JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Genetics

Адипоцит-специфический ATAC-Seq с жировыми тканями с использованием флуоресцентно-активированной сортировки ядер

Published: March 17th, 2023

DOI:

10.3791/65033

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

Мы представляем протокол анализа транспозаз-доступного хроматина с высокопроизводительным секвенированием (ATAC-seq), в частности, на адипоцитах с использованием сортировки ядер с жировыми тканями, выделенными от трансгенных репортерных мышей с ядерной флуоресцентной маркировкой.

Анализ на транспозаз-доступный хроматин с высокопроизводительным секвенированием (ATAC-seq) — это надежный метод, который позволяет профилировать доступность хроматина в масштабах всего генома. Этот метод был полезен для понимания регуляторных механизмов экспрессии генов в ряде биологических процессов. Несмотря на то, что ATAC-seq был модифицирован для различных типов образцов, эффективных модификаций методов ATAC-seq для жировых тканей не было. Проблемы с жировыми тканями включают сложную клеточную гетерогенность, большое содержание липидов и высокое загрязнение митохондрий. Чтобы преодолеть эти проблемы, мы разработали протокол, который позволяет адипоцит-специфическому ATAC-seq с использованием флуоресцентно-активированной сортировки ядра жировыми тканями трансгенной репортерной мыши Nuclear tagging and Translating Ribosome Affinity Purification (NuTRAP). Этот протокол позволяет получать высококачественные данные с минимальными потерями при чтении секвенирования при одновременном уменьшении количества входных данных ядра и реагентов. В этой статье приведены подробные пошаговые инструкции по методу ATAC-seq, валидированному для использования ядер адипоцитов, выделенных из жировых тканей мышей. Этот протокол поможет в исследовании динамики хроматина в адипоцитах при различных биологических стимуляциях, что позволит получить новые биологические идеи.

Жировая ткань, которая специализируется на хранении избыточной энергии в виде липидных молекул, является ключевым органом для регуляции обмена веществ. Строгий контроль образования и поддержания адипоцитов жизненно важен для функции жировой ткани и энергетического гомеостаза всего организма1. Многие транскрипционные регуляторы играют решающую роль в контроле дифференцировки, пластичности и функции адипоцитов; Некоторые из этих регуляторов участвуют в метаболических нарушениях у людей 2,3. Последние достижения в области высокопроизводительных методов секвенирования экспрессии генов и эпи....

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

Уход за животными и эксперименты проводились в соответствии с процедурами, утвержденными Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию Медицинской школы Университета Индианы.

1. Подготовка к началу эксперимента

  1. Подготовка тканей

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

Для анализа жировой ткани с использованием этого протокола ATAC-seq мы создали мышей Adipoq-NuTRAP, которых кормили диетами чау-чау; Затем мы выделили ядра адипоцитов из белой жировой ткани придатка яичка (eWAT), паховой белой жировой ткани (iWAT) и коричневой жировой ткани (BAT) с помощью проточной цито.......

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

В этой статье мы представили оптимизированный протокол ATAC-seq для оценки доступности специфического хроматина для адипоцитов in vivo. Этот протокол ATAC-seq с использованием мыши Adipoq-NuTRAP успешно сгенерировал профили доступности хроматина, специфичные для адипоцитов. Наиболее важным фак?.......

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

Эта работа была поддержана Исследовательским целевым фондом IUSM Showalter (H.C.R.), пилотным и технико-экономическим грантом Центра диабета и метаболических заболеваний IUSM (H.C.R.), Национальным институтом диабета, болезней органов пищеварения и почек (R01DK129289 для H.C.R.) и премией младших преподавателей Американской диабетической ассоциации (7-21-JDF-056 для H.C.R.).

....

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