data analysis of flow cytometry results from transfected hek-293t cells

Analyse FACS des cellules rapporteures GFP et mCherry pour évaluer l’efficacité NHEJ et HR

A DNA double-strand break (DSB) is the most deleterious form of DNA damage, potentially leading to genome instability, chromosomal rearrangements, cellular senescence, and cell death if not repaired promptly1. Two well-established pathways, nonhomologous end joining (NHEJ) and homologous recombination (HR), are recognized for their effectiveness in addressing DNA DSBs2,3. HR is considered an error-free mechanism for DSB repair, utilizing homologous sequences in the sister chromatid as a template to restore the original configuration of the injured DNA molecule3. NHEJ, on the other hand, is an error-prone DSB repair pathway that joins the broken DNA ends without relying on any template2.
The NHEJ assay and HR assay are classical methods originally developed in Jasin&#39;s laboratory at Memorial Sloan-Kettering Cancer Center and utilized to quantify the efficiency of NHEJ and HR, respectively4,5,6,7. These assays play a crucial role in investigating the relevant mechanisms and factors associated with NHEJ and HR8,9,10,11,12,13,14. Both assays rely on the implementation of two disrupted GFP reporters, EJ5-GFP and DR-GFP, to monitor the repair of DSBs induced by the I-SceI endonuclease. The EJ5-GFP reporter is employed in the NHEJ assay, while the DR-GFP reporter is utilized in the HR assay. Each reporter is subtly designed so that the I-SceI-induced DSBs can only be repaired by a specific repair pathway to restore a GFP expression cassette4,5.
The NHEJ assay and HR assay can be conducted using either a chromosomally integrated or an extrachromosomal approach15,16. The chromosomally integrated approach necessitates the integration of the disrupted GFP reporters into the genome, allowing the analysis of DSB repair within a chromosomal context6,15. However, this approach requires prolonged cell passaging and is unsuitable for comparative studies involving multiple cell lines due to arbitrary chromosomal integration, introducing an additional confounding factor apart from inherent differences. In this protocol, we describe the extrachromosomal NHEJ assay and HR assays, involving the transient transfection of the disrupted GFP and I-SceI plasmids into HEK-293T cells, followed by flow cytometry analysis (the experiment workflow is shown in Figure 1). These non-integrated reporter assays were originally reported by Jasin&#39;s laboratory to study DNA interstrand cross-links repair16 and have been employed to assess NHEJ efficiency and HR efficiency by several laboratories9,10,11,12,13,14,17,18,19, including ours11. These extrachromosomal approaches facilitate the analysis of DSB repair in comparative studies involving multiple established stable cell lines.

Pleins feux sur l’auteur : Décodage de la réparation de l’ADN par le dosage extrachromosomique NHEJ et le dosage HR

Analyse de l’efficacité de l’assemblage d’extrémités non homologues et de la recombinaison homologue dans les cellules HEK-293T à l’aide de systèmes rapporteurs basés sur la GFP

DNA double-strand breaks represent the most perilous DNA lesions. In response, cells employ two primary mechanisms for DNA double-strand break repair, NHEJ and HR.Quantifying the efficiency of NHEJ and HR separately is crucial for exploring the relevant mechanisms and factors associated with them. The NHEJ assay and the HR assay are established methods used to measure the efficiency of NHEJ and HR.These methods rely on meticulously designed plasmids that contain a disrupted green fluorescent protein gene with recognition sites for endonuclease I-SceI for induction of DSBs.The NHEJ assay and the HR assay can be conducted using is a chromosomally-integrated or a extrachromosomal approach. The chromosomally-integrated approach enables the analysis of DSB repair within a chromosomally contest. However, the chromosomally integrated approach requires prolonged cell and is unsuitable for comparative studies involving multiple cell lines.In this protocol, we describe the extrachromosomal NHEJ and HR assays involving transient transfection of the disrupted GFP and I-SceI plasmids into HEK-293T cells and subsequent flow cytometry analysis. These nonintegrated reporter assays have been employed to assess the NHEJ efficiency and HR efficiency by several labs, including ours. In contrast to the chromosomally-integrated approach, this extrachromosomal approach enables swift analysis of the NHEJ or HR efficiency through the utilization of established, stable cell lines.

Data Analysis of Flow Cytometry Results from Transfected HEK-293T Cells

Pour commencer, importez tous les fichiers de télécopie dans le tableau de bord d’analyse. Ouvrez l’un des fichiers pour afficher le nuage de points du côté avant. Construisez une porte polygonale pour isoler les cellules intactes, en évitant les débris dans le coin inférieur gauche du graphique.Étiquetez la sous-population comme cellules intactes et faites glisser cette porte vers la barre de tous les échantillons. Vérifiez le contrôle de chaque échantillon à l’aide du bouton échantillon suivant. Double-cliquez sur la sous-population de cellules intactes de l’échantillon de contrôle négatif pour afficher un nouveau graphique.Ajustez l’axe du tracé sur FL1-H sur l’axe X pour représenter GFP et FL2-H sur l’axe Y représentant mCherry. Ensuite, sélectionnez l’outil de contrôle quadruple et cliquez sur l’extrémité supérieure droite de la population de cellules négatives. Faites glisser les quatre portes rectangulaires vers la barre de cellules intactes.Examinez chaque échantillon de commandes monochromes GFP ou mCherry pour vérifier qu’il s’agit d’un contrôle correct à l’aide du bouton d’échantillonnage suivant. Accédez à l’éditeur de mise en page. Ici, sélectionnez des parcelles représentatives et choisissez copier dans l’éditeur de mise en page.Sélectionnez tous les tracés représentatifs puis double-cliquez pour ouvrir la définition du graphique. Nommez l’étiquette de l’axe X comme GFP et l’étiquette de l’axe Y comme mCherry. Déterminez l’efficacité relative de la réparation de l’ADN en comparant le nombre de cellules positives à la GFP au nombre de cellules positives à mCherry dans la même parcelle.Une stratégie appropriée d’ajustement de la rémunération et de contrôle a été mise en œuvre pour garantir l’exactitude de l’analyse de la NHEJ et des RH. Cette stratégie a positionné les cellules positives à la GFP dans le quadrant inférieur droit et les cellules positives à mCherry dans le quadrant supérieur gauche. Le pourcentage de cellules GFP positives indiquait l’efficacité de la réparation et de la transfection de l’ADN.À l’inverse, le pourcentage de cellules mCherry positives ne reflétait que l’efficacité de la transfection. L’efficacité de réparation des DSB de l’ADN a été calculée comme le rapport entre les cellules GFP positives et les cellules mCherry positives. De plus, le rôle de la protéine du syndrome de Wiskott-Aldrich et de la protéine scar Humalog ou WASH dans la réparation de l’ADN a été démontré à l’aide du test NHEJ sur les cellules shCONTROL et shWASH.La perte de WASH a diminué l’efficacité de la NHEJ, soulignant son rôle dans la promotion de la NHEJ.

Research

JoVE Journal

Biology

FACS Analysis of GFP and mCherry Reporter Cells to Evaluate NHEJ & HR Efficiency

Analysis of Nonhomologous End Joining and Homologous Recombination Efficiency in HEK-293T Cells Using GFP-Based Reporter Systems

Author Spotlight: Decoding DNA Repair by Extrachromosomal NHEJ Assay and HR Assays

DNA double-strand breaks (DSBs) represent the most perilous DNA lesions, capable of inducing substantial genetic information loss and cellular demise. In ...

Recherche

Biologie

Preparation and Transfection of HEK-293T Cells for FACS Sorting Analysis

Analysis of the GFP-Positive and mCherry-Positive Cells by Flow Cytometry