Name: immunofluorescence microscopy of γh2ax and 53bp1 for analyzing the formation and repair of dna double-strand breaks
Uploaded: 2017-11-03T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 47 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Immunofluorescence Microscopy of Î³H2AX and 53BP1 for Analyzing the Formation and Repair of DNA Double-strand Breaks at JoVE.com

Proje Alman Jose Carreras lösemi Vakfı (DJCLS 14 R/2017) tarafından desteklenmiştir.

Tüm yöntem tanımlamak burada Heidelberg Üniversitesi Tıp Fakültesi Mannheim Etik Komitesi II tarafından onaylanmıştır. Aydınlatılmış onam tüm bireyler elde edilen yazılı.
 1. hazırlık malzemeleri <ol><li>antikoagülan hisse senedi çözüm: mL % 0,9 Sodyum Klorür başına 200 IU heparin bir antikoagülan hisse senedi çözüm hazırlamak. Her koleksiyon tüpleri doldurun (birim çizmek 9 mL) 2 mL kan veya kemik iliği örnekleri geri çekilmesi önce antikoagülan stok çözeltisi ile.</li>
	<li>Lizis çözüm kırmızı hücreleri için: hazırla 10 x kırmızı hücreleri 82.91 g amonyum klorür, 7,91 g amonyum bikarbonat ve 2 mL ajanları eriterek tarafından 8,0 pH için 0, 5 M ethylenediaminetetraacetic asit çözeltisi ile lizis çözüm Çift distile su için toplam hacmi 1 L.</li>
	<li>Fiksasyon çözüm: ekleyin 8.3 µL 360 mg paraformaldehyde (PFA) bir microtiter tüp bir 1 M potasyum hidroksit çözüm. Tüp, tüp ve ısı Isıtma blok 95 ° C'de 1 mL % 36 PFA çözeltisi almak için tüpe 1 mL işaretine fosfat tamponlu tuz (PBS) ile doldurun. 1 mL % 36 PFA çözüm 15 mL kapasiteli bir tüp aktarın. 8 mL PBS 9 mL % 4 İngiltere'de yılın stok çözeltisi almak için 1 mL % 36 PFA, ekleyin. Aliquot % 4 İngiltere'de yılın hisse senedi çözüm ve mağaza-18 ° c kadar kullanmak için hücrelerin fiksasyon. 
	Dikkat: 1) potasyum hidroksit aşındırıcı bir çözümdür. Göz ve deri korunması unutmayın. 2) İngiltere'de yılın kanserojen. Ciltle temas ve inhalasyon kaçının. Bir başlık altında fiksasyon çözüm hazırlayın.</li>
	<li>Permeabilization çözüm: ekleyin 50 µL Octoxinol 9-50 mL PBS yaklaşık % 0.1 bir çözüm elde etmek için Octoxinol 9.</li>
	<li>Çözüm engelleme: hazırlamak % 5 ve 6'protein engelleme aracı PBS ve mağaza ile karıştırılarak çözümleri engelleme % 2 &#8211; 8 ° C.</li>
</ol> 2. Örnekleri hazırlanması <ol><li>fibroblast hücre kültüründe: insan fibroblast hücre satırının NHDF oksijen %5 yetiştirmek CO 2 atmosfer RPMI 1640 orta % 10 fetal buzağı serum, 4 mM ile desteklenmiş olarak 37 ° C'de glutamin ve % 1 penisilin/streptomisin.
	<ol><li>Bir mikroskop slayt hazırlanması ile yapışık fibroblastlar <ol><li>Orta NHDF fibroblastlar katlanarak büyüyen ile şişeye (75 cm 2 büyüme alanı) kaldırın. 10 mL PBS şişesi için ekleyin. Yapisan fibroblastlar hafifçe el ile 1 dk. şişeye sallayarak yıkama</li>
			<li>PBS kaldırın ve 1 mL tripsin balonun ekleyin. Yavaşça tüm yapışık hücreleri tripsin tarafından karşılanmaktadır sağlamak için balonun sallamak. Tripsin balonun kaldırın. 37 5 min için kuluçka şişeye koyun ° C.</li>
			<li>Kuluçka makinesi dışında şişesi alıp 10 mL RPMI 1640 orta balonun ekleyin. Yukarı ve aşağı fibroblastlar dağıtmak için birkaç kez orta pipette.</li>
			<li>Her iki alanın mikroskop slaydın üzerine dağınık fibroblastlar 0.3 mL pipet ve böylece fibroblastlar slayt için uygun kuluçka makinesi 24 h için slayt koymak. Adıma 3.1 için immunostaining γH2AX ve 53BP1 fibroblastlar çekirdekleri içinde geçin.</li>
		</ol></li></ol></li> <li>Hasta numuneleri <ol><li>kan örnekleri: 2 mL antikoagülan stok çözeltisi ile doluydu koleksiyonu tüpler kullanıp 7 mL kan tüpler içine ekleyebilirsiniz. Örnekleri gecede oda sıcaklığında (Yani, 18-20 ° C) depolar. Ertesi gün, mononükleer hücreler tarafından yoğunluk gradient Santrifüjü (Adım 2.2.3) dinlenme G0/G1 evresi yalıtmak.</li>
		<li>Kemik iliği örnekleri: 2 mL antikoagülan stok çözeltisi (Adım 1.1) ile doluydu koleksiyonu tüpler kullanıp 7 mL kemik iliği tüpler içine ekleyebilirsiniz. Örnekleri gecede oda sıcaklığında (Yani, 18-20 ° C) depolar. Ertesi gün, mononükleer hücreler tarafından yoğunluk gradient Santrifüjü (Adım 2.2.3) dinlenme G0/G1 evresi yalıtmak. CD34 lastikteki kullanma ve ayırma sütunlar için yalıtım CD34 + hücre hücre.</li>
		<li>Yalıtım mononükleer hücre yoğunluğu degrade Santrifüjü tarafından 
		Not: Mononükleer hücreler kemik iliği örnekleri ve kan yoğunluk gradient Santrifüjü 17 , 18 , 19 tarafından izole edilmiştir.
		<ol><li>Dilute PBS ile 1:1 oranında heparinized kan örneğinde ve oranı 1:3 PBS ile heparinized kemik iliği örneği. Hücreleri nazikçe onları iki kez girip pipet çizerek askıya alma.</li>
			<li>Yoğunluğu degrade orta hacmi için taze bir tüp ekleyin. Yavaşça seyreltilmiş kan veya kemik iliği üzerine yoğunluk gradient orta katman. İki kat karıştırmak için değil dikkat.</li>
			<li>Tüp, oda sıcaklığında 30 dakika santrifüj kapasitesi ve 400 x g. uzaklaştırmak üst plazma katmanın pipet ile. O zaman dikkatle üzerinde yoğunluk gradient orta katman mononükleer hücrelerde hasat. Mononükleer hücreler taze bir tüpün içine transfer.</li>
			<li>Tüp mononükleer hücrelerde en az üç PBS hacimleri ekleyin. Hücreleri nazikçe onları iki kez girip pipet çizerek askıya alma. Tüp için oda sıcaklığında ve 400 x g. 10 dk santrifüj kapasitesi</li>
			<li>Sonra spin süpernatant kaldırmak ve 4 ° C, 1 kırmızı hücreleri için lizis çözüm x 10 mL ekleyin. Hücreleri nazikçe onları iki kez girip pipet çizerek resuspend ve 5 min için buz tüpü yerleştirin. Daha sonra 4 ° C'de 30 mL PBS ekleyin ve 10 dakika oda sıcaklığında ve 400 x g. tüp santrifüj kapasitesi</li>
		</ol></li> <li>Cytospins hazırlanması <ol><li>(Yani, γH2AX ayirt boyama için bir cytospin ve γH2AX ve 53BP1 için bir cytospin hasta örnekleri mononükleer hücreler ile iki cytospins hazırlamak ayirt boyama kombine) tarafından Santrifüjü (300 x g, 10 dk) 1.0 x 10 5 hücreler için her hazırlık ( şekil 3 ve 4).</li>
		</ol></li></ol></li></ol> 3. γH2AX ve 53BP1 ayirt boyama <ol><li>fiksasyon ve permeabilization: %4 200 µL ile hücreleri tamir PFA 10 dk için. Fiksasyon sonra hücreleri nazikçe üç kez PBS 30 mL bir laboratuvar shaker üzerinde her 5 min için yıkayın. Hücreleri permeabilize %0,1 200 µL ile Octoxinol 9 10 dakika süreyle yıkayın hücreleri nazikçe bir laboratuvar shaker üzerinde her 5 min için 30 mL % 5 engelleme çözeltisi ile üç kez. 30 mL taze %5 1 h. için çözüm engelleme hücrelerde blok</li>
	<li>Kuluçka antikorlar ile <ol><li>kuluçkaya bir fare monoklonal anti-γH2AX antikor (1:500) içeren hücrelerin bir hazırlık ve hücreleri bir fare monoklonal anti-γH2AX antikor (1:500) ile diğer hazırlanması ve bir poliklonal tavşan anti-53BP1 antikor (1:500) bir gecede, 4 ° C.</li>
		<li>Kuluçka yıkadıktan sonra hücreleri nazikçe bir laboratuvar shaker üzerinde her 5 min için 30 mL % 2 engelleme çözeltisi ile 3 kez.</li>
		<li>Engelleme çözümü kaldırmak ve bir Alexa488 Birleşik keçi Anti-fare ikincil antikor (1:500) içeren hücrelerin ilk hazırlık ve bir Alexa488 Birleşik keçi Anti-fare ikincil antikor (hücrelerle ikinci hazırlanması kuluçkaya 1:500) ve bir eşek Alexa555 Birleşik Anti-tavşan ikincil antikor (1:500) oda sıcaklığında 1 h için.</li>
	</ol></li> <li>Montaj orta: hücreleri içeren bir kaseye ve hücreleri nazikçe bir laboratuvar shaker üzerinde her 5 min için PBS 30 mL ile üç kez yıkayın. PBS kaldırmak ve montaj orta 4,6-diamidino-2-phenylindole içeren hücrelerin bağlayabilirsiniz. Böylece hiçbir hava kabarcıkları dikkatli bir coverslip montaj orta üstüne koymak gömülü. Hücreleri floresan mikroskopi tarafından analiz önce montaj orta sertliği için en az 3 saat bekleyin.</li>
</ol> 4. ΓH2AX ve 53BP1 analizi Foci <ol><li>Floresans mikroskobu: hücre çekirdeği içinde γH2AX ve 53BP1 resimde DAPI, Alexa 488 ve Cy3 için düşsel vasıl 100 X amaç sırasında filtreleri ile donatılmış bir floresan mikroskop ile analiz büyütme. Bir kamera ile görüntüleri kaydetmek ve uygun görüntüleme yazılımlarıyla görüntüleri işlemek.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Hoeijmakers, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+maintenance+mechanisms+for+preventing+cancer.">Genome maintenance mechanisms for preventing cancer.</a> Nature. 411 (6835), 366-374 (2001).</li><li>Lindahl, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Instability+and+decay+of+the+primary+structure+of+DNA.">Instability and decay of the primary structure of DNA.</a> Nature. 362 (6422), 709-715 (1993).</li><li>Zeman, M. K., Cimprich, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Causes+and+consequences+of+replication+stress.">Causes and consequences of replication stress.</a> Nat Cell Biol. 16 (1), 2-9 (2014).</li><li>. Biological effects of low doses of ionizing radiation: A fuller picture Available from: <a target="_blank" href="https://www.iaea.org/sites/default/files/36405843745.pdf">https://www.iaea.org/sites/default/files/36405843745.pdf</a> (1994)</li><li>Vilenchik, M. M., Knudson, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endogenous+DNA+double-strand+breaks:+production,+fidelity+of+repair,+and+induction+of+cancer.">Endogenous DNA double-strand breaks: production, fidelity of repair, and induction of cancer.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (22), 12871-12876 (2003).</li><li>Simsek, D., Jasin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternative+end-joining+is+suppressed+by+the+canonical+NHEJ+component+Xrcc4-ligase+IV+during+chromosomal+translocation+formation.">Alternative end-joining is suppressed by the canonical NHEJ component Xrcc4-ligase IV during chromosomal translocation formation.</a> Nat Struct Mol Biol. 17 (4), 410-416 (2010).</li><li>Weinstock, D. M., Brunet, E., Jasin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+NHEJ-derived+reciprocal+chromosomal+translocations+does+not+require+Ku70.">Formation of NHEJ-derived reciprocal chromosomal translocations does not require Ku70.</a> Nat Cell Biol. 9 (8), 978-981 (2007).</li><li>Rogakou, E. P., Pilch, D. R., Orr, A. H., Ivanova, V. S., Bonner, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+double-stranded+breaks+induce+histone+H2AX+phosphorylation+on+serine+139.">DNA double-stranded breaks induce histone H2AX phosphorylation on serine 139.</a> J Biol Chem. 273 (10), 5858-5868 (1998).</li><li>Scully, R., Xie, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+strand+break+repair+functions+of+histone+H2AX.">Double strand break repair functions of histone H2AX.</a> Mutat Res. 750 (1-2), 5-14 (2013).</li><li>Walters, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+ongoing+DNA+damage+in+multiple+myeloma+cells+as+revealed+by+constitutive+phosphorylation+of+H2AX.">Evidence for ongoing DNA damage in multiple myeloma cells as revealed by constitutive phosphorylation of H2AX.</a> Leukemia. 25 (8), 1344-1353 (2011).</li><li>Yu, T., MacPhail, S. H., Banath, J. P., Klokov, D., Olive, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endogenous+expression+of+phosphorylated+histone+H2AX+in+tumors+in+relation+to+DNA+double-strand+breaks+and+genomic+instability.">Endogenous expression of phosphorylated histone H2AX in tumors in relation to DNA double-strand breaks and genomic instability.</a> DNA Repair (Amst). 5 (8), 935-946 (2006).</li><li>Sedelnikova, O. A., Bonner, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GammaH2AX+in+cancer+cells:+a+potential+biomarker+for+cancer+diagnostics,+prediction+and+recurrence.">GammaH2AX in cancer cells: a potential biomarker for cancer diagnostics, prediction and recurrence.</a> Cell Cycle. 5 (24), 2909-2913 (2006).</li><li>Chen, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JAK2V617F+promotes+replication+fork+stalling+with+disease-restricted+impairment+of+the+intra-S+checkpoint+response.">JAK2V617F promotes replication fork stalling with disease-restricted impairment of the intra-S checkpoint response.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (42), 15190-15195 (2014).</li><li>Popp, H. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increase+of+DNA+damage+and+alteration+of+the+DNA+damage+response+in+myelodysplastic+syndromes+and+acute+myeloid+leukemias.">Increase of DNA damage and alteration of the DNA damage response in myelodysplastic syndromes and acute myeloid leukemias.</a> Leuk Res. 57, 112-118 (2017).</li><li>Panier, S., Boulton, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double-strand+break+repair:+53BP1+comes+into+focus.">Double-strand break repair: 53BP1 comes into focus.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 15 (1), 7-18 (2014).</li><li>Escribano-Diaz, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+cell+cycle-dependent+regulatory+circuit+composed+of+53BP1-RIF1+and+BRCA1-CtIP+controls+DNA+repair+pathway+choice.">A cell cycle-dependent regulatory circuit composed of 53BP1-RIF1 and BRCA1-CtIP controls DNA repair pathway choice.</a> Mol Cell. 49 (5), 872-883 (2013).</li><li>Boyum, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+White+Blood+Cells.">Separation of White Blood Cells.</a> Nature. 204, 793-794 (1964).</li><li>Boyum, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+mononuclear+cells+and+granulocytes+from+human+blood.+Isolation+of+monuclear+cells+by+one+centrifugation,+and+of+granulocytes+by+combining+centrifugation+and+sedimentation+at+1+g.">Isolation of mononuclear cells and granulocytes from human blood. Isolation of monuclear cells by one centrifugation, and of granulocytes by combining centrifugation and sedimentation at 1 g.</a> Scand J Clin Lab Invest Suppl. 97, 77-89 (1968).</li><li>Bain, B., Pshyk, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhanced+reactivity+in+mixed+leukocyte+cultures+after+separation+of+mononuclear+cells+on+Ficoll-Hypaque.">Enhanced reactivity in mixed leukocyte cultures after separation of mononuclear cells on Ficoll-Hypaque.</a> Transplant Proc. 4 (2), 163-164 (1972).</li><li>Popp, H. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leukocyte+DNA+damage+after+reduced+and+conventional+absorbed+radiation+doses+using+3rd+generation+dual-source+CT+technology.">Leukocyte DNA damage after reduced and conventional absorbed radiation doses using 3rd generation dual-source CT technology.</a> Eur J Radiol Open. 3, 134-137 (2016).</li><li>Rothkamm, K., Balroop, S., Shekhdar, J., Fernie, P., Goh, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Leukocyte+DNA+damage+after+multi-detector+row+CT:+a+quantitative+biomarker+of+low-level+radiation+exposure.">Leukocyte DNA damage after multi-detector row CT: a quantitative biomarker of low-level radiation exposure.</a> Radiology. 242 (1), 244-251 (2007).</li><li>Lobrich, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+formation+and+repair+of+DNA+double-strand+breaks+after+computed+tomography+examinations.">In vivo formation and repair of DNA double-strand breaks after computed tomography examinations.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (25), 8984-8989 (2005).</li><li>Jamur, M. C., Oliver, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+fixatives+for+immunostaining.">Cell fixatives for immunostaining.</a> Methods Mol Biol. 588, 55-61 (2010).</li><li>Jamur, M. C., Oliver, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Permeabilization+of+cell+membranes.">Permeabilization of cell membranes.</a> Methods Mol Biol. 588, 63-66 (2010).</li><li>Rothkamm, K., Lobrich, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+for+a+lack+of+DNA+double-strand+break+repair+in+human+cells+exposed+to+very+low+x-ray+doses.">Evidence for a lack of DNA double-strand break repair in human cells exposed to very low x-ray doses.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 100 (9), 5057-5062 (2003).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

ΓH2AX ve 53BP1 ayirt mikroskobu oluşumu ve DSB tamiri araştırma konuları geniş bir yelpazede yapılan analiz etmek için kullanışlı bir yöntemdir. Deneyler sonucu etkileyen kritik hücre döngüsünün fiksasyon ve permeabilization hücrelerinin antikor ve donanım seçimi ve floresan mikroskop bilgisayar yazılımı için kullanılan ajanlar aşamasında parametreleridir.
Hücre döngüsünün etkisi γH2AX foci örgülerine katlanarak büyüyen hücre kültürünü NHDF normal fibroblastlar tarafından sunuldu. ΓH2AX resimde G0/G1 farklı floresan nokta olarak ortaya ve dağınık pan-nükleer γH2AX speckles ile karşılaştırıldığında G2 aşamalarında S faz (şekil 5). G0/G1 içinde farklı γH2AX resimde faz ve G2 içinde tekrarlayan hücre döngüsü geçişleri sırasında edinilen belirtilen geçici ve/veya kurucu DNA hasarı aşama; tersine, dağınık speckles S aşamasında sadece geçici oluştu ve muhtemelen çoğaltma işlemi ile ilişkili bulunmuştur. Speckles rahatsız pan-nükleer γH2AX hakiki γH2AX foci, S faz hücreleri hariç analiz analizi, önerilen hangi kolayca S faz belirli γH2AX desenine göre yapılır. Alternatif olarak, hücre S aşamasında DAPI sinyal yoğunluğu ölçümü veya uygulama S faz belirli işaretleri (örneğin, Cyclin A) tarafından çıkarıldı olabilir. Ayrıca, büyüme tutuklama indüksiyon hücre eşitlemede G0/G1 evresi ile cytospins örnekleri, oda sıcaklığında (Yani, 18-20 ° C) bir gecede depolayarak hazırlamadan önce yararlı olabilir.
İmmunostaining γH2AX ve 53BP1 kritik adımlarda fiksasyon ve permeabilization işlemlerdir. Fiksasyon morfoloji ve antigenicity23hücreleri korumak gereklidir. Permeabilization hücre içi ve nükleer antijenleri24erişim sağlar. İngiltere'de yılın fiksasyon için nispeten yumuşak bir ajan ve hücrelerin temel amino asitler için formu Metilen Glossar ile tepki tarafından protein yapıları koruyarak stabilize. PFA ile fiksasyon sonra cytospins gün ve hafta daha fazla işleme kadar depolanabilir. ΓH2AX ve 53BP1 tespiti için hücreleri permeabilized zorunda. Octoxinol 9 polyoxyethylene moieties oluşan doldurulmamış hidrofilik baş gruplarını içeren bir non-iyonik deterjan kullanıldı. Octoxinol 9 hücre çekirdeği kadar nazikçe keser ve γH2AX resimde oldukça belirgin bir biçimde korur. Alternatif olarak, metanol fiksasyon ve permeabilization hücre için de kullanılabilir. Metanol proteinler precipitates ve lipidler hücre membran, onları antikorlar geçirgen hale gelen çözünür. Ancak, metanol ile tedavi muhtemelen daha agresif ve o γH2AX foci gösterilmeyebilir olarak belirgin zaman tedavi %4 PFA ve % 0.1 ile elde edilen γH2AX resimde göre Octoxinol 9. Rağmen verimli antikorlar immunostaining γH2AX ve 53BP1 için önemli bir rol oynar. Bu nedenle, kanıtlanmış antikorlar kullanılması tavsiye edilir (bkz. Tablo malzemeleri/ekipman). Bir seri seyreltme antikorların en uygun antikor konsantrasyonu tayini için yararlı olabilir.
ΓH2AX resimde bulunan düşük dozda radyasyon biodosimetry bir işareti olarak kullanılır &#62; 1 mGy25. ΓH2AX foci lenfositler 5 dk içinde sonra x-ray ışınlama doz 100 mGy vitro (şekil 6) ile analiz edildi. Işınlama sonra H2AX hızla DSB sitelerinde fosforile gibi γH2AX foci sayısı zaten en fazla 5 dk sonra ışınlama20,22adresinden ulaşabilirsiniz. Ancak, onarım işlemi anında ışınlama sonra başlar ve γH2AX foci bir ayrı çürüme oranda kaldırılır. Bu nedenle, γH2AX foci kronolojik bir sıra sayısını izlemek için örnek belirtilen noktada buzda süre sonra ışınlama koyarak onarım işlemini kesmek için tavsiye edilir.
Ayirt mikroskobu, γH2AX ve 53BP1 kanser hücrelerinin genetik istikrarsızlık analiz etmek için kullanışlı bir yöntemdir. CD34 + hücre hastanın kemik iliği CD34 lastikteki kullanarak akut myeloid lösemi ile zenginleştirilmiş. ΓH2AX foci ve 53BP1 foci görüntülerini belirli Floresans filtreleri kullanarak elde edilmiştir. Cytospin parlak bir ışık γH2AX ve 53BP1 resimde yeterli Floresans ikna etmek önemlidir. Görüntüyü kaydettikten sonra resimde ve arka plan sinyalin yoğunluğunu adaptasyon görüntüleme yazılımı kullanarak gereklidir. ΓH2AX ve 53BP1 foci co lokalizasyonu analiz etmek için görüntüleri birleştirilir (Şekil 7). DAPI, Alexa 488 ve Cy3 için bir kamera sistemi ile birlikte filtre ile donatılmış ve görüntüleme yazılımı temel epifluorescence mikroskop γH2AX analiz için yeterli ve hücre çekirdeği 53BP1 foci DAPI içinde lekeli. Ancak, bazı uygulamalar (örneğin, tek parçacık parça boyunca DNA hasar analizi) daha yüksek çözünürlük ve arka plan Floresans azalma (örneğin, confocal lazer mikroskobu tarama tarafından sağlanan gibi) kullanmanız gerekebilir. Ayrıca, mikroskop hızla gelişen bir alan ve bir çözünürlük 200 teknolojidir nm state-of--art mikroskoplar ile uygulanabilir.
Özet olarak, bu el yazması DSB oluşumu ve onarım kritik konuları vurgular ve DSB ayrıntılı bir analiz ayirt mikroskobu, γH2AX ve 53BP1 tarafından için adım adım bir protokol sağlar. DSB üzerinde araştırma mikroskobu teknoloji son ve gelecekteki gelişmeler açıkça yararlanacaktır.

DNA sürekli zarar görmüş endojen tarafından (örneğin, çoğaltma stres, Reaktif oksijen türleri, DNA'ın iç istikrarsızlık) ve eksojen (örneğin, kimyasal radikaller, ışınlama) (Resim 1)1,2 kaynakları ,3,4. DNA hasarı arasında DNA çift iplikli kırılmalara (DSB) özellikle ciddi lezyonlardir ve hücre ölümü veya karsinojenezis neden olabilir. Yaklaşık 50 DSB hücre ve hücre döngüsü5başına ortaya çıkabilir. Memeli hücrelerinde homolog rekombinasyon (İK) ve nonhomologous sonu-katılma (NHEJ) DSB (Şekil 2) tamiri için büyük yollar olarak geliştirilmiştir. Saat geç S/G2 aşamasında oluşur ve sağlam bir kız kardeşi kullanır Kromatit potansiyel olarak hatasız onarım için bir şablon olarak. Baz çifti eklendiğinde veya kırık uçları ligasyonu önce rezeke karşılık, hücre döngüsü boyunca aktif ve potansiyel olarak mutajenik NHEJ. Buna ek olarak, alternatif son katılma NHEJ eksikliği6,7durumunda yavaş mutajenik yedekleme onarım mekanizması olarak meşgul olabilir.
DSB fosforilasyon Histon H2AX serin 139 birkaç megabase çiftleri her DSB çevresinde bir bölgede, bir neden. Şekillendirme nükleer resimde γH2AX foci adlı ve ayirt mikroskobu8tarafından algılanabilir. ΓH2AX daha fazla DSB-duyarlı protein alımı teşvik ve Kromatin remodeling, DNA tamiri ve sinyal iletim9ilgilenmektedir. Her γH2AX odak tek bir DSB temsil etmek için kabul edilir gibi DSB miktar ayirt mikroskobu tarafından hangi kanser hücre satırları ve hasta örnekleri10,11, göstermiş olduğu, mümkün 12 , 13 , 14. 53BP1 (p53 bağlayıcı protein 1) DSB onarım arabuluculuk içinde başka bir anahtar protein olduğunu. DSB-duyarlı proteinler, denetim noktası sinyal ve DSB biter15synapsis istihdamı ilgilenmektedir. Buna ek olarak, 53BP1 DSB onarım yolu seçiminde kritik bir rol oynamaktadır. İK EngellediBRÜKSEL16iken NHEJ doğru DSB tamiri tetikler. ΓH2AX ve 53BP1 DSB tamir hakiki fonksiyonları göz önüne alındığında, γH2AX ve 53BP1 ayirt mikroskobu tarafından eş zamanlı analiz oluşumu ve DSB tamiri kesin çözümleme için yararlı bir yöntem olabilir.
Bu el yazması ayirt mikroskobu, γH2AX ve 53BP1 hücre çekirdeği içinde gerçekleştirmek için adım adım bir protokol sağlar. Özellikle, teknik hücre kültürünü NHDF, x-ışını ışınlanmış lenfositler sağlıklı bir bireyin ve CD34 + bir hastada akut myeloid lösemi hücrelerinin normal fibroblastlar uygulanır. Yöntem ayrıntıları sunulan sonuçları bağlamında dikkat çekti.

<table><tbody><tr><td>RPMI medium</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>R0883</td><td>Medium for cell culture</td></tr><tr><td>Heparin sodium</td><td>ratiopharm</td><td>PZN 3029843</td><td>&amp;nbsp;Heparin 5,000 I.U. / mL</td></tr><tr><td>Sodium chloride solution 0.9%</td><td>B. Braun</td><td>PZN 1957154</td><td>Component of the anticoagulant stock solution</td></tr><tr><td>Ficoll-Paque Premium</td><td>GE Healthcare</td><td>17-5442-02</td><td>Medium for isolation of mononuclear cells</td></tr><tr><td>Trypsin solution 10X</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>59427C</td><td>Enzyme for dissociation of fibroblasts in cell culture</td></tr><tr><td>CD34 MicroBead Kit</td><td>Miltenyi Biotec</td><td>130-046-702</td><td>Isolation of CD34+ myeloid progenitor cells</td></tr><tr><td>Diagnostic microscope slides</td><td>Thermo Scientific</td><td>ER-203B-CE24</td><td>Microscope slides</td></tr><tr><td>Megafuge 1.0 R</td><td>Heraeus</td><td>75003060</td><td>&amp;nbsp;Tabletop centrifuge&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Cytospin device</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Lid</td><td>Heraeus</td><td>76003422</td><td>Lid for working without micro-tubes</td></tr><tr><td>Cyto container</td><td>Heraeus</td><td>75003416</td><td>Cyto container with 2 conical bores</td></tr><tr><td>Clip carrier</td><td>Heraeus</td><td>75003414</td><td>Carrier for holding a cyto container and a slide</td></tr><tr><td>Support insert</td><td>Heraeus</td><td>75003417</td><td>Support insert for holding a clip carrier</td></tr><tr><td>Triton X-100 (Octoxinol 9)</td><td>Thermo Scientific</td><td>85112</td><td>Detergent for permeabilization of cell membranes</td></tr><tr><td>Potassium hydroxide solution 1M</td><td>Merck Millipore</td><td>109107</td><td>Necessary for preparing the paraformaldehyde solution</td></tr><tr><td>Paraformaldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P6148</td><td>Fixation agent</td></tr><tr><td>Phosphate buffered saline</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D8537</td><td>Balanced salt solution</td></tr><tr><td>Chemiblocker</td><td>Merck Millipore</td><td>2170</td><td>Blocking agent</td></tr><tr><td>Mouse monoclonal anti-&amp;gamma;H2AX antibody (JBW301)</td><td>Merck Millipore</td><td>05-636</td><td>Primary antibody for detection of &amp;gamma;H2AX</td></tr><tr><td>Polyclonal rabbit anti-53BP1 antibody (NB100-304)</td><td>Novus Biologicals</td><td>NB100-304</td><td>Primary antibody for detection of 53BP1</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488-conjugated goat anti-mouse antibody</td><td>Invitrogen</td><td>A-11001</td><td>Secondary antibody</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 555-conjugated donkey anti-rabbit antibody</td><td>Invitrogen</td><td>A-31572</td><td>Secondary antibody</td></tr><tr><td>Vectashield mounting medium</td><td>Vector Laboratories</td><td>H-1200</td><td>Contains DAPI for staining of DNA</td></tr><tr><td>Axio Scope.A1</td><td>Zeiss</td><td>490035</td><td>Fluorescence microscope</td></tr><tr><td>Cool Cube 1 CCD camera</td><td>Metasystems</td><td>H-0310-010-MS</td><td>Camera system for digital recording</td></tr><tr><td>Isis software</td><td>Metasystems</td><td>Not applicable</td><td>Microscope software</td></tr></tbody></table>

immunofluorescence microscopy of &#947;h2ax and 53bp1 for analyzing the formation and repair of dna double-strand breaks

DNA çift iplikli kırılmalara (DSB) ciddi DNA lezyonlardir. Oluşumu ve DSB tamiri analizi araştırma alanlarına genom bütünlük, genotoxicity, radyasyon biyolojisi, yaşlanma, kanser ve ilaç geliştirme de dahil olmak üzere geniş bir yelpazede uygun olur. DSB yanıt olarak, Histon H2AX serin 139 ayrı nükleer foci tespit şekillendirme birkaç megabase çiftleri bir bölgede, ayirt mikroskobu tarafından fosforile. Buna ek olarak, 53BP1 (p53 bağlayıcı protein 1) başka bir önemli DSB-duyarlı protein DSB tamiri katılarak nonhomologous sonu-homolog rekombinasyon önlenmesi ise teşvik olduğunu. ΓH2AX ve 53BP1 belirli fonksiyonları göre γH2AX ve 53BP1 ayirt mikroskobu ile kombine analizi DSB ayrıntılı bir analiz için makul bir yaklaşım olabilir. Bu el yazması teknik gerçekleştirmek için metodik notları ile desteklenmiş bir adım adım iletişim kuralı sağlar. Özellikle, hücre döngüsünün etkisi γH2AX foci örgülerine hücre kültürünü NHDF normal fibroblastlar içinde gösterilmiştir. Ayrıca, γH2AX resimde değeri bir biyomarker olarak sağlıklı bir bireyin ışınlanmış x-ray lenfosit tasvir edilir. Son olarak, genetik istikrarsızlık tarafından γH2AX ve 53BP1 ayirt mikroskobu hücrelerdeki CD34 + olan bir hastanın akut myeloid lösemi soruşturma.

ΓH2AX foci hücrelerdeki G0/G1 evresi ve ne zaman γH2AX foci farklı floresan noktalar (5A rakam) görünür G2 faz en doğru analizidir. Buna ek olarak, γH2AX foci S aşamasında hücrelerdeki analizi (şekil 5B) çoğaltma işlemi tarafından neden dağınık pan-nükleer γH2AX speckles tarafından karmaşıktır.
Hücreleri fiksasyonu %4 ile gerçekleştirilen PFA (10 dakika) ve % 0.1 ile permeabilization Octoxinol 9 (10 dakika). Metanol fiksasyon ve permeabilization, için de kullanılabilir; Ancak, metanol hücre çekirdeği kadar oldukça ciddi kırmak ve smear γH2AX resimde γH2AX resimde %4 PFA ve % 0.1 ile tedavi elde γH2AX resimde karşılaştırıldığında farklı görünebilir bu yüzden Octoxinol 9.
Verimli antikorlar etkili ayirt mikroskopi için kritik bir seçimdir. Deneyler gerçekleştirilen bir birincil fare monoklonal anti-γH2AX antikor ve γH2AX ve 53BP1, ayirt boyama için birincil tavşan poliklonal anti-53BP1 antikor ile anılan sıraya göre.
Her γH2AX odak tek bir DSB temsil etmek için kabul edilir gibi ayirt γH2AX boyama DSB miktar radyasyonlu dokularda için kullanılabilir. Radyasyonlu lenfositler (şekil 6) γH2AX foci düzeyde ışınlama dozu20,21' e orantılıdır. ΓH2AX resimde en zaten 5 dk ışınlama20,22elde edebilir. Zamanında sonraki noktalarda γH2AX resimde çürümesi izlenebilir ve onarım DSB20,21,22yansıtır.
Genetik istikrarsızlık γH2AX ve hücre satırları ve tümör numuneler10,11,12,13,1453BP1 kombine ayirt boyama tarafından çözümlenebilir. Örnek bir analizi olan bir hastanın Akut Miyeloid Lösemi (Şekil 7) CD34 + hücrelerde gerçekleştirildi. İK engellendi süre co yerelleştirme γH2AX ve 53BP1 53BP1-aracılı NHEJ tamir mekanizmaları DSB sitelerde teşviki belirtti. Ancak, ortak belirleyici γH2AX ve patlamaların akut myeloid lösemi 53BP1 foci yüzdesi değişken oldu. ΓH2AX resimde bir ek 53BP1 sinyal olmadan DSB onarım için İK geç S/G2 aşamasında meşgul. Tekil 53BP1 foci rolünü zor kaldı.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56617/56617fig1v3.jpg"> 
Şekil 1: Kaynakları ve endojen ve eksojen DNA sonuçlarını1,2,3,4zarar. DSB, DNA çift iplikli kırılmalara; NHEJ, nonhomologous son-katılmadan.
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56617/56617fig2v2.jpg"> 
Resim 2 : Şematik büyük DNA iki iplikçikli Break (DSB) tamir mekanizmaları memeli hücrelerinde. Homolog rekombinasyon kullanır sağlam bir kardeş Kromatit DSB potansiyel olarak hatasız tamiri için geç S/G2 aşamasında. Birkaç baz çifti eklendiğinde veya DSB biter ligasyonu önce rezeke nonhomologous sonu-(NHEJ) hücre döngüsü boyunca aktif ve potansiyel olarak hataya var. Alternatif sonu-NHEJ eksikliği söz konusu olduğunda nişanlı bir yavaş mutajenik yedekleme onarım mekanizması var. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56617/56617fig2v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56617/56617fig3v2.jpg"> 
Şekil 3 : Cytospins hazırlanması için aygıt. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56617/56617fig3v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56617/56617fig4v2.jpg"> 
Şekil 4 : Cytospins hazırlanması. İki cytospins her örneğinin Santrifüjü 1.0 x 300 x g 10 dk 105 hücreleri tarafından hazırlanır. Bir cytospin ayirt γH2AX boyama için kullanılır ve başka bir cytospin kombine γH2AX ve 53BP1 ayirt boyama için kullanılmaktadır. <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56617/56617fig4v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56617/56617fig5v2.jpg"> 
Şekil 5 : Hücre döngüsünün normal fibroblast hücre kültürünü NHDF γH2AX foci bağımlı alışkanlıkları. (A)γH2AX foci (yeşil, Alexa 488) çekirdekleri (mavi, DAPI) NHDF fibroblastlar G0/G1 veya G2 aşamasında farklı noktalardan olarak görünür. (B) γH2AX foci fibroblastlar S aşamasında çekirdekleri içinde dağınık pan-nükleer speckles görünür (ölçek çubuğu 5 mikron =). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56617/56617fig5v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56617/56617fig6v3.jpg"> 
Şekil 6 : ΓH2AX foci x-ray içinde lenfositler sağlıklı bir bireyin ışınlanmış. ΓH2AX foci (yeşil, Alexa 488) çekirdekleri lenfositler (mavi, DAPI) görüntülerini 5 dk sonra ışınlama ile 100 mGy kaydedilir (ölçek çubuğu 5 mikron =). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56617/56617fig6v2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56617/56617fig7.jpg"> 
Şekil 7 : Hücrelerdeki CD34 + olan bir hastanın akut myeloid lösemi γH2AX ve 53BP1 foci co lokalizasyonu. ΓH2AX resimde (yeşil, Alexa 488) ve 53BP1 foci (kırmızı, Cy3) Co yerelleştirme gösterir 53BP1-aracılı nonhomologous son katılma tamir mekanizmaları, DNA çift iplikli kırılmalara sitelerin tanıtımı (ölçek çubuğu 5 mikron =). <a href="//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/56617/56617fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Immunofluorescence Microscopy of Î³H2AX and 53BP1 for Analyzing the Formation and Repair of DNA Double-strand Breaks at JoVE.com

Immunofluorescence Microscopy of &#947;H2AX and 53BP1 for Analyzing the Formation and Repair of DNA Double-strand Breaks

Bu el yazması bir iletişim kuralı tarafından γH2AX ve 53BP1 ayirt mikroskobu DNA çift iplikli kırılmalara analiz için sağlar.

ΓH2AX ve 53BP1 oluşumu ve DNA çift iplikli kırılmalara tamiri analiz etmek için ayirt mikroskobu

DNA double-strand breaks (DSB) are serious DNA lesions. Analysis of the formation and repair of DSB is relevant in a broad spectrum of research areas ...

immunofluorescence-microscopy-h2ax-53bp1-for-analyzing-formation

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Cancer Research

16.1K Görüntüleme.  Medical Faculty Mannheim of the Heidelberg University. Bu el yazması bir iletişim kuralı tarafından γH2AX ve 53BP1 ayirt mikroskobu DNA çift iplikli kırılmalara analiz için sağlar.

Video: Immunofluorescence Microscopy of γH2AX and 53BP1 for Analyzing the Formation and Repair of DNA Double-strand Breaks

Characterizing DNA Repair Processes at Transient and Long-lasting Double-strand DNA Breaks by Immunofluorescence Microscopy

The repair of double-stranded breaks (DSBs) in DNA is a highly coordinated process, necessitating the formation and resolution of multi-protein repair complexes. This process is regulated by a myriad of proteins that promote the association and disassociation of proteins to these lesions. Thanks in large part to the ability to perform functional screens of a vast library of proteins, there is a greater appreciation of the genes necessary for the double-strand DNA break repair. Often knockout or chemical inhibitor screens identify proteins involved in repair processes by using increased toxicity as a marker for a protein that is required for DSB repair. Although useful for identifying novel cellular proteins involved in maintaining genome fidelity, functional analysis requires the determination of whether the protein of interest promotes localization, formation, or resolution of repair complexes. 
The accumulation of repair proteins can be readily detected as distinct nuclear foci by immunofluorescence microscopy. Thus, association and disassociation of these proteins at sites of DNA damage can be accessed by observing these nuclear foci at representative intervals after the induction of double-strand DNA breaks. This approach can also identify mis-localized repair factor proteins, if repair defects do not simultaneously occur with incomplete delays in repair. In this scenario, long-lasting double-strand DNA breaks can be engineered by expressing a rare cutting endonuclease (e.g., I-SceI) in cells where the recognition site for the said enzyme has been integrated into the cellular genome. The resulting lesion is particularly hard to resolve as faithful repair will reintroduce the enzyme's recognition site, prompting another round of cleavage. As a result, differences in the kinetics of repair are eliminated. If repair complexes are not formed, localization has been impeded. This protocol describes the methodology necessary to identify changes in repair kinetics as well as repair protein localization.

Repair of double-strand DNA breaks is a dynamic process, requiring not only formation of repair complexes at the breaks, but also their resolution after the lesion is addressed. Here, we use immunofluorescence microscopy for transient and long-lasting double-stranded breaks as a tool to dissect this genome maintenance mechanism.

DNA onarım işlemleri, Darbe Gerilimlerinden ve uzun süreli iki iplikçikli DNA sonları ayirt mikroskobu ile karakterize

The repair of double-stranded breaks (DSBs) in DNA is a highly coordinated process, necessitating the formation and resolution of multi-protein repair ...

Kanser Araştırmaları

Immunofluorescence Imaging of DNA Damage and Repair Foci in Human Colon Cancer Cells

The purpose of the manuscript is to provide a step-by-step protocol for performing immunofluorescence microscopy to study the radiation-induced DNA damage response induced by neutron-gamma mixed-beam used in boron neutron capture therapy (BNCT). Specifically, the proposed methodology is applied for the detection of repair proteins activation which can be visualized as foci using antibodies specific to DNA double-strand breaks (DNA-DSBs). DNA repair foci were assessed by immunofluorescence in colon cancer cells (HCT-116) after irradiation with the neutron-mixed beam. DNA-DSBs are the most genotoxic lesions and are repaired in mammalian cells by two major pathways: non-homologous end-joining pathway (NHEJ) and homologous recombination repair (HRR). The frequencies of foci, immunochemically stained, for commonly used markers in radiobiology like &#947;-H2AX, 53BP1 are associated with DNA-DSB number and are considered as efficient and sensitive markers for monitoring the induction and repair of DNA-DSBs. It was established that &#947;-H2AX foci attract repair proteins, leading to a higher concentration of repair factors near a DSB. To monitor DNA damage at the cellular level, immunofluorescence analysis for the presence of DNA-PKcs representative repair protein foci from the NHEJ pathway and Rad52 from the HRR pathway was planned. We have developed and introduced a reliable immunofluorescence staining protocol for the detection of radiation-induced DNA damage response with antibodies specific for repair factors from NHEJ and HRR pathways and observed radiation-induced foci (RIF). The proposed methodology can be used for investigating repair protein that is highly activated in the case of neutron-mixed beam radiation, thereby indicating the dominance of the repair pathway.

Radiation-induced DNA damage response activated by neutron mixed-beam used in boron neutron capture therapy (BNCT) has not been fully established. This protocol provides a step-by-step procedure to detect radiation-induced foci (RIF) of repair proteins by immunofluorescence staining in human colon cancer cell lines after irradiation with the neutron-mixed beam.

İnsan Kolon Kanseri Hücrelerinde DNA Hasarı ve Onarım Foci İmmünofloresan Görüntüleme

The purpose of the manuscript is to provide a step-by-step protocol for performing immunofluorescence microscopy to study the radiation-induced DNA damage ...

An Automated Microscopic Scoring Method for the &#947;-H2AX Foci Assay in Human Peripheral Blood Lymphocytes

Ionizing radiation is a potent inducer of DNA damage and a well-documented carcinogen. Biological dosimetry comprises the detection of biological effects induced by exposure to ionizing radiation to make an individual dose assessment. This is pertinent in the framework of radiation emergencies, where health assessments and planning of clinical treatment for exposed victims are critical. Since DNA double strand breaks (DSB) are considered to be the most lethal form of radiation-induced DNA damage, this protocol presents a method to detect DNA DSB in blood samples. The methodology is based on the detection of a fluorescent labelled phosphorylated DNA repair protein, namely, &#947;-H2AX. The use of an automated microscopy platform to score the number of &#947;-H2AX foci per cell allows a standardized analysis with a significant decrease in the turn-around time. Therefore, the &#947;-H2AX assay has the potential to be one of the fastest and sensitive assays for biological dosimetry. In this protocol, whole blood samples from healthy adult volunteers will be processed and irradiated in vitro in order to illustrate the usage of the automated and sensitive &#947;-H2AX foci assay for biodosimetry applications. An automated slide scanning system and analysis platform with an integrated fluorescence microscope is used, which allows the fast, automatic scoring of DNA DSB with a reduced degree of bias.

This protocol presents the slide preparation and automated scoring of the &#947;-H2AX foci assay on peripheral blood lymphocytes. To illustrate the method and sensitivity of the assay, isolated lymphocytes were irradiated in vitro. This automated method of DNA DSB detection is useful for fast and high-throughput biological dosimetry applications.

İnsan Periferik Kan Lenfositlerinde γ-H2AX Odak Analizi için Otomatik Mikroskobik Puanlama Yöntemi

Ionizing radiation is a potent inducer of DNA damage and a well-documented carcinogen. Biological dosimetry comprises the detection of biological effects ...

Dual Immunofluorescence of &#947;H2AX and 53BP1 in Human Peripheral Lymphocytes

Double strand breaks (DSBs) are one of the most severe lesions that can occur in cell nuclei, and, if not repaired, they can lead to severe outcomes, including cancer. The cell is, therefore, provided with complex mechanisms to repair DSBs, and these pathways involve histone H2AX in its phosphorylated form at Ser-139 (namely &#947;H2AX) and p53 binding protein 1 (53BP1). As both proteins can form foci at the sites of DSBs, identification of these markers is considered a suitable method to study both DSBs and their kinetics of repair. According to the molecular processes that lead to the formation of &#947;H2AX and 53BP1 foci, it could be more useful to investigate their co-localization near the DSBs in order to set up an alternative approach that allows quantifying DSBs by the simultaneous detection of two DNA damage markers. Thus, this protocol aims to assess the genomic damage induced in human lymphocytes by the radiomimetic agent bleomycin through the presence of &#947;H2AX and 53BP1 foci in a dual immunofluorescence. Using this methodology, we also delineated the variation in the number of &#947;H2AX and 53BP1 foci over time, as a preliminary attempt to study the repair kinetics of bleomycin-induced DSBs.

This protocol presents a method to assess the formation and repair of DNA double-strand breaks through the simultaneous detection of &#947;H2AX and 53BP1 foci in interphase nuclei of bleomycin-treated human peripheral lymphocytes.

İnsan Periferik Lenfositlerinde γH2AX ve 53BP1'in İkili İmmünofloresansı

Double strand breaks (DSBs) are one of the most severe lesions that can occur in cell nuclei, and, if not repaired, they can lead to severe outcomes, ...

Genetik

Quantification of &gamma;H2AX Foci in Response to Ionising Radiation

DNA double-strand breaks (DSBs), which are induced by either endogenous metabolic processes or by exogenous sources, are one of the most critical DNA lesions with respect to survival and preservation of genomic integrity. An early response to the induction of DSBs is phosphorylation of the H2A histone variant, H2AX, at the serine-139 residue, in the highly conserved C-terminal SQEY motif, forming &gamma;H2AX1. Following induction of DSBs, H2AX is rapidly phosphorylated by the phosphatidyl-inosito 3-kinase (PIKK) family of proteins, ataxia telangiectasia mutated (ATM), DNA-protein kinase catalytic subunit and ATM and RAD3-related (ATR)2. Typically, only a few base-pairs (bp) are implicated in a DSB, however, there is significant signal amplification, given the importance of chromatin modifications in DNA damage signalling and repair. Phosphorylation of H2AX mediated predominantly by ATM spreads to adjacent areas of chromatin, affecting approximately 0.03% of total cellular H2AX per DSB2,3. This corresponds to phosphorylation of approximately 2000 H2AX molecules spanning ~2 Mbp regions of chromatin surrounding the site of the DSB and results in the formation of discrete &gamma;H2AX foci which can be easily visualized and quantitated by immunofluorescence microscopy2. The loss of &gamma;H2AX at DSB reflects repair, however, there is some controversy as to what defines complete repair of DSBs; it has been proposed that rejoining of both strands of DNA is adequate however, it has also been suggested that re-instatement of the original chromatin state of compaction is necessary4-8. The disappearence of &gamma;H2AX involves at least in part, dephosphorylation by phosphatases, phosphatase 2A and phosphatase 4C5,6. Further, removal of &gamma;H2AX by redistribution involving histone exchange with H2A.Z has been implicated7,8. Importantly, the quantitative analysis of &gamma;H2AX foci has led to a wide range of applications in medical and nuclear research. Here, we demonstrate the most commonly used immunofluorescence method for evaluation of initial DNA damage by detection and quantitation of &gamma;H2AX foci in &gamma;-irradiated adherent human keratinocytes9.

Quantification of &#947;H2AX Foci in Response to Ionising Radiation

Quantification of DNA double-strand streaks using &gamma;H2AX formation as a molecular marker has become an invaluable tool in radiation biology. Here we demonstrate the use of an immunofluorescence assay for quantification of &gamma;H2AX foci after exposure of cells to radiation.

İyonlaştırıcı Radyasyon Cevabı γH2AX Foci Kantitasyonu

DNA double-strand breaks (DSBs), which are induced by either endogenous metabolic processes or by exogenous sources, are one of the most critical DNA ...

Biyoloji

Quantitation of &gamma;H2AX Foci in Tissue Samples

DNA double-strand breaks (DSBs) are particularly lethal and genotoxic lesions, that can arise either by endogenous (physiological or pathological) processes or by exogenous factors, particularly ionizing radiation and radiomimetic compounds. Phosphorylation of the H2A histone variant, H2AX, at the serine-139 residue, in the highly conserved C-terminal SQEY motif, forming &gamma;H2AX, is an early response to DNA double-strand breaks1. This phosphorylation event is mediated by the phosphatidyl-inosito 3-kinase (PI3K) family of proteins, ataxia telangiectasia mutated (ATM), DNA-protein kinase catalytic subunit and ATM and RAD3-related (ATR)2. Overall, DSB induction results in the formation of discrete nuclear &gamma;H2AX foci which can be easily detected and quantitated by immunofluorescence microscopy2. Given the unique specificity and sensitivity of this marker, analysis of &gamma;H2AX foci has led to a wide range of applications in biomedical research, particularly in radiation biology and nuclear medicine. The quantitation of &gamma;H2AX foci has been most widely investigated in cell culture systems in the context of ionizing radiation-induced DSBs. Apart from cellular radiosensitivity, immunofluorescence based assays have also been used to evaluate the efficacy of radiation-modifying compounds. In addition, &gamma;H2AX has been used as a molecular marker to examine the efficacy of various DSB-inducing compounds and is recently being heralded as important marker of ageing and disease, particularly cancer3. Further, immunofluorescence-based methods have been adapted to suit detection and quantitation of &gamma;H2AX foci ex vivo and in vivo4,5. Here, we demonstrate a typical immunofluorescence method for detection and quantitation of &gamma;H2AX foci in mouse tissues.

Quantitation of &#947;H2AX Foci in Tissue Samples

Quantitation of DNA double-strand breaks on the basis of &gamma;H2AX foci has become an invaluable tool, particularly in radiation biology, for the evaluation of tissue radiosensitivity and effects of radiation modifying compounds. Here we demonstrate the use of an immunofluorescence assay for quantitation of &gamma;H2AX foci in tissue samples.

Doku Örnekleri γH2AX Foci kantitasyonu

DNA double-strand breaks (DSBs) are particularly lethal and genotoxic lesions, that can arise either by endogenous (physiological or pathological) ...

Evaluation of the Spatial Distribution of &gamma;H2AX following Ionizing Radiation

An early molecular response to DNA double-strand breaks (DSBs) is phosphorylation of the Ser-139 residue within the terminal SQEY motif of the histone H2AX1,2. This phosphorylation of H2AX is mediated by the phosphatidyl-inosito 3-kinase (PI3K) family of proteins, ataxia telangiectasia mutated (ATM), DNA-protein kinase catalytic subunit and ATM and RAD3-related (ATR)3. The phosphorylated form of H2AX, referred to as &gamma;H2AX, spreads to adjacent regions of chromatin from the site of the DSB, forming discrete foci, which are easily visualized by immunofluorecence microscopy3. Analysis and quantitation of &gamma;H2AX foci has been widely used to evaluate DSB formation and repair, particularly in response to ionizing radiation and for evaluating the efficacy of various radiation modifying compounds and cytotoxic compounds4.
Given the exquisite specificity and sensitivity of this de novo marker of DSBs, it has provided new insights into the processes of DNA damage and repair in the context of chromatin. For example, in radiation biology the central paradigm is that the nuclear DNA is the critical target with respect to radiation sensitivity. Indeed, the general consensus in the field has largely been to view chromatin as a homogeneous template for DNA damage and repair. However, with the use of &gamma;H2AX as molecular marker of DSBs, a disparity in &gamma;-irradiation-induced &gamma;H2AX foci formation in euchromatin and heterochromatin has been observed5-7. Recently, we used a panel of antibodies to either mono-, di- or tri- methylated histone H3 at lysine 9 (H3K9me1, H3K9me2, H3K9me3) which are epigenetic imprints of constitutive heterochromatin and transcriptional silencing and lysine 4 (H3K4me1, H3K4me2, H3K4me3), which are tightly correlated actively transcribing euchromatic regions, to investigate the spatial distribution of &gamma;H2AX following ionizing radiation8. In accordance with the prevailing ideas regarding chromatin biology, our findings indicated a close correlation between &gamma;H2AX formation and active transcription9. Here we demonstrate our immunofluorescence method for detection and quantitation of &gamma;H2AX foci in non-adherent cells, with a particular focus on co-localization with other epigenetic markers, image analysis and 3D-modeling.

Evaluation of the Spatial Distribution of &#947;H2AX following Ionizing Radiation

Microscopic analysis of &gamma;H2AX foci, which form following the phosphorylation of H2AX at Ser-139 in response to DNA double-strand breaks, has become an invaluable tool in radiation biology. Here we used an antibody to mono-methylated histone H3 at lysine 4 as an epigenetic marker of actively transcribing euchromatin, to evaluate the spatial distribution of radiation-induced &gamma;H2AX formation within the nucleus.

Radyasyondan aşağıdaki γH2AX Mekansal Dağılımı Değerlendirilmesi

An early molecular response to DNA double-strand breaks (DSBs) is phosphorylation of the Ser-139 residue within the terminal SQEY motif of the histone ...

Visualization of DNA Repair Proteins Interaction by Immunofluorescence

Mammalian cells are constantly exposed to chemicals, radiations, and naturally occurring metabolic by-products, which create specific types of DNA insults. Genotoxic agents can damage the DNA backbone, break it, or modify the chemical nature of individual bases. Following DNA insult, DNA damage response (DDR) pathways are activated and proteins involved in the repair are recruited. A plethora of factors are involved in sensing the type of damage and activating the appropriate repair response. Failure to correctly activate and recruit DDR factors can lead to genomic instability, which underlies many human pathologies including cancer. Studies of DDR proteins can provide insights into genotoxic drug response and cellular mechanisms of drug resistance.
There are two major ways of visualizing&#160;proteins in vivo: direct observation, by tagging the protein of interest with a fluorescent protein and following it by live imaging, or indirect immunofluorescence on fixed samples. While visualization of fluorescently tagged proteins allows precise monitoring over time, direct tagging in N- or C-terminus can interfere with the protein localization or function. Observation of proteins in their unmodified, endogenous version is preferred. When DNA repair proteins are recruited to the DNA insult, their concentration increases locally and they form groups, or &#8220;foci&#8221;, that can be visualized by indirect immunofluorescence using specific antibodies.
Although detection of protein foci does not provide a definitive proof of direct interaction, co-localization of proteins in cells indicates that they regroup to the site of damage and can inform of the sequence of events required for complex formation. Careful analysis of foci spatial overlap in cells expressing wild type or mutant versions of a protein can provide precious clues on functional domains important for DNA repair function. Last, co-localization of proteins indicates possible direct interactions that can be verified by co-immunoprecipitation in cells, or direct pulldown using purified proteins.

Following DNA damage, human cells activate essential repair pathways to restore the integrity of their genome. Here, we describe the method of indirect immunofluorescence as a means to detect DNA repair proteins, analyze their spatial and temporal recruitment, and help interrogate protein-protein interaction at the sites of DNA damage.

DNA Onarım Proteinlerinin İmmünfluoresan Etkileşiminin Görselleştirilmesi

Mammalian cells are constantly exposed to chemicals, radiations, and naturally occurring metabolic by-products, which create specific types of DNA ...

<meta charset="utf8"></head><body>DNA hasarında protein etkileşimi ve lokalizasyonunun değerlendirilmesi

Proximity Ligand Assay to Localize Proteins in DNA Damage Sites

The DNA damage response is a genetic information safeguard that protects cells from perpetuating damaged DNA. The characterization of the proteins that cooperate in this process allows the identification of alternative targets for therapeutic intervention in several diseases, such as cancer, aging-related diseases, and chronic inflammation. The Proximity Ligand Assay (PLA) emerged as a tool for estimating interaction between proteins as well as spatial proximity among organelles or cellular structures and allows the temporal localization and co-localization analysis under stress conditions, for instance. The method is simple because it is similar to conventional immunofluorescence and allows the staining of an organelle, cellular structure, or a specific marker such as mitochondria, endoplasmic reticulum, PML bodies, or DNA double-strand marker, yH2AX simultaneously. The phosphorylation of the S139 at Histone 2A variant, H2AX, then referred to as yH2AX, is widely used as a very sensitive and specific marker of DNA double-strand breaks. Each focus of yH2AX staining corresponds to one break in DNA that occurs a few minutes after the damage. The analysis of changes in yH2AX foci is the most common assay for studying if the protein of interest is implicated in DNA damage response (DDR). Whether a direct role in the DNA damage site is expected, fluorescence microscopy is used to verify the colocalization of the protein of interest with yH2AX foci. However, except for the new super-resolution fluorescence methods, to conclude, the local interaction with DNA damage sites can be a little subjective. Here, we show an assay to evaluate the localization of proteins in the DDR pathway using yH2AX as a marker of the damage site. This assay can be used to characterize the temporal localization under different insults that cause DNA damage.

<meta charset="utf8"></head><body>Yazar Spotlight: DNA Hasar Yanıtındaki Protein Etkileşimlerini Karakterize Etmek için Yakınlık Ligand Testini Gama-H2AX Boyama ile Birleştirme

Here, we present a simple and rapid protocol for the detection of protein interaction at DNA damage sites.

DNA Hasar Bölgelerindeki Proteinleri Lokalize Etmek için Yakınlık Ligand Testi

The DNA damage response is a genetic information safeguard that protects cells from perpetuating damaged DNA. The characterization of the proteins that ...

ΓH2AX ve 53BP1 oluşumu ve DNA çift iplikli kırılmalara tamiri analiz etmek için ayirt mikroskobu

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

DNA onarım işlemleri, Darbe Gerilimlerinden ve uzun süreli iki iplikçikli DNA sonları ayirt mikroskobu ile karakterize

İnsan Kolon Kanseri Hücrelerinde DNA Hasarı ve Onarım Foci İmmünofloresan Görüntüleme

İnsan Periferik Kan Lenfositlerinde γ-H2AX Odak Analizi için Otomatik Mikroskobik Puanlama Yöntemi

İnsan Periferik Lenfositlerinde γH2AX ve 53BP1'in İkili İmmünofloresansı

İyonlaştırıcı Radyasyon Cevabı γH2AX Foci Kantitasyonu

Doku Örnekleri γH2AX Foci kantitasyonu

Radyasyondan aşağıdaki γH2AX Mekansal Dağılımı Değerlendirilmesi

DNA Onarım Proteinlerinin İmmünfluoresan Etkileşiminin Görselleştirilmesi

DNA Hasar Bölgelerindeki Proteinleri Lokalize Etmek için Yakınlık Ligand Testi

DNA Hasar Bölgelerindeki Proteinleri Lokalize Etmek için Yakınlık Ligand Testi