Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
В этой статье представлены основные этапы иммуноокрашивания и иммунопреципитации хроматина. Эти протоколы обычно используются для изучения клеточных процессов, связанных с повреждением ДНК, а также для визуализации и количественной оценки набора белков, связанных с репарацией ДНК.
Клетки постоянно подвергаются воздействию различных повреждающих ДНК агентов, вызывая различные клеточные реакции. Применение биохимического и генетического подходов имеет важное значение для выявления клеточных событий, связанных с набором и сборкой комплексов репарации ДНК в месте повреждения ДНК. За последние несколько лет было разработано несколько мощных инструментов, чтобы вызвать повреждение ДНК, специфичное для сайта. Более того, новые семенные методы позволяют изучать эти процессы на уровне одноклеточного разрешения с использованием как фиксированных, так и живых клеток. Хотя эти методы были использованы для изучения различных биологических процессов, здесь мы представляем наиболее широко используемые протоколы в области репарации ДНК, флуоресцентного иммуноокрашивания (IF) и иммунопреципитации хроматина (ChIP), которые в сочетании с повреждением ДНК на основе эндонуклеазы позволяют визуализировать и количественно оценивать геномную занятость факторов репарации ДНК направленным и регулируемым образом, соответственно. Эти методы предоставляют исследователям мощные инструменты для идентификации новых белков, связанных с поврежденным геномным локусом, а также их постперекренческих модификаций, необходимых для их тонкой регуляции во время репарации ДНК.
Наш геном постоянно подвергается испытаниям со стороны различных агентов, повреждающих ДНК. Эти атаки могут происходить от источников окружающей среды, таких как ультрафиолетовый свет или облучение, а также от эндогенных источников, таких как побочные продукты метаболизма, вызванные окислительным стрессом или ошибками репликации1,2. Эти поражения могут влиять на целостность одной или обеих нитей ДНК, и если генерируемые ошибки становятся постоянными, это часто приводит к транслокациям и нестабильности генома, что может привести к опухолевомугенезу 3,4. Для поддержания целостности генома в ходе эволюции было разработано несколько систем восстановления. В соответствии с химическими и физическими свойствами конкретных типов повреждений ДНК могут быть активированы несколько механизмов репарации. Несоответствия, абосные участки, одноцепочечные разрывы и 8-оксогуанин (8-оксоГ) могут быть удалены либо путем восстановления несоответствия, либо путем восстановления основания-иссечения5,6. Поражения, вызванные УФ-индуцированными фотопродуктами и громоздкими аддуктами, могут быть восстановлены либо нуклеотидно-эксцизионной репарацией (NER), либо процессом двухцепочечного разрыва ДНК (DSBR)7,8. NER состоит из двух основных подпутей: транскрипционно-связанного NER (TC-NER) и глобального геномного NER (GG-NER). Что касается фазы клеточного цикла, то после индукции двухцепочечного разрыва ДНК могут быть активированы два подпутя: негомологичное конечное соединение (NHEJ) и гомологичная рекомбинация (HR)1,9. NHEJ, который является доминирующим путем в покоящихся клетках, может быть активирован во всех фазах клеточного цикла, представляя собой более быстрый, но подверженный ошибкампуть 10. С другой стороны, HR является безошибочным путем, в котором DSB восстанавливаются на основе поиска последовательности-гомологии сестринских хроматид, поэтому он в основном присутствует в фазах11клеточного цикла S и G2. Кроме того, микрогомологически-опосредованное конечное соединение (MMEJ) является еще одним механизмом восстановления DSB, отличным от вышеупомянутых, основанным на KU70/80- и RAD51-независимом способе повторного лигирования ранее резецированных микрогомологий последовательностей, фланкируя сломанные концы ДНК. Поэтому MMEJ считается подверженным ошибкам и очень мутагенным12. Во время репарации ДНК DSB могут индуцировать реакцию повреждения ДНК (DDR), что приводит к активации киназ контрольных точек, которые останавливают клеточный цикл во время репарации13,14,15. РДР активизируется в ответ на вербовку и широкое распространение инициаторов ключевых участников процесса ремонта вокруг поражений, способствуя формированию ремонтного очага. В этом раннем сигнальном каскаде ATM (Ataxia Telangiectasia Mutated) киназа играет ключевую роль, катализируя фосфорилирование варианта гистона H2AX в Ser139 (называемом γH2AX) вокруг поражения16. Это раннее событие отвечает за набор дополнительных факторов ремонта и начало процессов последующего ремонта. Хотя точная функция рекрутированных белков в центре репарации еще не полностью охарактеризована, образование и динамика репараторных очагов были исследованы несколькими лабораториями. Эти маркеры широко используются для отслеживания кинетики ремонта, но их точная роль в процессе ремонта остается неуловимой. Из-за большого значения, но плохого понимания клеточных процессов, связанных с репарацией ДНК, до сих пор было разработано несколько методов для индуцирования и визуализации ГДР.
Были созданы различные методы и системы, чтобы вызвать желаемый тип повреждения ДНК. Например, некоторые агенты [такие как неокарзиностатин (NCS), флеомицин, блеомицин, γ облучение, УФ] могут индуцировать большое количество случайных разрывов ДНК в непрогностических геномных позициях, в то время как другие (эндонуклеазы, такие как AsiSI, I-PpoI или I-SceI, а также лазерное полосание) могут вызывать разрывы ДНК в известных геномных локусах17,18,19,20,21. Здесь мы сосредоточимся на методах на основе эндонуклеазы, которые в настоящее время используются для изучения DDR в клетках млекопитающих и дрожжей. Помимо выделения принципов этих методов, мы подчеркиваем как их преимущества, так и недостатки.
1. Иммунодетекция специфических белков
2. Иммунопреципитация хроматина
Изучение направленных на сайт процессов репарации DSB в клетках может быть достигнуто либо путем стабильной, либо путем транзиторной трансфекции. Однако следует отметить, что стабильная трансфекция обеспечивает однородную клеточную популяцию, что дает единый и, следовательно, более на...
Хотя репарации ДНК является относительно недавней областью исследований, наши знания быстро расширяются с помощью различных биохимических и микроскопических методов. Сохранение генетической информации имеет решающее значение для клеток, поскольку мутации, происходящие в генах, уча?...
Никакой
Это исследование финансировалось грантом Национального офиса исследований, разработок и инноваций GINOP-2.3.2-15-2016-00020, GINOP-2.3.2-15-2016-00036, GINOP-2.2.1-15-2017-00052, EFOP 3.6.3-VEKOP-16-2017-00009, NKFI-FK 132080, исследовательской стипендией Яноша Больяй Венгерской академии наук BO/27/20, ÚNKP-20-5-SZTE-265, краткосрочной стипендией EMBO 8513 и Фондом Tempus.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
4-OHT | Sigma Aldrich | H7904 | |
Agarose | Lonza | 50004 | |
Antibiotic-Antimycotic Solution (100×), Stabilized | Sigma Aldrich | A5955 | |
Anti-gamma H2A.X (phospho S139) antibody | Abcam | ab26350 | |
Bovine Serum Fraction V albumin | Biosera | PM-T1725 | |
TrackIt™ Cyan/Yellow Loading Buffer | Thermo Fisher Scientific | 10482035 | |
DMEM with 1.0 g/L Glucose, without L-Glutamine | Lonza | 12-707F | |
Doxycycline | Sigma Aldrich | D9891 | |
Dynabeads™ M-280 Sheep Anti-Mouse IgG | Invitrogen | 11202D | |
Dynabeads™ M-280 Sheep Anti-Rabbit IgG | Invitrogen | 11204D | |
EDTA | Sigma Aldrich | E6758 | |
EGTA | Sigma Aldrich | E3889 | |
Ethanol | Molar Chemicals | 02910-101-340 | |
Fetal Bovine Serum (South America Origin), EU-approved | Gibco | ECS0180L | |
Formaldehyde 37% solution free from acid | Sigma Aldrich | 1.03999 | |
GlutaMAX™ Supplement | Thermo Fisher Scientific | 35050038 | |
Glycine | Sigma Aldrich | 50046 | |
IPure kit v2 | Diagenode | C03010015 | |
Isoamyl alcohol | Sigma Aldrich | W205702 | |
LiCl | Sigma Aldrich | L9650 | |
NaCl | Sigma Aldrich | S5886 | |
Na-DOC | Sigma Aldrich | D6750 | |
NaHCO3 | Sigma Aldrich | S5761 | |
Neocarzinostatin from Streptomyces carzinostaticus | Sigma Aldrich | N9162 | |
NP-40 | Sigma Aldrich | I8896 | |
PBS Powder without Ca2+, Mg2+ | Sigma Aldrich | L182-50-BC | |
Phenol | Sigma Aldrich | P4557 | |
PIPES | Sigma Aldrich | P1851 | |
Polysorbate 20 (Tween 20) | Molar Chemicals | 09400-203-190 | |
KCl | Sigma Aldrich | P5405 | |
ProLong™ Gold Antifade Mountant with DAPI | Thermo Fisher Scientific | P36935 | |
Protease Inhibitor Cocktail Set I | Roche | 11873580001 | |
Proteinase K | Sigma Aldrich | P2308 | |
P-S2056 DNAPKcs antibody | Abcam | ab18192 | |
RNase A | Roche | 10109169001 | |
CH3COONa | Sigma Aldrich | S2889 | |
SDS | Sigma Aldrich | L3771 | |
Tris Acetate-EDTA buffer | Sigma Aldrich | T6025 | |
Tris-HCl | Sigma Aldrich | 91228 | |
TRITON X-100 | Molar Chemicals | 09370-006-340 | |
Trypsin from porcine pancreas | Sigma Aldrich | T4799 | |
Trypsin-EDTA (0.5%), no phenol red | Gibco | 15400054 |
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