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Method Article
질량 분광법의 발전은 조직의 호스트에 단백질 표현 및 수정의 높은 처리량 분석을 허용하고 있습니다. subcellular 분류 및 질병 모델, 분광 및 생물 정보학은 생물 시스템에 새로운 속성을 표시 할 수 있습니다 양적 질량과 결합. 여기에 설명 된 방법은 심장 질환의 설정에 염색질 - 관련 단백질을 분석하고 다른 사람에게 쉽게 적용 할 수 있습니다 생체 내 인간의 질병의 모델.
핵에서 누구 기능을 가장 밀접한 유전자 조절과 연결되어 proteomes을 거주. 성인 포유류의 cardiomyocyte의 핵은 binucleated 세포의 높은 비율 1 DNA의 주로 heterochromatic 상태에 따라 고유하며, 개발 중에 계면의 영구적 인 상태에 성인 핵을 렌더링 cardiomyocyte의 비 분리 자연 2. 전사 규제와 병은 잘이 단백질이 질병 중에 발생하는 전사 프로그램에 변경 사항을 관리하는 방법이 오르간, 3-5에서 공부하지만 상대적으로 미개척 남아는 DNA 포장과 표현에 대한 책임 핵 단백질에 의해 연주 역할이며,되었습니다. 6 개발에 세계 심장 질환은 남성과 여성 모두에 대한 사망률의 최고의 원인입니다. 핵 단백질이 질병의 진행을 조절하는 협력 방법에 대한 일곱 통계는 현재 치료 O를 발전을위한 중요합니다습니.
질량 분석법은 병 어떻게 이러한 단백질의 풍부한 변경을위한 핵 프로테옴와 상대 정량화의 편견 주석을 허용 이러한 문제에 대응을위한 이상적인 도구입니다. 최근까지 포유류의 핵 단백질 단지, 8-13 여러 proteomic 연구가되어있는 동안 14 심장 핵 프로테옴을 검토 한 연구가있다, 그것은 오히려 핵 하위 구획의 수준에서 프로테옴을 둘러보다, 전체 핵을 고려 . 많은 부분에서 15 일이 부족 심장 핵을 분리의 어려움 때문입니다. 심장 핵은 myocyte 수축 변하는 자신의 전반적인 모양. 16 또한, cardiomyocytes 볼륨 17으로 40% 미토콘드리아이라는 범위, 그들이 endoplasmic 소포체에서 여러 확장을 통해 연결되어 할 수있는 강성과 고밀도 고를 - 마이 오신 장치에서 발생하는 necessita다른 세포 소기관에서 떨어져 핵의 농축 tes. 여기 생물학적 관련성이 높은 구획에 심장 핵 농축 및 추가 분류를위한 프로토콜을 설명합니다. 또한, 신진 대사 라벨이 적합하지 않을 다양한 동물 모델 및 장기 시스템의 생체 실험의 의무 분수는 - 기술의 라벨이없는 정량 대량 spectrometric 해부에 대한 세부 방법.
실험 워크 플로우 일곱 주요 단계 (그림 1)가 포함되어 있습니다. 질량 분석계에서 실행됩니다 샘플을 포함한 모든 작업은 실험은 실험실 코트, 장갑, 헤어 넷을 착용, 먼지, 각질의 개인 흘림의 오염을 방지하기 위해주의를 기울여야한다.
1. 심장 균질화 및 핵 절연
마우스 마음이 균질하고 그대로 핵 펠릿은 (그림 2) 절연되어 있습니다.
2. Nucleoplasm와 세제 - 추출 염색질 분획
원유 핵 펠릿은 느슨하게 DNA와 연관된 단백질을 포함 nucleoplasm 및 세제 - 추출 염색질 분수로 구분됩니다.
3. 산 추출 분획 - DNA 바인딩 단백질 농축
histones 포함 단단히 DNA에 바인딩 단백질에 대한 별도의 분획 확장합니다.
4. 순도 확인
서양 blots 및 전자 현미경핵 및 다른 세포 소기관의 고갈을 성공적으로 농축를 확인합니다. 다음과 같은 품질 관리 assays의 모든 전형적인 결과를 확인하려면 이전 게시를 참조하십시오. 18
핵을 풍요롭게 대 정화에 중요한 고려 사항은.이 프로토콜은 질병 기간 동안 글로벌 유전자 조절 과정을 공부하기위한 목적으로 심장 염색질의 proteomic 분석을 가능하게하기 위해 개발되었습니다. 전체 - 프로테옴 질량 분광법 실험을 디자인의 주요 구성 요소는 동적 범위와 낮은 풍부한 단백질을 식별하고 특성화 할 수있는의 문제입니다. 핵의 추가 subfractionation이 그렇듯 핵 프로테옴에 대한 풍부, 원자력 및 염색질 특정 생물에 대한 정보를 제공하는 기본 목적뿐만 아니라, 이러한 낮은 풍부한 단백질을 검출 likeliness을 증가시킵니다. 논의 그러나, 성인 cardiomyocyte은 핵 막에 연결된 조밀 cytoskeletal 구성 요소가 있습니다. 우리는 완전히 다른 세포 구성 요소의 핵을 정화 한 믿을 수 없어. 그러나, 핵 만 풍부하여, 우리는 얻을 수 있습니다에드는 분석의 유형을 활성화 할 수있는 허용 기준 액은 설명했다.
특히, 우리는 우리의 원유 핵 펠릿의 순수성을 평가하기 위해 EM을 사용하고 그대로 약 10% 미토콘드리아 핵, 그리고 나머지 쓰레기로 분수의 60-80%을 발견했습니다. 또한, 우리는 그대로 핵 인구에 우리의 이전 연구에서 알고 많은 근육 섬 유지는이 프로토콜 특정 단백질 (calsarcin-1) 풍부한 아르 (서양에 의해 측정으로 tubulin과 고를 포함)의 진정한 생물 인구를 제안하여 풍부하지 않고도 심장 핵에서 이러한 단백질. 19
또한, 우리는 유전자 온톨로지의 이러한 단백질의 예측 역할, 산 - 압축을 푼 염색질 분획에 존재하는 것으로 단백질을 비교했다. 중요한 것은,이 유전자 온톨로지 분석 계정을 다른 단백질의 상대적 풍부한 (우리의 서양 얼룩 데이터를 수행 한 경우)는 고려하지 않습니다 오히려 판단되는 모든 단백질을 (풍부 계산동등하게 에드 여부) 일반적인 경로와 세포 구획을 식별. 이러한 경로 및 세포 구획의 분석은 우리의 이전 간행물에서 찾을 수 있습니다. 18,20가 가장 중요한 산 - 압축을 푼 염색질 분획의 농축의 성공은 우리가 성인 마우스 myocyte 54 히스톤 변형의 존재, 18을 식별 할 수 그 중 많은 사람들이 식별 하나의 고유 한 펩타이드에 의존,이 농축 프로토콜 총 cardiomyocyte의 프로테옴의 엄청난 복잡성을 부여하지 않고 따라서 가능성이 감지되지 않았을 것입니다. 우리가 심장 핵에서 확인 된 1,048 단백질의, 그들 중 56 (5.3 %) nucleosome의 일부 (관심의 핵심 중 하나의 구성 요소)으로 분석을 GO로 주석했다. 온 마음을보고 또 다른 연구는 만 11 단백질 (0.18 %)은 nucleosome 21의 일부가 될 수 주석이 있었다 중, 6180 단백질을 확인했습니다. 이 더는 meaningfu 우리의 프로토콜의 힘을 보여줍니다베드로 핵 단백질에 대해 더욱 돋보이게합니다.
5. 단백질 젤 및 효소 단백질 다이제스트
단백질은 질량 분석기에서 실행되는 소화 1 차원 SDS-PAGE와 트립신에 의해 구분됩니다.
6. 질량 분석법 및 데이터 분석
샘플은 LC에서 분리되어 MS / MS에 의해 분석됩니다. 스펙트럼은 단백질 식별을위한 단백질 데이터베이스에 대해 검색됩니다.
7. 라벨이없는 Quantitation
Dete레이블 무료 quantitation (그림 4)를 사용하여 단백질의 상대적 풍요 로움을 rmine.
라벨 무료 quantitation에 대한 중요한 고려 사항이 있습니다. 라벨 무료 quantitation를 수행 할 때 특정주의는 각 샘플이 처리 별도로 분석해야 일관성 샘플 준비, 소화 시간 및 LC-MS/MS 조건을 보장하기 위해 부여해야합니다. 메트로폴리스 대조적으로(라벨의 부족이 함께이를 실행의 가능성을받지 않으려면 때문에) abolic 분류 방법, 라벨이없는 실험의 비교는이를 (샘플 시험을 치루의 예, 샘플 분석의 모든면에서 높은 재현성을 necessitating, 고유 질량 분광법 실행의 데이터에 이루어집니다 LC 및 MS 단계)과 높은 질량 정확도 질량 분석기의 사용.
샘플 준비 및 분석 알려진 표준에 약간의 변화를 설명하기 위해 데이터의 정상화에 도움을 각 샘플에 추가 할 수 있습니다. 또한 대부분의 소프트웨어 프로그램은 사출, 이온화 및 조각의 차이에 대한 계정 데이터 수집 후 신호 강도의 정상화 (배경 소음이나 알려진 풍부한 analyte를 조정하여 등) 할 수 있습니다. 정렬 알고리즘은 펩타이드 용출 프로파일의 차이를 해결하는 데 도움 위에 참조 된 소프트웨어 프로그램의 대부분에 존재합니다. 생물 및 기술 복제의 사용은 에센 (Essen)입니다이 통계 분석은 단백질 풍부한에서 관찰 된 변화의 재현성과 일관성을 확인 할 수 있으므로, 학습이 유형의 tial.
그림 4는 상대적으로 정량화이 양식의 유틸리티를 강조 표시합니다. 왼쪽 패널에 표시되는 단백질 HMGB1 (데이터베이스 검색을 통해 확인)에 속하는 것으로 지정되어 개별 monoisotopic 펩타이드 피크는 (다른 마우스에서 중첩)입니다. 각 피크는 기본적으로 주어진 펩타이드에 대한 추출 이온 크로마토 그래프는 다른 마우스에서 제공합니다. 세 생물 각 그룹에 대한 복제와 함께 기초, 심?...
핵 절연을위한 두 가지 방법은 이미 검토 한 : 27 하나는 수성 자당 / 소금 용액에 조직을 homogenizing의 비 수성 용매에 동결 건조 된 조직을 homogenizing의 Behrens 기술과 두 번째, 우리가 사용하는의 수정입니다 다음 차동 또는 밀도 기울기 원심 분리에 의해.
조직 샘플에서 산 추출하여 핵의 Subfractionation은 histones을 분석되는 원본을 목표로 1960, 28 년부터 사용 된 ?...
관심 없음 충돌이 선언 없습니다.
Vondriska 연구소는 NIH와 UCLA에서 Laubisch 기금의 국립 심장 폐 혈액 연구소에서 보조금에 의해 지원됩니다. EM은 UCLA의 생리학에서 제니퍼 S. Buchwald 대학원 동지의 수상자이다, HC는 미국 심장 협회 사전 박사의 원정이 수상자이다, MP는 NIH 루스 Kirschstein 포스트 박사의 원정이받는 것입니다, 그리고 SF가의 수신자입니다 NIH K99 수상.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | |
Dulbeco 수정일 독수리 중 | Invitrogen | 11,965 | |
단백 분해 효소 펠릿 | 로슈 | 04 693 159 001 | |
100 μm의 스트레이너 | BD 팔콘 | 352360 | |
Ultracut ultramicrotome | 라이 | ||
100CX 전송 전자 현미경 | JEOL USA 주식회사 | ||
꾀꼬리 | BioRad | 161-0496 | |
히스톤 H2A 항체 | 산타 크루즈 (Santa Cruz) | SC-8648 | |
Nucleoporin p62 항체 | BD Biosciences | 610498 | |
아데닌 nucleo조수 전송 항체 | 산타 크루즈 (Santa Cruz) | SC-9299 | |
bip (빨리) 항체 | 산타 크루즈 (Santa Cruz) | SC-1050 | |
Tubulin 항체 | 시그마 | T1568 | |
히스톤 H3 항체 | Abcam | ab1791 | |
Fibrillarin 항체 | 셀 시그널링 | C12C3 | |
SNRP70 항체 | Abcam | ab51266 | |
E2F-1 항체 | 온도 피셔 | MS-879 | |
Retinoblastoma 항체 | BD Biosciences | 554136 | |
Hypoxia inducible 인자-1 항체 | Novus 체액 | NB100-469 | |
BCA 단백질 분석 | 열 과학 | 23,227 | |
위상 열을 역방향 | 새로운 OBJective | PFC7515-B14-10 | |
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