Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
CENP-A вездесущность является важным требованием для осаждения CENP-A в центрометре, унаследованного через димеризацию между делением клеток, и необходимым для жизнеспособности клеток. Здесь мы описываем анализ массовой спектрометрии для выявления повсеместного ирования белка CENP-A (EYFP-CENP-A).
Изучение структуры и динамики кинетохоров и центромер имеет важное значение для понимания хромосомной нестабильности (CIN) и прогрессирования рака. Как хромосомное расположение и функция центрометра (т.е. центрометрической идентичности) определяются и участвуют в точной хромосомной сегрегации является фундаментальным вопросом. CENP-A предлагается быть индикатором не-ДНК (эпигенетический знак) центрометрической идентичности, и CENP-A вездесущность требуется для осаждения CENP-A на центрроме, унаследованном через димеризацию между делением клеток, и незаменима для жизнеспособности клеток.
Здесь мы описываем анализ массовой спектрометрии для выявления повсеместного eyFP-CENP-A K124R мутанта, предполагающего, что повсеместное распространение в другом лизине индуцируется из-за пометки EYFP в мутантном белке CENP-A K124R. Была успешно выявлена вездесущность Lysine 306 (K306) в EYFP-CENP-A K124R, что соответствует лизину 56 (K56) в CENP-A с помощью анализа масс-спектрометрии. Предостережение обсуждается при использовании GFP/EYFP или маркировке белка с высоким молекулярным весом в качестве инструмента для анализа функции белка. Текущий технический предел также обсуждается для обнаружения вездесущих полос, идентификации конкретного места вездесущности (ы), а также визуализации вездесущности в живых клетках или конкретной одной клетке в течение всего клеточного цикла.
Метод анализа масс-спектрометрии, представленный здесь, может быть применен к человеческому белку CENP-A с различными тегами и другими белками центрометрии. Эти комбинированные методы, состоящие из нескольких анализов/анализов, могут быть рекомендованы исследователям, заинтересованным в определении функциональных ролей вездесущности.
В большинстве эукариот, спиндельные микротрубочки должны прикрепляться к одной области каждой хромосомы, называется центрометр. Кинетохор представляет собой комплекс белков, которые расположены в центрометре. Изучение времени движения центрального и кинетохорного белка и структуры кинетохоров и центромер имеет важное значение для понимания нестабильности хромосом (CIN) и прогрессирования рака. Ключевыми вопросами являются то, как определяются хромосомное расположение и функция центрометра (т.е. центрометрической идентичности) и как они участвуют в точной хромосомной сегрегации. У большинства видов наличие специального нуклеосомы, содержащего специфический гистоноподобный белок под названием CENP-A, определяет центральномерную идентичность. Поэтому предполагается, что CENP-A является индикатором не ДНК (эпигенетический знак) центрометрической идентичности. Важно выяснить механизм того, как CENP-A определяет центрометрию идентичности у людей.
Холлидей соединения распознавания белка (HJURP) является CENP-A-специфический сопровождатель, который депозиты CENP-A в центрометрических нуклеосом1,2,3. Ранее мы сообщали, что CUL4A-RBX1-COPS8 E3 лигаза необходима для CENP-A вездесущность на лизине 124 (K124) и центрромной локализации4. Кроме того, наши результаты показали, что центрометричный набор вновь синтезированных CENP-A требует уже существующих вездесущих CENP-A5. Таким образом, была представлена модель, предполагающая, что вездесущность CENP-A наследуется путем димеризации между делениями клеток.
В отличие от наших выводов и выводов Yu et al., отрицательные результаты относительно CENP-A и его центрометрической локализации были недавно опубликованы6. В статье утверждалось, что ceNP-A изменения на лизине 124 (K124) являются необязательными для создания, обслуживания и долгосрочной функции человеческих центромерес, на основе их негативных результатов, показывающих, что мутация K124R не влияет на локализацию CENP-A centromere ни жизнеспособность клеток6. Тем не менее, есть достаточно места для обсуждения в их результатах и выводах, и мы уже описали, какая проблема может быть в их предыдущей публикации7. Следует обратить внимание на то, что они сплавили белки с CENP-A, которые имеют гораздо большие молекулярные веса, чем размер эндогенного CENP-A: например, они сплавили 30 кДа повышенного желтого флуоресцентного белка (EYFP) до 16-/F kDa CENP-A и проанализировали EYFP-CENP-A K124R в их протеине слияния Е.1. K124 убиквитин, как ожидается, не связывать непосредственно с HJURP на основе структурных прогнозов4, однако, добавление моно-убиквитин, по прогнозам, будет иметь влияние на протеиновую конформацию CENP-A. Белок конформации CENP-A может быть изменен наличием большого синтезного белка, и это конформационное изменение может замаскировать структурные изменения, вызванные потерей вездесущности. Мы предполагаем, что слияние крупногабаритного белка вызывает повсеместное распространение в лизине, кроме K124 в EYFP-CENP-A K124R мутант и это вездесущность на другом сайте ингибирует / маски оригинального K124R одного мутанта фенотипа. Доказательства того, что вездесущность происходит при различных лизинах в CENP-A K124R мутантный белок с большим протеином тега (EYFP) было сообщено в нашей предыдущей публикации8. Было установлено, что пометка EYFP вызывает повсеместное распространение другого лизинового сайта EYFP-CENP-A K124R и что мутант EYFP-CENP-A K124R связывается с HJURP. В результате, эта вездесущность на другом сайте ингибирует/маски оригинального фенотипа-мутанта K124R, и оба мутанта EYFP-CENP-A WT и K124R показали центрометрию локализации (мы использовали и сравнивали pBabe-EYFP-CENP-A WT и K124R-мутант, вместе с контролем pBabe-EYFP). Результаты показали, что помеченные флагом или немаркированные CENP-A K124R мутанты смертельно опасны, но могут быть спасены моноубиквитином синтезом, что свидетельствует о том, что вездесущение CENP-A является необходимым для жизнеспособности клеток.
В последние годы, многие исследования разработали различные анализы для выявления постпереводных модификаций (PTMs) белка CENP-A и других центрально-кинетохоровых белков как in vivo и in vitro9,10,11. По аналогии с ПТС гистоновых белков, которые являются основным механизмом, регулирующим функцию хроматина, ПТМ центрометрических компонентов хроматина также участвуют в важном механизме регулирования общей структуры и функции центрометров. Большинство сайтов CENP-A PTM специфичны для ceNP-A-содержащих нуклеосом, хотя некоторые из них сохраняются в гистон H3, что свидетельствует о том, что модификация этих остатков способствует функции центрометра. PTMs CENP-A, включая фосфорилирование, ацетилирование, метилирование, и вездесущность были ранее сообщалось9, предполагая, что CENP-A подвергается различным ПТМ и их комбинаторных массивов на его аминокислотной конечной и C-термин гистон-фолд домена. Важность модификаций CENP-A в различных функциях была выявлена многими группами, включая нашу. Эти функции включают осаждение CENP-A на центромерах, стабильность белка, и набор CCAN (составная центрометрическая связанная сеть)9. Тем не менее, ограниченные исследования и выводы CENP-A PTMs заранее, где сравнения сделаны с одним из канонических гистонов, которые прямо или косвенно регулируют их функцию. Технические доклады, посвященные методологии выявления этих ПТС CENP-A, также ограничены.
Потому что CENP-A вездесущность требуется для осаждения CENP-A в центрометре12, унаследованной через димеризацию между делением клеток5, и необходимым для жизнеспособности клеток8, метод для определения CENP-A вездесущность будет иметь важное значение в будущем для изучения функциональной активности, позиционирования и структуры центрометра. Поэтому здесь мы описываем анализ массовой спектрометрии для выявления повсеместного ания мутанта EYFP-CENP-A K124R, предполагающего, что пометка EYFP вызывает убиквитирование в другом лизине в мутантном белке CENP-A K124R8. Протоколы других контрольных анализов и анализов (анализ иммунофлуоресценции, анализ нароста, и ин vivo ubiquitylation analysissay) также представлены для обсуждения результатов анализа крупной масс-спектрометрии должным образом.
1. Культура клеток и ретровирусная трансфекция конструкций pBabe-EYFP-CENP-A
ПРИМЕЧАНИЕ: EYFP-CENP-A выражается от pBabe-EYFP-CENP-A на аналогичном уровне белка до эндогенного CENP-A. Общий клеточный белок CENP-A заменяется этим EYFP-CENP-A после нарушения CENP-A-/F аллеля кре рекомбиназа, как в RPE-1 CENP-A-/- клетки6.
2. Иммунофлуоресценция клеток, содержащих pBabe-EYFP-CENP-A
3. Колония нарост анализы с использованием pBabe-EYFP-CENP-A после ретро-Cre вирусной инфекции
ПРИМЕЧАНИЕ: Причина для выполнения этого анализа заключается в сравнении жизнеспособности клеток между EYFP-CENP-A WT и K124R мутант после нарушения CENP-A-/F аллеля Кре рекомбиназы (после замены общего клеточного белка CENP-A).
4. Западный анализ помарки с использованием pBabe-EYFP-CENP-A
ПРИМЕЧАНИЕ: Обратитесь к ранее описанному методу13 для западного анализа помарки с использованием антител, указанных в рисунке 1B и рисунке 2A и таблице материалов для белков EYFP-CENP-A.
5. Культура клеток, трансфекция и инво вездесущя анализы с использованием p'CXIP-EYFP-CENP-A
ПРИМЕЧАНИЕ: Уровень белка EYFP-CENP-A, выраженный из p'CXIP-вектора, в 10 раз выше, чем уровень белка CENP-A. Использование этого вектора облегчает иммунопреципитацию большего количества белков EYFP-CENP-A, наблюдение полосы убиквитизации EYFP-CENP-A и выявление повсеместного eyFP-тегами ceNP-A (EYFP-CENP-A) с помощью анализа масс-спектрометрии.
6. Масс-спектрометрия для определения места повсеместного захоронения мутанта EYFP-CENP-A K124R
Мутант EYFP-CENP-A K124 показывает повсеместное распространение, взаимодействие с HJURP, и никаких дефектов в локализации центрометра ни летальности клеток. Здесь система, о которой сообщили Фачинетти и др. (2017)6 была переобочена: в диплоидных клетках человека (RPE-1) с одним н?...
Здесь мы описали методы анализа масс-спектрометрии для выявления повсеместного EYFP-CENP-A K124R мутант, предполагая, что EYFP пометки вызывает вездесущность на другой лизин в CENP-A K124R мутант белка8. В наших результатах мы успешно определили повсеместное ubiquitylation на лизине 306 (K306) в EYFP-C...
Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.
Мы благодарим Чао-Джун Ли в Центре исследований моделей животных, Нанкинский университет для анализа масс-спектрометрии. Мы благодарим Янмини Далал, Тацуо Фукагава и нынешних исследователей из Центра исследований проблем животных, Нанкинского университета и Детского научно-исследовательского института рака Грейхи за их полезное обсуждение, экспериментальное руководство и реагенты. Мы благодарим Дона У. Кливленда, Даниэле Фачинетти, Янмини Далала, Мина Буя, Густаво В. Леоне, Джона Томпсона, Лоуренса С. Киршнера, Амруту Аштекар, Бена Э. Блэка, Гленниса А. Логсдона, Кэндзи Таго и Дон С. Чендлера за их щедрые подарки реагентов. Y.N. была поддержана Цзянсу провинции "двойной первый класс" Строительный фонд, Цзянсу провинции естественных наук фонда (SBK2019021248), провинция Цзянсу16-й Шесть больших талантов Пики фонда (TD-SWYY-001), провинция Цзянсу "Иностранный эксперт Сто талантов программа" Фонд (SBK2019010048), и Национальный фонд естественных наук в Китае (31970665). Это исследование было частично поддержано грантом NCI R21 CA205659.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Equpiments/Tools | |||
0.5 ml protein low binding tubes | Eppendorf | 022431064 | For mass spectrometry analysis |
10cm cell culture dish | BIOFIL/JET, China | 700224 | 10 cm tissue culture dish (Yohei lab, PN63) |
6 Well Cell Culture Cluster | Fisher/Corning Incorporated | 07-200-83 | 6-well culture plate |
CentriVap | LABCONCO | - | Benchtop vacuum concentrator for vaccum dry peptides for mass spectrometry analysis |
ChromXP C18CL, 120A, 15 cm x 75 μm | Eksigent Technologies | 805-00120 | Liquid chromatography (RPLC) column for mass spectrometry analysis |
HCX PL APO 100x oil immersion lens | Leica | LEICA HCX PL APO NA 1.40 OIL PHE | 100X Oil immersion lens |
HCX PL APO 63x oil immersion lens | Leica | LEICA HCX PL APO NA 1.40 OIL PH 3 CS | 63X Oil immersion lens |
Immobilon-FL PVDF Transfer Membrane | EMD Millipore | IPVH00010 | For western blot |
Leica DM IRE2 motorized fluorescence microscope | Leica | - | motorized fluorescence microscope |
Leica EL6000 compact light source | Leica | External light source for fluorescent excitation | |
Micro Cover glass (22 mm x 22 mm) | Surgipath | 105 | Cover glass (22 mm x 22 mm) |
Model V16-2 polyacrylamide gel electrophoresis apparatus | Apogee Electrophoresis/CORE Life Sciences | 31071010 | Gel electrophoresis apparatus I to apply bigger SDS-PAGE gel |
nanoLC.2D | Eksigent Technologies | - | liquid chromatography system for mass spectrometry analysis |
NuPAGE 4%-12% Bis-Tris Protein Gels | Thermo Fisher | NP0335BOX | The commercially available 4%-12% Bis-Tris protein gels for mass spectrometry analysis |
Olympus FLUOVIEW FV3000 confocal laser scanning microscope | Olympus | - | Confocal laser scanning microscope (https://www.olympus-lifescience.com.cn/en/support/ downloads/#!dlOpen=%23detail847250519) |
ORCA-R2 Degital CCD camera | Hamamatsu | C10600-10B | CCD camera |
PAP Pen | Binding Site | AD100.1 | For a water repellant barrier in immunofluorescent staining |
TISSUE CULTURE DISHES 10CM | VWR | 25382-166 | 10 cm tissue culture dish |
Vertical electrophoresis for gel running (big size) | Junyi, China | JY-SCZ6+ | Gel electrophoresis apparatus II to apply bigger SDS-PAGE gel (Yohei lab, PE23) |
VWR Micro Slides, Frosted | VWR International | 48312-013 | Micro slides |
Primary antibodies | |||
Anti-CENP-A antibody | Stressgen/Enzo Life Sciences | KAM-CC006 | Mouse monoclonal antibody |
Anti-CENP-B antibody | Novus Biologicals | H00001059-B01P | Mouse monoclonal antibody |
anti-GAPDH | ABCAM | ab37168 | Rabbit polyclonal antibody |
anti-GAPDH | Invitrogen | PA1987 | Rabbit polyclonal antibody |
anti-GFP antibody | ANTI #76 (Homemade antibody) | Rabbit polyclonal antibody | |
anti-HA (3F10) | Roche | 11815016001 | Rat monoclonal antibody |
anti-HJURP | Proteintech Group | 15283–1-AP | Rabbit polyclonal antibody |
anti-Ubiquitin | Bethyl Laboratories | A300-317A-1 | Rabbit polyclonal antibody |
Reagents | |||
Bio-Rad Protein Assay | Bio-Rad | 500-0006 | Commercial protein assay reagent I for measurement of protein concentration (compatible with 0.1% SDS) |
Branson SONIFIER 450 | Sonicator | ||
Branson Ultrasonics sonicator Microtip Step, Solid, Threaded 9.5 mm | VWR Scientific Products Inc. | 33995-325 | Disruptor horn for sonication |
Branson Ultrasonics sonicator Microtip Tapered 6.5 mm | VWR Scientific Products Inc. | 33996-185 | Microtip for sonication |
Buffer A1 | - | - | 20 mM Tris-HCl, pH 7.4; 50 mM NaCl; 0.5% Nonidet P-40; 0.5% deoxycholate; 0.5% SDS; 1 mM EDTA; complete EDTA-free protease inhibitor reagent |
Complete EDTA-free protease inhibitor cocktail | Roche | 11-873-580-001 | Complete EDTA-free protease inhibitor reagent for buffer A1 |
Coomassie brilliant blue R-250 | BBI Life Sciences | CAS 6104-59-2 | Coomassie blue solution for mass spectrometry analysis |
Crystal violet solution (2.3% crystal violet, 0.1% ammonium oxylate, 20% ethanol) | SigmaI-Aldrich | HT90132-1L | For colony staining |
DAPI | SIGMA-SLDRICH | D9542 | For nuclear staining |
DMEM: F12 Medium | ATCC | 30-2006 | DMEM: F12 Medium |
Fetal Bovine Serum, certified, heat inactivated, US origin | Life Technologies/Gibco | 10082 | FBS (fetal bovine serum) |
High-glucose DMEM (Dulbecco’s modified Eagle’s medium) | Life Technologies/BioWhittaker | 12-604 | high-glucose DMEM |
Lipofectamin 3000 | Life Technologies/Invitrogen | L3000 | Transfection reagent I for chemical transfection |
Lipofectamin 3000, P3000 solution | Life Technologies/Invitrogen | L3000 | Transfection reagent II for chemical transfection |
Methanol | Fisher | A412-4 | Fixation reagant |
Non fat powdered milk (approved substitution for carnation powdered milk) | Fisher Scientific | NC9255871 (Reorder No. 190915; Lot# 90629) | Non-fat skim milk |
Opti-MEM I | Life Technologies/Invitrogen | 31985 | Reduced serum media |
p-phenylenediamine | SIGMA-SLDRICH | P6001 | For mounting medium |
Penicillin, Streptomycin; Liquid | Fisher/Gibco | 15-140 | Penicillin-streptomycin |
Poly-L-Lysine SOLUTION | SIGMA-SLDRICH | P 8920 | Poly-L-Lysine, 0.1% w/v, in water |
Polyethyleneimine [PEI]; 1.0 mg/ml | Polysciences | 23966–2 | Transfection reagent III for chemical transfection |
Protein A sepharose CL-4B beads | GE Healthcare/Amersham | 17-0963-03 | Protein A sepharose CL-4B beads for in vivo ubiquitylation assays using pQCXIP-EYFP-CENP-A |
Restore Western Blot Stripping Buffer | Thermo Scientific | PI21059 | Western Blot Stripping Buffer I |
Sequencing grade trypsin | Promega | V5111 | For mass spectrometry analysis |
SuperSignal West Femto Maximum Sensitivity Substrate | Thermo | 34095 | Ultra-sensitive enhanced chemiluminescent (ECL) substrate |
UltraPure Distilled Water | Life Technologies/Invitrogen/Gibco | 10977 | Sterile tissue culture grade water |
Western Blot Stripping Buffer II ((50 mM Tris-HCl, pH 6.85; 2% SDS; 50 mM DTT; 100 mM 2-Mercaptoethanol) | - | - | Western Blot Stripping Buffer II |
Secondary antibodies | |||
Alexa Fluor 488 Goat Anti-Rabbit IgG | Life Technologies/Invitrogen | A11008 | fluorophore-conjugated secondary antibody (Affinity-purified secondary antibody) |
Alexa Fluor 594 Goat Anti-Mouse IgG | Life Technologies/Invitrogen | A11005 | fluorophore-conjugated secondary antibody (Affinity-purified secondary antibody) |
Softwares | |||
Acquisition FV31S-SW software | Olympus | - | Sofware C1 (https://www.olympus-lifescience.com.cn/en/support/ downloads/#!dlOpen=%23detail847250519) |
Analysis FV31S-DT software | Olympus | - | Sofware C2 (https://www.olympus-lifescience.com.cn/en/support/ downloads/#!dlOpen=%23detail847250519) |
cellSens Dimension software Ver. 1. 18 | Olympus | - | Sofware C3 (https://www.olympus-lifescience.com.cn/en/ software/cellsens/) |
Image Studio Analysis Software Ver 4.0 | LI-COR Biosciences | - | Software D |
Molecular Imager Versadoc MP4000 System | Bio-Rad | - | Chemiluminescence imager for immunoblot detection |
Odyssey CLx Infrared imaging System | LI-COR Biosciences | - | Infrared imaging system for immunoblot detection |
OpenCFU saftware | - | - | For colony counting (http://opencfu.sourceforge.net/) |
Openlab version 5.5.2. Scientific Imaging Software | Improvision/PerkinElmer | - | Software A |
ProteinPilot Software version 4.5 | AB SCIEX | - | Software F for mass spectrometry analysis |
Quantity One 1-D analysis software | Bio-Rad | - | Software E |
TripleTOF 5600+ System | AB SCIEX | - | Mass spectrometry instrument |
Volocity version 6.3 3D Image Analysis Software (Volocity Acquisition) | PerkinElmer | - | Software B1 |
Volocity version 6.3 3D Image Analysis Software (Volocity Quantification) | PerkinElmer | - | Software B2 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены