JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Genetics

प्रतिदीप्ति-सक्रिय न्यूक्लियस सॉर्टिंग का उपयोग करके वसा ऊतकों के साथ एडिपोसाइट्स-विशिष्ट एटीएसी-सेक

Published: March 17th, 2023

DOI:

10.3791/65033

1Department of Biochemistry and Molecular Biology, Indiana University School of Medicine

हम उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण (एटीएसी-सेक) के साथ ट्रांसपोसेज-सुलभ क्रोमैटिन के लिए परख के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं, विशेष रूप से परमाणु फ्लोरेसेंस लेबलिंग के साथ ट्रांसजेनिक रिपोर्टर चूहों से अलग वसा ऊतकों के साथ न्यूक्लियस सॉर्टिंग का उपयोग करके एडिपोसाइट्स पर।

उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण (एटीएसी-सेक) के साथ ट्रांसपोसेज-सुलभ क्रोमैटिन के लिए परख एक मजबूत तकनीक है जो जीनोम-वाइड क्रोमैटिन एक्सेसिबिलिटी प्रोफाइलिंग को सक्षम बनाती है। यह तकनीक जैविक प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला में जीन अभिव्यक्ति के नियामक तंत्र को समझने के लिए उपयोगी रही है। यद्यपि एटीएसी-सेक को विभिन्न प्रकार के नमूनों के लिए संशोधित किया गया है, लेकिन वसा ऊतकों के लिए एटीएसी-सेक विधियों के प्रभावी संशोधन नहीं हुए हैं। वसा ऊतकों के साथ चुनौतियों में जटिल सेलुलर विषमता, बड़ी लिपिड सामग्री और उच्च माइटोकॉन्ड्रियल संदूषण शामिल हैं। इन समस्याओं को दूर करने के लिए, हमने एक प्रोटोकॉल विकसित किया है जो ट्रांसजेनिक रिपोर्टर न्यूक्लियर टैगिंग और ट्रांसलेटिंग राइबोसोम एफिनिटी प्यूरीफिकेशन (एनयूटीआरएपी) माउस से वसा ऊतकों के साथ प्रतिदीप्ति-सक्रिय नाभिक छंटाई को नियोजित करके एडिपोसाइट-विशिष्ट एटीएसी-सेक की अनुमति देता है। यह प्रोटोकॉल न्यूक्लियस इनपुट और अभिकर्मकों की मात्रा को कम करते हुए न्यूनतम बर्बाद अनुक्रमण पढ़ने के साथ उच्च गुणवत्ता वाले डेटा का उत्पादन करता है। यह पेपर माउस वसा ऊतकों से अलग एडिपोसाइट नाभिक के उपयोग के लिए मान्य एटीएसी-सेक विधि के लिए विस्तृत चरण-दर-चरण निर्देश प्रदान करता है। यह प्रोटोकॉल विभिन्न जैविक उत्तेजनाओं पर एडिपोसाइट्स में क्रोमैटिन गतिशीलता की जांच में सहायता करेगा, जो उपन्यास जैविक अंतर्दृष्टि की अनुमति देगा।

वसा ऊतक, जो लिपिड अणुओं के रूप में अतिरिक्त ऊर्जा के भंडारण के लिए विशिष्ट है, चयापचय विनियमन के लिए एक महत्वपूर्ण अंग है। एडिपोसाइट्स गठन और रखरखाव का सख्त नियंत्रण वसा ऊतक समारोह और पूरे शरीर की ऊर्जा होमियोस्टेसिस के लिए महत्वपूर्ण है कई ट्रांसक्रिप्शनल नियामक एडिपोसाइट भेदभाव, प्लास्टिसिटी और फ़ंक्शन के नियंत्रण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; इनमें से कुछ नियामकों को मनुष्यों में चयापचय संबंधी विकारों में फंसाया गया है 2,3. जीन अभिव्यक्ति और एपिजेनोमिक विश्लेषण के लिए उच्च-थ्रूपुट अनुक्रमण तकनीकों में हालिया प्रगति ने एडिपोसाइट्स जीव विज्ञान 4 के आणविक नियामकों की खोज को और सुवि....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

पशु देखभाल और प्रयोग इंडियाना यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ मेडिसिन के संस्थागत पशु देखभाल और उपयोग समिति द्वारा अनुमोदित प्रक्रियाओं के अनुसार किया गया था।

1. प्रयोग शुरू करने से पहले तैयारी<.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

इस एटीएसी-सेक प्रोटोकॉल का उपयोग करके वसा ऊतक का विश्लेषण करने के लिए, हमने एडिपोक-न्यूट्रैप चूहों को उत्पन्न किया जिन्हें चाउ आहार खिलाया गया था; फिर हमने फ्लो साइटोमेट्री का उपयोग करके एपिडीडिमल सफे.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

इस पेपर में, हमने विवो में एडिपोसाइट्स-विशिष्ट क्रोमैटिन पहुंच का आकलन करने के लिए एक अनुकूलित एटीएसी-सेक प्रोटोकॉल प्रस्तुत किया है। एडिपोक-न्यूट्रैप माउस का उपयोग करके इस एटीएसी-सेक प्रोटोकॉल न.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

इस काम को IUSM शोआल्टर रिसर्च ट्रस्ट फंड (H.C.R.), मधुमेह और मेटाबोलिक रोग पायलट और व्यवहार्यता अनुदान (H.C.R.), नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ डायबिटीज एंड डाइजेस्टिव एंड किडनी डिजीज (R01DK129289 से H.C.R.), और अमेरिकन डायबिटीज एसोसिएशन जूनियर फैकल्टी अवार्ड (7-21-JDF-056 से H.C.R.) द्वारा समर्थित किया गया था।

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
Animals
Adiponectin-Cre mouseThe Jackson Laboratory28020
NuTRAP mouseThe Jackson Laboratory29899
Reagents & Materials
1.5 mL DNA-LoBind tubesEppendorf86-923
100 µm cell strainerFalcon352-360
15 mL tubesVWR525-1071
2x TD bufferIllumina15027866
384-well PCR plateApplied biosystem4483285
40 µm cell strainerFalcon352-340
50 mL tubesVWR525-1077
AMPure XP reagent (SPRI beads)Beckman CoulterA63881
Bioanalyzer High Sensitivity DNA kitAgilent Technologies5067-4626
Clear adhesive filmApplied biosystem4306311
DNase/RNase-free distilled waterInvitrogen10977015
Dounce tissue grinderDWK Life Sciences357542
DTTSigmaD9779
DynaMag-96 side skirted magnetThermo Fishers12027
FACS tubesFalcon 28719128
HEPESBoston BioProductsBBH-75
Hoechst 33342Invitrogen2134015
KCl (2 M)Boston BioProductsMT-252
Magnetic separation rack for PCR 8-tube stripsEpiCypher10-0008
MgCl2 (1 M)Boston BioProductsMT-200
MinElute PCR purification kitQiagen28004
NEBNext High-Fidelity 2x PCR master mixBioLabsM0541S
NP40Thermo Fishers28324
PCR 8-tube stripUSA scientific1402-4708
Protease inhibitor cocktail (100x)Thermo Fishers78439
Qubit dsDNA HS assay kitInvitrogenQ32851
SucroseSigmaS0389-1KG
SYBR Green I (10,000x)InvitrogenS7563
TDE I enzymeIllumina15027865
Instruments
Flow cytometerBD BiosciencesFACSAria Fusion
Qubit fluorometerInvitrogenQ33226
Real-Time PCR systemThermo FishersQuantStudio 5

  1. Sethi, J. K., Vidal-Puig, A. J. Thematic review series: Adipocyte biology. Adipose tissue function and plasticity orchestrate nutritional adaptation. Journal of Lipid Research. 48 (6), 1253-1262 (2007).
  2. Farmer, S. R. Transcriptional control of adipocyte formation. Cell Metabolism. 4 (4), 263-273 (2006).
  3. Bielczyk-Maczynska, E. White adipocyte plasticity in physiology and disease. Cells. 8 (12), 1507 (2019).
  4. Basu, U., Romao, J. M., Guan, L. L. Adipogenic transcriptome profiling using high throughput technologies. Journal of Genomics. 1, 22-28 (2013).
  5. Esteve Rafols, M. Adipose tissue: Cell heterogeneity and functional diversity. Endocrinologia y Nutricion. 61 (2), 100-112 (2014).
  6. Kwok, K. H., Lam, K. S., Xu, A. Heterogeneity of white adipose tissue: Molecular basis and clinical implications. Experimental and Molecular Medicine. 48, e215 (2016).
  7. Roh, H. C., et al. Simultaneous transcriptional and epigenomic profiling from specific cell types within heterogeneous tissues in vivo. Cell Reports. 18 (4), 1048-1061 (2017).
  8. Roh, H. C., et al. Adipocytes fail to maintain cellular identity during obesity due to reduced PPARγ activity and elevated TGFβ-SMAD signaling. Molecular Metabolism. 42, 101086 (2020).
  9. Roh, H. C., et al. Warming induces significant reprogramming of beige, but not brown, adipocyte cellular identity. Cellular Metabolism. 27 (5), 1121.e5-1137.e5 (2018).
  10. Buenrostro, J. D., et al. Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin, DNA-binding proteins and nucleosome position. Nature Methods. 10 (12), 1213-1218 (2013).
  11. Corces, M. R., et al. Lineage-specific and single-cell chromatin accessibility charts human hematopoiesis and leukemia evolution. Nature Genetics. 48 (10), 1193-1203 (2016).
  12. Corces, M. R., et al. An improved ATAC-seq protocol reduces background and enables interrogation of frozen tissues. Nature Methods. 14 (10), 959-962 (2017).
  13. Wu, J., et al. Chromatin analysis in human early development reveals epigenetic transition during ZGA. Nature. 557 (7704), 256-260 (2018).
  14. Bagchi, D. P., MacDougald, O. A. Identification and dissection of diverse mouse adipose depots. Journal of Visualized Experiments. (149), e59499 (2019).
  15. So, J., et al. Chronic cAMP activation induces adipocyte browning through discordant biphasic remodeling of transcriptome and chromatin accessibility. Molecular Metabolism. 66, 101619 (2022).
  16. Loft, A., Herzig, S., Schmidt, S. F. Purification of GFP-tagged nuclei from frozen livers of INTACT mice for RNA- and ATAC-sequencing. STAR Protocols. 2 (3), 100805 (2021).
  17. Heyward, F. D., et al. Integrated genomic analysis of AgRP neurons reveals that IRF3 regulates leptin's hunger-suppressing effects. bioRxiv. , (2022).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved