Name: genome-wide snapshot of chromatin regulators and states in xenopus embryos by chip-seq
Uploaded: 2015-02-26T13:00:00
Duration: 10 min 23 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Genome-wide Snapshot of Chromatin Regulators and States in Xenopus Embryos by ChIP-Seq at JoVE.com

We thank Chris Benner for implementing the X. tropicalis genome (xenTro2, xenTro2r) into HOMER and the Gilchrist lab for discussions on post-sequencing analysis. I.P. assisted the GO term analysis. G.E.G and J.C.S. were supported by the Wellcome Trust and are now supported by the Medical Research Council (program number U117597140).

<ol>
	<li>Gilmour, D. S., Lis, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+protein-DNA+interactions+in+vivo:+distribution+of+RNA+polymerase+on+specific+bacterial+genes.">Detecting protein-DNA interactions in vivo: distribution of RNA polymerase on specific bacterial genes.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 81 (14), 4275-4279 (1984).</li><li>Gilmour, D. S., Lis, J. T. <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+interactions+of+RNA+polymerase+II+with+genes+of+Drosophila+melanogaster.">In vivo interactions of RNA polymerase II with genes of Drosophila melanogaster.</a> Mol Cell Biol. 5 (8), 2009-2018 (1985).</li><li>Solomon, M. J., Larsen, P. L., Varshavsky, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+protein-DNA+interactions+in+vivo+with+formaldehyde:+evidence+that+histone+H4+is+retained+on+a+highly+transcribed+gene.">Mapping protein-DNA interactions in vivo with formaldehyde: evidence that histone H4 is retained on a highly transcribed gene.</a> Cell. 53 (6), 937-947 (1988).</li><li>Ren, B., 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=Genome-wide+location+and+function+of+DNA+binding+proteins.">Genome-wide location and function of DNA binding proteins.</a> Science. 290 (5500), 2306-2309 (2000).</li><li>Johnson, D., Mortazavi, A., Myers, R., Wold, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+mapping+of+in+vivo+protein-DNA+interactions.">Genome-wide mapping of in vivo protein-DNA interactions.</a> Science. 316 (5830), 1497-1502 (2007).</li><li>Hellsten, U., 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=The+genome+of+the+Western+clawed+frog+Xenopus+tropicalis.">The genome of the Western clawed frog Xenopus tropicalis.</a> Science. 328 (5978), 633-636 (2010).</li><li>Lee, T. I., Johnstone, S. E., Young, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+immunoprecipitation+and+microarray-based+analysis+of+protein+location.">Chromatin immunoprecipitation and microarray-based analysis of protein location.</a> Nature Protocols. 1 (2), 729-748 (2006).</li><li>Blythe, S. A., Reid, C. D., Kessler, D. S., Klein, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+immunoprecipitation+in+early+Xenopus+laevis+embryos.">Chromatin immunoprecipitation in early Xenopus laevis embryos.</a> Dev Dyn. 238 (6), 1422-1432 (2009).</li><li>Gentsch, G. E., Smith, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigating+physical+chromatin+associations+across+the+Xenopus+genome+by+chromatin+immunoprecipitation.">Investigating physical chromatin associations across the Xenopus genome by chromatin immunoprecipitation.</a> Cold Spring Harb Protoc. 2014 (5), (2014).</li><li>Ubbels, G. A., Hara, K., Koster, C. H., Kirschner, M. W. <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+functional+role+of+the+cytoskeleton+in+determination+of+the+dorsoventral+axis+in+Xenopus+laevis+eggs.">Evidence for a functional role of the cytoskeleton in determination of the dorsoventral axis in Xenopus laevis eggs.</a> J Embryol Exp Morphol. 77, 15-37 (1983).</li><li>Langmead, B., Trapnell, C., Pop, M., Salzberg, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+and+memory-efficient+alignment+of+short+DNA+sequences+to+the+human+genome.">Ultrafast and memory-efficient alignment of short DNA sequences to the human genome.</a> Genome Biol. 10 (3), R25 (2009).</li><li>Li, H., 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=The+Sequence+Alignment/Map+format+and+SAMtools.">The Sequence Alignment/Map format and SAMtools.</a> Bioinformatics. 25 (16), 2078-2079 (2009).</li><li>Heinz, S., 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=Simple+combinations+of+lineage-determining+transcription+factors+prime+cis-regulatory+elements+required+for+macrophage+and+B+cell+identities.">Simple combinations of lineage-determining transcription factors prime cis-regulatory elements required for macrophage and B cell identities.</a> Mol Cell. 38 (4), 576-589 (2010).</li><li>Zhang, Y., 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=Model-based+analysis+of+ChIP-Seq+(MACS).">Model-based analysis of ChIP-Seq (MACS).</a> Genome Biol. 9 (9), R137 (2008).</li><li>Robinson, J. T., 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=Integrative+genomics+viewer.">Integrative genomics viewer.</a> Nat Biotechnol. 29 (1), 24-26 (2011).</li><li>Thorvaldsdottir, H., Robinson, J. T., Mesirov, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrative+Genomics+Viewer+(IGV):+high-performance+genomics+data+visualization+and+exploration.">Integrative Genomics Viewer (IGV): high-performance genomics data visualization and exploration.</a> Brief Bioinform. 14 (2), 178-192 (2013).</li><li>Imoto, S., Nolan, J., Bioinformatics Miyano, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 20 (9), 1453-1454 (2004).</li><li>Camacho, 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=BLAST+:+architecture+and+applications.">BLAST+: architecture and applications.</a> BMC Bioinformatics. 10, 421 (2009).</li><li>Conesa, A., 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=Blast2GO:+a+universal+tool+for+annotation,+visualization+and+analysis+in+functional+genomics+research.">Blast2GO: a universal tool for annotation, visualization and analysis in functional genomics research.</a> Bioinformatics. 21 (18), 3674-3676 (2005).</li><li>Sive, H., Grainger, R., Harland, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Early development of Xenopus laevis: A laboratory manual. , (2000).</li><li>Chen, Y., 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=Systematic+evaluation+of+factors+influencing+ChIP-seq+fidelity.">Systematic evaluation of factors influencing ChIP-seq fidelity.</a> Nat Methods. 9 (6), 609-614 (2012).</li><li>Sharov, A. A., Ko, M. S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exhaustive+search+for+over-represented+DNA+sequence+motifs+with+CisFinder.">Exhaustive search for over-represented DNA sequence motifs with CisFinder.</a> DNA Res. 16 (5), 261-273 (2009).</li><li>Bailey, T. L., 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=MEME+SUITE:+tools+for+motif+discovery+and+searching.">MEME SUITE: tools for motif discovery and searching.</a> Nucl Acids Res. 37 (2), W202-W208 (2009).</li><li>Livak, K. J., Schmittgen, T. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+relative+gene+expression+data+using+real-time+quantitative+PCR+and+the+2(-Delta+Delta+C(T))+Method.">Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method.</a> Methods. 25 (4), 402-408 (2001).</li><li>Park, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ChIP-seq:+advantages+and+challenges+of+a+maturing+technology.">ChIP-seq: advantages and challenges of a maturing technology.</a> Nat Rev Genet. 10 (10), 669-680 (2009).</li><li>Gentsch, G. 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=In+vivo+T-box+transcription+factor+profiling+reveals+joint+regulation+of+embryonic+neuromesodermal+bipotency.">In vivo T-box transcription factor profiling reveals joint regulation of embryonic neuromesodermal bipotency.</a> Cell Rep. 4 (6), 1185-1196 (2013).</li><li>Barabasi, A. L., Oltvai, Z. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Network+biology:+understanding+the+cell's+functional+organization.">Network biology: understanding the cell's functional organization.</a> Nat Rev Genet. 5 (2), 101-113 (2004).</li><li>Biggin, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+transcription+networks+as+highly+connected,+quantitative+continua.">Animal transcription networks as highly connected, quantitative continua.</a> Dev Cell. 21 (4), 611-626 (2011).</li><li>Nieuwkoop, P. D., Faber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Normal table of Xenopus laevis (Daudin): a systematical and chronological survey of the development from the fertilized egg till the end of metamorphosis. , (1994).</li><li>Akkers, R. 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+hierarchy+of+H3K4me3+and+H3K27me3+acquisition+in+spatial+gene+regulation+in+Xenopus+embryos.">A hierarchy of H3K4me3 and H3K27me3 acquisition in spatial gene regulation in Xenopus embryos.</a> Dev Cell. 17 (3), 425-434 (2009).</li><li>Yoon, S. J., Wills, A. E., Chuong, E., Gupta, R., Baker, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> HEB and E2A function as SMAD/FOXH1 cofactors. Genes Dev. 25 (15), 1654-1661 (2011).</li><li>Jallow, Z., Jacobi, U. G., Weeks, D. L., Dawid, I. B., Veenstra, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specialized+and+redundant+roles+of+TBP+and+a+vertebrate-specific+TBP+paralog+in+embryonic+gene+regulation+in+Xenopus.">Specialized and redundant roles of TBP and a vertebrate-specific TBP paralog in embryonic gene regulation in Xenopus.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 101 (37), 13525 (2004).</li><li>Buchholz, D. R., Paul, B. D., Shi, Y. -. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene-specific+changes+in+promoter+occupancy+by+thyroid+hormone+receptor+during+frog+metamorphosis.+Implications+for+developmental+gene+regulation.">Gene-specific changes in promoter occupancy by thyroid hormone receptor during frog metamorphosis. Implications for developmental gene regulation.</a> J Biol Chem. 280 (50), 41222-41228 (2005).</li><li>Wills, A. E., Guptaa, R., Chuonga, E., Baker, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+immunoprecipitation+and+deep+sequencing+in+Xenopus+tropicalis+and+Xenopus+laevis.">Chromatin immunoprecipitation and deep sequencing in Xenopus tropicalis and Xenopus laevis.</a> Methods. 66 (3), 410-421 (2014).</li><li>Metz, B., 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=Identification+of+formaldehyde-induced+modifications+in+proteins:+reactions+with+model+peptides.">Identification of formaldehyde-induced modifications in proteins: reactions with model peptides.</a> J Biol Chem. 279 (8), 6235-6243 (2004).</li><li>Landt, S. G., 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=ChIP-seq+guidelines+and+practices+of+the+ENCODE+and+modENCODE+consortia.">ChIP-seq guidelines and practices of the ENCODE and modENCODE consortia.</a> Genome Res. 22 (9), 1813-1831 (2012).</li><li>Mazzoni, E. O., 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=Embryonic+stem+cell-based+mapping+of+developmental+transcriptional+programs.">Embryonic stem cell-based mapping of developmental transcriptional programs.</a> Nat Methods. 8 (12), 1056-1058 (2011).</li><li>Deal, R. B., Henikoff, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+simple+method+for+gene+expression+and+chromatin+profiling+of+individual+cell+types+within+a+tissue.">A simple method for gene expression and chromatin profiling of individual cell types within a tissue.</a> Dev Cell. 18 (6), 1030-1040 (2010).</li><li>Bonn, S., 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=Tissue-specific+analysis+of+chromatin+state+identifies+temporal+signatures+of+enhancer+activity+during+embryonic+development.">Tissue-specific analysis of chromatin state identifies temporal signatures of enhancer activity during embryonic development.</a> Nat Genet. 44 (2), 148-156 (2012).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

Vår protokoll beskriver hur man gör och analysera genomet hela kromatin profiler från Xenopus embryon. Den täcker varje steg från tvärbindande proteiner till endogena loci in vivo till bearbetning miljontals läser representerar anrikade iska platser i silico. Eftersom allt fler genom utkast finns tillgängliga bör detta protokoll tillämpas på andra modell och icke-modellorganismer. Den viktigaste experimentella avsnitt, som anger detta protokoll bortsett från tidigare arbeten 8,31,33,34, är den efter fixering procedur att extrahera tvärbundna kärnor. Det underlättar effektiv kromatin solubilisering och kapning och enkel uppskalning. Tillsammans med förbättrade effektiviteten av biblioteks förberedelser detta protokoll möjliggör byggandet av hög komplexitet spån Seq bibliotek från halv till två miljoner celler som uttrycker kromatin-associerade epitopen av intresse. För Chip-qPCR experiment, några tio tusen av dessa celler är normalt tillräckligtatt kontrollera om DNA anrikning vid kanske sex distinkta iska loci. Dessa siffror är konservativa uppskattningar, men kan variera beroende på proteinuttryck nivå, antikropps kvalitet, tvärbindningseffektivitet och epitop tillgänglighet. Som en guide, innehåller en enda Xenopus embryo ca 4000 celler vid mitten blastula skede (8,5 efter Nieuwkoop och Faber 29), 40.000 celler vid sena gastrulastadium (12) och 100.000 celler vid tidiga tailbud stadiet (20). Den exakta fixering tiden för effektiv immunoutfällning måste fastställas empiriskt av Chip-qPCR (avsnitt 10). I allmänhet är längre fixeringstider krävs om försöket involverar X. laevis embryon, tidiga utvecklingsstadier, och svaga (eller indirekta) DNA bindningsegenskaper. Det är dock inte att rekommendera om fastställande Xenopus embryon längre än 40 minuter, eller bearbeta fler embryon än vad som anges (avsnitt 3), kromatin klippning blir mindre effektiv. Det är viktigt att inteatt använda glycin efter fixering som denna gemensamma steg för härdning formaldehyd kan göra kärn extraktion från gulerika embryon mycket svåra. För närvarande är orsaken till detta inte är känd. Det är tänkbart att formaldehyd-glycin addukt reagerar vidare med N-terminal amino-grupper eller argininresterna 35. Antikroppen är nyckeln till alla chip experiment och tillräckliga kontroller måste genomföras för att visa sin specificitet för epitop av intresse (se riktlinjer genom et al. Landt 36). Om ingen Chip-grade antikropp är tillgänglig, kan införandet av motsvarande epitopmärkta fusionsproteiner vara ett legitimt alternativ eftersom dessa proteiner kan ockupera endogena bindningsställen 37. I det här fallet, oinjicerade embryon är bäst att använda som en negativ kontroll snarare än en chip med ospecifik serum. Denna strategi kan även appliceras om proteinet av intresse uttrycks vid låga nivåer resulterar i dålig utvinning av EnriCHED DNA. När det gäller att göra ChIP-Seq bibliotek, på grund av den låga mängden DNA i bruk, är det rekommenderat att välja förfaranden som minskar antalet rengöringssteg och att kombinera reaktioner för att hålla någon förlust av DNA vid ett minimum. De adaptrar och primers måste vara kompatibla med multiplex sekvense och NGS plattformen (se tabell på specifika material / utrustning). Vid användning av Y-adaptrar (innehållande långa enkelsträngade armar), är det kritiskt att pre-amplifiera biblioteket med 3-5 omgångar av PCR före storleksvälj DNA-inlägg (t.ex.., 100 till 300 bp) genom gelelektrofores. Enkelsträngade ändarna orsaka DNA-fragment att migrera heterogent. Provkörningar med olika mängder av ingångs DNA (t.ex., 0,1, 0,5, 1, 2, 5, 10 och 20 ng) rekommenderas för att fastställa det totala antalet PCR-cykler (mindre än eller lika med 18 cykler) som krävs för att göra en storlek -utvalda bibliotek med 100 till 200 ng. Att minska antalet PCR-cykler gör sekvenseringen av redundant läser mindre troligt. Fast fas reversibla immobilisering pärlor är bra att städa upp reagenser för att effektivt återvinna DNA av intresse och tillförlitligt avlägsna eventuella fria adaptrar och dimerer från ligering och PCR-reaktioner. Sett till antal, typ och längd läser, cirka 20 till 30.000.000 enda änden läser av 36 bp är tillräckligt för de flesta spån Seq experiment för att täcka hela Xenopus genomet med tillräckligt djup. De vanligaste NGS maskiner rutinmässigt kan uppfylla dessa kriterier. Det kan dock vara fördelaktigt att öka antalet läser om en bred fördelningar av läser förväntas, som kan ses med histon modifikationer, snarare än skarpa toppar. För många spån Seq experiment, kan 4-5 olika indexe bibliotek slås samman och sekvens i en flödescell körfält med hjälp av en högpresterande NGS maskin. Ibland är också lämpligt att förlänga den lästa längd och sekvens båda ändarna av DNA-mallen (parade slut) för att öka mappability whöna analysera kromatin inom repetitiva iska regioner. Detta protokoll har tillämpats med framgång på en bred variation av kromatin funktioner såsom transkriptionsfaktorer, signal medlare och posttranslation histon modifieringar. Men embryon förvärva en ökande grad av cellulär heterogenitet som de utvecklas och kromatin profiler blir svårare att tolka. Lovande steg har tagits i Arabidopsis och Drosophila till vävnadsspecifikt profil kromatin landskap genom att extrahera cell typspecifika kärnor 38,39. Vår protokoll innehåller en nukleär extraktionssteg, vilket skulle kunna bana väg för vävnadsspecifika Chip-Seq i andra embryon.

The first attempts to characterize protein-DNA interactions in vivo were reported about 30 years ago in an effort to understand RNA polymerase-mediated gene transcription in bacteria and in the fruit fly1,2. Since then, the use of immunoprecipitation to enrich distinct chromatin features (ChIP) has been widely adopted to capture binding events and chromatin states with high efficiency3. Subsequently, with the emergence of powerful microarray technologies, this method led to the characterization of genome-wide chromatin landscapes4. More recently, chromatin profiling has become even more comprehensive and high-resolution, because millions of co-immunoprecipitated DNA templates can now be sequenced in parallel and mapped to the genome (ChIP-Seq)5. As increasing numbers of genome assemblies are available, ChIP-Seq is an attractive approach to learn more about the genome regulation that underlies biological processes. 
Here we provide a protocol to perform ChIP-Seq on yolk-rich embryos such as those of the frog Xenopus. Drafts of the genomes of both widely used Xenopus species&#8212;X. tropicalis and X. laevis&#8212;have now been released by the International Xenopus Genome Consortium6. The embryos of Xenopus species share many desirable features that facilitate and allow the interpretation of genome-wide chromatin studies, including the production of large numbers of high-quality embryos, the large size of the embryos themselves, and their external development. In addition, the embryos are amenable to classic and novel manipulations like cell lineage tracing, whole-mount in situ hybridisation, RNA overexpression, and TALEN/CRISPR-mediated knockout technology.
The following protocol builds on the work of Lee et al., Blythe et al. and Gentsch et al.7-9. Briefly, Xenopus embryos are formaldehyde-fixed at the developmental stage of interest to covalently bind (cross-link) proteins to their associated genomic DNA. After nuclear extraction, cross-linked chromatin is fragmented to focus subsequent sequencing on specific genomic binding or modification sites, and to minimize the contributions of flanking DNA sequences. Subsequently, the chromatin fragments are immunoprecipitated with a ChIP-grade antibody to enrich those containing the protein of interest. The co-immunoprecipitated DNA is stripped from the protein and purified before creating an indexed (paired-end) library for next-generation sequencing (NGS). At the end, simple command lines are offered for the post-sequencing analysis of ChIP-Seq data.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1/16 inch tapered microtip</td>
			<td>Qsonica</td>
			<td>4417</td>
			<td>This microtip is compatible with Sonicator 3000 from Misonix and Q500/700 from Qsonica.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>8 ml glass sample vial with cap</td>
			<td>Wheaton</td>
			<td>224884</td>
			<td>8 ml clear glass sample vials for aqueous samples with 15-425 size phenolic rubber-lined screw caps.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adaptor</td>
			<td>IDT or Sigma</td>
			<td>NA</td>
			<td>TruSeq universal adaptor, 
AATGATACGGCGACCACCGAG 
ATCTACACTCTTTCCCTACAC 
GACGCTCTTCCGATC*T. TruSeq indexed adaptor, 
P-GATCGGAAGAGCACACGTC 
TGAACTCCAGTCAC &#8208;NNNNNN&#8208; 
ATCTCGTATGCCGTCT TCTGCTT*G. *, phosphorothioate bondphosphate group at 5&#39; end. NNNNNN, index (see TruSeq ChIP Sample Preparation Guide for DNA sequence). Order adaptors HPLC purified. Adaptors can be prepared by combining equimolar amounts (each 100 &#181;M) of the universal and the indexed adaptor and cooling them down slowly from 95 &#176;C to room temperature. Use 1.5 pmol per ng of input DNA. Store at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>b2g4pipe (software)</td>
			<td>Blast2GO</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://www.blast2go.com/data/blast2go/b2g4pipe_v2.5.zip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BLAST+ (software)</td>
			<td>Camacho et al.</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi?PAGE_TYPE=BlastDocs&#38;DOC_TYPE=Download</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bowtie (software)</td>
			<td>Langmead et al.</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://bowtie-bio.sourceforge.net/index.shtml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cisFinder (software)</td>
			<td>Sharov et al.</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://lgsun.grc.nia.nih.gov/CisFinder/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chip for capillary electrophoresis</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-1504</td>
			<td>Load this chip with 1 &#181;l DNA for library quality control. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chip-based capillary electrophoresis system</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>G2940CA</td>
			<td>The Agilent 2100 BioAnalyzer is used to check the quality of ChIP-Seq libraries. Keep reagents at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChIP-Seq library preparation kit (KAPA Hyper Prep Kit)</td>
			<td>Kapa Biosystems</td>
			<td>KK8504</td>
			<td>Kit contains KAPA end repair and A-tailing enzyme mix, end Repair and A-tailing buffer, DNA ligase, ligation buffer, KAPA HiFi HotStart ReadyMix (2X), and KAPA library amplification primer mix (10X) (see also PCR primers). Adaptors are not included. Store at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChIP-Seq library preparation kit (alternative, ThruPLEX-FD Prep Kit)</td>
			<td>Rubicon Genomics</td>
			<td>R40048</td>
			<td>Kit uses their own stem-loop adaptors and primers. This kit eliminates intermediate purification steps and is as sensitive as the KAPA Hyper Prep Kit. Store at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cluster3 (software)</td>
			<td>de Hoon et al.</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://bonsai.hgc.jp/~mdehoon/software/cluster</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FastQC (software)</td>
			<td>Simon Andrews</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorometer</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>Q32866</td>
			<td>Qubit 2.0 Fluorometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorometer reagents</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>Q32851</td>
			<td>The kit provides concentrated assay reagent, dilution buffer, and pre-diluted DNA standards for the Qubit fluorometer. Store DNA standards at 4 &#176;C, buffer and dye at room temperature.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formaldehyde</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F8775-4X25ML</td>
			<td>Formaldehyde solution, for molecular biology, 36.5-38% in H2O, stabilised with 10-15% methanol. Store at room temperature. CAUTION: Formaldehyde is corrosive and highly toxic.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel (E-Gel EX agarose , 2%)</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>G4010</td>
			<td>Pre-cast gel with 11 wells, openable format. Leave one lane between ladder and library empty to avoid cross-contamination. Store gels at room temperature.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel electrophoresis system</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>G6465</td>
			<td>E-Gel iBase and E-Gel Safe Imager combo kit for size-selecting ChIP-Seq libraries.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gel extraction kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>28706</td>
			<td>Store all reagents at room temperature. Use 500 &#181;l of QG buffer per 100 mg of 2% agarose gel slice to extract DNA. Use MinElute columns (from MinElute PCR purification kit) to elute DNA twice.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HOMER (software)</td>
			<td>Chris Benner</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://homer.salk.edu/homer/index.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hybridization oven</td>
			<td>Techne</td>
			<td>FHB1D</td>
			<td>Hybridizer HB-1D</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IGV (software)</td>
			<td>Robinson et al.</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://www.broadinstitute.org/igv/home</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Illumina CASAVA-1.8 quality filter (software)</td>
			<td>Assaf Gordon</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://cancan.cshl.edu/labmembers/gordon/fastq_illumina_filter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Java TreeView (software)</td>
			<td>Alok Saldanha</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://jtreeview.sourceforge.net</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laboratory jack</td>
			<td>Edu-Lab</td>
			<td>CH0642</td>
			<td>This jack is used to elevate sample in sound enclosure for sonication.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ladder, 100 bp</td>
			<td>New England BioLabs</td>
			<td>N3231</td>
			<td>Keep 1x solution at room temperature. Store stock at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ladder, 1 kb</td>
			<td>New England BioLabs</td>
			<td>N3232</td>
			<td>Keep 1x solution at room temperature. Store stock at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low-retention 1.5-ml microcentrifuge tubes</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>AM12450</td>
			<td>nonstick, RNase-free microfuge tubes, 1.5 ml</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MACS2 (software)</td>
			<td>Tao Liu</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>https://github.com/taoliu/MACS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic beads</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>11201D</td>
			<td>These Dynabeads are superparamagnetic beads with affinity purified polyclonal sheep anti-mouse IgG covalently bound to the bead surface. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic beads</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>11203D</td>
			<td>These Dynabeads are superparamagnetic beads with affinity purified polyclonal sheep anti-rabbit IgG covalently bound to the bead surface. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic beads</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>10001D</td>
			<td>These Dynabeads are superparamagnetic beads with recombinant protein A covalently bound to the bead surface. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic beads</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>10003D</td>
			<td>These Dynabeads are superparamagnetic beads with recombinant protein G covalently bound to the bead surface. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic rack</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>12321D</td>
			<td>DynaMag-2 magnet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEME</td>
			<td>Bailey et al.</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://meme.nbcr.net/meme/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Na3VO4</td>
			<td>New England BioLabs</td>
			<td>P0758</td>
			<td>Sodium orthovanadate (100 mM) is a commonly used general inhibitor for protein phosphotyrosyl phosphatases. Store at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaF</td>
			<td>New England BioLabs</td>
			<td>P0759</td>
			<td>Sodium fluoride (500 mM) is commonly used as general inhibitor of phosphoseryl and phosphothreonyl phosphatases. Store at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NGS machine</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>SY-301-1301</td>
			<td>Genome Analyzer IIx</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NGS machine (high performance)</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>SY-401-2501</td>
			<td>HiSeq</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal serum (antibody control)</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-2028</td>
			<td>Use as control for goat polyclonal IgG antibodies in ChIP-qPCR experiments. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal serum (antibody control)</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-2025</td>
			<td>Use as control for mouse polyclonal IgG antibodies in ChIP-qPCR experiments. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal serum (antibody control)</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-2027</td>
			<td>Use as control for rabbit polyclonal IgG antibodies in ChIP-qPCR experiments. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nucleic acid staining solution</td>
			<td>iNtRON</td>
			<td>21141</td>
			<td>Use RedSafe nucleic acid staining solution at 1:50,000. Store at room temperature.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orange G</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>O3756-25G</td>
			<td>1-Phenylazo-2-naphthol-6,8-disulfonic acid disodium salt. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR primers</td>
			<td>e.g., IDT or Sigma</td>
			<td>NA</td>
			<td>Primers to enrich adaptor-ligated DNA fragments by PCR: AATGATACGGCGACCACCGA*G and CAAGCAGAAGACGGCATACGA*G, phosphorothioate bond. Primers designed by Ethan Ford. Combine primers at 5 &#181;M each. Use 5 &#181;l in a 50 &#181;l PCR reaction. Store at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MinElute PCR purification kit&#160;</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>28006</td>
			<td>for purification of ChIP-qPCR and shearing test samples. Store MinElute spin columns at 4 &#176;C, all other buffers and collection tubes at room temperature.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenol:chloroform:isoamyl alcohol (25:24:1, pH 7.9)</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>AM9730</td>
			<td>Phenol:Chloroform:IAA (25:24:1) is premixed and supplied at pH 6.6. Use provided Tris alkaline buffer to raise pH to 7.9. Store at 4 &#176;C. CAUTION: phenol:chloroform:isoamyl alcohol is corrosive, highly toxic and combustible.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Primer3 (software)</td>
			<td>Steve Rozen &#38; Helen Skaletsky</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://biotools.umassmed.edu/bioapps/primer3_www.cgi</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease inhibitor tablets</td>
			<td>Roche</td>
			<td>11836170001</td>
			<td>cOmplete, Mini, EDTA-free. Use 1 tablet per 10 ml. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease inhibitor tablets</td>
			<td>Roche</td>
			<td>11873580001</td>
			<td>cOmplete, EDTA-free. Use 1 tablet per 50 ml. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteinase K</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>AM2548</td>
			<td>proteinase K solution (20 &#181;g/&#181;l). Store at -20 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase A</td>
			<td>life technologies</td>
			<td>12091-039</td>
			<td>RNase A (20 &#181;g/&#181;l). Store at room temperature.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotator</td>
			<td>Stuart</td>
			<td>SB3</td>
			<td>Rotator SB3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SAMtools (software)</td>
			<td>Li et al.</td>
			<td>non-commercial</td>
			<td>http://samtools.sourceforge.neta</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid phase reversible immobilisation beads</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>A63882</td>
			<td>The Agencourt AMPure XP beads are used to minimise adaptor dimer contamination in ChIP-Seq libraries. Store at 4 &#176;C.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sonicator 3000</td>
			<td>Misonix/Qsonica</td>
			<td>NA</td>
			<td>Newer models are now available. Q125, Q500 or Q700 are all suitable for shearing crosslinked chromatin.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sound enclosure</td>
			<td>Misonix/Qsonica</td>
			<td>NA</td>
			<td>optional: follow the manufacturer&#39;s recommendation to obtain the correct sound enclosure.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermomixer</td>
			<td>eppendorf</td>
			<td>22670000</td>
			<td>Thermomixer for 24 x 1.5 mL tubes. Precise temperature control from 4 &#176;C above room temperature to 99 &#176;C.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

genome-wide snapshot of chromatin regulators and states in xenopus embryos by chip-seq

The recruitment of chromatin regulators and the assignment of chromatin states to specific genomic loci are pivotal to cell fate decisions and tissue and organ formation during development. Determining the locations and levels of such chromatin features in vivo will provide valuable information about the spatio-temporal regulation of genomic elements, and will support aspirations to mimic embryonic tissue development in vitro. The most commonly used method for genome-wide and high-resolution profiling is chromatin immunoprecipitation followed by next-generation sequencing (ChIP-Seq). This protocol outlines how yolk-rich embryos such as those of the frog Xenopus can be processed for ChIP-Seq experiments, and it offers simple command lines for post-sequencing analysis. Because of the high efficiency with which the protocol extracts nuclei from formaldehyde-fixed tissue, the method allows easy upscaling to obtain enough ChIP material for genome-wide profiling. Our protocol has been used successfully to map various DNA-binding proteins such as transcription factors, signaling mediators, components of the transcription machinery, chromatin modifiers and post-translational histone modifications, and for this to be done at various stages of embryogenesis. Lastly, this protocol should be widely applicable to other model and non-model organisms as more and more genome assemblies become available.

Likvärdiga resultat som de som presenteras här väntas om protokollet är välgjord och antikroppen som används är av Chip-kvalitet (se diskussion). Detta protokoll möjliggör utvinning av kärnor från formaldehydfixerade Xenopus embryon och effektiv klippning av kromatin genom ultraljudsbehandling (Figur 1A-C). Klippt kromatin visar en asymmetrisk fördelning av DNA-fragment i huvudsak sträcker sig från 100 till 1000 bp och toppbelastning mellan 300 och 500 bp (Figur 1C). En minimal 50 pg av immunoutfällt DNA krävs för att framgångsrikt göra en indexerad parade slut Chip-Seq bibliotek med liknande storlek DNA-insättningar (Figur 2A). Biblioteket ska vara i stort sett saknar adapter dimerer, som kan ses på electropherogram vid ca 120 bp. Vid sekvensering-genom-syntes, förbearbetat läser mappas till genomet (fig 2B, C). I ett lyckat experiment med <em&gt; X. tropic embryon, läser normalt 50 till 70% av en enda ände av 40 bp kan mappas entydigt till genomet montering av V7.1 med maximalt två felparningar. Medan ingång läser rikta ganska jämnt över genomet, anpassningen av chip läser resultat i strängspecifika anrik som flankerar kromatin funktionen av intresse. Detta beror på att alla fragmenten sekvenserades från 5&#39;-änden (Figur 2C) 25. Utöka anpassningen läsning riktning till en genomsnittlig fragmentstorlek ger exakta profiler för enskilda kromatin funktioner som transkriptionsfaktor bindande händelser. Dessa DNA occupancies visas som toppar när visualiseras i IGV eller någon annan kompatibel genomet webbläsare. Peak ringer som MACS används för att bestämma placeringen av dessa toppar (Figur 3A). Detta sätt tiotusentals bindningsställen har fastställts i X. tropic genomet för T-box-transkriptionsfaktorer såsom Vegt 26. Chip-qPCR experiment bör bekräfta lokala anrikning hittades av Chip-Seq (Figur 3B). Spån Seq experiment tillåter utforska genomet hela egenskaper kromatin funktioner. Till exempel kan beräkna läs fördelning över iska element såsom transkriptionsstart och termineringsställen uppmärksamma eventuella rumsliga bindande preferenser kring gener (Figur 3C). På samma sätt är en heatmap lästa distributioner på topp platser som används för att jämföra olika kromatin funktioner till ett genomet hela skalan (Figur 3D). Vissa transkriptionsfaktorer binder DNA-sekvens-specifikt. De novo motiv analys av genomisk DNA underliggande toppar kan hämta den här typen av information, inklusive co-berikade motiv av potentiella co-faktorer (figur 3E). Den stora majoriteten av målgener visar DNA beläggning på en lägre snarare än högre nivå (Figur 3F). Detta skalfria funktionen verkar vara ganska vanligt bland transcription faktorer och föreslår att endast en liten del av målgener direkt regleras med biologisk relevans 27,28. Analysen av berikade GO termer eller andra attribut som differential uttrycket av målgener kan vidare avslöja insikter den biologiska funktionen av kromatin funktionen i Xenopus embryot (Figur 3G). <img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/52535/52535fig1highres.jpg" /> Figur 1. Kromatin immunoprecipitation förfarande för Xenopus embryon. (A) Embryon är formaldehyd fixerade i utvecklingsstadiet av intresse för kovalent bindning (tvärbinda) eventuella proteiner associerade med genomiskt DNA. Vid kärnutvinning (B), är tvärbunden kromatin fragment att begränsa iskt DNA bindande eller kromatin modifierings webbplatser genom att minimera flankerar DNEn sekvens (C). Därefter är de kromatin fragment immunoprecipiterade med chip-grade antikropp för att berika de som innehåller epitopen av intresse (D). Sam-immunprecipiterade DNA klädde av proteinet och renas (E) innan du skapar chipet fragmentet bibliotek för NGS (Figur 2). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52535/52535fig1large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/52535/52535fig2highres.jpg" /> Figur 2. Chip-Seq bibliotek förberedelse, sekvensering genom syntes, kartläggning och topp kallelse. (A) Elektroferogrammet visar en god Chip-Seq bibliotek med DNA-mallar av 250-450 bp. Dessa mallar innebär DNA-insertet av intresse flankerad av det universella (58 bp) och den indexerade (63 bp) adapter. (B) </strong&gt; Miljontals kluster, med varje kluster med identiska mallar, är sekvens bas genom bas i närvaro av alla fyra nukleotider som har reversibel, distinkt fluorofor och identiska termine egenskaper. Fluorescerande bilderna bearbetas i realtid för att ringa motsvarande baser, vilket i slutändan är monterade i läser. (C) Endast läser att kartan unikt till Xenopus genomet hålls. Eftersom alla fragmenten sekvenserades från 5&#39;-änden, kartläggning av ChIP läser resultat i strängspecifika toppar som flankerar kromatin kännetecknet av intresse. Därigenom topp ringer upptäcka anrikning som härstammar från immunoutfällning och utvidga läser för en genomsnittlig fragment längd för att exakt lokalisera kromatin funktioner. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52535/52535fig2large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a> <img alt = &quot;Bild 3&quot; src = &quot;/ filer / ftp_upload / 52535 / 52535fig3highres.jpg&quot; /&gt; Figur 3. Ett exempel på post-sekvenseringsanalys och datavisualisering med hjälp av zygotiska T-box-transkriptionsfaktor Vegt (zVegT). Alla lästa räkningar som visas här är normaliserade till 10.000.000 unikt mappad och ickeredundant läser. (A) Utdrag av genomet hela profilen zVegT bindning i X. tropic gastrula embryon (stadium 11-12,5 efter Nieuwkoop och Faber 29). Varje topp, en pile-up av förlängd läser, representerar ett bindningsställe. Dessa toppar kallas av MACS2 med ett falskt upptäckt hastighet (FDR) av mindre än 1%. Varje MESP genen visar mycket proximala och uppströms zVegT bindande, men bara mespa och mespb uttrycks genom det skedet (RNA-Seq uppgifter 30). (B) DNA beläggning nivåer zVegT som bestäms av Chip-qPCR vid flera loci (inklusive en icke -bunden region 0,5 kb uppströms om β-aktin) konrm den specifika anrikning hittades av Chip-Seq. Jämför resultat mespa med topp kallas (röd stapel) i (A). DNA beläggning nivån visualiseras som en procentandel av ingång för båda, Chipet med Vegt antikropp (kanin-polyklonal av IgG-isotyp) och chip med kontrollantikroppen (normal kanin-IgG). Felstaplar speglar standardavvikelsen för två biologiska replikat. (C) Metagene analys visar förmåns zVegT bindning (taggar binned över 25 bp) till promotorn i förhållande till någon annan genomregion omkring och inuti gen organ. (D) Heatmap visar k-medelvärde klustrade (k = 5) DNA beläggningsfaktorer (taggar arkiveras över 25 bp) i zVegT och Smad2 / Smad3 (chip-Seq uppgifter 31) i förhållande till alla zVegT-bundna regioner i gastrulastadium. Den heatmap är log 2 bygger och centrerad på 5 taggar per bp. (E) De novo motiv analys upptäcker den kanoniska T-box transkriptionsfaktor bindande motiv i 38% av zVegT-bundna regioner om det underliggande motivet poängen är normaliserad till en 5% upptäckt takt i bakgrundssekvenser. Densiteten Kartan visar högsta anrikning för T-box-motiv i centrala zVegT bindningsställen, medan den kanoniska Smad2 / Smad3 bindande motiv är knappast berikas. (F) Histogram visar DNA beläggning nivåer zVegT, som beräknas för varje målgen från alla toppar (+/- 200 bp) mellan 5 kb uppströms [-]. och 1 kb nedströms [+] i motsvarande transkriptionsstartplatser (G) Topp 300 gener med högsta DNA beläggning nivåer inom -5 kb och en kb är berikad för biologiska processer av tidig embryonal utveckling. Dessa GO termer är i linje med den förmodade funktion zVegT. FDR är baserat på en två-tailed Fishers exakta test och korrigeras för multipel testning. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/52535/52535fig3large.jpg" target="_blank">Klicka här för att se en större version av denna siffra.</a>

Watch this Scientific Journal Video about Genome-wide Snapshot of Chromatin Regulators and States in Xenopus Embryos by ChIP-Seq at JoVE.com

Genome-wide Snapshot of Chromatin Regulators and States in Xenopus Embryos by ChIP-Seq

Frågan om hur kromatin tillsynsmyndigheter och kromatin stater påverkar genomet in vivo är nyckeln till vår förståelse av hur tidigt cell öde beslut fattas i det växande embryot. Chip-Seq-mest populära tillvägagångssätt för att undersöka kromatin funktioner på global nivå-skisseras här för Xenopus embryon.

Genomvid ögonblicksbild av kromatin tillsynsmyndigheter och stater i<em&gt; Xenopus</em&gt; Embryon från Chip-Seq

The recruitment of chromatin regulators and the assignment of chromatin states to specific genomic loci are pivotal to cell fate decisions and tissue and ...

Research

JoVE Journal

Developmental Biology

Genome-wide Snapshot of Chromatin Regulators and States in Xenopus Embryos by ChIP-Seq

Manipulation and In Vitro Maturation of Xenopus laevis Oocytes, Followed by Intracytoplasmic Sperm Injection, to Study Embryonic Development

Manipulation and In Vitro Maturation of Xenopus laevis Oocytes, Followed by Intracytoplasmic Sperm Injection, to Study Embryonic Development

Manipulering och<em&gt; In Vitro</em&gt; Mognad av<em&gt; Xenopus laevis</em&gt; Oocyter, följt av intracytoplasmatisk spermieinjektion, att studera embryonal utveckling

Amphibian eggs have been widely used to study embryonic development. Early embryonic development is driven by maternally stored factors accumulated during ...

Accurate and Phenol Free DNA Sexing of Day 30 Porcine Embryos by PCR

Noggrann och fenol Fri DNA könsbestämning av Dag 30 svinembryon genom PCR

Research into prenatal programming in the pig has shown that the sex of the developing embryo or fetus can influence the developmental outcome. Therefore, ...

Technique to Target Microinjection to the Developing Xenopus Kidney

Technique to Target Microinjection to the Developing Xenopus Kidney

Teknik till Target mikroinjektion till utvecklings<em&gt; Xenopus</em&gt; Njure

The embryonic kidney of Xenopus&#160;laevis (frog), the pronephros, consists of a single nephron, and can be used as a model for kidney disease. Xenopus ...

Generation of Parabiotic Zebrafish Embryos by Surgical Fusion of Developing Blastulae

Generation Parabiotic Zebrafish embryon genom kirurgisk Fusion utveckla Blastulae

Surgical parabiosis of two animals of different genetic backgrounds creates a unique scenario to study cell-intrinsic versus cell-extrinsic roles for ...

Biosensing Motor Neuron Membrane Potential in Live Zebrafish Embryos

Biosensing Motor Neuron Membran Potential i Live Zebrafish Embryos

The protocols described here are designed to allow researchers to study cell communication without altering the integrity of the environment in which the ...

Visualization and Quantitative Analysis of Embryonic Angiogenesis in Xenopus tropicalis

Visualization and Quantitative Analysis of Embryonic Angiogenesis in Xenopus tropicalis

Visualisering och kvantitativ analys av embryonisk angiogenes i<em&gt; Xenopus tropicalis</em

Blood vessels supply oxygen and nutrients throughout the body, and the formation of the vascular network is under tight developmental control. The ...

Induction of Hypoxia in Living Frog and Zebrafish Embryos

Induktion av hypoxi i levande groda och zebrafiskembryon

Here, we introduce a novel system for hypoxia induction, which we developed to study the effects of hypoxia in aquatic organisms such as frog and ...

CARIP-Seq and ChIP-Seq: Methods to Identify Chromatin-Associated RNAs and Protein-DNA Interactions in Embryonic Stem Cells

CARIP-Seq och ChIP-Seq: metoder för att identifiera kromatin-associerade RNAs och Protein-DNA interaktioner i embryonala stamceller

Embryonic stem (ES) cell self-renewal&#160;and differentiation is governed by extrinsic signals and intrinsic networks of transcription factors, ...

Visualizing the Node and Notochordal Plate In Gastrulating Mouse Embryos Using Scanning Electron Microscopy and Whole Mount Immunofluorescence

Visualisera den noden och Notochordal plattan i Gastrulating musembryon som använder Scanning Electron Microscopy och hela Mount immunofluorescens

The post-implantation mouse embryo undergoes major shape changes after the initiation of gastrulation and morphogenesis. A hallmark of morphogenesis is ...

Microinjection of DNA into Eyebuds in Xenopus laevis Embryos and Imaging of GFP Expressing Optic Axonal Arbors in Intact, Living Xenopus Tadpoles

Microinjection of DNA into Eyebuds in Xenopus laevis Embryos and Imaging of GFP Expressing Optic Axonal Arbors in Intact, Living Xenopus Tadpoles

Mikroinjektion av DNA i Ögonknoppar i Xenopus laevis embryon och avbildning av GFP uttrycker optiska Axonala arbors i intakt, levande Xenopus grodyngel

The primary visual projection of tadpoles of the aquatic frog Xenopus laevis serves as an excellent model system for studying mechanisms that regulate the ...