls, 0,9 sec an und 0,1 s aus Einstellung. Halten die Röhrchen auf Eis nach jeder Runde der Beschallung zu einer Erwärmung der Proben zu vermeiden. <ol><li> Überprüfen Sie die Scher auf einem DNA-Gel als die Schereffizienz wird zwischen verschiedenen Beschaller variieren. Beschallung überprüfen, Reverse Vernetzung durch Zugabe von NaCl auf eine Konzentration von 0,16 M und führen Sie die Schritte 1.17.1. - 1.22. Run eluiert 10 ul DNA auf einem 1,5% Agarose-Gel, um zu überprüfen, ob die Scher istzwischen 300 - 700 bp mit einer durchschnittlichen Intensität von 500 bp. </li></ol></li><li> Folgende Beschallung Zentrifuge Proben für 10 min bei 17.949 × g bei 4 ° C und den Überstand in ein neues Röhrchen. <ol><li> Zuführen Proteinschätzung unter Verwendung des kommerziellen Protein-Assay-Kit nach Herstellerprotokoll. Verwenden Sie die gleiche Menge Lysat für die Chip-Steuerung und experimentellen Proben. Im Allgemeinen verwenden 1 mg Gesamt-Lysat pro Chip Reaktion. </li></ol></li><li> Vorbereitung 50% igen Aufschlämmung von Protein-A-Agarose unter Verwendung FA140 Puffer mit Protease-Inhibitor-Cocktail. Hinzufügen von 1/10 Volumen der Protease-Inhibitor-Cocktail. Berechnen des Volumens der Kügelchen benötigt, basierend auf der Anzahl von Proben insgesamt. <ol><li> Wash Protein A-Agarose-Kügelchen mit FA140 Puffer zweimal, um den Speicherpuffer zu entfernen und dasselbe Volumen an FA140 Puffer an die Perlen zu 50% Aufschlämmung herzustellen. </li><li> Auf Proteine, die unspezifisch an die Beads zu entfernen, Zugabe von 50 ul 50% igen Aufschlämmung von Protein-A-Agarose undcubate die Proben bei 4 ° C mit konstanter End-Over-End-Rotation in einem Drehspießmischer für 30 min. </li></ol></li><li> Dreh die Proben bei 956 × g bei 4 ° C für eine Minute. Die überstehende Flüssigkeit und führen Immunpräzipitation entweder durch Zugabe von 8 ul H4K16ac Antikörper oder 5 ul (5 ug) von 1 mg / ml SMARCA5 Antikörper zu dem Überstand. Inkubieren bei 4 ° CO / N mit konstanter End-over-End-Rotation in einem Drehspießmischer. </li><li> Speichern 1/10 des Extraktes für &#39;Eingangskontrolle und der Einstellung als beiseite bei -20 ° C. Die Eingangs muss rückwärts zusammen mit der IP-Proben vernetzt sein. </li><li> Verwenden gleiche Menge an Kaninchen-IgG (5 ul 1 mg / ml) als Negativkontrolle Immunpräzipitation Probe. </li><li> Am nächsten Tag werden 50 &amp; mgr; l 50% Protein A-Agarose-Aufschlämmung in dem Extrakt und Inkubation für 1 h bei 4 ° C unter Rotation. </li><li> Pellet Agarose-Kügelchen durch Zentrifugation bei 956 × g für 2 min bei 4 ° C, entfernen Sie vorsichtig den Überstand und wash die Perlen mit den folgenden Puffern sequentiell. In Puffermittel, fügen Sie Protease-Inhibitoren Recht vor Gebrauch. <ol><li> Wäscht mit wenig Salz Immunkomplex-Waschpuffer (FA140; Endkonzentration von 50 mM HEPES-KOH, pH 7,5, 140 mM NaCl, 1 mM EDTA (pH 8,0), 1% Triton-X-100 und 0,1% Natriumdesoxycholat) zum 5 min bei 4 ° C mit end-over-end-Rotation. </li><li> Wäscht mit High Salt Immunkomplex-Waschpuffer (FA500; Endkonzentration von 50 mM HEPES-KOH, pH 7,5, 500 mM NaCl, 1 mM EDTA (pH 8,0), 1% Triton-X-100 und 0,1% Natriumdesoxycholat) zum 5 min bei 4 ° C mit end-over-end-Rotation. </li><li> Mit LiCl Immunkomplex-Waschpuffer (Endkonzentration 10 mM Tris-Cl pH 8,0, 250 mM LiCl, 0,5% NP40 und 0,5% Natriumdesoxycholat) für 5 min bei 4 ° C mit end-over-end-Rotation zu waschen. </li></ol></li><li> Folgende Waschschritte, wie oben beschrieben, 200 &amp; mgr; l Elutionslösung (Endkonzentration von 1% SDS und 100 mM Natriumbicarbonat) und INCUBATe bei RT für 15 Minuten mit End-over-End-Rotation bei RT. </li><li> Drehen Sie die Proben bei 956 × g bei RT und übertragen Sie das Eluat in ein neues 1,5-ml-Tube. Wiederholen Sie Schritt 1.15 mit zusätzlichen 200 &amp; mgr; l Elutionslösung. </li><li> Zu 400 ul des Eluats, fügen NaCl auf eine Konzentration von 0,16 M und gut mischen. <ol><li> Darüber hinaus fügen Sie 400 ul Elutionslösung bis 10 &amp; mgr; l-Eingang, die Aufhebung wurde (Schritt 1.11) und fügen NaCl auf eine Konzentration von 0,16 M zu vernetzen Eingangsabtastwerten und umzukehren. Reverse Vernetzung der Proben durch Inkubation in 65 ° C Wasserbad für 5 Stunden. </li></ol></li><li> 1 ml 100% EtOH zu dem Umkehrnetzten Eluat. Gut mischen und Inkubation bei -80 ° C für 2-3 Stunden oder bei -20 ° CO / N. Drehen Sie die Proben bei 17.949 · g für 15 Minuten und entsorgen Ethanol. </li><li> Zugabe von 800 ul 70% Ethanol, um das Pellet zu waschen. Schleudern bei 17.949 xg für 15 min bei 4 ° C und entsorgen Ethanol. Spin kurz um das restliche Ethanol zu entfernen. Der Luft trocknen die Proben bei 37 ° C für 10 min, um restliche Ethanol zu entfernen. </li><li> Man löst DNA in 90 ul RNase und DNase frei Wasser und fügen Sie 2 ul 10 mg / ml RNase bei einer 0,2 mg / ml Endkonzentration. Inkubieren bei 37 ° C in einem Wasserbad für 30 min. </li><li> Zugabe von 10 ul 10fach Proteinase K-Puffer (100 mM Tris-Cl pH 8,0, 50 mM EDTA, pH 8,0, 5% SDS). Gut mischen und fügen 1 ul Proteinase K Inkubation bei 42 ° C für 1 Stunde. </li><li> Reinige Eingang und Chip-DNA unter Verwendung von kommerziellen PCR-Reinigungs-Kits nach Herstellerprotokoll und Eluieren der DNA in 50 ul Wasser. DNA bei -20 ° C bis zur weiteren Verwendung. </li></ol> 2. Slot-Blot-Analyse von Chip-DNA <ol><li> Messung der Ausbeute von Eingangs- und ChIP DNA in 50 ul Wasser eluiert, wie in Schritt 1.22 unter Verwendung eines Spektrophotometers bei 280 nm gemäß dem Protokoll des Herstellers beschrieben. </li><li> Nehmen gleiche Volumina (50 ul) von Eingabe- oder immunpräzipitierten DNA, die innerhalb des linearen Bereichs des Nachweises sind. <ol><li> Zum Beispiel, wenn EingangsDNA-Ausbeute beträgt 1,5 ng / &amp; mgr; l, dann nehmen Sie 30 ul (oder 45 ng Gesamt-DNA) und stellen Sie Volumen auf 50 ul mit Wasser. Für Faktor-Chip, nehmen Sie die gesamte 50 ul Eluat aus Schritt 2.1 und fahren Sie mit Schritt 2.3. </li></ol></li><li> Denaturierung 50 ul Eingang oder immunpräzipitierten DNA durch Zugabe von 2,5 Volumina 0,4 N NaOH, Vortexen und Zentrifuge 956 × g für 10 sec, und Inkubation bei RT für 30 min. </li><li> Neutralisierung der denaturierten DNA durch Zugabe von 175 ul 1 M Tris-HCl, pH 6,8, Vortex-Zentrifuge 956 × g für 10 sec und legen Sie die Proben auf Eis. </li><li> Vorbereitung einer Reihenverdünnung von Eingangs- und immunpräzipitierten DNA für die Slot-Blot-Test, wie nachstehend beschrieben. <ol><li> Folgen Schritte 2,3-2,4 um eine Gesamtprobenvolumen von 350 ul zu erhalten (das heißt, 50 &amp; mgr; Input / ChIP DNA, 125 &amp; mgr; l 0,4 N NaOH, 175 ul 1 M Tris-HCl, pH 6,8). Hinweis: Für das Beispiel oben angegeben, werden 45 ng Eingangs DNA am Ende als 0.129 ng / ul. </li><li> Für die Eingabe DNA, zu kennzeichnen drei Rohrs wie 100, 50 und 25 und 100 ul, 50 ul und 25 ul des denaturierten und neutralisierte DNA Probe. Machen Sie das Endvolumen auf 100 ul mit Nuklease-freies Wasser. Für Chip DNA, Etiketten drei Rohre 200, 100 und 50 und 200 ul, 100 ul und 50 ul des denaturierten und neutralisierte DNA Probe. Machen Endvolumen auf 200 ul mit Nuclease freies Wasser. </li></ol></li><li> Schneiden Sie die Membran auf die Größe des Slot-Blot-Apparatur. Vorbefeuchtende die Membran und Löscharbeiten in 20x SSC vor und vor der Zugabe von DNA. Fügt sie in die Slot Blot Vorrichtung gemäß dem Protokoll des Herstellers. </li><li> Pipettieren von DNA aus Schritt 2.5.2 in die entsprechenden Slots. Vakuum ziehen langsam, um die DNA auf die Zeta-Probe-Membran zu ziehen. Stoppen Vakuum nach alle Proben durch die Apparatur geleitet. <ol><li> Demontieren Sie das Gerät sofort zu immobilisieren, die DNA auf die Membran unter Verwendung eines UV-Vernetzer. Haben Sie die DNA-Seite nach oben in der UV-Vernetzer und verwenden Sie die Au-tocrosslink Einstellung im Vernetzer. Folgen Sie dem Protokoll des Herstellers. </li></ol></li><li> Detect BrdU auf der Slot-Blot, indem Western-Blot. <ol><li> Blockieren der Membran mit 5% fettfreier Trockenmilch in PBS mit 0,1% Tween-20 (PBST) für 1 h bei RT, um die unspezifische Bindung von Antikörpern an die Membran zu verhindern. </li><li> Hinzufügen primären anti-BrdU-Antikörper (1: 500 Verdünnung) in 1% fettfreier Trockenmilch in PBST verdünnt und Inkubieren des Blots mit dem primären Antikörper während 3 Stunden bei Raumtemperatur auf einem Schüttler. Nach der primären Antikörper-Inkubation Waschen der Membran mit PBST dreimal. </li><li> Hinzufügen HRP-konjugiertem anti-Maus Sekundär-Antikörper auf dem Blot (1: 5000 Verdünnung) und Inkubieren bei Raumtemperatur für 1 Std. Nach dem sekundären Antikörper Inkubation die Membran mit PBST dreimal. HINWEIS: genügend Volumen der Antikörper an die Membran während der primären und sekundären Antikörper-Inkubationen vollständig bedecken. </li></ol></li><li> Bereiten Sie die ECL-Mix und es dem Blot ac hinzufügenchend dem Protokoll des Herstellers. Inkubieren der Membran mit ECL Mischung für 5 min bei RT. <ol><li> Legen Sie die Membran in einer Röntgenkassette, setzen die Membran an dem Röntgenfilm und die Entwicklung der Blot unter Verwendung des Protokolls des Herstellers. </li><li> Zu quantifizieren, die für die Eingabe und Mit Chip DNA nach dem Scannen der Blots unter Verwendung der Bild J Software gemäß dem Protokoll des Herstellers erhaltene Signal. Zur Quantifizierung Verwenden des Signals, das innerhalb des linearen Bereichs des Nachweises, um die Genauigkeit der Messung zu gewährleisten. </li></ol></li></ol>

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	<li>Podhorecka, M., Skladanowski, A., Bozko, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=H2AX+Phosphorylation:+Its+Role+in+DNA+Damage+Response+and+Cancer+Therapy.">H2AX Phosphorylation: Its Role in DNA Damage Response and Cancer Therapy.</a> J nucleic acids. , (2010).</li><li>Groth, A., Rocha, W., Verreault, A., Almouzni, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+challenges+during+DNA+replication+and+repair.">Chromatin challenges during DNA replication and repair.</a> 128, 721-733 (2007).</li><li>Demeret, C., Vassetzky, Y., Mechali, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+remodelling+and+DNA+replication:+from+nucleosomes+to+loop+domains.">Chromatin remodelling and DNA replication: from nucleosomes to loop domains.</a> Oncogene. 20, 3086-3093 (2001).</li><li>Bhaskara, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deletion+of+histone+deacetylase+3+reveals+critical+roles+in+S+phase+progression+and+DNA+damage+control.">Deletion of histone deacetylase 3 reveals critical roles in S phase progression and DNA damage control.</a> Mol Cell. 30, 61-72 (2008).</li><li>Bhaskara, S., Hiebert, S. 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P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HDAC1,2+inhibition+impairs+EZH2-+and+BBAP-mediated+DNA+repair+to+overcome+chemoresistance+in+EZH2+gain-of-function+mutant+diffuse+large+B-cell+lymphoma.">HDAC1,2 inhibition impairs EZH2- and BBAP-mediated DNA repair to overcome chemoresistance in EZH2 gain-of-function mutant diffuse large B-cell lymphoma.</a> Oncotarget. 6, 4863-4887 (2015).</li><li>Bhaskara, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histone+deacetylases+1+and+2+regulate+DNA+replication+and+DNA+repair:+potential+targets+for+genome+stability-mechanism-based+therapeutics+for+a+subset+of+cancers.">Histone deacetylases 1 and 2 regulate DNA replication and DNA repair: potential targets for genome stability-mechanism-based therapeutics for a subset of cancers.</a> Cell Cycle. 14, 1779-1785 (2015).</li><li>Taddei, A., Roche, D., Sibarita, J. 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I have no competing financial interests.

Die in dieser Handschrift beschriebenen Protokoll ist eine relativ schnelle Methode, um das Vorhandensein von Proteinen oder deren posttranslational modifizierte Formen auf neu repliziert oder im Entstehen begriffenen DNA zu demonstrieren. Zusätzlich ermöglicht diese Technik eine um die Assoziations Dissoziationskinetik eines Proteins oder seiner modifizierten Form mit naszierenden DNA zu messen. Diese Technik ist komplementär zu der eleganten iPOND Technik 13. Im iPOND Technologie wird neu synthetisierte ...

Defekten DNA-Reparatur und / oder die DNA-Replikation sind eine Hauptursache von Genominstabilität, die Zelltod auslösen können. Eine einzige nicht reparierten Doppelstrangbruch reicht aus, um den Zelltod 1 verursachen. Chromatinorganisation vorübergehend sowohl während der Replikation Veränderung und Reparatur 2,3, und die Nicht epigenetische Information zu erhalten während dieser Prozesse werden in einer Bedrohung führen, um die Integrität Genom. Verlust von HDAC3 oder HDAC1,2 Funktion behindert S-Phasen-Progression, die DNA-Replikation und Reparatur, die zu genotoxischen Stress (DNA-Schaden) und Zelltod 4-9. Es ist daher eine praktische Strategie zur selektiven HDAC-Inhibitoren zu verwenden, um die Replikation, Reparatur und Chromatin in Krebszellen zu stören und DNA-Schäden, die wiederum das Wachstum zu stoppen und Zelltod selektiv in schnell wachsenden Krebszellen verursachen. Während der DNA-Replikation, wird Chromatin schnell zerlegt und wieder zusammengebaut folgende DNA-Vervielfältigung. Neu synthesized Histon H4 an K5 und K12 Reste (H4K5K12ac) und im Anschluss an die Abscheidung auf Chromatin acetyliert sind, werden sie schnell durch Histon-Deacetylasen (HDACs) 10,11 deacetyliert. Versagen der Zellen, entstehende Chromatin Integrität durch Histondeacetylierung pflegen können, um Gabelzusammenbruchs, die wiederum in der DNA-Schädigung und Zelltod führen führen. Wir haben kürzlich gezeigt, dass selektive Hemmung der Histon-Acetylierung erhöht HDAC1,2 (H4K5ac, H4K12ac und H4K16ac) und hemmt SMARCA5 Chromatin remodeler aktiv am Entstehen begriffenen Chromatin, die mit reduzierten Replikationsgabel Progression korreliert, erhöhte Gabel Zusammenbruch und erhöhte Replikation Stress-induzierten DNA-Schäden 6 . Somit kann HDAC-Hemmer naszierenden Chromatinstruktur zu verändern, um DNA-Schädigung und Tod sehr schnell in Krebszellen schnell auslösen, da diese Zellen Zyklus und geben viele Male durch die S-Phase. Daher ist es wichtig zu verstehen, wie HDACs dienen, Histonacetylierung und Protein bindi regulierenng an DNA-Replikation in Säugetierzellen zu erhalten. Zur quantitativen Messung der Menge an Histon-Acetylierung und SMARCA5 Chromatin remodeler mit naszierenden DNA während der DNA-Replikation verbunden ist, entwickelten wir eine modifizierte ChIP Assay genannt BrdU-chip-Slot-westliche Technik. Folgende Chromatinimmunpräzipitation (Chip) eines gewünschten Proteins oder Histonmodifikation die Menge an naszierenden DNA (markiert mit Thymidin-Analogon, BrdU) in die Chipprobe kann unter Verwendung von Western-Analyse von BrdU-markierten ChIP DNA nachgewiesen werden unter Verwendung eines Schlitzes übertragen auf eine Membran Blot-Apparatur. Mit dieser Technik haben wir gezeigt, dass H4K16ac (eine Marke in Chromatin Verpackungen beteiligt) und die ISWI Familienmitglied SMARCA5 (SWI / SNF bezogene Matrix-assoziierten Aktin-abhängige Regel von Chromatin) Chromatin remodeler sind mit im Entstehen begriffenen DNA in die S-Phase Zellen assoziiert 6. Wir fanden auch, dass die im Entstehen begriffenen H4K16ac Markierung durch HDAC1,2 während der DNA-Replikation 6 deacetyliert. H4K16ac hemmtChromatin remodeler Aktivität des ISWI Familienmitglied SMARCA5 12. Daher mit der BrdU-CHIP-Slot-westliche Technik konnten wir die Funktionen für HDAC1,2 bei der Regulierung der Chromatin-Remodeling während der DNA-Replikation zu verbinden. Daher ist die BrdU-chip-Slot-Western Blot Technik ein leistungsfähiges Konzept für die Assoziation und Dissoziation Dynamik von Proteinen oder deren post-translationale Modifikationen, die im Entstehen begriffenen DNA gebunden sind, quantitativ zu messen.

<table><tbody><tr><td>Anti-BrdU (westerns)</td><td>BD Biosciences</td><td>B555627</td><td></td></tr><tr><td>Anti-SMARCA5</td><td>Abcam</td><td>ab3749</td><td></td></tr><tr><td>Anti-H4K16ac</td><td>Active Motif</td><td>39167</td><td></td></tr><tr><td>Zeta-Probe GT Membrane</td><td>Bio-Rad</td><td>162-0197</td><td></td></tr><tr><td>Formaldehyde</td><td>Fisher</td><td>BP531-500</td><td></td></tr><tr><td>Protein A agarose</td><td>Millipore</td><td>16-156</td><td></td></tr><tr><td>Rnase A</td><td>Qiagen</td><td>19101</td><td></td></tr><tr><td>Proteinase K</td><td>Sigma</td><td>P4850</td><td></td></tr><tr><td>PCR Purification Kit</td><td>Qiagen</td><td>28106</td><td></td></tr><tr><td>Glycine</td><td>Sigma</td><td>G7403</td><td></td></tr><tr><td>Protease inhibitor cocktail</td><td>Roche</td><td>11836170001</td><td></td></tr><tr><td>BrdU</td><td>Sigma</td><td>B9285</td><td></td></tr><tr><td>Rabbit IgG&amp;nbsp;</td><td>Millipore</td><td>12-370</td><td></td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Sigma</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>NaCl</td><td>Sigma</td><td>S-3014</td><td></td></tr><tr><td>Triton-X-100</td><td>Sigma</td><td>93443</td><td></td></tr><tr><td>NP40</td><td>USB Corporation</td><td>19628</td><td></td></tr><tr><td>Sodium deoxycholate</td><td>Sigma</td><td>D6750</td><td></td></tr><tr><td>Sodium bicarbonate</td><td>Sigma</td><td>S-4019</td><td></td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Decon Laboratories</td><td>04-355-222</td><td></td></tr><tr><td>DEPC-treated water</td><td>Sigma</td><td>95284</td><td></td></tr><tr><td>Tris</td><td>Fisher</td><td>BP-152-5</td><td></td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Invitrogen</td><td>15575-020</td><td></td></tr><tr><td>SDS</td><td>Ambion</td><td>AM9820</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydroxide</td><td>Mallinckrodt GenAR&amp;nbsp;</td><td>MAL7772-06</td><td></td></tr><tr><td>20x SSC</td><td>Life Technologies</td><td>15557-036</td><td></td></tr><tr><td>Non-fat dry milk</td><td>Lab Scientific Inc</td><td>M0841</td><td></td></tr><tr><td>ECL</td><td>Thermo Fisher</td><td>80196</td><td></td></tr><tr><td>X-ray film</td><td>Genesee Sci</td><td>30-101</td><td></td></tr><tr><td>Developer</td><td>Konica Minolta</td><td>SRX-101A</td><td></td></tr><tr><td>UV Crosslinker</td><td>Stratagene</td><td>XLE-1000</td><td></td></tr><tr><td>Sonicator</td><td>Branson Sonifier&amp;nbsp; Digital Ultrasonic Cell Disruptor</td><td>Model: 450</td><td></td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Eppendorf</td><td>Model: 5810R</td><td></td></tr><tr><td>Water bath</td><td>Fisher Scientific Isotemp</td><td>Model: 2322</td><td></td></tr><tr><td>NanoDrop 1000 spectrophotometer</td><td>ThermoScientific</td><td>Model: 1000</td><td></td></tr><tr><td>Slot Blot apparatus&amp;nbsp;</td><td>Schleicher and Schuell Minifold II</td><td>44-27570</td><td></td></tr><tr><td>Tissue Culture Incubator</td><td>Thermo Scientific</td><td>Series II 3110 Water-Jacketed CO2 Incubators</td><td></td></tr></tbody></table>

examination of proteins bound to nascent dna in mammalian cells using  brdu-chip-slot-western technique

Histondeacetylasen 1 und 2 (HDAC1,2) lokalisieren zu den Stellen der DNA-Replikation. In der früheren Studie, unter Verwendung eines selektiven Inhibitors und eines genetischen Zuschlagssystem zeigten wir neuartige Funktionen HDAC1,2 in Replikationsgabel Progression und naszierenden Chromatin Wartung in Säugerzellen. Zusätzlich verwendeten wir eine BrdU-chip-Slot-westliche Technik, die Chromatin-Immunopräzipitation (ChIP) von Brom-Desoxyuridin (BrdU) -markierten DNA kombiniert mit Slot-Blot und Western-Analysen zur quantitativen Messung von Proteinen oder Histon-Modifikation mit naszierenden DNA verbunden. Sich aktiv teilenden Zellen wurden mit HDAC1,2 selektiver Inhibitor behandelt oder mit siRNAs gegen HDAC1 und HDAC2 transfiziert und dann wurde neu synthetisierte DNA mit dem Thymidin analoge Bromdesoxyuridin (BrdU) gekennzeichnet. Die BrdU-Markierung wurde zu einem Zeitpunkt durch den Verlust von HDAC1,2 Funktionen gemacht, wenn es keinen signifikanten Zellzyklusarrest oder Apoptose. Nach lAbeling von Zellen mit BrdU, Chromatin-Immunopräzipitation (ChIP) der Histon-Acetylierung Marken oder das Chromatin-remodeler wurde mit spezifischen Antikörpern durchgeführt wird. BrdU-markierte DNA-Eingang und der immunpräzipitiert (oder Mit Chip) DNA wurde dann auf eine Membran mit der Slot Blot Technik aufgetragen und immobilisiert durch UV. Die Menge an naszierenden DNA in jedem Schlitz wurde dann mit Hilfe der Western-Analyse mit einem anti-BrdU-Antikörpers bewertet. Die Wirkung des Verlustes HDAC1,2 Funktionen auf der Ebene der neu synthetisierten DNA-assoziierten Histonacetylierung Markierungen und Chromatin remodeler wurde dann durch Normalisieren der BrdU-Chip-Signal von der behandelten Proben mit den Kontrollproben erhalten wurde, bestimmt.

Um die Spezifität der HDAC1,2-selektive Inhibitoren zu bestimmen, wurden Hdac1,2 FL / FL und HDAC3 FL / FL-Fibrosarkom-Zellen verwendet. Adenovirus enthaltenden Cre-Rekombinase (Ad-Cre) wurde verwendet, um Hdac1,2 und HDAC3 in diesen Zellen zu löschen. Nach der Ad-Cre Infektion Hdac1,2 FL / FL Zellen, eine stabile Zunahme H4K5ac beobachtet. Behandlung Hdac1,2 Knockout-Zellen mit...

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Examination of Proteins Bound to Nascent DNA in Mammalian Cells Using  BrdU-ChIP-Slot-Western Technique

In this protocol, we describe a novel BrdU-ChIP-Slot-Western technique to examine proteins and histone modifications associated with newly synthesized or nascent DNA.

Untersuchung von Proteinen, entstehende DNA in Säugerzellen Bound Mit BrdU-chip-Slot-westliche Technik

Histone deacetylases 1 and 2 (HDAC1,2) localize to the sites of DNA replication. In the previous study, using a selective inhibitor and a genetic ...

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JoVE Journal

Biology

9.1K Aufrufe.  University of Utah School of Medicine. In this protocol, we describe a novel BrdU-ChIP-Slot-Western technique to examine proteins and histone modifications associated with newly synthesized or nascent DNA. 

Serie: Examination of Proteins Bound to Nascent DNA in Mammalian Cells Using  BrdU-ChIP-Slot-Western Technique

Tools to Study the Role of Architectural Protein HMGB1 in the Processing of Helix Distorting, Site-specific DNA Interstrand Crosslinks

High mobility group box 1 (HMGB1) protein is a non-histone architectural protein that is involved in regulating many important functions in the genome, such as transcription, DNA replication, and DNA repair. HMGB1 binds to structurally distorted DNA with higher affinity than to canonical B-DNA. For example, we found that HMGB1 binds to DNA interstrand crosslinks (ICLs), which covalently link the two strands of the DNA, cause distortion of the helix, and if left unrepaired can cause cell death. Due to their cytotoxic potential, several ICL-inducing agents are currently used as chemotherapeutic agents in the clinic. While ICL-forming agents show preferences for certain base sequences (e.g., 5&#39;-TA-3&#39; is the preferred crosslinking site for psoralen), they largely induce DNA damage in an indiscriminate fashion. However, by covalently coupling the ICL-inducing agent to a triplex-forming oligonucleotide (TFO), which binds to DNA in a sequence-specific manner, targeted DNA damage can be achieved. Here, we use a TFO covalently conjugated on the 5&#39; end to a 4&#39;-hydroxymethyl-4,5&#39;,8-trimethylpsoralen (HMT) psoralen to generate a site-specific ICL on a mutation-reporter plasmid to use as a tool to study the architectural modification, processing, and repair of complex DNA lesions by HMGB1 in human cells. We describe experimental techniques to prepare TFO-directed ICLs on reporter plasmids, and to interrogate the association of HMGB1 with the TFO-directed ICLs in a cellular context using chromatin immunoprecipitation assays. In addition, we describe DNA supercoiling assays to assess specific architectural modification of the damaged DNA by measuring the amount of superhelical turns introduced on the psoralen-crosslinked plasmid by HMGB1. These techniques can be used to study the roles of other proteins involved in the processing and repair of TFO-directed ICLs or other targeted DNA damage in any cell line of interest.

Targeted DNA damage can be achieved by tethering a DNA damaging agent to a triplex-forming oligonucleotide (TFO). Using modified TFOs, DNA damage-specific protein association, and DNA topology modification can be studied in human cells by the utilization of modified chromatin immunoprecipitation assays and DNA supercoiling assays described herein.

Tools, um die Rolle der Architektur-Protein HMGB1 zur Untersuchung bei der Verarbeitung von Helix verzerrenden, ortsspezifische DNA-Quervernetzungen zwischen

High mobility group box 1 (HMGB1) protein is a non-histone architectural protein that is involved in regulating many important functions in the genome, ...

Forschung

Genetik

Sample Preparation for Mass Spectrometry-based Identification of RNA-binding Regions

Noncoding RNAs play important roles in several nuclear processes, including regulating gene expression, chromatin structure, and DNA repair. In most cases, the action of noncoding RNAs is mediated by proteins whose functions are in turn regulated by these interactions with noncoding RNAs. Consistent with this, a growing number of proteins involved in nuclear functions have been reported to bind RNA and in a few cases the RNA-binding regions of these proteins have been mapped, often through laborious, candidate-based methods.
Here, we report a detailed protocol to perform a high-throughput, proteome-wide unbiased identification of RNA-binding proteins and their RNA-binding regions. The methodology relies on the incorporation of a photoreactive uridine analog in the cellular RNA, followed by UV-mediated protein-RNA crosslinking, and mass spectrometry analyses to reveal RNA-crosslinked peptides within the proteome. Although we describe the procedure for mouse embryonic stem cells, the protocol should be easily adapted to a variety of cultured cells.

We describe a protocol to identify RNA-binding proteins and map their RNA-binding regions in live cells using UV-mediated photocrosslinking and mass spectrometry.

Probenvorbereitung für Masse Spektrometrie-basierte Identifikation der RNA-bindende Regionen

Noncoding RNAs play important roles in several nuclear processes, including regulating gene expression, chromatin structure, and DNA repair. In most ...

Biochemie

Investigation of RNA Synthesis Using 5-Bromouridine Labelling and Immunoprecipitation

When steady state RNA levels are compared between two conditions, it is not possible to distinguish whether changes are caused by alterations in production or degradation of RNA. This protocol describes a method for measurement of RNA production, using 5-Bromouridine labelling of RNA followed by immunoprecipitation, which enables investigation of RNA synthesized within a short timeframe (e.g., 1 h). The advantage of 5-Bromouridine-labelling and immunoprecipitation over the use of toxic transcriptional inhibitors, such as &#945;-amanitin and actinomycin D, is that there are no or very low effects on cell viability during short-term use. However, because 5-Bromouridine-immunoprecipitation only captures RNA produced within the short labelling time, slowly produced as well as rapidly degraded RNA can be difficult to measure by this method. The 5-Bromouridine-labelled RNA captured by 5-Bromouridine-immunoprecipitation can be analyzed by reverse transcription, quantitative polymerase chain reaction, and next generation sequencing. All types of RNA can be investigated, and the method is not limited to measuring mRNA as is presented in this example.

This method can be used to measure RNA synthesis. 5-Bromouridine is added to cells and incorporated into synthesized RNA. RNA synthesis is measured by RNA extraction immediately after labelling, followed by 5-Bromouridine-targeted immunoprecipitation of labelled RNA and analysis by reverse transcription and quantitative polymerase chain reaction.

Untersuchung der RNS-Synthese mit 5-Bromouridine Kennzeichnung und Immunopräzipitation

When steady state RNA levels are compared between two conditions, it is not possible to distinguish whether changes are caused by alterations in ...

High-Resolution Mapping of Protein-DNA Interactions in Mouse Stem Cell-Derived Neurons using Chromatin Immunoprecipitation-Exonuclease (ChIP-Exo)

Identification of specific protein-DNA interactions on the genome is important for understanding gene regulation. Chromatin immunoprecipitation coupled with high-throughput sequencing (ChIP-seq) is widely used to identify genome-wide binding locations of DNA-binding proteins. However, the ChIP-seq method is limited by its heterogeneity in length of sonicated DNA fragments and non-specific background DNA, resulting in low mapping resolution and uncertainty in DNA-binding sites. To overcome these limitations, the combination of ChIP with exonuclease digestion (ChIP-exo) utilizes 5&#8217; to 3&#8217; exonuclease digestion to trim the heterogeneously sized immunoprecipitated DNA to the protein-DNA crosslinking site. Exonuclease treatment also eliminates non-specific background DNA. The library-prepared and exonuclease-digested DNA can be sent for high-throughput sequencing. The ChIP-exo method allows for near base-pair mapping resolution with greater detection sensitivity and reduced background signal. An optimized ChIP-exo protocol for mammalian cells and next-generation sequencing is described below.

High-Resolution Mapping of Protein-DNA Interactions in Mouse Stem Cell-Derived Neurons using Chromatin Immunoprecipitation-Exonuclease ChIP-Exo

Precise determination of protein-binding locations across the genome is important for understanding gene regulation. Here we describe a&#160;genomic mapping method that treats chromatin-immunoprecipitated DNA with exonuclease digestion (ChIP-exo) followed by high-throughput sequencing. This method detects protein-DNA interactions with near base-pair mapping resolution and high signal-to-noise ratio in mammalian neurons.

Hochauflösende Kartierung von Protein-DNA-Wechselwirkungen in Mausstammzell-abgeleiteten Neuronen mit Chromatin-Immunpräzipitation-Exonuklease (ChIP-Exo)

Identification of specific protein-DNA interactions on the genome is important for understanding gene regulation. Chromatin immunoprecipitation coupled ...

Genome-wide Analysis using ChIP to Identify Isoform-specific Gene Targets

Recruitment of transcriptional and epigenetic factors to their targets is a key step in their regulation. Prominently featured in recruitment are the protein domains that bind to specific histone modifications. One such domain is the plant homeodomain (PHD), found in several chromatin-binding proteins. The epigenetic factor RBP2 has multiple PHD domains, however, they have different functions (Figure 4). In particular, the C-terminal PHD domain, found in a RBP2 oncogenic fusion in human leukemia, binds to trimethylated lysine 4 in histone H3 (H3K4me3)1. The transcript corresponding to the RBP2 isoform containing the C-terminal PHD accumulates during differentiation of promonocytic, lymphoma-derived, U937 cells into monocytes2. Consistent with both sets of data, genome-wide analysis showed that in differentiated U937 cells, the RBP2 protein gets localized to genomic regions highly enriched for H3K4me33. Localization of RBP2 to its targets correlates with a decrease in H3K4me3 due to RBP2 histone demethylase activity and a decrease in transcriptional activity. In contrast, two other PHDs of RBP2 are unable to bind H3K4me3. Notably, the C-terminal domain PHD of RBP2 is absent in the smaller RBP2 isoform4. It is conceivable that the small isoform of RBP2, which lacks interaction with H3K4me3, differs from the larger isoform in genomic location. The difference in genomic location of RBP2 isoforms may account for the observed diversity in RBP2 function. Specifically, RBP2 is a critical player in cellular differentiation mediated by the retinoblastoma protein (pRB). Consistent with these data, previous genome-wide analysis, without distinction between isoforms, identified two distinct groups of RBP2 target genes: 1) genes bound by RBP2 in a manner that is independent of differentiation; 2) genes bound by RBP2 in a differentiation-dependent manner.
To identify differences in localization between the isoforms we performed genome-wide location analysis by ChIP-Seq. Using antibodies that detect both RBP2 isoforms we have located all RBP2 targets. Additionally we have antibodies that only bind large, and not small RBP2 isoform (Figure 4). After identifying the large isoform targets, one can then subtract them from all RBP2 targets to reveal the targets of small isoform. These data show the contribution of chromatin-interacting domain in protein recruitment to its binding sites in the genome.

Here we are presenting a chromatin immunoprecipitation (ChIP) procedure for genome-wide location analysis of protein isoforms that differ in a histone-binding domain. We are applying it to ChIP-Seq analysis to identify the targets of the KDM5A/JARID1A/RBP2 histone demethylase.

Genomweite Analyse mittels ChIP zu Isoform-spezifische Gene-Targets zu identifizieren

Recruitment of transcriptional and epigenetic factors to their targets is a key step in their regulation. Prominently featured in recruitment are the ...

Biologie

Messung von ubiquitylierten, SUMOylierten und ADP-ribosylierten DNA-Protein-Vernetzungen

Quantitative Detection of DNA-Protein Crosslinks and Their Post-Translational Modifications

DNA-protein crosslinks (DPCs) are frequent, ubiquitous, and deleterious DNA lesions, which arise from endogenous DNA damage, enzyme (topoisomerases, methyltransferases, etc.) malfunctioning, or exogenous agents such as chemotherapeutics and crosslinking agents. Once DPCs are induced, several types of post-translational modifications (PTMs) are promptly conjugated to them as early response mechanisms. It has been shown that DPCs can be modified by ubiquitin, small ubiquitin-like modifier (SUMO), and poly-ADP-ribose, which prime the substrates to signal their respective designated repair enzymes and, in some cases, coordinate the repair in sequential manners. As PTMs transpire quickly and are highly reversible, it has been challenging to isolate and detect PTM-conjugated DPCs that usually remain at low levels. Presented here is an immunoassay to purify and quantitatively detect ubiquitylated, SUMOylated, and ADP-ribosylated DPCs (drug-induced topoisomerase DPCs and aldehyde-induced non-specific DPCs) in vivo. This assay is derived from the RADAR (rapid approach to DNA adduct recovery) assay that is used for the isolation of genomic DNA containing DPCs by ethanol precipitation. Following normalization and nuclease digestion, PTMs of DPCs, including ubiquitylation, SUMOylation, and ADP-ribosylation, are detected by immunoblotting using their corresponding antibodies. This robust assay can be utilized to identify and characterize novel molecular mechanisms that repair enzymatic and non-enzymatic DPCs&#160;and has the potential to discover small molecule inhibitors targeting specific factors that regulate PTMs to repair DPCs.

Autor im Rampenlicht: Quantitativer Nachweis von DNA-Protein-Vernetzungen und deren posttranslationale Modifikationen  

The present protocol highlights a modified method to detect and quantify DNA-protein crosslinks (DPCs) and their post-translational modifications (PTMs), including ubiquitylation, SUMOylation, and ADP-ribosylation induced by topoisomerase inhibitors and by formaldehyde, thereby allowing the study of the formation and repair of DPCs and their PTMs.

Quantitativer Nachweis von DNA-Protein-Vernetzungen und deren posttranslationale Modifikationen

DNA-protein crosslinks (DPCs) are frequent, ubiquitous, and deleterious DNA lesions, which arise from endogenous DNA damage, enzyme (topoisomerases, ...

The ChIP-exo Method: Identifying Protein-DNA Interactions with Near Base Pair Precision

Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is an indispensable tool in the fields of epigenetics and gene regulation that isolates specific protein-DNA interactions. ChIP coupled to high throughput sequencing (ChIP-seq) is commonly used to determine the genomic location of proteins that interact with chromatin. However, ChIP-seq is hampered by relatively low mapping resolution of several hundred base pairs and high background signal. The ChIP-exo method is a refined version of ChIP-seq that substantially improves upon both resolution and noise. The key distinction of the ChIP-exo methodology is the incorporation of lambda exonuclease digestion in the library preparation workflow to effectively footprint the left and right 5&#39; DNA borders of the protein-DNA crosslink site. The ChIP-exo libraries are then subjected to high throughput sequencing. The resulting data can be leveraged to provide unique and ultra-high resolution insights into the functional organization of the genome. Here, we describe the ChIP-exo method that we have optimized and streamlined for mammalian systems and next-generation sequencing-by-synthesis platform.

Here, we present a protocol to achieve near base pair resolution of protein-DNA interactions. This is obtained by exonuclease treatment of DNA fragments selectively enriched by chromatin immunoprecipitation (ChIP-exo) followed by high throughput sequencing.

Der Chip-exo-Methode: Ermittlung von Protein-DNA-Wechselwirkungen mit Near-Basenpaar Precision

Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is an indispensable tool in the fields of epigenetics and gene regulation that isolates specific protein-DNA ...

Assessment of Global DNA Double-Strand End Resection using BrdU-DNA Labeling coupled with Cell Cycle Discrimination Imaging

The study of the DNA damage response (DDR) is a complex and essential field, which has only become more important due to the use of DDR-targeting drugs for cancer treatment. These targets are poly(ADP-ribose) polymerases (PARPs), which initiate various forms of DNA repair. Inhibiting these enzymes using PARP inhibitors (PARPi) achieves synthetic lethality by conferring a therapeutic vulnerability in homologous recombination (HR)-deficient cells due to mutations in breast cancer type 1 (BRCA1), BRCA2, or partner and localizer of BRCA2 (PALB2). 
Cells treated with PARPi accumulate DNA double-strand breaks (DSBs). These breaks are processed by the DNA end resection machinery, leading to the formation of single-stranded (ss) DNA and subsequent DNA repair. In a BRCA1-deficient context, reinvigorating DNA resection through mutations in DNA resection inhibitors, such as 53BP1 and DYNLL1, causes PARPi resistance. Therefore, being able to monitor DNA resection in cellulo is critical for a clearer understanding of the DNA repair pathways and the development of new strategies to overcome PARPi resistance. Immunofluorescence (IF)-based techniques allow for monitoring of global DNA resection after DNA damage. This strategy requires long-pulse genomic DNA labeling with 5-bromo-2&#8242;-deoxyuridine (BrdU). Following DNA damage and DNA end resection, the resulting single-stranded DNA is specifically detected by an anti-BrdU antibody under native conditions. Moreover, DNA resection can also be studied using cell cycle markers to differentiate between various phases of the cell cycle. Cells in the S/G2 phase allow the study of end resection within HR, whereas G1 cells can be used to study non-homologous end joining (NHEJ). A detailed protocol for this IF method coupled to cell cycle discrimination is described in this paper.

In the present protocol, we demonstrate how to visualize DNA double-strand end resection during S/G2 phase of the cell cycle using an immunofluorescence-based method.

Bewertung der globalen DNA-Doppelstrang-Endsektion mittels BrdU-DNA-Markierung in Verbindung mit Cell Cycle Discrimination Imaging

The study of the DNA damage response (DDR) is a complex and essential field, which has only become more important due to the use of DDR-targeting drugs ...

Untersuchung von Proteinen, entstehende DNA in Säugerzellen Bound Mit BrdU-chip-Slot-westliche Technik

Zusammenfassung

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Tools, um die Rolle der Architektur-Protein HMGB1 zur Untersuchung bei der Verarbeitung von Helix verzerrenden, ortsspezifische DNA-Quervernetzungen zwischen

Probenvorbereitung für Masse Spektrometrie-basierte Identifikation der RNA-bindende Regionen

Untersuchung der RNS-Synthese mit 5-Bromouridine Kennzeichnung und Immunopräzipitation

Hochauflösende Kartierung von Protein-DNA-Wechselwirkungen in Mausstammzell-abgeleiteten Neuronen mit Chromatin-Immunpräzipitation-Exonuklease (ChIP-Exo)

Genomweite Analyse mittels ChIP zu Isoform-spezifische Gene-Targets zu identifizieren

Quantitativer Nachweis von DNA-Protein-Vernetzungen und deren posttranslationale Modifikationen

Quantitativer Nachweis von DNA-Protein-Vernetzungen und deren posttranslationale Modifikationen

Quantitativer Nachweis von DNA-Protein-Vernetzungen und deren posttranslationale Modifikationen

Der Chip-exo-Methode: Ermittlung von Protein-DNA-Wechselwirkungen mit Near-Basenpaar Precision

Bewertung der globalen DNA-Doppelstrang-Endsektion mittels BrdU-DNA-Markierung in Verbindung mit Cell Cycle Discrimination Imaging