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Method Article
Nós descrevemos um conjunto de ensaios para analisar os níveis de expressão de histonas linker H1. mRNA de genes H1 individuais são quantitativamente medido por acaso a transcrição reversa com base iniciador seguido por PCR em tempo real, enquanto que a quantificação de proteína de histonas H1 é conseguido através da análise por HPLC.
Histona H1 Linker liga-se à partícula núcleo nucleossomo e DNA linker, facilitando o dobramento da cromatina em estrutura de ordem superior. H1 é essencial para o desenvolvimento de mamíferos 1 e regula a expressão do gene específica in vivo 2-4. Entre as proteínas altamente conservadas histona, a família de histonas linker H1 é o grupo mais heterogénea. Existem 11 subtipos H1 em mamíferos que são diferencialmente regulados durante o desenvolvimento e em diferentes tipos celulares. Estes subtipos H1 incluem 5 somática H1s (H1a-e), o H1 substituição 0, 4 subtipos de células germinativas H1 específicos, e H1x 5. A presença de subtipos H1 múltiplas que diferem na afinidade de ligação ao ADN ea capacidade de compactação cromatina 6-9 fornece um nível adicional de modulação da função da cromatina. Assim, a análise quantitativa da expressão subtipos H1 individuais, tanto de ARNm e as proteínas, é necessário para melhor compreensão da regulação de maiorestrutura de ordem cromatina e função.
Descrevemos aqui um conjunto de ensaios concebidos para analisar os níveis de expressão dos subtipos H1 individuais (Figura 1). a expressão do mRNA de genes de variantes diferentes H1 é medido por um conjunto de altamente sensíveis e quantitativa transcrição reversa PCR (qRT-PCR), que são mais rápida, mais precisa e requerem amostras muito menos em comparação com a abordagem alternativa de análise de Northern blot. Ao contrário da maioria outras mensagens de ARNm celulares, mRNAs para os genes mais histona, incluindo a maioria dos genes H1, carecem de uma cauda poliA de comprimento, mas contêm uma estrutura de haste loop-na extremidade 3 'região não traduzida (UTR) 10. Portanto, cDNAs são preparados a partir de RNA total por transcrição inversa utilizando iniciadores aleatórios, em vez de oligo-dT iniciadores. Os ensaios em tempo real de PCR com primers específicos para cada subtipos H1 (Tabela 1) são realizados para obter medições altamente quantitativa dos níveis de mRNA de subtipo H1 indivíduos. A expressão de genes de limpeza são analisados como controlos para a normalização.
A abundância relativa de proteínas de cada subtipo H1 e histonas núcleo é obtido através de cromatografia líquida de fase reversa de alto desempenho (RP-HPLC) análise de histonas total extraído de células de mamíferos 11-13. O método de HPLC e as condições de eluição descrito aqui dar separações óptimas de subtipos H1 do rato. Pela quantificação do perfil de HPLC, calcula-se a proporção relativa de subtipos H1 individuais dentro da família H1, bem como determinar a H1 a razão de nucleossomas nas células.
1. Preparação de amostras e de extração de RNA
* Nota: o RNA pode também ser extraído usando o kit RNAeasy (Qiagen) de acordo com o manual do kit, ou por DNA / RNA kit (Qiagen), se ambos ADN e ARN são desejados.
2. Quantitativa reversa PCR de transcrição (qRT-PCR)
Subtipos histonas | Nomenclatura do mouse histona | Nomenclatura histona humana | ||
Genome ne | Não adesão. | Nome Gene | Não adesão. | |
H1a histona | Hist1h1a | NM_030609 | HIST1H1A (H1.1) | NM_005325 |
H1b histona | Hist1h1b | NM_020034 | HIST1H1B (H1.5) | NM_005322 |
H1c histona | Hist1h1c | NM_015786 | HIST1H1C (H1.2) | NM_005319 |
H1d histona | Hist1h1d | NM_145713 | HIST1H1D (H1.3) | NM_005320 |
H1E histona | Hist1h1e | NM_015787 | HIST1H1E (H1.4) | NM_005321 |
Histona H1 ° | H1f0 | NM_008197 | H1F0 | NM_005318 |
H1oo histona | H1foo | NM_183811 | H1FOO | NM_153833 |
H1t histona | Hist1h1t | NM_010377 | HIST1H1T | NM_005323 |
H1t2 histona | H1fnt | NM_027304 | H1FNT | NM_181788 |
H1x histona | H1fx | NM_198622 | H1FX | NM_006026 |
Hils1 histonas | Hils1 | NM_081792 | HILS1 | AY286318 |
Tabela 1. Nomenclatura subtipo Histona H1 em rato e humano.
* Todos os procedimentos devem ser realizadas em gelo ou a 4 ° C.
4. A análise por HPLC de histonas Linker
Tabela 2. Aumentando gradiente de acetonitrilo ao longo do tempo.
5. Os resultados representativos
A lista de subtipos H1 mamíferos, fluxograma global e os resultados representativos da análise da expressão de genes individuais histona H1 são mostrados na Tabela 1, Figura 1 e Figura 2-5, respectivamente.A Figura 2A mostra curvas típicas de amplificação de reacções de H1A qPCR utilizando ADNc preparada a partir de fígado de rato e mESCs, enquanto que a Figura 2B mostra as curvas de fusão derivadas dos amplicões correspondentes. A curva de fusão exibe um pico único característica, a temperatura de fusão (Tm) a 86 ° C para a PCR H1a amplicão, e carece de picos não-específicos de fundo, o que sugere uma alta especificidade de H1a ensaio qPCR. Avaliação da trama de amplificação (Figura 2A) mostra que as reacções em triplicado qPCR de cada amostra deu sinais consistentes com os valores quase idênticos Ct, sugerindo elevada reprodutibilidade. A falta de amplicões acumulação de RT (-)-qPCR reacções indica que a contaminação de ADN genómico não estava presente, ou mínima. Utilizando os valores de TC de genes H1 e genes de manutenção, tais como GAPDH, os níveis relativos de expressão de RNA de cada gene H1 foram calculados. Exemplos de resultados calculados para H1 ° e genes H1A são mostrados na Figura 3. Os níveis de expressão relativa de ARNm de H1a são mais elevados em comparação com mESCs fígado de rato, enquanto que H1 expressão ° é muito mais elevada no fígado do que em mESCs.
A diferença na expressão de H1a ou ° H1 em MESC versus adulto fígado de rato é também evidente a partir de perfis de HPLC de proteínas histonas (Figura 4). H1 °, o H1 diferenciação específica, é acumulado a uma grande quantidade de tecidos maduros, representando 27,2% do total de H1 no fígado adulto (Figura 5A). Em contraste, a proteína H1 ° é praticamente ausente no mESCs indiferenciadas (Figura 4B). Por outro lado, H1a é altamente expresso, tanto em transcritos de ARNm e proteínas, em mESCs (Figura 3 e 4B). Através da quantificação de picos H1 no perfil de HPLC, a proporção relativa de cada subtipo H1 indivíduo dentro da família H1 é determinada (Figura 5A). Além disso, os valores de subtipo H1 individual (ouH1 total) por nucleossomo pode ser calculada pela relação do valor de pico normalizada Um 214 de subtipos H1 correspondente (ou soma de H1 total) para uma metade da normalizada um 214 valores para H2B (Figura 5B).
Figura 1. Esquema geral de análise de expressão de mamífero linker-histona subtipos.
Figura 2. Os resultados representativos de H1a ensaio qPCR. (A) Ampliação da trama H1a ensaio qPCR. A linha de limiar e valores Ct definidos pelo software do sistema óptico IQ5 são indicadas. (B) Derivados derreter-curvas de produtos qPCR mostrado em (A).
Figura 3. Análise qRT-PCR de níveis de mRNA de H1a e ° H1 em mESCs e m adultoOuse fígado. Eixo Y representa os níveis de expressão relativa dos genes H1 à do gene GAPDH referência. qPCR com RT (-) amostras de RNA (transcrição reversa sem) mostra sinais mínimos ou não.
Figura 4. Análise por HPLC de histonas extraídos a partir de células de mamíferos. Inversão de fases de análise por HPLC de 100 ug histonas totais extraídos a partir de fígado de rato adulto (A) e CES de rato (B). Eixo X: tempo de eluição. Eixo Y: mAU, mili-absorção unidades.
Figura 5. H1 composição subtipo H1 e por razões de nucleossomo no fígado do rato adulto. Os valores de um 214 a área do pico para cada isoforma H1 e H2B são calculados usando o software UNICORN 5,11 (GE Healthcare) e normalizado pelo número de ligações peptídicas presentes na proteína correspondente histona. A soma normalizada A214 valores de todos os subtipos H1 é obtido como o valor para H1 total. A percentagem de H1 total para cada subtipo H1 (A), bem como a proporção de H1 a nucleossomo (representada por uma metade do normalizada um 214 valores de H2B) (B) no fígado do rato adulto são calculados a partir do perfil de HPLC mostrado na Figura 4A.
O conjunto de ensaios aqui apresentados permitir uma análise abrangente dos níveis de expressão de mamífero vinculador subtipos histonas. Adequadamente projetados qRT-PCR ensaios fornecem medições altamente sensível e precisa de mensagens de RNA a partir de quaisquer genes de mamíferos histona H1. A parte crítica de qRT-PCR ensaios para linker genes subtipo histona é a preparação de ADNc utilizando o iniciador aleatório baseado transcrição reversa. mRNA de genes mais histona, incluindo genes mais H1, não...
Não há conflitos de interesse declarados.
Este trabalho é apoiado pelo NIH concessão GM085261 e um Cancer Coalition Geórgia Prêmio Distinguished Scholar (a FA).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome do reagente | Companhia | Número de catálogo | |
RNase Zap | Applied Biosystems | AM9780 | |
Reagente Trizol | Invitrogen | 15596-018 | |
SuperScriptIII | Invitrogen | 18080-051 | |
Etanol absoluto | Fisher Scientific | BP2818-4 | |
QI SYBR Green | Bio-Rad | 170-8880 | |
Kit Mini RNeasy | Qiagen | 74104 | |
Desoxirribonuclease I | Sigma | AMP-D1 | |
Microseal placa de 96 poços de PCR | Bio-Rad | MSP-9605 | |
Auto-colantes 'B' Microseal | Bio-Rad | MSB-1001 | |
Sacarose | Organics Agros | AC40594 | |
Fosfato de sódio dibásico hepta-hidratado (Na 2 HPO 4 · 7H 2 O) | Fisher Scientific | BP332 | |
Cloreto de sódio (NaCl) | Americana Bioanalytical | AB01915 | |
Hepta-di-hidrogenofosfato de sódio (NaH 2 PO 4 · 7H2O) | Fisher Scientific | BP-330 | |
HEPES | Fisher Scientific | BP310 | |
Completa Mini proteinase comprimido coquetel inibidor | Roche Applied Science | 11836153001 | |
EDTA | Sigma | E-5134 | |
Fluoreto de Phenylmethanesulfonyl (PMSF) | Americana Bioanalytical | AB01620 | |
Nonidet-40 (NP-40) | Americana Bioanalytical | AB01425 | |
Cloreto de potássio (KCl) | Fisher Scientific | BP366 | |
Tris [hidroximetil aminometano] | Americana Bioanalytical | AB02000 | |
Cloreto de magnésio (MgCl2) | Fisher Scientific | BP214 | |
Ácido sulfúrico (H2SO4) | VWR | VW3648-3 | |
Hidróxido de amónio (NH4OH) | Organics Agros | AC42330 | |
Bradford Protein Assay | Bio-Rad | 500-0001 | |
Acetonitrila | EMD | AX0145-1 | |
Ácido trifluoroacético (TFA) | JTBaker | 9470-01 |
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