Name: a simple, rapid, and quantitative assay to measure repair of dna-protein crosslinks on plasmids transfected into mammalian cells
Uploaded: 2018-03-05T15:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 58 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple, Rapid, and Quantitative Assay to Measure Repair of DNA-protein Crosslinks on Plasmids Transfected into Mammalian Cells at JoVE.com

이 작품은 건강의 국가 학회 (ES023350)에 의해 투자 되었다. Lisa Chesner 훈련 그랜트 5T32HL007741에 의해 지원 됩니다. 우리는 나탈리 아 Tretyakova (미네소타의 대학)와 Ashis Basu (코네티컷 대학) 연구소 회원 지원 및 초기 동안 기술적 조언 및이 작업의 중간 단계에 감사합니다.

1입니다. DPC를 포함 하는 플라스 미드의 생성
<ol><li>T4 polynucleotide 키 니 아 제 (1 µ L) 10 x 리가 버퍼 (5 µ L)에서 10 대에는 8-oxoguanine 잔류물 (20 µ L)를 포함 하는 oligonucleotide의 80 pmol 결합. 50 µ L의 총 볼륨에 도달 하 고 뜨거운된 물 욕조에 30 분 동안 37 ° C에서 품 어 물을 추가 합니다.<ol>
<li>Phosphorylated oligonucleotide (50 µ L), 단일 가닥 DNA의 80 pmol 결합 (80 μ), 100 단위 Taq 중 합 효소 (20 µ L) 10 x Taq 반응 버퍼 (25 µ L), 100 mM ATP (20 µ L), 10 m m dNTPs (20 µ L), 코 버퍼 2 (25 µ L), 및 8 µ g BSA (20 µ L) 총 260 µ L.를 품은 15 분 뒤에 5 분 동안 37 ° C에 75 ° C에서 설정 thermocycler에서 샘플. 다음, 추가 60 U t 4의 중 합 효소 (20 µ L), 8000 U t 4 리가 (20 µ L), 100 mM ATP (20 µ L), 10 m m dNTPs (20 µ L), 코 버퍼 2 (15 µ L), 및 8 µ g BSA (20 µ L) 총 375 µ L. 37 ° C (그림 1A)에서 하룻밤 반응을 품 어.</li>
	</ol>
</li>
	<li>50: 50 버퍼 포화 페 놀: 클로 프롬 혼합물을 만듭니다. 각 구성 요소, 믹스의 동일한 볼륨을 추가 하 고 5 분 클로 프롬 드라이브 물 두 개의 레이어를 버퍼 포화 페 놀에 대 한 21,130 x g에서 탁상 원심 분리기에서 회전: 위, 수성 층과 바닥, 유기 레이어. 뇌관 연장 반응, 믹스, 낮은, 유기 층의 375 µ L을 추가 하 고 5 분 동안 21,130 x g에서 탁상 원심 분리기에서 회전. 주의: 페 놀과 클로 프롬은 유해 물질 그리고 눈 또는 피부 접촉을 피하기 위해 조치를 취해야 한다.<ol>
<li>원심 분리, 다음 신중 하 게 상위 레이어를 추출 하 고 염화 아세테이트 100% 에탄올의 2 권 뒤 0.3 M의 최종 농도에 추가 혼합. 최소 30 분 또는 하룻밤-20 ° C에서 솔루션을 저장 합니다.</li>
		<li>상쾌한 10 분 제거를 위한 4 ° C에서 15000 x rpm 탁상 원심 분리기에 샘플을 회전 하 고 70% 에탄올의 1 mL에 펠 릿을 세척. 5 분에 대 한 제거는 상쾌한 물 100 µ L에 펠 릿을 resuspend에 4 ° C에서 15000 x rpm 탁상 원심 분리기 샘플을 회전 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>젤 로드 염료, x 16 µ L 6와 이전 단계에서 DNA 및 34 µ L 물 50 µ L를 결합 하 고 0.8% 낮은 용융 agarose에 전기 이동 법에 따라 젤 0.5 µ g/mL ethidium 평범한 사람을 포함. 1 x TAE 버퍼에 6 h 10 cm 젤에 2 V/cm에 젤을 실행 합니다. Supercoiled 밴드 면도날과 무게 젤 조각 (그림 1A)를 사용 하 여 삭제하시오 Covalently 폐쇄, supercoiled DNA 이동에 대 한 표식으로 긍정적인 컨트롤을 실행 합니다. 주의: Ethidium 평범한 사람은 돌연 이며 주의 피부와의 접촉을 피하기 위해 해야 합니다. 또한, 플라스 미드 샘플 UV photoproducts의 형성을 줄이기 위해 자외선에 노출 되는 시간을 최소화 하기 위해 중요 하다.<ol>
<li>젤 무게의 모든 mg에 대 한 10% β-agarase 반응 버퍼를 추가 하 여 젤 슬라이스를 소화. 10 분 및 42 ° c 쿨 65 ° C에서 품 어 Β-agarase의 U 10을 추가 하 고 1 시간에 대 한 42 ° C에서 품 어.</li>
		<li>다음 화, 볼륨 측정 및 실 온에서 15 분 동안 15000 x g에서 15 분 원심 분리기에 대 한 얼음에 0.3 M와 냉 기의 최종 농도에 염화 아세테이트를 추가, 상쾌한, 수집 하 고 소 프로 파 놀의 2 개를 추가. 진정-20 ° C에서 하룻밤.</li>
		<li>4 ° C에서-탁상용 원심 분리기에서 15000 x rpm에서 10 분에 대 한 정화, supercoiled DNA를 원심 및 40 µ L의 물에는 펠 릿을 resuspend.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Oxoguanine glycosylase (1 µ L) 100 mM NaCl을 포함 하는 버퍼에서의 36 pmol에 DNA의 Crosslink 12 pmol (15 µ L) (3 µ L), 1 m m MgCl2 (3 µ L), 37 ° C에서 30 µ L의 최종 볼륨을 도달 20 mM Tris HCl pH 7.0 (6 µ L), 및 10 m m 나트륨 cyanoborohydride (2 µ L) 30 분26. 가교 된 샘플의 1 µ L을 제거 하 고 데이터 가리킨 3 단계에서 PCR 분석 0 h 역할을 물 500 µ L에 희석.</li>
</ol>2. kCl/SDS 강 수
<ol><li>가교 효율을 시각화 하려면 제한 1 µ g의 2 개의 다른 크기의 DNA 파편을 생성 하는 1 h 37 ° C에서 10 x 버퍼에서 1 μ Bsp디와 가교 된 플라스 미드를 소화. 참고: 한 조각 단백질 (4.4 kb) 가교 화 되며 다른 되지 것입니다 (2.8 kB) (그림 1B).<ol>
<li>모두 0.5%의 최종 농도에 SDS을 추가 반, 샘플을 분할 하 고 10 분 동안 65 ° C에서 품 어.</li>
		<li>KCl을 추가 (최종 농도 100 mM) 샘플 중 하나를 5 분 동안 얼음에서 알을 품고 고.</li>
		<li>두 샘플 4 ° C에서 5 분 동안 12000 x g에서 원심 고 단백질 DNA12의 백분율 활용을 추정 하는 agarose 젤에는 supernatants를 실행 합니다. 참고: KCl/SDS 강수량 품질 관리, 기판 준비 하지 사용 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3입니다. transfection 포유류 세포로
<ol><li>1 전날 transfection, 플레이트 0.5 x 106 셀/6-잘 접시에 잘. 다음 날, 혈 청 무료 문화 미디어의 300 µ L (1.6 단계)에서 DPC를 포함 하는 플라스 미드의 1.5 µ g (30 µ L) 믹스. 다른 튜브, transfection 시 약의 12 µ L 및 혈 청 무료 문화 미디어의 300 µ L을 혼합. 300 µ L 희석된 transfection 시 약의 희석된 DNA의 300 µ L를 결합 하 고 실 온에서 5 분 동안 품 어. 각각 2 개의 우물의 단지 250 µ L을 추가 하 고 최소 1 시간 37 ° c.에 품 어</li>
	<li>외피, 다음 미디어를 제거 하 고, 0.6 %SDS / 0.01 M EDTA의 1 mL를 추가 하 고 및 10-15 분 긁어 고무 경찰관을 사용 하 여 셀에 대 한 실 온에서 품 어 한 1.5 mL microfuge 관에 전송. 부드럽게 5 번, 5 M NaCl (1 M의 최종 농도), 반전의 200 µ L을 추가 하 고 4 ° C 하룻밤27에서 품 어.</li>
	<li>샘플에서 21,130 x g 30 분 4 ° C에서-탁상용 원심 분리기에 원심, 위에서 설명한 대로 표면에 뜨는, 에탄올 침전을 수집 하 고 물의 50 µ L에서 resuspend.</li>
</ol>4입니다. SSPE 정량
<ol><li>믹스 함께 각 시간 지점 (포함 0 h), SYBR 녹색 PCR 마스터 믹스 (30 µ L), 물, 27 µ L의 뇌관 (뇌관 R, 그림 2) 플라스 미드의 피해 물가에 보완 1 µ L (100 pMol) x 2에서에서 복구 된 DNA의 1 µ L. 다음과 같은 조건을 사용 하 여 PCR을 수행: 초기의 8 사이클 뒤에 90 ° C에서 10 분에 대 한 사전 용 해: 90 ° C, 15 s, 65 ° C, 1 분. 8 주기 완료에서 60 µ L (뇌관 L, 그림 2)28 총을 두 번째 뇌관의 1 µ L (100 pMol)를 추가 (시 약 정보에 대 한 재료의 표 참조).</li>
	<li>믹스 1 µ L unamplified의 각 시간 점 (포함 0 h), 마스터 믹스 (30 µ L), 물, 27 µ L (100 pMol) 뇌관 각 총 60 µ L의 1 µ L x 2에서에서 DNA를 복구.</li>
	<li>4.1 및 4.2 (20 µ L/음, 3 중에서) 단계에서 예제와 함께 96-잘 PCR 접시를 로드 하 고 위에서 설명한 조건을 사용 하 여 30 사이클에 대 한 정량 Pcr을 수행.</li>
	<li>Triplicate 샘플의 각 집합에서 CT 값을 평균입니다. 4.1 4.2 델타 각 샘플에 대 한 CT 값을 얻기에 단계에서 그 단계에서 생성 된 CT 값을 뺍니다. 어떤 배경 (에 대 한 자세한 설명은 참조 대표 결과 섹션)를 제거 하려면 델타 CT 값에서 0 h 시간 포인트를 뺍니다.</li>
	<li>델타 CT 값 % 수리는 수식을 사용 하 여 변환: <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/57413/57413eq1v2.jpg">
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Tretyakova, N. Y., Groehler, A., Ji, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA-Protein+Cross-links:+Formation,+Structural+Identities,+and+Biological+Outcomes.">DNA-Protein Cross-links: Formation, Structural Identities, and Biological Outcomes.</a> Accounts of chemical research. 48 (6), 1631-1644 (2015).</li><li>Barker, S., Weinfeld, M., Murray, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA-protein+crosslinks:+their+induction,+repair,+and+biological+consequences.">DNA-protein crosslinks: their induction, repair, and biological consequences.</a> Mutat Res. 589 (2), 111-135 (2005).</li><li>At Groehler, A. t., Degner, A., Tretyakova, N. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+Spectrometry-Based+Tools+to+Characterize+DNA-Protein+Cross-Linking+by+Bis-Electrophiles.">Mass Spectrometry-Based Tools to Characterize DNA-Protein Cross-Linking by Bis-Electrophiles.</a> Basic Clin Pharmacol Toxicol. 121, 63-77 (2016).</li><li>Barker, S., Weinfeld, M., Zheng, J., Li, L., Murray, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+mammalian+proteins+cross-linked+to+DNA+by+ionizing+radiation.">Identification of mammalian proteins cross-linked to DNA by ionizing radiation.</a> J Biol Chem. 280 (40), 33826-33838 (2005).</li><li>Dizdaroglu, M., Gajewski, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure+and+mechanism+of+hydroxyl+radical-induced+formation+of+a+DNA-protein+cross-link+involving+thymine+and+lysine+in+nucleohistone.">Structure and mechanism of hydroxyl radical-induced formation of a DNA-protein cross-link involving thymine and lysine in nucleohistone.</a> Cancer Res. 49 (13), 3463-3467 (1989).</li><li>Chvalova, K., Brabec, V., Kasparkova, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+the+formation+of+DNA-protein+cross-links+by+antitumor+cisplatin.">Mechanism of the formation of DNA-protein cross-links by antitumor cisplatin.</a> Nucleic Acids Res. 35 (6), 1812-1821 (2007).</li><li>Speit, G., Schutz, P., Merk, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+and+repair+of+formaldehyde-induced+DNA-protein+crosslinks+in+repair-deficient+human+cell+lines.">Induction and repair of formaldehyde-induced DNA-protein crosslinks in repair-deficient human cell lines.</a> Mutagenesis. 15 (1), 85-90 (2000).</li><li>Stingele, J., Bellelli, R., Boulton, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+DNA-protein+crosslink+repair.">Mechanisms of DNA-protein crosslink repair.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. , (2017).</li><li>Kohn, K. W., Erickson, L. C., Ewig, R. A., Friedman, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractionation+of+DNA+from+mammalian+cells+by+alkaline+elution.">Fractionation of DNA from mammalian cells by alkaline elution.</a> Biochemistry. 19 (15), 4629-4637 (1976).</li><li>Ewig, R. A., Kohn, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+damage+and+repair+in+mouse+leukemia+L1210+cells+treated+with+nitrogen+mustard,+1,3-bis(2-chloroethyl)-1-nitrosourea,+and+other+nitrosoureas.">DNA damage and repair in mouse leukemia L1210 cells treated with nitrogen mustard, 1,3-bis(2-chloroethyl)-1-nitrosourea, and other nitrosoureas.</a> Cancer Res. 37, 2114-2122 (1977).</li><li>Ewig, R. A., Kohn, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA-protein+cross-linking+and+DNA+interstrand+cross-linking+by+haloethylnitrosoureas+in+L1210+cells.">DNA-protein cross-linking and DNA interstrand cross-linking by haloethylnitrosoureas in L1210 cells.</a> Cancer Res. 38, 3197-3203 (1978).</li><li>Zhitkovich, A., Costa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple,+sensitive+assay+to+detect+DNA-protein+crosslinks+in+intact+cells+and+in+vivo.">A simple, sensitive assay to detect DNA-protein crosslinks in intact cells and in vivo.</a> Carcinogenesis. 13 (8), 1485-1489 (1992).</li><li>Chiu, S. M., Sokany, N. M., Friedman, L. R., Oleinick, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+processing+of+ultraviolet+or+ionizing+radiation-induced+DNA-protein+cross-links+in+Chinese+hamster+cells.">Differential processing of ultraviolet or ionizing radiation-induced DNA-protein cross-links in Chinese hamster cells.</a> Int J Radiat Biol Relat Stud Phys Chem Med. 46 (6), 681-690 (1984).</li><li>Merk, O., Reiser, K., Speit, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+chromate-induced+DNA-protein+crosslinks+with+the+comet+assay.">Analysis of chromate-induced DNA-protein crosslinks with the comet assay.</a> Mutat Res. 471 (1-2), 71-80 (2000).</li><li>Loeber, R. L., 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=Proteomic+analysis+of+DNA-protein+cross-linking+by+antitumor+nitrogen+mustards.">Proteomic analysis of DNA-protein cross-linking by antitumor nitrogen mustards.</a> Chem Res Toxicol. 22 (6), 1151-1162 (2009).</li><li>Gherezghiher, T. B., Ming, X., Villalta, P. W., Campbell, C., Tretyakova, N. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=1,2,3,4-Diepoxybutane-induced+DNA-protein+cross-linking+in+human+fibrosarcoma+(HT1080)+cells.">1,2,3,4-Diepoxybutane-induced DNA-protein cross-linking in human fibrosarcoma (HT1080) cells.</a> J Proteome Res. 12 (5), 2151-2164 (2013).</li><li>Groehler, A. t., Villalta, P. W., Campbell, C., Tretyakova, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Covalent+DNA-Protein+Cross-Linking+by+Phosphoramide+Mustard+and+Nornitrogen+Mustard+in+Human+Cells.">Covalent DNA-Protein Cross-Linking by Phosphoramide Mustard and Nornitrogen Mustard in Human Cells.</a> Chem Res Toxicol. 29 (2), 190-202 (2016).</li><li>Kiianitsa, K., Maizels, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+rapid+and+sensitive+assay+for+DNA-protein+covalent+complexes+in+living+cells.">A rapid and sensitive assay for DNA-protein covalent complexes in living cells.</a> Nucleic Acids Research. 41 (9), e104 (2013).</li><li>Kiianitsa, K., Maizels, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasensitive+isolation,+identification+and+quantification+of+DNA-protein+adducts+by+ELISA-based+RADAR+assay.">Ultrasensitive isolation, identification and quantification of DNA-protein adducts by ELISA-based RADAR assay.</a> Nucleic Acids Research. 42 (13), e108 (2014).</li><li>Stingele, J., 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=Mechanism+and+Regulation+of+DNA-Protein+Crosslink+Repair+by+the+DNA-Dependent+Metalloprotease+SPRTN.">Mechanism and Regulation of DNA-Protein Crosslink Repair by the DNA-Dependent Metalloprotease SPRTN.</a> Molecular Cell. 64 (4), 688-703 (2016).</li><li>Vaz, B., 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=Metalloprotease+SPRTN/DVC1+Orchestrates+Replication-Coupled+DNA-Protein+Crosslink+Repair.">Metalloprotease SPRTN/DVC1 Orchestrates Replication-Coupled DNA-Protein Crosslink Repair.</a> Mol Cell. 64, 704-719 (2016).</li><li>Maskey, R. 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=Spartan+deficiency+causes+accumulation+of+Topoisomerase+1+cleavage+complexes+and+tumorigenesis.">Spartan deficiency causes accumulation of Topoisomerase 1 cleavage complexes and tumorigenesis.</a> Nucleic Acids Res. 45 (8), 4564-4576 (2017).</li><li>Lessel, D., 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=Mutations+in+SPRTN+cause+early+onset+hepatocellular+carcinoma,+genomic+instability+and+progeroid+features.">Mutations in SPRTN cause early onset hepatocellular carcinoma, genomic instability and progeroid features.</a> Nature Genetics. 46 (11), 1239-1244 (2014).</li><li>Baker, D. J., 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=Nucleotide+excision+repair+eliminates+unique+DNA-protein+cross-links+from+mammalian+cells.">Nucleotide excision repair eliminates unique DNA-protein cross-links from mammalian cells.</a> J Biol Chem. 282 (31), 22592-22604 (2007).</li><li>Ahn, B., Kang, D., Kim, H., Wei, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair+of+mitomycin+C+cross-linked+DNA+in+mammalian+cells+measured+by+a+host+cell+reactivation+assay.">Repair of mitomycin C cross-linked DNA in mammalian cells measured by a host cell reactivation assay.</a> Mol Cells. 18 (2), 249-255 (2004).</li><li>Fromme, J. C., Bruner, S. D., Yang, W., Karplus, M., Verdine, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Product-assisted+catalysis+in+base-excision+DNA+repair.">Product-assisted catalysis in base-excision DNA repair.</a> Nat Struct Biol. 10 (3), 204-211 (2003).</li><li>Hirt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+extraction+of+polyoma+DNA+from+infected+mouse+cell+cultures.">Selective extraction of polyoma DNA from infected mouse cell cultures.</a> J Mol Biol. 26 (2), 365-369 (1967).</li><li>Lee, H. W., 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=Monitoring+repair+of+DNA+damage+in+cell+lines+and+human+peripheral+blood+mononuclear+cells.">Monitoring repair of DNA damage in cell lines and human peripheral blood mononuclear cells.</a> Anal Biochem. 365 (2), 246-259 (2007).</li><li>Sikorsky, J. A., Primerano, D. A., Fenger, T. W., Denvir, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+damage+reduces+Taq+DNA+polymerase+fidelity+and+PCR+amplification+efficiency.">DNA damage reduces Taq DNA polymerase fidelity and PCR amplification efficiency.</a> Biochemical and biophysical research communications. 355 (2), 431-437 (2007).</li><li>Wickramaratne, S., Mukherjee, S., Villalta, P. W., Scharer, O. D., Tretyakova, N. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+of+sequence-specific+DNA-protein+conjugates+via+a+reductive+amination+strategy.">Synthesis of sequence-specific DNA-protein conjugates via a reductive amination strategy.</a> Bioconjug Chem. 24 (9), 1496-1506 (2013).</li><li>George, J. W., 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=Restoration+of+nucleotide+excision+repair+in+a+helicase-deficient+XPD+mutant+from+intragenic+suppression+by+a+trichothiodystrophy+mutation.">Restoration of nucleotide excision repair in a helicase-deficient XPD mutant from intragenic suppression by a trichothiodystrophy mutation.</a> Mol Cell Biol. 21 (21), 7355-7365 (2001).</li><li>Minko, I. G., 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=Initiation+of+Repair+of+DNA-Polypeptide+Cross-Links+by+the+UvrABC+Nuclease.">Initiation of Repair of DNA-Polypeptide Cross-Links by the UvrABC Nuclease.</a> Biochemistry. 44 (8), 3000-3009 (2005).</li><li>Minko, I. G., Zou, Y., Lloyd, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Incision+of+DNA-protein+crosslinks+by+UvrABC+nuclease+suggests+a+potential+repair+pathway+involving+nucleotide+excision+repair.">Incision of DNA-protein crosslinks by UvrABC nuclease suggests a potential repair pathway involving nucleotide excision repair.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 99, (2002).</li><li>Reardon, J. T., Sancar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair+of+DNA-polypeptide+crosslinks+by+human+excision+nuclease.">Repair of DNA-polypeptide crosslinks by human excision nuclease.</a> PNAS. 103, 4056-4061 (2006).</li><li>Lopez-Mosqueda, J., 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=SPRTN+is+a+mammalian+DNA-binding+metalloprotease+that+resolves+DNA-protein+crosslinks.">SPRTN is a mammalian DNA-binding metalloprotease that resolves DNA-protein crosslinks.</a> eLife. 5, e21491 (2016).</li><li>Stingele, J., Schwarz, M. S., Bloemeke, N., Wolf, P. G., Jentsch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+DNA-dependent+protease+involved+in+DNA-protein+crosslink+repair.">A DNA-dependent protease involved in DNA-protein crosslink repair.</a> Cell. 158 (2), 327-338 (2014).</li><li>Duxin, J. P., Dewar, J. M., Yardimci, H., Walter, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair+of+a+DNA-Protein+Crosslink+by+Replication-Coupled+Proteolysis.">Repair of a DNA-Protein Crosslink by Replication-Coupled Proteolysis.</a> Cell. 159 (2), 346-357 (2014).</li><li>Stingele, J., Habermann, B., Jentsch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA-protein+crosslink+repair:+proteases+as+DNA+repair+enzymes.">DNA-protein crosslink repair: proteases as DNA repair enzymes.</a> Trends in Biochemical Sciences. 40 (2), 67-71 (2015).</li><li>Potter, H., Heller, R., Ausubel, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfection+by+Electroporation.">Transfection by Electroporation.</a> Current protocols in molecular biology. , (2003).</li></ol>

저자는 공개 없다.

SSPE 정량 방법 균질 성 인구를 포함 하는 단일, DPC 병 변의 복구를 검사 하 여 수많은 이점이 다른 접근을 제공 합니다. 그것은 주목할 만한 것, 단백질 및 DNA에 단백질을 연결 하는 데 사용 하는 화학 crosslink 유형의 id 뿐 아니라 그것에 DPC 병 변 도입 시퀀스 컨텍스트를 쉽게 조작 가능. 우리는 소개에 병 변에서 서식 파일 또는 활성 promotor 로커 스의 플라스 미드 다운스트림의 가닥 코딩의 DPC 수리에 영향을 탐험. 마찬가지로, 우리는 복제 HEK293T 셀으로 페의 SV40 출처를 포함 하는 M13 플라스 미드를 사용 하 여 복제의 DPC 수리에 영향을 조사 하는 과정. 분석 결과 본 직접 조치 DPC 수리, 호스트 세포 활성화는 직접 견적 복구 하지 활동24,25등 다른 전략에 반대 설명. 또한, 시스템은 강력 하 고, 민감한, 고 정량. 다른 시스템과 달리, DPC 제거를 측정,이 분석 결과 완전 한 수리 이벤트, 즉검색, DPC 병 변 제거 될 뿐만 아니라 이중 DNA의 무결성을 완벽 하 게 복원17필요 합니다. 이것은 abasic 사이트와 닉스 또는 phosphodiester 등뼈에서 원래 DPC 병 변29으로 효과적으로 분석 결과 차단 하기 때문에.
이 보고서에 의해 만들어진 borohydride 트래핑 효소 반응의 중간, DPC의 특정 형식에 초점을 맞추고 있지만 우리는 현재 다른 단백질 및 병 변이 있는 Dpc의 수리 공부 방법 개발에 단백질 결합 DNA는 ribose 위치 보다는 오히려 nucleoside 기지를 통해 발생합니다. 감소 amination를 사용 하 여, 우리는 단백질 및 펩 티 드 crosslinks 구 아닌 또는 시 토 신에 연결 된 만든 DNA 뇌관30의 기본. 이러한 oligonucleotides 동질성을 정화 하 고 supercoiled 플라스 미드 DNA-단백질 및 DNA-펩 티 드 crosslinks 포함 된 생성 하는 데 사용 했다. 이러한 반응의 효율 다소 자세히 위의 설명 oxoguanine glycosylase crosslink 접근의 상대적 감소, 하는 동안 그들은 그럼에도 불구 하 고 성공적인 되었고 야생-타입에 이러한 기판 수리 시험 허용 그리고 뉴클레오티드 절단 복구 불충분 한 포유류 세포 라인. 우리는 또한 oxoguanine 병 변 및 이전 세포 뉴클레오티드 절단 복구 기계31통해 고쳐질 줬던 합성 ribose 콜레스테롤 켤레의 수리 공부 SSPE 정량 분석 결과 사용. 그림 2 그래픽 묘사로 Taq 중 합 효소에 의해 블록 뇌관 연장, 원칙적으로, 측정 될 수 있다 SSPE 정량 분석 결과 사용 하 여 어떤 병 변의 복구.
DPC 수리의 현재 모델 제안 큰 Dpc (> 10 kDa) 더 작은 펩 티 드 병 변 제거32,,3334이전에 분해 처리를 받게 됩니다. 이 베이스에 대 한 책임 대부분 후보는 프로테아좀 인지 스파르타20,,2135,,3637, 라는 인간 세포에 있는 특정 효소 38. SSPE 정량 분석 결과 사용 하 여 이러한 프로 테아의 역할에 대 한 추가 조사를 수행할 수 있습니다. 프로테아좀 억제제와 포함 하는 DPC 기판 transfection 이전 셀을 pretreat 사용 될 수 있습니다. 또는, 스파르타 최저의 셀 라인 큰 Dpc의 베이스의 역할을 명료 하 게 손상 된 플라스 미드와 페 수 있습니다.
crosslink를 만드는 데 사용 하는 방법에 관계 없이 또는 DNA 병 변의 자연의, SSPE 정량 방법론은 비판적으로 균질 DPC 플라스 미드 기판의 상당한 금액을 생성 하는 기능에 따라 강조 가치가 있다. 이 분석 등의 정화 covalently 필수 단계, 긁어 제거 하 뇌관 연장에 따라 폐쇄 원형 플라스 미드 또는 선형 플라스 미드 분자. 되도록 모든 후속 DPC 수리 관찰 하지 닉 감독 또는 이중 가닥 휴식 감독 복구 프로세스로 인해 이러한 오염 물질을 제거 되어야 합니다. 뇌관 연장 반응에 따라 supercoiled DNA의 충분 한 수량을 얻기 위해 실패 단일 가닥 dna oligonucleotide의 비율을 변화 하 여 극복할 수 있습니다. SSPE 정량 방법에 대 한 또 다른 중요 한 단계는 플라스 미드를 단백질의 가교 효율입니다. 이 연구에는 효율적인, 효소 반응 사용 되었다 crosslink 8-옥 소-구 아닌 병 변 oxoguanine glycosylase 단백질에. 하위 최적의 가교 반응에 추가 하는 단백질의 양을 변화 하 여 향상 시킬 수 있습니다.
이 보고서에 설명 된 결과 DPC 수리 기판 받는 세포로 소개 하는 lipofection에 의존, 하는 동안 아무 이유도, 선험적으로, 다른 transfections 메서드를 고용 수 없습니다. 우리 예비 연구를 수행 하 고 관찰 그 electroporation39 를 사용할 수 있습니다. 그러나, 우리의 경험에는 주목할 만한, electroporation transfection 효율 lipofection에 비해 감소 그리고 우리는 그것을 뿐만 아니라 DPC 기판의 1.5 µ g (최대 5 µ g) 캐리어 DNA 수리 데이터를 사용 하 여 필요한 발견. 전반적으로, 위에서 설명한 SSPE 정량 방법에 독점적으로 플라스 미드 DNA에 DPC 수리 검사 및 DNA 손상 응답에 새로운 통찰력을 생성 하는 혁신적인 방법을 제공 합니다.

여기에 설명 된 PCR 기반 분석 결과 불리 SSPE 정량 합니다. 이 방법의 목적은 플라스 미드 DNA 수리 부족 하 고 능숙 하 게 포유류 세포로 페에 DPC 수리 계량 하는 것입니다. 이 분석 결과 급속 한, 양적, 매우 유연 하 고, 그리고 직접 측정 복구 활동. 이 보고서는 Dpc의 수리 공부를이 방법론의 사용에 초점을 맞추고, 하는 동안 결과 아래 모든 병 변 Taq 중 합 효소는이 방법론을 사용 하 여 공부 될 수 있다 그 블록의 그 수리를 보여 줍니다.
이 방법의 개발 뒤에 근거는 포유류 세포 DPCs 복구 메커니즘에 대 한 통찰력을 얻을 것입니다. DNA 손상의 다른 유형과 달리 Dpc는 대규모 다양 한1,2. 연구는 세포질 단백질의 수백 될 수 있다, 원칙적으로, 각 단백질에 대 한 DNA를 가교 된 covalently 세포 DNA3에 연결 될 수 있는 수많은 아미노산 사이드 체인을 증명 하고있다. 또한, 뉴클레오티드 기초에 물론 ribose 설탕4,5에 여러 위치를 포함 하 여 DNA 등뼈에는 단백질에 대 한 수많은 화학 첨부 지점 있다. 이 화학 다양성 다른 생화학 경로 Dpc의 다른 종류를 복구에 의존 수 있습니다 전망을 발생 시킵니다. 그것은 염두에 두고 SSPE 정량 분석 결과 개발 되었다이 우려와 함께 했다.
몇 가지 기법 셀룰러 DPC 복구의 분자 생물학에 대 한 통찰력을 얻기 위해 개발 되었습니다. 다음은 주요 접근 개발 된, 주요 요약 강점과 약점에 대 한 개요 각 possess입니다. 그것은 그 동안이 요약 포유류 세포 배양 시스템에 DPC 수리의 연구에 초점을 맞추고, DPC 수리의 현재 모델에 상당한 기여 한 미생물 셀 무료 시스템에 설명 하지 않습니다를 사용 하 여 강조 가치가 있다 원고입니다.
아마도 DPC 수리의 유전학에 대 한 통찰력을 얻기 위해 취할 수 있는 가장 쉬운 전략 야생 형 및 돌연변이 세포 DPCs6,7을 유발 하는 에이전트에 노출에서 관찰 된 세포 죽음에 각각 감도 평가입니다. 이 전략은 비교적 빠르고, 저렴 한, 그리고 기본적인 셀 문화 기법을 수행 하는 기능을 넘어 특수 전문 지식이 필요 하지 않습니다. 이러한 장점을 상계이 방법는 다음을 포함 한 많은 제한이 있습니다. 첫째, 분석 결과 DNA 복구를 직접 측정 하지 않습니다. 이 전략을 기본 작업 가정은 그 인코딩 관련 DNA 수 선 단백질 유전자에 돌연변이 비활성화 DNA의 축적에서 결과 손상 해당 트리거 프로그램 된 세포 죽음. 그러나, DNA 복구 비 단백질을 부호화 하는 유전자에 돌연변이, 교장에 향상 (또는 감소) xenobiotic 유도 된 세포 죽음에 세포질 감도. 둘째, Dpc를 변함없이 만드는 에이전트 다른 유형의 DNA 손상 유도 (한 가지 예외는 5-아 자-2'-deoxycytadine, 하지만이 에이전트는 또한 세포 methyltransferase 레벨8감소). 따라서, 그것은 생각할 수 있는 질문에 에이전트에 향상 된 셀룰러 과민성 결함 interstrand crosslinks 또는 다른 장애의 복구에 반영 될 수 있습니다. 셋째, 위에서 언급 한 했다 Dpc 크게 이기종 클래스를 화학 crosslinks의 다른 종류의 구성 다른 단백질 파트너와 관련 된 나타냅니다. 그 동안 이러한 장애의 하나 이상의 특수형의 수리는 특정 유전 배경에서 변경 될 수 있습니다,이 차이 하지 못할 수 있습니다 크게 죽음이 에이전트에 의해 유도 된 세포질 과민성을 변경 가능 하다. 요약 하자면,이 전략 매력적인 출발점을 나타내는 위에서 설명한 제한 DPC 복구의 속도 론을 공부 다른, 좀 더 직접적인 방법을 추구의 중요성 강조.
다양 한 관련된 접근이이 목표를 달성 하기 위해 개발 되었습니다. 예를 들어, 수 사관 '무료' DNA와 ' 단백질 바인딩 ' DNA9,,1011사이 구별 하는 방법을 개발 했습니다. 이러한 방법을 사용 하 여, Dpc 또는 다른 유전 배경의 DPC 생산 에이전트에 다음 노출의 정상 수준 비교 가능 하다. 가장 널리 사용 되는 두 가지 전략 포함 니트로 막 바인딩 전략 또는 KCl/SDS 강수량12,13를 사용 하 여 무료 DNA에서 DPC 포함 된 DNA를 분리 한다. 전 접근 셀 lysed 있으며 nitrocellulose 필터를 통해 전달. 니트로 묶는 단백질, 때문에 필터 유지 DNA 단백질 연결, 무료 DNA 통과를 허용 합니다. 사실에 근거한 SDS 단백질 없는 DNA를 바인딩하고 KCl의 추가 의해 침전 될 수 있습니다 후자의 전략 단백질 바인딩 DNA 무료 DNA에서 분리 됩니다. 따라서, DNA 단백질 연결 언바운드 DNA 솔루션에서 남아 있는 동안 불용 성 된다. DPC 포함 된 DNA 수 다음 수 quantitated 방사선된 티 미 딘을 사용 하 여 (해당 되는 경우 셀 처음 metabolically 표시 했다) 또는 Hoechst 33258 같은 DNA 선택적인 형광 성 염료. 이러한 방법은 재현할 수 있으며 적은 수의 단계를 필요. 그러나, 그들은 화학 crosslink 통해 단백질 DNA에 연결의 본질에 대 한 정보를 제공 하지 않습니다. 또한, 그것은,이 분석 실험 DPC 거짓 불완전 복구, 즉, 분해 처리 되지 않을 수 있습니다. 쉽게 갇혀 또는 타고 난 DNA로 시 켰 던 작은 DNA-펩 티 드 crosslinks를 채 점 하 여 수리-견적 수 있습니다. 수리입니다.
혜성 분석 실험 셀14DPC 형성 시각화를 사용할 수 있습니다. 이 실험에서 Dpc의 존재는 다음 가수분해 공화국을 pretreating로 반전 될 수 있다 DNA 마이그레이션 감소 따라서, DPC 형성을 추정 하는 꼬리의 길이 사용할 수 있습니다. 그러나, 위에서 설명 했 듯이, DPC 형성 마약 꼬리 길이 변경할 수 있는 DNA 손상의 다른 종류를 만듭니다. 이 프로토콜은 또한 높은 기술 이며 전문 confocal 영상에서 훈련.
가교 에이전트15,,1617와 치료 다음과 DPC 수리 속도 론 연구 질량 분석을 사용할 수 있습니다. 이러한 실험 DPC 형성 작용 세포를 치료 하 고 biotin 캡처 또는 페 놀: 클로 프롬 (1:1) 추출 통해 Dpc를 분리. 질량 분석은 가교 된 단백질을 식별 또는 Dpc 시간이 지남에 형성의 금액을 quantitate 다음 사용할 수 있습니다. 이 방법의 주요 장점은 생산 데이터의 특성입니다. 그러나 그것은 정확 하 게 가교 된 다음 한 xenobiotic,,이 프로토콜에 노출 되는 단백질의 종류는 비싼, 시간이 소모 되 고 crosslink 검출 될 수 있습니다. 있는 형식에 의해 제한 됩니다 카탈로그 수 있습니다.
Maizels 외. 민감한 '레이더' 개발 (DNA에 급속 한 접근 adduct 복구)을 quantitate DNA-단백질의 immunodetection 분석 결과 adducts ELISA 기반 레이더 분석 결과18,19뿐만 아니라. 이 분석 실험은 adducts 뚜렷이 셀에서 형성 하 고 새로운 단백질을 식별 하기 위해 질량 분광학에 대 한 적합 한 샘플을 생성 하는 DNA-단백질 중간체를 트래핑에 대 한 특히 유용 합니다. 이 immunodetection 분석 결과 DNA-단백질 crosslink 캡처에 항 체의 가용성에 의존 하며, 따라서 저하 DNA-펩 티 드 adducts 그 양식을 복구 하는 동안 감지 능력이 되지 않을 수 있습니다. 최근, 특정 DPC 복구 DNA 복제 및 수리20,21동안는 Dpc는 작은 펩 티 드를 proteolyzed는 DNA 의존 metalloprotease 스파르타 발견에 연결 하는 통로. 상속 된 돌연변이이 유전자에서 게놈 불안정성, 조기 노화, 간 암22이 특징인 질병 인간에서 Ruijs-Aalfs 증후군과 연결 되어 있습니다. 유전자 조작된 스파르타 유전자 결함 쥐 비슷한 고기23표시합니다.
Transcriptional 활동의 호스트 셀 재 transfected 플라스 미드 DNA 기판24,25에 정의 된 장애의 수리 공부에 사용 되었습니다. 이러한 실험, Dpc (또는 다른 유형의 DNA 병 변)을 포함 하는 플라스 미드에에서는 기자, luciferase 등의 전사를 차단, 셀으로 페. 발광 측정 촬영된 24-72 h 나중은 다음 연관 DPC 복구. 그러나, 이러한 간접 수리 분석 실험 24 h 후 transfection 이전의 복구 이벤트를 감지 할 수 있다 하 고 부분적으로 복구 된 기판의 RNA 중 합 효소 바이패스와 완전 한 복구를 구분할 수 없습니다.
위에 기술 된 방법의 각각 장점이 고 DPC 수리의 현재 모델에 기여 하고있다. 그러나, SSPE 정량 분석 결과 여러 다른 방법으로 관련 된 제한 circumvents 및 따라서 DPC 복구 메커니즘에 대 한 좀 더 구체적인 통찰력을 제공할 수 있습니다. 예를 들어 SSPE 정량 분석 결과 직접 그대로 포유류 세포에서 DNA에 사이트별 Dpc의 수리를 측정할 수 있습니다. 이 메서드는 다양 하며 햄스터와 인간의 세포 transfection 다음에 수리 하기 위해 사용 되었습니다. 플라스 미드의 transfection는 경작된 한 포유류 세포의 lipofection 또는 electroporation를 사용 하 여 수행할 수 있습니다. 그것은 또한 정의 된 Dpc의 유일한 수리, 측정 그리고 DNA 손상의 다른 형식이 아닌 대부분의 DPC 형성 대리인에 의해 유도 된 보장 합니다. SSPE 정량은 수행 하기 위해, 저렴 한, 쉽고 빠르게. 이 분석 결과 사용 하 여 얻은 결과 빠르면 2 시간 후 transfection 수리 이벤트를 감지 했습니다. 이 메서드를 사용 하 여 DPC 수리 결과 영향을 미칠 수 있는 변수는 과민 하 고 효율적인 방식으로 공부 될 수 있다. 예를 들어 DPC 수리에 전사의 역할은 아직 엄격 하 게 평가 한다. SSPE 정량 분석 결과의 유연성으로 인해이 문제를 해결 하는 DPC의 가교 사이트를 조작할 수 있습니다. 또한, DPC 베어링 플라스 미드로 복제의 근원의 소개는 DPC 수리에서 복제의 영향을 해결 하기 위해 사용할 수 있습니다. 또한, 여러 crosslinks 여러 crosslinks 대 한 DPC의 복구에 차이 검사 하는 플라스 미드에 만들 수 있습니다. 이들은 질문을 염색체 DNA를 사용 하 여 대답 하기 어려운 것 이지만 쉽게 SSPE 정량 분석 결과 사용 하 여 해결할 수 있습니다. 전반적으로, SSPE 정량 분석 결과 정화, 알려진된 위치의 병 변을 포함 하는 그램 수량에 플라스 미드 DNA 필요 합니다. 그러나 Adducts 외에 DPC는이 분석 결과에 사용할 수 있습니다,, 병 변의 수 있어야 합니다 Taq 중 합 효소에 의해 확장을 차단.

<table><tbody><tr><td>8-oxoguanine modified oligo</td><td>Midland Certified Reagent Company</td><td>NA</td><td>Sequence: 5&amp;rsquo;AGGGTTTTCCA (8-oxo-dG)TCACGACGTT 3&amp;rsquo;</td></tr><tr><td>T4 PNK</td><td>NEB</td><td>M0201S</td><td></td></tr><tr><td>Single-stranded M13</td><td>NEB</td><td>N4040S</td><td></td></tr><tr><td>Taq polymerase</td><td>NEB</td><td>M0267L</td><td></td></tr><tr><td>ATP, 100mM</td><td>Thermo Scientific</td><td>R0441</td><td></td></tr><tr><td>dNTP Mix, 10mM each</td><td>Thermo Scientific</td><td>R0192</td><td></td></tr><tr><td>BSA</td><td>NEB</td><td>B9001S</td><td></td></tr><tr><td>T4 polymerase</td><td>NEB</td><td>M0203L</td><td></td></tr><tr><td>T4 ligase</td><td>NEB</td><td>M0202L</td><td></td></tr><tr><td>&amp;beta;-agarase</td><td>NEB</td><td>M0392S</td><td></td></tr><tr><td>Oxoguanine glycosylase 1</td><td>NEB</td><td>M0241S</td><td></td></tr><tr><td>SYBR Green PCR Master Mix</td><td>Applied Biosystems</td><td>4309155</td><td>green PCR master mix</td></tr><tr><td>Primer R</td><td>UMN Genomic Center</td><td>NA</td><td>5&amp;rsquo;CGGCTCGTATGTTGTGTG 3&amp;rsquo;</td></tr><tr><td>Primer L</td><td>UMN Genomic Center</td><td>NA</td><td>5&amp;rsquo; GCTGCAAGGCGATTAAGT 3&amp;rsquo;</td></tr><tr><td>Lipofectamine Reagent</td><td>Invitrogen</td><td>18324-012</td><td>transfection reagent&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>BspD1</td><td>NEB</td><td>R0557S</td><td></td></tr><tr><td>NEB buffer 2</td><td>NEB</td><td>B7002S</td><td></td></tr><tr><td>StepOnePlus Real Time PCR System</td><td>Applied Biosystems</td><td>4376600</td><td></td></tr><tr><td>UltraPure Buffer-Saturated Phenol</td><td>Invitrogen</td><td>15513-047</td><td></td></tr><tr><td>Chloroform, reagent ACS, spectro grade</td><td>ACROS</td><td>40463-5000</td><td></td></tr></tbody></table>

a simple, rapid, and quantitative assay to measure repair of dna-protein crosslinks on plasmids transfected into mammalian cells

이 방법의 목적은 포유류 세포에서 DNA-단백질 crosslink (DPC) 수리의 활동을 검토 하는 유연 하 고 신속한, 양적 기법을 제공 하는 것입니다. 세계적으로 xenobiotic 유도 또는 자발적인 염색체 DPC 제거의 제거 시 금, 보다는 오히려이 분석 결과 균질, 화학적으로 정의 된 병 변 특히 플라스 미드 DNA 기판 내에서 한 사이트에서 도입의 수리를 검사 합니다. 중요 한 것은,이 방법은 방사성 물질의 사용을 방지 하 고 비싼 또는 높은 전문 기술에 종속 되지 않습니다. 대신, 그것은 DNA 재조합 표준 절차와 널리 실시간, 정량적 중 합 효소 연쇄 반응 (정량) 계측에 의존합니다. 활용 하는 전략의 고유의 유연성, 가교 된 단백질의 크기 화학 결합 및 정확한 DNA의 특성을 감안할 때 첨부 파일이 사이트의 시퀀스 컨텍스트는 이들의 각각 기여를 해결 하기 위해 변화 될 수 있습니다. DPC 수리의 전반적인 효율성 매개 변수입니다. 이 메서드를 사용 하 여 사이트별 DPC를 포함 하는 플라스 미드는 세포로 페 했다 및 낮은 분자량 DNA 복구 후 transfection 시간 다양 한에서. 복구 된 DNA는 가닥 특정 뇌관 연장 (SSPE) 플라스 미드의 손상 된 물가에 보완 뇌관을 사용 하 여 다음 대상이 됩니다. DPC 병 변 블록 Taq DNA 중 합 효소, 이후 취소 복구에 복구 된 DNA의 비 수 수 양적 평가 정량 Pcr를 사용 하 여. 사이클 임계값 (CT) 값 % 각각 세포 라인의 다양 한 시간 지점에서 수리 계산에 사용 됩니다. 양적 평가 수리 하이 SSPE 정량 메서드를 사용하실 수 있습니다 어떤 DNA의 활동 adduct 그 블록 Taq 중 합 효소.

세포질 DPC 수리를 평가 하기 위해 SSPE 정량 분석 결과 활용 하기 위해서는 높은 품질 DPC 기판 수리의 충분 한 수량 (µ g 금액) 준비 되어야 한다. 이 제품을 얻으려면, 8 oxoguanine 잔류물을 포함 하는 oligonucleotide 되었고 보완에 단련 된 단일 가닥 DNA, 뇌관 연장, 젤만 covalently, 닫힌된 원형 제품 transfections (그림에 대 한 사용은 되도록 정화 1A).이 보고서는 borohydride 트래핑은 재조합 인간 oxoguanine glycosylase와 ribose 단위 사이 화학식 crosslink 더블-좌초 원형 플라스 미드 분자에 비록 유사한 기판에 초점을 맞추고 접근 화학적으로 다양 한 DPC 기판을 사용할 수 있습니다. Oxoguanine glycosylase/borohydride 트래핑 전략은 가교 반응의 매우 높은 효율을 주어진 특히 매력적 이다. 그림 1B같이 KCl/SDS 강수량 2로 소화 했다 DPC 기판에 수행 조각을 선택적으로 그리고 양이 많게 거의 고갈 DPC를 은닉 하는 DNA 파편. 이러한 결과 플라스 미드 기질 분자의 본질적으로 100% 단백질 crosslink 포함 결론을 지원 합니다.
프로토콜 섹션에 설명 된 SSPE 정량 분석 결과 정량 DPC 수리 transfection 포유류 세포에서 다음의 %를 계산 하 여 생성 된 CT 값을 사용 합니다. 그림 2 에서 알 수 있듯이 단백질 crosslink DPC 포함 된 물가에 단련 된 'R' 뇌관 연장에서 Taq 중 합 효소를 차단 합니다. 이 분석 결과의 두 번째, 중요 한 기능이입니다 SSPE 반응 (R 뇌관을 사용 하 여)의 8 라운드의 정량 분석 결과 수행 하기 전에 손상 되지 않은 (또는 수리) DNA 이러한 SSPE 반응 동안 확장 될 것 이다, 하는 동안 다운스트림 'L' 뇌관, 바인딩 사이트를 만드는 손상 된 DNA (또는 불완전 하 게 복구 된 DNA) 하지 연장 됩니다. 따라서, SSPE eight-fold에 의해 손상 되지 않은 (또는 수리) 각 가닥의 풍부를 증가합니다. 이 즉, 복구는 SSPE 단계 정량 전에 수행 된 샘플 3 명의 단위는 SSPE 정량 (그림 2) 이전에 수행 되지 않은 동일한 샘플 얻은 그 보다 낮은 CT 값을 표시 됩니다. CT 값 ΔCT, 라고 하는 두 가지 치료에 대 한 관찰에서 3 단위 차이 반영 사실 그 8 = 23. CT 값이이 델타 세포 DNA 복구 활동은 수식을 사용 하 여 계산에 사용할 수 있습니다: %DNA 수리 = (2ΔCT /23) x 100. 제어 실험 확인 델타 CT 값 약 3의 손상 되지 않은 기판 플라스 미드 SSPE 정량 (데이터 표시 되지 않음)를 복종 되었다 때 관찰 일관 되 게 되었다.
표 1 묘사 된 DPC 포함 된 플라스 미드 기판에서 생성 된 예를 들어 CT 값 복구 중국 햄스터 폐 섬유 아 세포에서 3 h와 8 h 후 transfection (테이블 1A), 뿐만 아니라에서 시간 0 샘플 즉,, 샘플을 프로토콜 섹션에 설명 된 대로 준비 했지만 하지 셀 (테이블1B)로 페. 또한 표에 ΔCT, 그리고 % 복구 값 (계산 하는 수식을 사용 하 여 2ΔCT/23 x 100)이이 샘플에서 가져온. 테이블 1A에서 볼 수 있듯이 샘플에서 계산 백분율 수리 수확 3 h 고 8 h 후 transfection는 각각 66%와 93% 있었다. 이러한 값은 다음 확인 하려면 0 h 샘플의 분석에서 얻은 그는 % 복구을 뺍니다. 표 1B 는 효율적인 가교 또는 transfection 전에 달성 하지 두 개의 다른 0 h 샘플에 대 한 CT 값을 보여 줍니다. 반면 저조한 가교 된 샘플 결과 CT 값 2.5 델타는 델타 0.8의 CT 값 가교 된 샘플 결과 효율적으로 날짜 하려면, 그것은 되지 않았습니다 정확 하 게에 0.8 배경 신호 소스를 확인 하 고 효율적으로 가교 된 0 h 샘플. 이 배경 중 자발적인 DPC 제거의 낮은 수준을 반영 하거나는 Taq의 낮은 수준으로 인해 중 합 효소 '우회' DPC 병 변 통해 합성 가능성이 크다: 매우 순화 된 단일 가닥 M13 기판에 광범위 한 실험 수행 지속적으로 나왔고 델타 약 0.8의 CT 값, 즉, 본질적으로 동일이 ' 배경 ' 확장 포함 하는 DPC 기판에서 본. 따라서, 그것은 작은 양의 'L' 뇌관 추가 될 때 이후 증폭 될 수 있는 제품의 세대에 결과 및 정량 수행 SSPE 중 'R' 뇌관의 잘못 못쓰게의 작은 정도. 날짜, PCR 상태를 조작 하 여이 배경 제거 하는 노력이이 결함을 해결 하지 못했습니다. 그러나, 위에서 설명한 빼기 전략 DPC 복구 활동의 정확한 추정을 허용 합니다. 그것은 가치 상승된 배경 가치 귀 착될 것 이다 플라스 미드에 단백질의 비효율적인 그 가교를 지적. 이것은 테이블 1B 비효율적인 단백질-DNA 가교 CT 값 높은 델타에서 시간 0에 대 한 결과에 제공 된 샘플 데이터에 그려져 있습니다. 따라서, 제어 실험 시작 transfections 및 델타 CT 값 임계값 삭제는 0.8 이상 높은 기판 이전 하지 수행 회자 됩니다. 정량 Pcr 프로토콜에서 설명 했 듯이, 각 샘플 pipetting 일관성을 보장 하기 위해 3 웰 스도 나누어져 있습니다. 이러한 복제는 해당 샘플에 대 한 CT 값을 가져오는 다음 평균 된다. 이탈 보다 ± 0.1 데이터 집합에서 제거 됩니다 복제 합니다. 모든 세 가지 복제는 각각 ± 0.1 이상 이탈, 일관 된 값은 때까지 SSPE 정량 분석 결과 칠 이다. 경험적 적어도 3 독립적인 transfections DPC 복구 효율성에 다양 한 매개 변수의 영향을 결정 하기 위해 통계 분석 대상이 될 수 있는 신뢰할 수 있는 평균 값을 얻기 위해 수행 되어야 합니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57413/57413fig1.jpg"> 그림 1입니다. DPC를 포함 하는 플라스 미드의 세대. (A)는 oligonucleotide 포함 하는 8-옥 소-구 아닌 잔류물 (레드)는 단일 가닥 dna (굵은 검은 원) 단련 더블-좌초 플라스 미드 (뇌관 확장 제품 파선으로 표시)을 만드는 확장. Ethidium 평범한 사람에 전기 이동 법, 따라 supercoiled DNA (빨간색 상자)에 해당 하는 밴드는 낮은 용융 agarose 젤에서 excised 이며 β-agarase와 소화. 레인: (1) 분자량 마커, (2) 단일 가닥 DNA, (3) 이중 가닥 DNA, 뇌관 (4) 확장 샘플. (B) Oxoguanine glycosylase (약식된 hOGG1, 주황색 원으로 표시) 나트륨 cyanoborohydride 통해 8-옥 소-구 아닌 잔류물에 가교 화 이며 결과 DPC 기판 2800 기본적인 쌍, 무료 DNA 파편 및는 4400 생성 하 소화 기본적인 쌍 조각 단백질에 연결 된입니다. SDS는 다음 두 부분 중 하나는 KCl로 치료 이며 앙금 DPC 포함 된 DNA (오렌지 펠 릿으로 묘사)를 centrifuged으로 나누어져 있는 샘플에 추가 됩니다. (원심 분리기 튜브 블루 유체로 묘사)이 후자의 샘플 및 샘플 KCl에 노출 되지에서 상쾌한 젤 전기 이동 법을 복종 된다. 레인: (1) 분자량 마커, (2)-KCl, (3) + KCl. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57413/57413fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57413/57413fig2.jpg"> 그림 2: SSPE 정량 통해 손상 된 플라스 미드의 정량화. 플라스 미드 DNA 변성 그리고 손상 된 스트랜드 (R)에 무료 뇌관 단련 및 확장. 이 과정은 총 8 사이클에 대 한 반복 됩니다. 손상 된 기판 (맨 위), Taq 중 합 효소 DPC 병 변에 의해 차단 되 고 전체 길이 제품 가닥을 생성 하지 않습니다. 반면, 수리 기판 (아래)와 Taq 중 합 효소 입문서 나에 대 한 바인딩 사이트를 포함 하는 전장 제품 물가 생산할 예정 이다 8 주기 후 뇌관 L을 추가 하 고 주기 임계값 값 정량 Pcr를 사용 하 여 결정 됩니다. 손상 되 고 손상 되지 않은 기판에 대 한 예제 증폭 결과 DNA 정량 Pcr 및 DNA 뇌관 정량 이전 확장을 대표 하는 블루 전에 뇌관 연장 수술을 나타내는 빨간색 라인 오른쪽에 그림. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/57413/57413fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">테이블 1A</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">시간</td>
			<td rowspan="2">-뇌관 연장</td>
			<td rowspan="2">+ 뇌관 연장</td>
			<td rowspan="2">Δ CT</td>
			<td>% 수리</td>
		</tr>
<tr>
<td>(2ΔCT/23x 100)</td>
		</tr>
<tr>
<td>3 h</td>
			<td>23.5</td>
			<td>21.1</td>
			<td>2.4</td>
			<td>66</td>
		</tr>
<tr>
<td>8 h</td>
			<td>29.4</td>
			<td>26.5</td>
			<td>2.9</td>
			<td>93</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="2">표 1B</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">시간</td>
			<td rowspan="2">-뇌관 연장</td>
			<td rowspan="2">+ 뇌관 연장</td>
			<td rowspan="2">Δ CT</td>
			<td>백분율 배경</td>
		</tr>
<tr>
<td>(2ΔCT/23x 100)</td>
		</tr>
<tr>
<td>0 h</td>
			<td>15.4</td>
			<td>14.6</td>
			<td>0.8</td>
			<td>22</td>
		</tr>
<tr>
<td>0 h</td>
			<td>15.4</td>
			<td>12.9</td>
			<td>2.5</td>
			<td>71</td>
		</tr>
</tbody></table>표 1: % 복구 SSPE 정량에서 생성 된 CT 값을 사용 하 여 계산. 3와 8 h 후 transfection V79 중국 햄스터 폐 섬유 아 세포에서 포함 하는 DPC 기판의 (A) 수리 페. (B) SSPE-0 h 샘플 하지 셀으로 페의 정량 Pcr 한 샘플의 DNA와 oxoguanine 사이 가교 반응의 효율성에서 glycosylase는 높은 (이 샘플 나왔고 낮은 델타 CT 값) 동안 다른 샘플 단백질 가교의 효율은 낮은 (이 샘플의 상대적으로 높은 델타 나왔고 CT 값)입니다. 자세한 내용은 대표 결과 의 텍스트를 참조 하십시오.

Watch this Scientific Journal Video about A Simple, Rapid, and Quantitative Assay to Measure Repair of DNA-protein Crosslinks on Plasmids Transfected into Mammalian Cells at JoVE.com

A Simple, Rapid, and Quantitative Assay to Measure Repair of DNA-protein Crosslinks on Plasmids Transfected into Mammalian Cells

간단 하 고 빠른, 양적 분석 결과에 플라스 미드 DNA-단백질 Crosslinks의 측정 수리에 포유류 세포로 페

이 프로토콜의 목표는 플라스 미드 DNA에 정의 된 DNA-단백질 crosslinks의 수리 계량. Lesioned 플라스 미드는 받는 사람 포유류 세포 선 및 여러 시간 포인트 후 transfection에 수확 하는 저 분자 무게에 페. DNA 복구 속도 스트랜드 특정 뇌관 연장 정량 뒤를 사용 하 여 정량.

The purpose of this method is to provide a flexible, rapid, and quantitative technique to examine the kinetics of DNA-protein crosslink (DPC) repair in ...

a-simple-rapid-quantitative-assay-to-measure-repair-dna-protein

Research

JoVE Journal

Genetics

8.2K 조회수.  University of Minnesota. 이 프로토콜의 목표는 플라스 미드 DNA에 정의 된 DNA-단백질 crosslinks의 수리 계량. Lesioned 플라스 미드는 받는 사람 포유류 세포 선 및 여러 시간 포인트 후 transfection에 수확 하는 저 분자 무게에 페. DNA 복구 속도 스트랜드 특정 뇌관 연장 정량 뒤를 사용 하 여 정량.

비디오: A Simple, Rapid, and Quantitative Assay to Measure Repair of DNA-protein Crosslinks on Plasmids Transfected into Mammalian Cells

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.

도구 나선 왜곡, 사이트 별 DNA Interstrand 가교의 처리에 건축 단백질 HMGB1의 역할을 연구하는

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

연구

유전학

Application of Laser Micro-irradiation for Examination of Single and Double Strand Break Repair in Mammalian Cells

Highly coordinated DNA repair pathways exist to detect, excise and replace damaged DNA bases, and coordinate repair of DNA strand breaks. While molecular biology techniques have clarified structure, enzymatic functions, and kinetics of repair proteins, there is still a need to understand how repair is coordinated within the nucleus. Laser micro-irradiation offers a powerful tool for inducing DNA damage and monitoring the recruitment of repair proteins. Induction of DNA damage by laser micro-irradiation can occur with a range of wavelengths, and users can reliably induce single strand breaks, base lesions and double strand breaks with a range of doses. Here, laser micro-irradiation is used to examine repair of single and double strand breaks induced by two common confocal laser wavelengths, 355 nm and 405 nm. Further, proper characterization of the applied laser dose for inducing specific damage mixtures is described, so users can reproducibly perform laser micro-irradiation data acquisition and analysis.

Confocal fluorescence microscopy and laser micro-irradiation offer tools for inducing DNA damage and monitoring the response of DNA repair proteins in selected sub-nuclear areas. This technique has significantly advanced our knowledge of damage detection, signaling, and recruitment. This manuscript demonstrates these technologies to examine single and double strand break repair.

단일의 검사 및 포유류 세포에서 이중 가닥 브레이크 수리에 대 한 레이저 마이크로-방사선의 응용

Highly coordinated DNA repair pathways exist to detect, excise and replace damaged DNA bases, and coordinate repair of DNA strand breaks. While molecular ...

암 연구학

Detection and Visualization of DNA Damage-induced Protein Complexes in Suspension Cell Cultures Using the Proximity Ligation Assay

The DNA damage response orchestrates the repair of DNA lesions that occur spontaneously, are caused by genotoxic stress, or appear in the context of programmed DNA breaks in lymphocytes. The Ataxia-Telangiectasia Mutated kinase (ATM), ATM- and Rad3-Related kinase (ATR) and the catalytic subunit of DNA-dependent Protein Kinase (DNA-PKcs) are among the first that are activated upon induction of DNA damage, and are central regulators of a network that controls DNA repair, apoptosis and cell survival. As part of a tumor-suppressive pathway, ATM and ATR activate p53 through phosphorylation, thereby regulating the transcriptional activity of p53. DNA damage also results in the formation of so-called ionizing radiation-induced foci (IRIF) that represent complexes of DNA damage sensor and repair proteins that accumulate at the sites of DNA damage, which are visualized by fluorescence microscopy. Co-localization of proteins in IRIFs, however, does not necessarily imply direct protein-protein interactions, as the resolution of fluorescence microscopy is limited. 
In situ Proximity Ligation Assay (PLA) is a novel technique that allows the direct visualization of protein-protein interactions in cells and tissues with unprecedented specificity and sensitivity. This technique is based on the spatial proximity of specific antibodies binding to the proteins of interest. When the interrogated proteins are within ~40 nm an amplification reaction is triggered by oligonucleotides that are conjugated to the antibodies, and the amplification product is visualized by fluorescent labeling, yielding a signal that corresponds to the subcellular location of the interacting proteins. Using the established functional interaction between ATM and p53 as an example, it is demonstrated here how PLA can be used in suspension cell cultures to study the direct interactions between proteins that are integral parts of the DNA damage response.

Here, it is demonstrated how the in situ Proximity Ligation Assay (PLA) can be used to detect and visualize the direct protein-protein interactions between ATM and p53 in suspension cell cultures exposed to genotoxic stress.

Proximity Ligation Assay를 이용한 현탁 세포 배양에서의 DNA 손상 유발 단백질 복합체의 검출 및 가시화

The DNA damage response orchestrates the repair of DNA lesions that occur spontaneously, are caused by genotoxic stress, or appear in the context of ...

생화학

Detection of Post-Replicative Gaps Accumulation and Repair in Human Cells Using the DNA Fiber Assay

The DNA fiber assay is a simple and robust method for the analysis of replication fork dynamics, based on the immunodetection of nucleotide analogs that are incorporated during DNA synthesis in human cells. However, this technique has a limited resolution of a few thousand kilobases. Consequently, post-replicative single-stranded DNA (ssDNA) gaps as small as a few hundred bases are not detectable by the standard assay. Here, we describe a modified version of the DNA fiber assay that utilizes the S1 nuclease, an enzyme that specifically cleaves ssDNA. In the presence of post-replicative ssDNA gaps, the S1 nuclease will target and cleave the gaps, generating shorter tracts that can be used as a read-out for ssDNA gaps on ongoing forks. These post-replicative ssDNA gaps are formed when damaged DNA is replicated discontinuously. They can be repaired via mechanisms uncoupled from genome replication, in a process known as gap-filling or post-replicative repair. Because gap-filling mechanisms involve DNA synthesis independent of the S phase, alterations in the DNA fiber labeling scheme can also be employed to monitor gap-filling events. Altogether, these modifications of the DNA fiber assay are powerful strategies to understand how post-replicative gaps are formed and filled in the genome of human cells.

Here we describe two modifications of the DNA fiber assay to investigate single-stranded DNA gaps in replicating DNA after lesion induction. The S1 fiber assay enables the detection of post-replicative gaps using the ssDNA-specific S1 endonuclease, while the gap-filling assay allows visualization and quantification of gap repair.

DNA 섬유 분석을 이용한 인간 세포에서의 복제 후 갭 축적 및 복구 검출

The DNA fiber assay is a simple and robust method for the analysis of replication fork dynamics, based on the immunodetection of nucleotide analogs that ...

Genetic Studies of Human DNA Repair Proteins Using Yeast as a Model System 

Understanding the roles of human DNA repair proteins in genetic pathways is a formidable challenge to many researchers. Genetic studies in mammalian systems have been limited due to the lack of readily available tools including defined mutant genetic cell lines, regulatory expression systems, and appropriate selectable markers. To circumvent these difficulties, model genetic systems in lower eukaryotes have become an attractive choice for the study of functionally conserved DNA repair proteins and pathways. We have developed a model yeast system to study the poorly defined genetic functions of the Werner syndrome helicase-nuclease (WRN) in nucleic acid metabolism. Cellular phenotypes associated with defined genetic mutant backgrounds can be investigated to clarify the cellular and molecular functions of WRN through its catalytic activities and protein interactions. The human WRN gene and associated variants, cloned into DNA plasmids for expression in yeast, can be placed under the control of a regulatory plasmid element. The expression construct can then be transformed into the appropriate yeast mutant background, and genetic function assayed by a variety of methodologies. Using this approach, we determined that WRN, like its related RecQ family members BLM and Sgs1, operates in a Top3-dependent pathway that is likely to be important for genomic stability. This is described in our recent publication [1] at <a href="http://www.impactaging.com">www.impactaging.com</a>. Detailed methods of specific assays for genetic complementation studies in yeast are provided in this paper.

Genetic Studies of Human DNA Repair Proteins Using Yeast as a Model System

Genetic studies in yeast can be employed to investigate the molecular and cellular functions of human genes in cellular DNA metabolism. Methods are described for the genetic characterization of the human WRN gene product defective in the premature aging disorder Werner syndrome in functionally conserved pathways using yeast as a tractable model system.

인간의 DNA 수리 단백질의 유전자 연구는 모델 시스템으로 효모를 사용하여

Understanding the roles of human DNA repair proteins in genetic pathways is a formidable challenge to many researchers.  Genetic studies in mammalian ...

생물학

Analysis of DNA Double-strand Break (DSB) Repair in Mammalian Cells

DNA double-strand breaks are the most dangerous DNA lesions that may lead to massive loss of genetic information and cell death. Cells repair DSBs using two major pathways: nonhomologous end joining (NHEJ) and homologous recombination (HR). Perturbations of NHEJ and HR are often associated with premature aging and tumorigenesis, hence it is important to have a quantitative way of measuring each DSB repair pathway. Our laboratory has developed fluorescent reporter constructs that allow sensitive and quantitative measurement of NHEJ and HR. The constructs are based on an engineered GFP gene containing recognition sites for a rare-cutting I-SceI endonuclease for induction of DSBs. The starting constructs are GFP negative as the GFP gene is inactivated by an additional exon, or by mutations. Successful repair of the I-SceI-induced breaks by NHEJ or HR restores the functional GFP gene. The number of GFP positive cells counted by flow cytometry provides quantitative measure of NHEJ or HR efficiency.

Analysis of DNA Double-strand Break DSB Repair in Mammalian Cells

This article describes GFP-based fluorescence in vivo assays that separately quantify homologous recombination and nonhomologous end joining in mammalian cells.

포유 동물 세포의 DNA 이중 가닥 브레이크 (DSB) 수리 분석

DNA double-strand breaks are the most dangerous DNA lesions that may lead to massive loss of genetic information and cell death.  Cells repair DSBs using ...

Nanoluciferase Reporter Assay를 사용한 DNA Double Strand Break Repair 정량화

Assessment of DNA Double Strand Break Repair Activity Using High-throughput and Quantitative Luminescence-Based Reporter Assays

The repair of DNA double strand breaks (DSBs) is crucial for the maintenance of genome stability and cell viability. DSB repair (DSBR) in cells is mediated through several mechanisms: homologous recombination (HR), non-homologous end joining (NHEJ), microhomology-mediated end joining (MMEJ), and single strand annealing (SSA). Cellular assays are essential to measure the proficiency and modulation of these pathways in response to various stimuli.
Here, we present a suite of extrachromosomal reporter assays that each measure the reconstitution of a nanoluciferase reporter gene by one of the four major DSBR pathways in cells. Upon transient transfection into cells of interest, repair of pathway-specific reporter substrates can be measured in under 24 h by the detection of Nanoluciferase (NanoLuc) luminescence.
These robust assays are quantitative, sensitive, titratable, and amenable to a high-throughput screening format. These properties provide broad applications in DNA repair research and drug discovery, complementing the currently available toolkit of cellular DSBR assays.

저자 스포트라이트: DNA 손상 반응을 표적으로 하는 새로운 항암 치료제 개발

We present protocols for the assessment of double strand break repair pathway proficiency in cells using a suite of luminescence-based extrachromosomal reporter substrates.

고처리량 및 정량적 발광 기반 리포터 분석을 사용한 DNA 이중 가닥 파손 복구 활성 평가

The repair of DNA double strand breaks (DSBs) is crucial for the maintenance of genome stability and cell viability. DSB repair (DSBR) in cells is ...

Ubiquitylated, SUMOylated 및 ADP-Ribosylated DNA-Protein Crosslinks 측정

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.

저자 스포트라이트: DNA 단백질 교차결합의 정량적 검출 및 번역 후 변형(Post-Translational Modifications)  

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.

DNA-단백질 가교 및 번역 후 변형의 정량적 검출

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

간단 하 고 빠른, 양적 분석 결과에 플라스 미드 DNA-단백질 Crosslinks의 측정 수리에 포유류 세포로 페

요약

더 많은 비디오 탐색

이 비디오의 챕터

도구 나선 왜곡, 사이트 별 DNA Interstrand 가교의 처리에 건축 단백질 HMGB1의 역할을 연구하는

단일의 검사 및 포유류 세포에서 이중 가닥 브레이크 수리에 대 한 레이저 마이크로-방사선의 응용

Proximity Ligation Assay를 이용한 현탁 세포 배양에서의 DNA 손상 유발 단백질 복합체의 검출 및 가시화

DNA 섬유 분석을 이용한 인간 세포에서의 복제 후 갭 축적 및 복구 검출

인간의 DNA 수리 단백질의 유전자 연구는 모델 시스템으로 효모를 사용하여

포유 동물 세포의 DNA 이중 가닥 브레이크 (DSB) 수리 분석

고처리량 및 정량적 발광 기반 리포터 분석을 사용한 DNA 이중 가닥 파손 복구 활성 평가

고처리량 및 정량적 발광 기반 리포터 분석을 사용한 DNA 이중 가닥 파손 복구 활성 평가

고처리량 및 정량적 발광 기반 리포터 분석을 사용한 DNA 이중 가닥 파손 복구 활성 평가

DNA-단백질 가교 및 번역 후 변형의 정량적 검출