Name: tools to study the role of architectural protein hmgb1 in the processing of helix distorting, site-specific dna interstrand crosslinks
Uploaded: 2016-11-10T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Tools to Study the Role of Architectural Protein HMGB1 in the Processing of Helix Distorting, Site-specific DNA Interstrand Crosslinks at JoVE.com

Авторы хотели бы поблагодарить членов Васкес лаборатории за полезные обсуждения. Эта работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения / Национального института рака [CA097175, CA093279 к КМВ]; и профилактики рака и Научно-исследовательский институт Техаса [RP101501]. Финансирование для открытого доступа бесплатно: Национальные институты здоровья / Национальный институт рака [CA093279 на КМВ].

1. Получение ФБПС-направленных ICL, на плазмидной подложках <ol><li> Выдержите эквимолярные количества плазмиды pSupFG1 10,11 ДНК (плазмидной ДНК 5 мкг является хорошей отправной точкой) с псоралена-конъюгированного ФБПС AG30 в 8 мкл триплекс буфера для связывания [50% глицерина, 10 мМ Трис (рН 7,6)...

<ol>
	<li>Moser, H. E., Dervan, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sequence-specific+cleavage+of+double+helical+DNA+by+triple+helix+formation.">Sequence-specific cleavage of double helical DNA by triple helix formation.</a> Science. 238, 645-650 (1987).</li><li>Cooney, M., Czernuszewicz, G., Postel, E. H., Flint, S. J., Hogan, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Site-specific+oligonucleotide+binding+represses+transcription+of+the+human+c-myc+gene+in+vitro.">Site-specific oligonucleotide binding represses transcription of the human c-myc gene in vitro.</a> Science. 241, 456-459 (1988).</li><li>Beal, P. A., Dervan, P. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Second+structural+motif+for+recognition+of+DNA+by+oligonucleotide-directed+triple-helix+formation.">Second structural motif for recognition of DNA by oligonucleotide-directed triple-helix formation.</a> Science. 251, 1360-1363 (1991).</li><li>Vasquez, K. M., Dagle, J. M., Weeks, D. L., Glazer, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromosome+targeting+at+short+polypurine+sites+by+cationic+triplex-forming+oligonucleotides.">Chromosome targeting at short polypurine sites by cationic triplex-forming oligonucleotides.</a> J Biol Chem. 276, 38536-38541 (2001).</li><li>Vasquez, K. M., Christensen, J., Li, L., Finch, R. A., Glazer, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+XPA+and+RPA+DNA+repair+proteins+participate+in+specific+recognition+of+triplex-induced+helical+distortions.">Human XPA and RPA DNA repair proteins participate in specific recognition of triplex-induced helical distortions.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 99, 5848-5853 (2002).</li><li>Mukherjee, A., Vasquez, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Triplex+technology+in+studies+of+DNA+damage,+DNA+repair,+and+mutagenesis.">Triplex technology in studies of DNA damage, DNA repair, and mutagenesis.</a> Biochimie. 93, 1197-1208 (2011).</li><li>Chin, J. Y., Glazer, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Repair+of+DNA+lesions+associated+with+triplex-forming+oligonucleotides.">Repair of DNA lesions associated with triplex-forming oligonucleotides.</a> Mol Carcinog. 48, 389-399 (2009).</li><li>Seidman, M. M., Glazer, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+potential+for+gene+repair+via+triple+helix+formation.">The potential for gene repair via triple helix formation.</a> J Clin Invest. 112, 487-494 (2003).</li><li>Vasquez, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+and+processing+of+site-specific+DNA+interstrand+crosslinks.">Targeting and processing of site-specific DNA interstrand crosslinks.</a> Environ Mol Mutagen. 51, 527-539 (2010).</li><li>Wang, G., Levy, D. D., Seidman, M. M., Glazer, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+mutagenesis+in+mammalian+cells+mediated+by+intracellular+triple+helix+formation.">Targeted mutagenesis in mammalian cells mediated by intracellular triple helix formation.</a> Mol Cell Biol. 15, 1759-1768 (1995).</li><li>Wang, G., Seidman, M. M., Glazer, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutagenesis+in+mammalian+cells+induced+by+triple+helix+formation+and+transcription-coupled+repair.">Mutagenesis in mammalian cells induced by triple helix formation and transcription-coupled repair.</a> Science. 271, 802-805 (1996).</li><li>Chen, Z., Xu, X. S., Yang, J., Wang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+the+function+of+XPC+protein+in+psoralen+and+cisplatin-mediated+DNA+repair+and+mutagenesis.">Defining the function of XPC protein in psoralen and cisplatin-mediated DNA repair and mutagenesis.</a> Carcinogenesis. 24, 1111-1121 (2003).</li><li>Derheimer, F. A., Hicks, J. K., Paulsen, M. T., Canman, C. E., Ljungman, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Psoralen-induced+DNA+interstrand+cross-links+block+transcription+and+induce+p53+in+an+ataxia-telangiectasia+and+rad3-related-dependent+manner.">Psoralen-induced DNA interstrand cross-links block transcription and induce p53 in an ataxia-telangiectasia and rad3-related-dependent manner.</a> Mol Pharmacol. 75, 599-607 (2009).</li><li>Vare, 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=DNA+interstrand+crosslinks+induce+a+potent+replication+block+followed+by+formation+and+repair+of+double+strand+breaks+in+intact+mammalian+cells.">DNA interstrand crosslinks induce a potent replication block followed by formation and repair of double strand breaks in intact mammalian cells.</a> DNA repair. 11, 976-985 (2012).</li><li>Huang, Y., Li, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DNA+crosslinking+damage+and+cancer+-+a+tale+of+friend+and+foe.">DNA crosslinking damage and cancer - a tale of friend and foe.</a> Transl Cancer Res. 2, 144-154 (2013).</li><li>Mukherjee, A., Vasquez, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HMGB1+interacts+with+XPA+to+facilitate+the+processing+of+DNA+interstrand+crosslinks+in+human+cells.">HMGB1 interacts with XPA to facilitate the processing of DNA interstrand crosslinks in human cells.</a> Nucleic Acids Res. 44, 1151-1160 (2016).</li><li>Bidney, D. L., Reeck, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+from+cultured+hepatoma+cells+of+two+nonhistone+chromatin+proteins+with+preferential+affinity+for+single-stranded+DNA:+apparent+analogy+with+calf+thymus+HMG+proteins.">Purification from cultured hepatoma cells of two nonhistone chromatin proteins with preferential affinity for single-stranded DNA: apparent analogy with calf thymus HMG proteins.</a> Biochem Biophys Res Commun. 85, 1211-1218 (1978).</li><li>Bianchi, M. E., Beltrame, M., Paonessa, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+recognition+of+cruciform+DNA+by+nuclear+protein+HMG1.">Specific recognition of cruciform DNA by nuclear protein HMG1.</a> Science. 243, 1056-1059 (1989).</li><li>Jung, Y., Lippard, 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=Nature+of+full-length+HMGB1+binding+to+cisplatin-modified+DNA.">Nature of full-length HMGB1 binding to cisplatin-modified DNA.</a> Biochemistry. 42, 2664-2671 (2003).</li><li>Reddy, M. C., Christensen, J., Vasquez, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interplay+between+human+high+mobility+group+protein+1+and+replication+protein+A+on+psoralen-cross-linked+DNA.">Interplay between human high mobility group protein 1 and replication protein A on psoralen-cross-linked DNA.</a> Biochemistry. 44, 4188-4195 (2005).</li><li>Das, D., Scovell, 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=The+binding+interaction+of+HMG-1+with+the+TATA-binding+protein/TATA+complex.">The binding interaction of HMG-1 with the TATA-binding protein/TATA complex.</a> J Biol Chem. 276, 32597-32605 (2001).</li><li>Little, A. J., Corbett, E., Ortega, F., Schatz, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cooperative+recruitment+of+HMGB1+during+V(D)J+recombination+through+interactions+with+RAG1+and+DNA.">Cooperative recruitment of HMGB1 during V(D)J recombination through interactions with RAG1 and DNA.</a> Nucleic Acids Res. 41, 3289-3301 (2013).</li><li>Lange, S. S., Mitchell, D. L., Vasquez, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+mobility+group+protein+B1+enhances+DNA+repair+and+chromatin+modification+after+DNA+damage.">High mobility group protein B1 enhances DNA repair and chromatin modification after DNA damage.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 105, 10320-10325 (2008).</li><li>Lange, S. S., Reddy, M. C., Vasquez, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+HMGB1+directly+facilitates+interactions+between+nucleotide+excision+repair+proteins+on+triplex-directed+psoralen+interstrand+crosslinks.">Human HMGB1 directly facilitates interactions between nucleotide excision repair proteins on triplex-directed psoralen interstrand crosslinks.</a> DNA repair. 8, 865-872 (2009).</li><li>Park, J. Y., Ahn, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+DNA+topology+on+plasmid+DNA+repair+in+vivo.">Effect of DNA topology on plasmid DNA repair in vivo.</a> FEBS letters. , 174-178 (2000).</li><li>Wu, Q., 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=High-affinity+triplex-forming+oligonucleotide+target+sequences+in+mammalian+genomes.">High-affinity triplex-forming oligonucleotide target sequences in mammalian genomes.</a> Mol Carcinog. 46, 15-23 (2007).</li><li>Sheflin, L. G., Spaulding, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+mobility+group+protein+1+preferentially+conserves+torsion+in+negatively+supercoiled+DNA.">High mobility group protein 1 preferentially conserves torsion in negatively supercoiled DNA.</a> Biochemistry. 28, 5658-5664 (1989).</li><li>Betous, R., 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=Role+of+TLS+DNA+polymerases+eta+and+kappa+in+processing+naturally+occurring+structured+DNA+in+human+cells.">Role of TLS DNA polymerases eta and kappa in processing naturally occurring structured DNA in human cells.</a> Mol Carcinog. 48, 369-378 (2009).</li><li>Luo, Z., Macris, M. A., Faruqi, A. F., Glazer, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+intrachromosomal+gene+conversion+induced+by+triplex-forming+oligonucleotides+microinjected+into+mouse+cells.">High-frequency intrachromosomal gene conversion induced by triplex-forming oligonucleotides microinjected into mouse cells.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 97, 9003-9008 (2000).</li><li>Vasquez, K. M., Wang, G., Havre, P. A., Glazer, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromosomal+mutations+induced+by+triplex-forming+oligonucleotides+in+mammalian+cells.">Chromosomal mutations induced by triplex-forming oligonucleotides in mammalian cells.</a> Nucleic Acids Res. 27, 1176-1181 (1999).</li><li>Puri, N., 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=Minimum+number+of+2'-O-(2-aminoethyl)+residues+required+for+gene+knockout+activity+by+triple+helix+forming+oligonucleotides.">Minimum number of 2'-O-(2-aminoethyl) residues required for gene knockout activity by triple helix forming oligonucleotides.</a> Biochemistry. 41, 7716-7724 (2002).</li><li>Christensen, L. A., Finch, R. A., Booker, A. J., Vasquez, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+oncogenes+to+improve+breast+cancer+chemotherapy.">Targeting oncogenes to improve breast cancer chemotherapy.</a> Cancer Res. 66, 4089-4094 (2006).</li><li>Boulware, S. 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=Triplex-forming+oligonucleotides+targeting+c-MYC+potentiate+the+anti-tumor+activity+of+gemcitabine+in+a+mouse+model+of+human+cancer.">Triplex-forming oligonucleotides targeting c-MYC potentiate the anti-tumor activity of gemcitabine in a mouse model of human cancer.</a> Mol Carcinog. 53, 744-752 (2014).</li></ol>

Эффективное формирование ТФО-направленных ICL , зависит от двух важных факторов: во- первых, собственно буферные компоненты (например, MgCl 2) и время инкубации TFO с его субстратом ДНК - мишени (зависит от аффинности связывания TFO к цели дуплекс, а используемые концентрации); и во-вт?...

Триплекс-образующих олигонуклеотидов (TFOs) связывают дуплекса ДНК в моде последовательности конкретных посредством связывания Хугстена-водорода с образованием тройной спиральные структуры 1-5. Триплекс технология была использована , чтобы допросить ряд биомолекулярных механизмов, таких как транскрипции, репарации повреждений ДНК и генного таргетинга (обзор в ссылках 6-8). TFOs широко используются для индукции сайт-специфического повреждения репортерных плазмид 9,10. Наша лаборатория и другие ранее использовали ФБПС, AG30, привязанный к псоралена молекулы индуцировать сайт-специфических ДНК interstrand сшивок (МКСТ) в гене supF на плазмиды pSupFG1 5,10-12. ICLS весьма цитотоксическое , как эти поражения ковалентного две нити ДНК, и , если оставить неотремонтированный, может блокировать транскрипцию генов и препятствовать механизм репликации ДНК 13,14. Из-за их цитотоксическое, ICL-индуцирующие агенты были использованы в качестве химиотерапевтических препаратов при лечениирака и других заболеваний 15. Тем не менее, обработка и ремонт ICL, в клетках человека не очень хорошо понял. Таким образом, более глубокое понимание механизмов, участвующих в обработке ICL, в клетках человека может помочь улучшить эффективность ICL на основе химиотерапевтических препаратов. ФБПС-индуцированные ICLS и их промежуточные ремонт имеют потенциал, чтобы вызвать значительные структурные искажения в спирали ДНК. Такие искажения являются вероятные цели для архитектурных белков, которые связываются с искаженной ДНК с более высоким сродством , чем к канонической В-форме дуплексной ДНК 16-20. Здесь мы изучали ассоциацию весьма обильной архитектурного белка, HMGB1 с ICL, в клетках человека с помощью иммунопреципитации хроматина (CHIP) анализов на псорален-сшитый плазмид и определили роль HMGB1 в модуляции топологии псоралена-сшитой ДНК плазмиды в человека раковых клеток лизатов. HMGB1 является весьма обильны и повсеместно экспрессируется без еготон архитектурный белок , который связывается с поврежденной ДНК и альтернативно структурированных субстратов ДНК с более высоким сродством , чем каноническая В-формы ДНК 17-20. HMGB1 участвует в нескольких процессах ДНК метаболизма, таких как транскрипции, репликации ДНК и репарации ДНК 16,21-23. Ранее мы показали , что HMGB1 связывается с ТФО направленными ICL , в пробирке с высоким сродством 20. Кроме того, мы показали , что отсутствие HMGB1 увеличил мутагенный обработку ФБПС-направленных ICL , и определил HMGB1 как ремонт нуклеотид иссечения (РЭК) кофактора 23,24. В последнее время , мы обнаружили , что HMGB1 связан с ТФО направленными ICL , в клетках человека и его набор таких поражений зависит от белка Нирова РФА 16. Отрицательный сверхспирализация ДНК было показано , способствовать эффективному удалению повреждений ДНК с помощью НЭК 25, и мы обнаружили , что HMGB1 вызывает отрицательную суперспирализацию преимущественно на ФБПС-направленных ICL-содержащих пласередине подложки (относительно неповрежденных плазмид субстратов) 16, обеспечивая лучшее понимание потенциальной роли (ами) HMGB1 как NER кофактора. Обработка ICL, до конца не изучен в клетках человека; Таким образом, методы и анализы, разработанные на основе молекулярных инструментов, описанных здесь, может привести к идентификации дополнительных белков, участвующих в ICL ремонта, которые в свою очередь могут служить фармакологические мишени, которые могут быть использованы для повышения эффективности химиотерапии рака. Здесь, эффективный подход к оценке эффективности ТФО-направленного формирования ICL в плазмидной ДНК с помощью денатурирующего электрофореза в агарозном геле обсуждалось. Кроме того, с помощью плазмид, содержащих ТФО направленный ICLS, методы для определения ассоциации HMGB1 с ICL-поврежденных плазмид в клеточном контексте с использованием модифицированных анализов щепу были описаны. Кроме того, легкий способ для изучения топологических изменений, вносимых гое архитектурный белок HMGB1, в частности, на ICL поврежденных плазмидных субстратов в лизатах клеток человека были определены путем выполнения суперспирализацию анализов с помощью двумерного электрофореза в агарозном геле. Методики, описанные могут быть использованы для дальнейшего понимания участия репарации ДНК и архитектурных белков в обработке целевых повреждений ДНК на плазмид в клетках человека. Опишем подробные протоколы для формирования ТФО сайт-специфические псорален ICL, на плазмидной ДНК, и последующей плазмиды жечных и суперспирализацию анализы для идентификации белков, которые ассоциированы с повреждениями, а также белки, которые изменяют топологию ДНК, соответственно. Эти анализы могут быть модифицированы, чтобы выполнить с другими ДНК-повреждающих агентов, TFOs, плазмидной субстратов и млекопитающих клеточных линий, представляющих интерес. На самом деле, мы показали , что существует по крайней мере один потенциальный уникальный и высокое сродство ТФО-связывающий сайт в пределах каждого аннотированного гена в геноме человека 26. Каккогда - либо, для ясности, мы описали эти методы для использования конкретного псорален-конъюгированного TFO (pAG30) на определенной мутации репортер плазмиды (pSupFG1) в клетках U2OS человека , как мы использовали в Мукерджи &amp; Vasquez, 2016 г. 16.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>5&#39;HMT Psoralen-AG30</td>
			<td>Midland Certified Reagent Co., Midland, TX</td>
			<td>Custom order</td>
			<td>HPLC (or gel) purified</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Simple ChIP Enzymatic Chromatin IP Kit</td>
			<td>Cell signaling Inc.</td>
			<td>9003</td>
			<td>Manufacturer suggested protocol is optimized for chromatin IP and not for plasmid IP. The control IgG and H3 antibodies as well as the Protein G beads and micrococcal nuclease are supplied by the manufacturer.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GoTaq Green</td>
			<td>Promega</td>
			<td>M7122</td>
			<td>PCR master mix</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HMGB1 antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>Ab18256</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wizard Gel and PCR cleanup kit</td>
			<td>Promega</td>
			<td>A9281</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chloroquine-diphosphate salt</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C6628-50G</td>
			<td>For two-dimensional agarose gel electrophoresis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EcoRI</td>
			<td>New England BioLabs</td>
			<td>R0101S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GenePORTER transfection reagent</td>
			<td>Genlantis</td>
			<td>T201015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vaccinia Topoisomerase I</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>38042-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Blak-Ray long wave ultraviolet lamp</td>
			<td>Upland, CA</td>
			<td>B 100 AP</td>
			<td>UVA lamp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EpiSonic Multi-Functional Bioprocessor 1100</td>
			<td>Epigentek</td>
			<td>EQC-1100</td>
			<td>Water bath sonicator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mylar filter</td>
			<td>GE Healthcare Life Sciences</td>
			<td>80112939</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A6111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BIO-RAD Chemidoc</td>
			<td>BIO-RAD</td>
			<td>XRS+ system</td>
			<td>DNA imaging system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycine</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP381-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>37% Formaldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>F8775-25ML</td>
			<td>Used for crosslinking&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteinase K</td>
			<td>New England Biolabs</td>
			<td>P8107S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMEM</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>11965092</td>
			<td>Cell culture media</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>70013073</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trypsin-EDTA</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>25200056</td>
			<td>Cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bromocresol green</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>114-359</td>
			<td>DNA loading dye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Siliconized tubes</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>02-681-320</td>
			<td>Low retention microfuge tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris base</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP152-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boric Acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A74-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP24731</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photometer</td>
			<td>InternationalLight Technologies</td>
			<td>ILT1400-A</td>
			<td>UVA dose measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell lines</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human U2OS osteosarcoma</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC HTB-96</td>
			<td>Cultured according to supplier&#8217;s recommendation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human cervical adenocarcinoma HeLa</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>ATCC-CCL-2</td>
			<td>Cultured according to supplier&#8217;s recommendation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proximal forward primer</td>
			<td>5&#8242;-gcc ccc ctg acg agc atc ac</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proximal reverse primer</td>
			<td>5&#8242;-tag tta ccg gat aag gcg cag cgg</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Distal forward primer</td>
			<td>5&#8242;-aat acc gcg cca cat agc ag</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Distal reverse primer</td>
			<td>5&#8242;-agt att caa cat ttc cgt gtc gcc</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tools to study the role of architectural protein hmgb1 in the processing of helix distorting, site-specific dna interstrand crosslinks

Группа коробки Высокая мобильность 1 (HMGB1) белок представляет собой негистоновых архитектурный белок, который участвует в регуляции многих важных функций в геноме, такие как транскрипции, репликации ДНК и репарации ДНК. HMGB1 связывается с структурно искаженный ДНК с более высоким сродством, чем к каноническому B-ДНК. Например, мы обнаружили, что HMGB1 связывается с ДНК interstrand сшивок (МКСТ), которые ковалентно связывают две нити ДНК, вызывают искажение спирали, и если оставить неотремонтированный может привести к гибели клеток. Из-за их цитотоксическое, несколько ICL индуцирующие агенты в настоящее время используются в качестве химиотерапевтических агентов в клинике. В то время как ICL-агенты , формирующие показывают предпочтения для определенных последовательностей оснований (например, 5&#39;-TA-3 &#39;является предпочтительным местом для сшивания псорален), они в значительной степени вызывают повреждение ДНК в неизбирательным образом. Тем не менее, путем ковалентного связывания ИКЛ-индуцирующего агента к триплекс-образующих олигонуклеотидов (ФБПС), который связывается с ДНК в последовательности конкретныхСпособ, целевое повреждение ДНК может быть достигнута. Здесь мы используем TFO ковалентно конъюгированный с &#39;концом к 4&#39;-гидроксиметил-4,5&#39; в 5, 8-trimethylpsoralen (ГМТ) псорален, чтобы создать сайт-специфическую ICL на мутацию репортерной плазмидой, чтобы использовать в качестве инструмента изучить архитектурные изменения, обработки и ремонта сложных повреждений ДНК с помощью HMGB1 в клетках человека. Описаны экспериментальные методы для подготовки ФБПС-направленных ICLS на репортер плазмид, и допросить ассоциацию HMGB1 с ФБПС направленными ICL, в сотовой связи с использованием хроматин иммунопреципитации. Кроме того, мы опишем суперспирализацию анализы ДНК, чтобы оценить конкретную архитектурную модификацию поврежденной ДНК путем измерения количества оборотов сверхвитков введенных на псоралена-сшитый плазмиды HMGB1. Эти методы могут быть использованы для изучения роли других белков, участвующих в обработке и ремонту ТФО-направленных ICL, или других повреждений целевой ДНК в любой клеточной линии, представляющей интерес.

Формирование ТФО-направленного ICL является критическим для плазмиды на основе анализов, которые используются для опрашивать роли архитектурных белков в обработке ICL в клетках человека. Денатурирующий электрофореза в агарозном геле является поверхностным способом о...

Watch this Scientific Journal Video about Tools to Study the Role of Architectural Protein HMGB1 in the Processing of Helix Distorting, Site-specific DNA Interstrand Crosslinks at JoVE.com

Tools to Study the Role of Architectural Protein HMGB1 in the Processing of Helix Distorting, Site-specific DNA Interstrand Crosslinks

Targeted DNA damage can be achieved by tethering a DNA damaging agent to a triplex-forming oligonucleotide (TFO). Using modified TFOs, DNA damage-specific protein association, and DNA topology modification can be studied in human cells by the utilization of modified chromatin immunoprecipitation assays and DNA supercoiling assays described herein.

Инструменты для изучения роли архитектурного белка HMGB1 в обработке Helix искажающие, Сайт-специфическая ДНК Interstrand сшивок

High mobility group box 1 (HMGB1) protein is a non-histone architectural protein that is involved in regulating many important functions in the genome, ...

The overall goal of the modified chromatin immunoprecipitation and DNA supercoiling experiments is to study the association and subsequent topological modifications induced by architectural proteins on site-specific DNA damage induced by chemotherapeutic or carcinogenic agents in human cells. This methodology will allow us to address key questions about DNA damage and repair which should facilitate discovery of new pharmacological targets for cancer therapy. Our technology allows us to direct site-specific DNA damage, and facilitates evaluation of critical DNA repair processes relevant to human cancer.To begin, 24 hours before transfection, plate 400, 000 mammalian cells per 60 millimeter dish in DMEM supplemented with 10%FBS without antibiotics. Incubate the cells at 37 degrees Celsius and 5%carbon dioxide overnight. In a 14-milliliter round bottom tube, combine 30 microliters of room temperature transfectionary agent with 500 microliters of 1X growth medium that has been warmed to 37 degrees Celsius.In a second tube, combine two micrograms of TFO-directed ICL-containing plasmids in 500 microliters of 1X growth medium. Incubate the tubes at room temperature for 10 minutes. Combine mix one with mix two, and pipette up and down to thoroughly mix.Then incubate the solution at room temperature for 25 to 30 minutes. Next, use warm PBS to wash the cells twice. Then, add the transfection mix in a drop-wise fashion, distributing the solution evenly throughout the plate of cells.Add one milliliter of growth medium to the plate, and bring the final volume to two milliliters. Mix well, and place the culture plates at 37 degrees Celsius and 5%carbon dioxide. Four hours later, replace the medium with three milliliters of growth medium with 10%FBS, and incubate an additional 16 hours.Following the incubation, add 80 microliters of fresh 37%formaldehyde per plate to the cells, and incubate at room temperature in the dark for 10 minutes. Quench the formaldehyde cross-linking by adding 300 microliters of chilled glycine per plate, and incubate for five minutes. Then remove the medium, and use chilled PBS to wash the plates twice.Next, after adding one millimeter of chilled PBS, collect the cells by scraping into a microcentrifuge tube on ice, keeping samples on ice at all times. Prepare cell pellets by centrifuging at 13, 400 times G, and four degrees Celsius for five minutes. Then, remove the supernatant, and place the pellets on ice.Use one milliliter of chilled Buffer A to homogeneously re-suspend the pellets, and incubate on ice for 10 minutes. Then, pellet the cells as before. Now, with one milliliter of chilled Buffer B, homogeneously re-suspend the pellets, and incubate on ice for 10 minutes with occasional mixing by inverting.Then pellet the cells as before. After re-suspending the cells again, in 200 microliters of chilled Buffer B, add two microliters of micrococcal nuclease, or MNase, and incubate the reaction at room temperature for 10 minutes. Then, stop the MNase reaction by placing the tubes on ice, and adding 40 millimolar EDTA.The level of digestion by micrococcal nuclease is very critical, because overdigestion may cause loss of signal, whereas underdigestion may cause a lot of nonspecific background. After pelleting the cells, re-suspend the pellets in 100 microliters of chromatin immunoprecipitation, or ChIP buffer, supplemented with protease inhibitor cocktail. Then, transfer the cell suspension to a thin-walled microcentrifuge tube.Sonicate the samples by floating them on a water bath sonicator for 20 seconds, followed by 20 seconds on ice. Repeat the sonication steps nine times to generate approximately 800 to 1, 200 base-pair fragments. To 20 microliters of the sonicated samples, add three microliters of five molar sodium chloride, and one microliter of RNase A.Vortex the tubes, and incubate them at 37 degrees Celsius for 30 minutes.Then, add two microliters of proteinase K, and incubate at 65 degrees Celsius for two hours. After purifying the samples, according to the text protocol, run them on 1%agarose gel, and visualize with ethidium bromide. In three separate, pre-chilled siliconized tubes, add 30 microliters of lysate, and 70 microliters of chilled 1X ChIP buffer with added protease inhibitors.Add one microgram of anti-IgG, anti-histone H3, or anti-HMGB1 antibodies to the respective tubes. Incubate overnight in a cold room with continuous rotation. In the cold room, after re-suspending Protein G beads, add four microliters of the beads to each reaction tube, and incubate in a cold room with rotation for another two to four hours.Place the tubes on a magnetic rack to pellet the beads, and remove the supernatant. Add 200 microliters of 1X ChIP buffer with protease inhibitor cocktail to the pellets, and wash in the cold with rotation for five minutes. Next, with high salt 1X ChIP buffer, perform an additional wash.Then, use 160 microliters of elution buffer to re-suspend the pellets, and incubate at 37 degrees Celsius with rotation for 30 minutes. Pellet the beads, and collect the supernatant in a fresh tube. Add six microliters of five molar sodium chloride, and two microliters of proteinase K, and incubate overnight at 65 degrees Celsius.After purifying the DNA, according to the text protocol, perform PCR reactions using primer sets to the region or regions of interest, and resolve the products on a 1%agarose gel, stained with ethidium bromide. Prior to use, thaw previously prepared DNA repair synthesis buffer on ice, and add 40 millimolar phosphocreatine, and 2.5 micrograms of creatine phosphokinase. After preparing 10X supercoiling buffer, according to the text protocol, use one microliter of vaccinia topoisomerase 1 with 1X supercoiling buffer in a 10 microliter reaction to linearize 300 nanograms of supercoiled plasmid, PCA FG1.To the relaxed plasmids, add 25 microliters of freshly-thawed HeLa cell extract, and DNA synthesis buffer. Mix well, then add one microliter of vaccinia topoisomerase 1 to the reaction, and incubate at 37 degrees Celsius for one hour. Terminate the reactions by adding 1%SDS, and 0.25 milligrams per milliliter of proteinase K, and incubate at 65 degrees Celsius for two hours.After casting a 1%agarose gel with 1X TPE buffer, add DNA-loading dye to the reactions, and load the samples directly onto the gel at least four lanes apart. Run the gel for eight to 10 hours at two volts per centimeter in 1X TBE for the first dimension at room temperature to resolve the topoisomers. Prepare two liters of 1X TBE with three micrograms per milliliter of chloroquine phosphate.Soak the gel in 200 milliliters of the solution, covered in aluminum foil for 20 minutes. To electrophorese the gel in the second dimension, turn the gel 90 degrees in a clockwise fashion, and run it for four to six hours at two volts per centimeter in chloroquine containing 1X TBE to resolve the positive and negative supercoils. The amount of chloroquine in the electrophoresis buffer, and in the gel, is very critical, as well as running the gel at a very low voltage for the second dimension is very critical to separate the positive and the negative supercoils.After staining and destaining the gel, according to the text protocol, use an imager to visualize the thermodistribution of the topoisomers. As seen in this gel, approximately 79%of the plasmids harboring TFO-directed ICLs migrate with a slower mobility through the agarose gel matrix when compared to the uncross-linked control plasmids. ChIP assays performed on lysates from human U2OS cells transfected with either control plasmid or plasmids containing TFO-directed ICLs show enrichment of HMGB1 at the P-ICL region compared to the control region when immunoprecipitated with anti-HMGB1 antibody.When HMGB1 was depleted from the cells via siRNA treatment, the P-ICL-specific enrichment was diminished. When the same samples were immunoprecipitated using an anti-IgG antibody, minimal PCR amplification was detected. Finally, in this figure, two-dimensional agarose gel electrophoresis demonstrates architectural modification of the TFO-directed ICL-containing plasmids as negative supercoiling by HMGB1 in HeLa cell extracts.Once mastered, this technique can be performed in approximately five days, if performed correctly. While attempting this procedure, it's very important to remember that all the washes should be done in the cold room, as room temperature washes may increase the background signal. Following this procedure, other methods, such as siRNA-mediated protein depletion, followed by mutation screening assays, can be performed in order to answer questions, such as, is the protein of interest involved in DNA repair?Or, does it significantly alter the mutation spectra during the process? This technique paved the way to study association between proteins and site-specific DNA damage. After watching this video, you should have a good idea of how to study the association of architectural proteins to target a DNA cross-links, and subsequently, determine the effect of such association on the topology of the DNA.Don't forget that working with ethidium bromide can be extremely hazardous, and therefore, proper protective gear should be always worn during performing this experiment.

Research

JoVE Journal

Genetics

Genetic Manipulation of the Plant Pathogen Ustilago maydis to Study Fungal Biology and Plant Microbe Interactions

Genetic Manipulation of the Plant Pathogen Ustilago maydis to Study Fungal Biology and Plant Microbe Interactions

Генетическая Манипуляция растений Возбудитель<em&gt; Ustilago maydis</em&gt; По изучению Грибковые биологии и растений микробных взаимодействий

Gene deletion plays an important role in the analysis of gene function. One of the most efficient methods to disrupt genes in a targeted manner is the ...

Laser Microirradiation to Study In Vivo Cellular Responses to Simple and Complex DNA Damage

Laser Microirradiation to Study In Vivo Cellular Responses to Simple and Complex DNA Damage

Лазерная Microirradiation учиться в Vivo клеточных реакций на повреждение ДНК простых и сложных

DNA damage induces specific signaling and repair responses in the cell, which is critical for protection of genome integrity. Laser microirradiation ...

Testing the Role of Multicopy Plasmids in the Evolution of Antibiotic Resistance

Проверка роли применим плазмид в эволюции антибиотикорезистентности

Multicopy plasmids are extremely abundant in prokaryotes but their role in bacterial evolution remains poorly understood. We recently showed that the ...

A Simple, Rapid, and Quantitative Assay to Measure Repair of DNA-protein Crosslinks on Plasmids Transfected into Mammalian Cells

Простой, быстрый и количественные Assay мера ремонт ДНК белковых сшивки на плазмид Transfected в клетки млекопитающих

The purpose of this method is to provide a flexible, rapid, and quantitative technique to examine the kinetics of DNA-protein crosslink (DPC) repair in ...

Methodology for Accurate Detection of Mitochondrial DNA Methylation

Методология для точного обнаружения метилирования митохондриальной ДНК

Quantification of DNA methylation can be achieved using bisulfite sequencing, which takes advantage of the property of sodium bisulfite to convert ...

High-throughput Identification of Gene Regulatory Sequences Using Next-generation Sequencing of Circular Chromosome Conformation Capture (4C-seq)

High-throughput Identification of Gene Regulatory Sequences Using Next-generation Sequencing of Circular Chromosome Conformation Capture 4C-seq

Высок объём идентификации генов регулирования последовательностей с использованием следующего поколения последовательности круговой хромосома конформации захвата (4C-seq)

The identification of regulatory elements for a given target gene poses a significant technical challenge owing to the variability in the positioning and ...

Mass Spectrometry-Based Proteomics Analyses Using the OpenProt Database to Unveil Novel Proteins Translated from Non-Canonical Open Reading Frames

Масса на основе спектрометрии протеомики анализа с использованием базы данных OpenProt откроет новые белки перевод с неканоническим открытом чтения фреймов

Genome annotation is central to today's proteomic research as it draws the outlines of the proteomic landscape. Traditional models of open reading frame ...

In Vitro Biochemical Assays using Biotin Labels to Study Protein-Nucleic Acid Interactions

В vitro биохимические анализы с использованием биотина этикетки для изучения белково-нуклеиновой кислоты взаимодействия

Protein-nucleic acid interactions play important roles in biological processes such as transcription, recombination, and RNA metabolism. Experimental ...

A Bioinformatics Pipeline to Accurately and Efficiently Analyze the MicroRNA Transcriptomes in Plants

Биоинформатика трубопровод точно и эффективно анализировать microRNA транскриптомы в растениях

MicroRNAs (miRNAs) are 20- to 24-nucleotide (nt) endogenous small RNAs (sRNAs) extensively existing in plants and animals that play potent roles in ...

Use of Frozen Tissue in the Comet Assay for the Evaluation of DNA Damage

Использование замороженных тканей в ассе кометы для оценки повреждения ДНК

The comet assay is gaining popularity as a means to assess DNA damage in cultured cells and tissues, particularly following exposure to chemicals or other ...