A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן, אנו מציגים עבור טיהור יעיל צעד בודד של האדם לא מתויגות הפעיל פרוטוקול 10-11 טרנסלוקציה-2 (TET2) dioxygenase 5-methylcytosine באמצעות יונים כרומטוגרפיה ואת וזמינותו שלה באמצעות מסה טנדם-כרומטוגרפיה נוזלית מסות (LC-MS/MS)-המבוסס על הגישה.
הסדרת שעתוק epigenetic מתווכת על-ידי 5-methylcytosine (5mC) שיחק תפקיד קריטי בהתפתחות האיקריוטים. Demethylation של אלה סימני epigenetic מושגת על ידי חמצון רציף על ידי 10-11 טרנסלוקציה dioxygenases (TET1-3), ואחריו התיקון glycosylase תלוית בסיס כריתה תימין-DNA. איון של הגן TET2 עקב מוטציות גנטיות, או על ידי אחרים מנגנוני epigenetic מזוהה עם פרוגנוזה גרועה אצל חולים עם סרטן מגוונות, במיוחד hematopoietic ממאירות. כאן, אנו מתארים של טיהור יעיל צעד בודד של enzymatically הפעיל לא מתויגות האנושי TET2 dioxygenase באמצעות כרומטוגרפיה קטיונים. אנו מספקים נוסף בגישה ספקטרומטר מסה טנדם-כרומטוגרפיה נוזלית (LC-MS/MS) זה יכול להפריד ולכמת את ארבעת הרגיל DNA בסיסים (A, T, G ו- C), כמו גם ארבעה בסיסי ציטוזין ששונתה (5-מתיל, 5-hydroxymethyl, 5-formyl, 5-carboxyl). Assay זה יכול לשמש כדי להעריך את הפעילות של פראי סוג של מוטציה TET2 dioxygenases.
המיקום C5 של ציטוזין בסיסים בתוך CpG dinucleotides הוא אתר מתילציה הדומיננטית (5mCpG) הגנום בתרבית של1. בנוסף, מספר מחקרים שנעשו לאחרונה חשפו נרחב מתילציה ציטוזין C5 (5mC) באתרים שאינם-CpG (5mCpH, איפה H = A, T, או C)2,3. השינוי 5mC משמש משתיק קול תעתיק retrotransposons אנדוגני, ג'ין היזמים3,4,5. מתילציה DNA-5mC גם ממלא תפקידים חשובים איון כרומוזום X, ג'ין החתמה, התכנות גרעינית, רקמות ספציפיות ג'ין ביטוי5,6,7. מתילציה של ציטוזין במיקום C5 מבוצע על ידי ה-DNA methyltransferases, ולגרום מוטציות בגן אנזימים אלה ליקויים התפתחותיים משמעותיים8. הסרת סימני 5mC מבוצעים על-ידי-TET1-3 5mC oxidases9,10. אלה dioxygenases ט-המשפחה להמיר 5mC 5-hydroxymethylcytosine (5hmC), 5-formylcytosine (5fC) ו- 5-carboxylcytosine (5caC) על ידי חמצון רציפים צעדים11,12,13. לבסוף, תימין-DNA glycosylase מחליפה 5fC או 5caC כדי שלא שונתה ציטוזין באמצעות כריתה בסיס תיקון מסלול11.
הגן TET2 האנושי זוהה גן שעבר מוטציה בתדירות גבוהה בממאירות hematopoietic מגוונים כולל myelodysplastic תסמונות (MDS)14,15,16, MDS-myeloproliferative (neoplasms MDS-MPN), ו לוקמיה מיאלואידית חריפה (AML) שמקורם MDS ועוד MDS-MPN16. הרמות של שינוי 5hmC במח העצם DNA נמוכים בחולים עם מוטציות TET2 בהשוואה לאלו עם פראי סוג (wt)-TET214. מספר קבוצות פיתחו מודלים העכבר TET2-נוקאאוט התירי את תפקידה hematopoiesis רגיל וטרנספורמציה מיאלואידית17,18,19,20. אלו עכברים עם מוטציות בגן TET2 היו רגילים בתחילה בר -קיימא, אך באה לידי ביטוי מגוונות ממאירות hematopoietic כפי שהם הזדקנו גרימת מוות מוקדם שלהם. מחקרים אלו הראו את התפקידים החשובים בגילומו של TET2-wt ב בידול hematopoietic רגילה. מודלים אלה העכבר משפחתית ולא משפחתית הטרוזיגוטיים תאי גזע hematopoietic (TET2+ /- HSCs), homozygous TET2- / - HSCs היו יתרון תחרותי על פני wt homozygous-TET2 HSCs ב לאכלס מחדש שושלות hematopoietic כמו שני TET2+ /- TET2- / - HSCs פיתחה מגוון גידולים ממאירים hematopoietic17,18. מחקרים אלה מדגימים את haploinsufficiency של TET2 dioxygenase הפיצולים הפיתוח של HSCs ותוצאות hematopoietic ממאירות.
בדומה לעכברים עם מוטציות בגן TET2, רוב חולי לוקמיה להתבטא haploinsufficiency של TET2 dioxygenase פעילות. מוטציות סומאטית בעיקר משפחתית ולא משפחתית הטרוזיגוטיים אלה כוללות מסגרת-shift ושטויות מוטציות התפזרו בכל הגוף ג'ין TET2 תוך מוטציות missense ביותר באזור התחום dioxygenase12. עד כה, אפיון קטן של מוטציה, wt ו TET2 מדווח בספרות בעיקר עקב קשיים עם הייצור של TET2 dioxygenase ואת וזמינותו שלה21. כאן, מדווחים על טיהור צעד אחר צעד פשוט של יליד dioxygenase TET2 באמצעות כרומטוגרפיה יונים. עוד, וזמינותו כמותית LC-MS/MS היה ממוטב, המשמש למדידת פעילות אנזימטי של יליד TET2 dioxygenase.
1. שיבוט ולטיהור TET2 אנושיות לא מתויגות Dioxygenase
2. 5mC חמצון על ידי TET2 Dioxygenase
3. פיתוח Assay LC-MS/MS-בסיס כמותי
שינוי דינמי של 5mC ב- DNA על-ידי dioxygenases ט-המשפחה ממלאת תפקידים חשובים בתקנות תעתיק epigenetic. TET2 dioxygenase הוא מוטציה בתדירות גבוהה מגוונות ממאירות hematopoietic12. כדי לחקור את התפקיד של האנזים TET2 להתפתחות התקינה, מחלה, לנו יש משובטים המחשבים catalytically פעיל מינימלי ללא כל זיקה ת?...
מוטציות בגן TET2 הם חלק לשינויים גנטיים שזוהו בתדירות הגבוהה ביותר בחולים עם ממאירויות hematopoietic מגוונות. עד כה מאות של מוטציות TET2 שונים, הכוללים שטויות, מסגרת-shift ו missense מוטציות, זוהו חולים12. חולים עם מוטציות TET2 מראים רמות נמוכות של 5hmC גנומית במח העצם בהשוואה לאלו עם wt-TET2
המחברים יש אינטרסים כלכליים לא להכריז.
מחקר זה מומן על ידי לנו משרד ההגנה בדמות בפרס Idea (W81XWH-13-1-0174), אנמיה אפלסטית & מענק קרן MDS, ותודה UMRB גרנט למחברים ועותרת מוהיט Jaiswal ו Subhradeep Bhar שכפול הראשונית של TET2 ב pDEST14 וקטורית.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
HEPES | Carbosynth | FH31182 | |
Iron(II) sulfate heptahydrate | Sigma-Aldrich | F8633 | |
α-Ketoglutaric acid (2-Oxoglutaric acid) | Sigma-Aldrich | K1750 | |
L-Ascorbic acid | Sigma-Aldrich | A4544 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt dihydrate | Sigma-Aldrich | E5134 | |
Ammonium acetate | Sigma-Aldrich | A1542 | |
Acetonitrile | Fisher Scientific | 75-05-8 | |
HPLC grade water | Fisher Scientific | 7732-18-5 | |
Oligo clean and concentrator | Zymo Research | D4061 | |
DNAse I | New England Biolabs | M0303S | |
S1 Nuclease | Thermo Scientific | ENO321 | |
CIAP (Calf intestinal alkaline phosphatase) | New England Biolabs | M0290S | |
LB Media | Affymetrix | J75852 | |
IPTG | Carbosynth | EI05931 | |
MES [2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid monohydrate] | Carbosynth | FM37015 | |
Sodium chloride | Fisher Scientific | 7647-14-5 | |
Glycerol | Sigma-Aldrich | G7893 | |
SP Sepharose | Fisher Scientific | 45-002-934 | |
2'-Deoxy-5-methylcytidine | TCI | D3610 | |
2'-Deoxy-5-hydroxymethyalcytidine | TCI | D4220 | |
2'-Deoxycytidine-5-carboxylic acid, sodium salt | Berry & Associates | PY 7593 | |
5-Formyl-2'-deoxycytidine | Berry & Associates | PY 7589 | |
2'-Deoxycytidine | Berry & Associates | PY 7216 | |
2'-Deoxyadenosine | Carbosynth | ND04011 | |
2'-Deoxyguanosine | Carbosynth | ND06306 | |
2'-Deoxythymidine | VWR Life Science | 97061-764 | |
Gateway technology | Thermo Fisher | 11801016 | |
Beckman Allegra X-15R centrifuge | Beckman Coulter | 392932 | |
Sonic Dismembrator 550 | Fisher Scientific | XL2020 | |
ÄKTA FPLC system | Pharmacia (GE Healthcare) | 18116468 | |
FreeZone 4.5 freeze dry system | Labconco | 7750020 | |
Zymo Oligo purification columns | Zymo Research | D4061 | |
BDS Hypersil C18 column | Keystone Scientific, INC | 105-46-3 | |
3200 Q-Trap mass spectrometer | AB Sciex | ||
HPLC | Shimadzu HPLC | ||
XK16/20 FPLC column | Pharmacia (GE Healthcare) | 28988937 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved