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Method Article
Nous décrivons un ensemble de tests pour analyser les niveaux d'expression des histones H1. ARNm de gènes H1 individuels sont mesurés quantitativement par transcription inverse amorce aléatoire basé suivie par PCR en temps réel, alors que la quantification des protéines histones H1 de est obtenue par une analyse HPLC.
Linker histone H1 se lie à la particule de noyau nucléosome et l'ADN linker, pour faciliter le pliage de la chromatine dans la structure d'ordre supérieur. H1 est essentielle pour le développement des mammifères 1 et régule l'expression génique spécifique in vivo 2-4. Parmi les protéines hautement conservées des histones, la famille des histones H1 est le groupe le plus hétérogène. Il ya 11 sous-types H1 chez les mammifères qui sont différentiellement régulés au cours du développement et dans différents types cellulaires. Ces sous-types H1 comprennent 5 somatiques H1 (H1a-e), le H1 0 remplacement, 4 germinales sous-types de cellules H1 spécifiques, et H1x 5. La présence de sous-types H1 multiples qui diffèrent de l'affinité de liaison à l'ADN et la capacité compaction de la chromatine 6-9 fournit un niveau supplémentaire de modulation de la fonction chromatine. Ainsi, l'analyse d'expression quantitative des sous-types H1 individuels, à la fois de l'ARNm et de protéines, est nécessaire pour une meilleure compréhension de la régulation de l'enseignement supérieurstructure de la chromatine ordre et la fonction.
Nous décrivons ici un ensemble de tests conçus pour analyser les niveaux d'expression des sous-types H1 individuels (Figure 1). expression des ARNm de différents gènes variants H1 est mesurée par un ensemble de très sensibles et quantitative RT-PCR (qRT-PCR), qui sont plus rapides, plus précis et nécessitent des échantillons beaucoup moins par rapport à l'approche alternative de l'analyse par Northern blot. Contrairement à la plupart des autres messages d'ARNm cellulaires, les ARNm des gènes les plus histones, y compris la majorité des gènes H1, n'ont pas une longue queue polyA, mais qui contiennent une structure en tige-boucle à la région 3 'non traduite (UTR) 10. Par conséquent, les ADNc sont préparés à partir d'ARN totaux par transcription inverse en utilisant des amorces aléatoires au lieu d'oligo-dT amorces. En temps réel PCR avec des amorces spécifiques à chaque sous-types H1 (Tableau 1) sont effectuées pour obtenir une mesure hautement quantitative des taux d'ARNm de sous-type H1 individuelles. Expression des gènes de ménage sont analysés comme des contrôles pour la normalisation.
L'abondance relative des protéines de chaque sous-type H1 et histones est obtenue par chromatographie en phase liquide inverse à haute performance (CLHP-PI) l'analyse des histones totaux extraits de cellules de mammifères 11-13. La méthode par CLHP et les conditions d'élution décrites ici donnent des séparations optimales de sous-types H1 souris. En quantifiant le profil HPLC, nous calculons la proportion relative des sous-types H1 individuels au sein de la famille H1, ainsi que de déterminer le ratio de H1 à nucléosome dans les cellules.
1. Préparation de l'échantillon et d'extraction d'ARN
* Remarque: l'ARN peut aussi être extrait à l'aide RNAeasy kit (Qiagen) selon le manuel du kit, ou par de l'ADN / ARN (Qiagen) si les deux ADN et l'ARN sont souhaitées.
2. Reverse Transcription PCR quantitative (qRT-PCR)
Sous-types des histones | Nomenclature souris histone | Human nomenclature des histones | ||
Genom ne | Aucune adhésion. | Nom de gène | Aucune adhésion. | |
Histone H1a | Hist1h1a | NM_030609 | HIST1H1A (H1.1) | NM_005325 |
H1b Histone | Hist1h1b | NM_020034 | HIST1H1B (H1.5) | NM_005322 |
H1c Histone | Hist1h1c | NM_015786 | HIST1H1C (H1.2) | NM_005319 |
H1D Histone | Hist1h1d | NM_145713 | HIST1H1D (H1.3) | NM_005320 |
H1E Histone | Hist1h1e | NM_015787 | HIST1H1E (H1.4) | NM_005321 |
Histone H1 ° | H1f0 | NM_008197 | H1F0 | NM_005318 |
Histone H1oo | H1foo | NM_183811 | H1FOO | NM_153833 |
H1T Histone | Hist1h1t | NM_010377 | HIST1H1T | NM_005323 |
H1t2 Histone | H1fnt | NM_027304 | H1FNT | NM_181788 |
H1x Histone | H1fx | NM_198622 | H1FX | NM_006026 |
Hils1 histones | Hils1 | NM_081792 | HILS1 | AY286318 |
Tableau 1. Histone nomenclature sous-type H1 chez la souris et l'homme.
* Toutes les procédures doivent être effectuées sur la glace ou à 4 ° C.
4. Analyse HPLC des histones
Tableau 2. Gradient croissant d'acétonitrile au fil du temps.
5. Les résultats représentatifs
La liste des sous-types H1 mammifères, l'organigramme de l'ensemble et les résultats représentatifs de l'analyse d'expression de gènes particuliers de l'histone H1 sont indiqués dans le tableau 1, figure 1 et la Figure 2-5, respectivement.Figure 2A montre les courbes d'amplification typiques de réactions qPCR H1A utilisant l'ADNc préparé à partir de foie de souris et mESCs, tandis que la figure 2B montre les courbes de fusion dérivés des amplicons correspondants. La courbe de fusion présente un pic unique caractéristique à la température de fusion (Tm) à 86 ° C pendant l'amplicon H1a PCR, et n'a pas de fond pics non spécifiques, suggérant une spécificité élevée de H1a qPCR dosage. Évaluation de la parcelle d'amplification (figure 2A) montre que les réactions qPCR triple de chaque échantillon a donné des signaux compatibles avec les valeurs de Ct presque identiques, ce qui suggère une grande reproductibilité. Le manque d'amplicons accumulation de RT (-)-qPCR réactions indique que la contamination d'ADN génomique n'était pas présent, ou minimes. En utilisant les valeurs de Ct de gènes H1 et gènes de ménage, tels que la GAPDH, les niveaux relatifs d'expression d'ARN de chaque gène H1 ont été calculés. Des exemples de résultats calculés pour H1 ° et les gènes H1A sont présentés dans Figure 3. Les niveaux d'expression relatifs des ARNm H1a sont plus élevés dans mESCs rapport avec le foie de souris, alors que H1 ° l'expression est beaucoup plus élevé dans le foie que dans mESCs.
La différence dans l'expression de H1a ou H1 ° dans le foie de souris par rapport MESC adulte est également évident à partir des profils HPLC des protéines histones (Figure 4). H1 °, le H1 de différenciation spécifique, est accumulée à une grande quantité dans les tissus matures, ce qui représente 27,2% du total dans H1 foie adulte (figure 5A). En revanche, H1 ° protéine est pratiquement absent dans mESCs indifférenciées (figure 4B). D'autre part, H1a est fortement exprimé, à la fois dans les transcrits d'ARNm et de protéines, en mESCs (Figure 3 et 4B). Grâce à la quantification des pics H1 dans le profil HPLC, la proportion relative de chaque sous-type H1 individu au sein de la famille H1 est déterminée (figure 5A). En outre, les valeurs de sous-type H1 particulier (ouH1 total) par des nucléosomes peut être calculée par le rapport de l'normalisée Un 214 valeur de crête de sous-types H1 correspondants (S1 ou la somme des totale) à la moitié de la normalisée A 214 valeurs de H2B (figure 5B).
Figure 1. Diagramme d'ensemble de l'analyse d'expression de mammifères linker-histones sous-types.
Figure 2. Les résultats représentatifs de H1a qPCR dosage. Parcelle d'amplification (A) de H1a qPCR dosage. La ligne de seuil et les valeurs de Ct fixés par le logiciel iQ5 système optique sont indiqués. (B) dérivés fondre les courbes de produits qPCR représenté dans (A).
Figure 3. QRT-PCR analyse des niveaux d'ARNm de H1a et H1 ° dans mESCs et adultes mOuse foie. Y représente axe niveaux d'expression relatifs des gènes H1 à celle de la GAPDH de référence gène. qPCR avec RT (-) des échantillons d'ARN (sans transcription inverse) montre peu ou pas de signaux.
Figure 4. Analyse HPLC des histones extraites à partir des cellules de mammifères. HPLC en phase inverse analyse de 100 pg histones totaux extraits de foie de souris adultes (A) et les CES de souris (B). L'axe X: temps d'élution. L'axe Y: MAU, milli-absorption unités.
Figure 5. La composition sous-type H1 et H1 ratios par nucléosomes dans le foie de souris adulte. Les valeurs de A 214 de l'aire du pic de chaque isoforme H1 et H2B sont calculés en utilisant le logiciel UNICORN 5,11 (GE Healthcare), et normalisé par le nombre de liaisons peptidiques présents dans la protéine correspondante histone. La somme de normalisée Une214 valeurs de tous les sous-types H1 est obtenue comme la valeur totale pour le 1er semestre. Le pourcentage de H1 total pour chaque sous-type H1 (A) ainsi que le rapport de H1 à nucléosome (représenté par la moitié de la normalisée A 214 valeurs de H2B) (B) dans le foie de souris adulte sont calculés à partir du profil de CLHP représenté la figure 4A.
L'ensemble des analyses présentées ici permettent une analyse complète des niveaux d'expression de mammifères linker sous-types d'histones. Bien conçus qRT-PCR fournir des mesures très sensibles et précises de messages d'ARN à partir des gènes de mammifères histone H1. La partie critique de qRT-PCR pour l'éditeur de liens de sous-type gènes des histones est la préparation de l'ADNc en utilisant une amorce aléatoire basé transcription inverse. ARNm des gènes les plus histones, y co...
Pas de conflits d'intérêt déclarés.
Ce travail est soutenu par le NIH de subvention et d'un cancer GM085261 Géorgie Coalition Scholar Award distingué (à YF).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nom du réactif | Entreprise | Numéro de catalogue | |
RNase Zap | Applied Biosystems | AM9780 | |
Réactif Trizol | Invitrogen | 15596-018 | |
SuperScriptIII | Invitrogen | 18080-051 | |
L'éthanol absolu | Fisher Scientific | BP2818-4 | |
IQ SYBR Green | Bio-Rad | 170-8880 | |
RNeasy Mini Kit | Qiagen | 74104 | |
Deoxyribonuclease I | Sigma | AMP-D1 | |
Microseal plaque de 96 puits PCR | Bio-Rad | MSP-9605 | |
Joints adhésifs «B» Microseal | Bio-Rad | MSB-1001 | |
Saccharose | Organics Agros | AC40594 | |
Phosphate de sodium dibasique heptahydraté (Na 2 HPO 4 · 7H 2 O) | Fisher Scientific | BP332 | |
Le chlorure de sodium (NaCl) | Américaine bioanalytique | AB01915 | |
Heptahydraté phosphate monosodique (NaH 2 PO 4 · 7H2O) | Fisher Scientific | BP-330 | |
HEPES | Fisher Scientific | BP310 | |
Complete tablette Mini cocktail inhibiteur de la protéinase | Roche Applied Science | 11836153001 | |
EDTA | Sigma | E-5134 | |
Fluorure de phénylméthanesulfonyle (PMSF) | Américaine bioanalytique | AB01620 | |
Nonidet-40 (NP-40) | Américaine bioanalytique | AB01425 | |
Le chlorure de potassium (KCl) | Fisher Scientific | BP366 | |
Tris [hydroxyméthyl aminométhane] | Américaine bioanalytique | AB02000 | |
Le chlorure de magnésium (MgCl2) | Fisher Scientific | BP214 | |
L'acide sulfurique (H2SO4) | VWR | VW3648-3 | |
L'hydroxyde d'ammonium (NH 4 OH) | Organics Agros | AC42330 | |
Bradford Protein Assay | Bio-Rad | 500-0001 | |
Acétonitrile | EMD | AX0145-1 | |
L'acide trifluoroacétique (TFA) | JTBaker | 9470-01 |
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