Name: genome-wide analysis of histone modifications distribution using the chromatin immunoprecipitation sequencing method in magnaporthe oryzae
Uploaded: 2021-06-02T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Genome-wide Analysis of Histone Modifications Distribution using the Chromatin Immunoprecipitation Sequencing Method in Magnaporthe oryzae at JoVE.com

وقد دعم هذا العمل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (المنحة رقم 31871638)، ومشروع البحث العلمي الخاص لجامعة بكين الزراعية (YQ201603)، والمشروع العلمي للجنة التعليم في بكين (KM201610020005)، ومشروع زراعة البحوث العلمية رفيع المستوى التابع ل BUA (GJB2021005).

1. إعداد بروتوبلاستس من م. oryzae
<ol><li>إعداد أجار دقيق الشوفان الطماطم (OTA).<ol>
<li>تزن 30-50 غرام من دقيق الشوفان ويغلي في 800 مل من الماء (ddH2O) لمدة 20 دقيقة. تصفية من خلال طبقتين من الشاش واتخاذ filtrate.</li>
		<li>اختيار الطماطم الناضجة وقشر لهم. ضغط العصير، وتصفية من خلال طبقتين من الشاش لجمع 150 مل ?...

<ol>
	<li>Kornberg, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+structure:+are+repeating+unit+of+histones+and+DNA.">Chromatin structure: are repeating unit of histones and DNA.</a> Science. 184 (4139), 868-871 (1974).</li><li>Luger, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crystal+structure+of+the+nucleosomecore+particle+at+2.8+a+resolution.">Crystal structure of the nucleosomecore particle at 2.8 a resolution.</a> Nature. 389 (6648), 251-260 (1997).</li><li>Strathl, B. D., Allis, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+language+of+covalent+histone+modifications.">The language of covalent histone modifications.</a> Nature. 403 (6765), 41-45 (2000).</li><li>Lachner, M., Jenuwein, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+many+faces+of+histone+lysine+methylation.">The many faces of histone lysine methylation.</a> Current Opinion in Cell Biology. 14 (3), 286-298 (2002).</li><li>Bhaumik, S. 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=Covalent+modifications+of+histones+during+development+and+disease+pathogenesis.">Covalent modifications of histones during development and disease pathogenesis.</a> Nature Structural and Molecular Biology. 14 (11), 1008-1016 (2007).</li><li>Shilatifard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+implementation+and+physiological+roles+for+histone+H3+lysine+4+(H3K4)+methylation.">Molecular implementation and physiological roles for histone H3 lysine 4 (H3K4) methylation.</a> Current Opinion in Cell Biology. 20 (3), 341-348 (2008).</li><li>Berger, 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=The+complex+language+of+chromatin+regulation+during+transcription.">The complex language of chromatin regulation during transcription.</a> Nature. 447 (7143), 407-412 (2007).</li><li>Bernstein, B. 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=The+mammalian+epigenome.">The mammalian epigenome.</a> Cell. 128 (4), 669-681 (2007).</li><li>Weake, V. M., Workman, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histone+ubiquitination:+triggering+gene+activity.">Histone ubiquitination: triggering gene activity.</a> Molecular Cell. 29 (6), 653-663 (2008).</li><li>Workman, J. L., Kingston, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alteration+of+nucleosome+structure+as+a+mechanism+of+transcriptional+regulation.">Alteration of nucleosome structure as a mechanism of transcriptional regulation.</a> Annual Review of Biochemistry. 67 (1), 545-579 (2003).</li><li>Kouzarides, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+modifications+and+their+function.">Chromatin modifications and their function.</a> Cell. 128 (4), 693-705 (2007).</li><li>Akhtar, J., More, P., Albrecht, S. <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+from+limited+starting+material+of+K562+cells+and+Drosophila+neuroblasts+using+tagmentation+assisted+fragmentation+approach.">ChIP-Seq from limited starting material of K562 cells and Drosophila neuroblasts using tagmentation assisted fragmentation approach.</a> Bio-protocol. 10 (4), 3520 (2020).</li><li>Steinhauser, S., Kurzawa, N., Eils, R., Herrmann, 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+comprehensive+comparison+of+tools+of+differential+ChIP-seq+analysis.">A comprehensive comparison of tools of differential ChIP-seq analysis.</a> Briefings in Bioinformatics. 17 (6), 953-966 (2016).</li><li>Kieu, 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=MoSET1+(histone+H3K4+methyltransferase+in+Magnaporthe+oryzae)+regulates+global+gene+expression+during+infection-related+morphogenesis.">MoSET1 (histone H3K4 methyltransferase in Magnaporthe oryzae) regulates global gene expression during infection-related morphogenesis.</a> Plos Genetics. 11 (7), 11005385 (2015).</li><li>Vu, B. V., Pham, K. T., Nakayashiki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Substrate-induced+transcriptional+activation+of+the+MoCel7C+cellulase+gene+is+associated+with+methylation+of+histone+H3+at+lysine+4+in+the+rice+blast+fungus+Magnaporthe+oryzae.">Substrate-induced transcriptional activation of the MoCel7C cellulase gene is associated with methylation of histone H3 at lysine 4 in the rice blast fungus Magnaporthe oryzae.</a> Applied and Environmental Microbiology. 79 (21), 6823-6832 (2013).</li><li>Kazan, K., Gardiner, D. M., Manners, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+trail+of+a+cereal+killer:+recent+advances+in+Fusarium+graminearum+pathogenomics+and+host+resistance.">On the trail of a cereal killer: recent advances in Fusarium graminearum pathogenomics and host resistance.</a> Molecular Plant Pathology. 13 (4), 399-413 (2012).</li><li>Wang, G. 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+AMT1+arginine+methyltransferase+gene+is+important+for+plant+infection+and+normal+hyphal+growth+in+Fusarium+graminearum.">The AMT1 arginine methyltransferase gene is important for plant infection and normal hyphal growth in Fusarium graminearum.</a> PLoS One. 7 (5), 38324 (2012).</li><li>Liu, 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=Histone+H3K4+methylation+regulates+hyphal+growth,+secondary+metabolism+and+multiple+stress+responses+in+Fusarium+graminearum.">Histone H3K4 methylation regulates hyphal growth, secondary metabolism and multiple stress responses in Fusarium graminearum.</a> Environmental Microbiology. 17 (11), 4615-4630 (2016).</li><li>Zhang, M. 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=The+plant+infection+test:+spray+and+wound-mediated+inoculation+with+the+plant+pathogen+Magnaporthe+grisea.">The plant infection test: spray and wound-mediated inoculation with the plant pathogen Magnaporthe grisea.</a> Journal of Visualized Experiments. (138), e57675 (2018).</li><li>Connolly, L. R., Smith, K. M., Freitag, 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+Fusarium+graminearum+histone+H3K27+methyltransferase+KMT6+regulates+development+and+expression+of+secondary+metabolite+gene+clusters.">The Fusarium graminearum histone H3K27 methyltransferase KMT6 regulates development and expression of secondary metabolite gene clusters.</a> PloS Genetics. 9 (10), 1003916 (2013).</li><li>Palmer, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+of+CclA,+required+for+histone+3+lysine+4+methylation,+decreases+growth+but+increases+secondary+metabolite+production+in+Aspergillus+fumigatus.">Loss of CclA, required for histone 3 lysine 4 methylation, decreases growth but increases secondary metabolite production in Aspergillus fumigatus.</a> PeerJ. 1, 4 (2013).</li><li>Ding, S. 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=The+Tig1+histone+deacetylase+complex+regulates+infectious+growth+in+the+rice+blast+fungus+Magnaporthe+oryzae.">The Tig1 histone deacetylase complex regulates infectious growth in the rice blast fungus Magnaporthe oryzae.</a> The Plant Cell. 22 (7), 2495-2508 (2010).</li><li>Dean, R. 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=The+genome+sequence+of+the+rice+blast+fungus+Magnaporthe+grisea.">The genome sequence of the rice blast fungus Magnaporthe grisea.</a> Nature. 434 (7036), 980-986 (2005).</li><li>Allis, C. 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=New+nomenclature+for+chromatin-modifying+enzymes.">New nomenclature for chromatin-modifying enzymes.</a> Cell. 131 (4), 633-636 (2007).</li><li>Shilatifard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+COMPASS+family+of+histone+H3K4+methylases:+mechanisms+of+regulation+in+development+and+disease+pathogenesis.">The COMPASS family of histone H3K4 methylases: mechanisms of regulation in development and disease pathogenesis.</a> Annual Review of Biochemistry. 81, 65-95 (2012).</li><li>Zhou, S. 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=The+COMPASS-like+complex+modulates+fungal+development+and+pathogenesis+by+regulating+H3K4me3-mediated+targeted+gene+expression+in+Magnaporthe+oryzae.">The COMPASS-like complex modulates fungal development and pathogenesis by regulating H3K4me3-mediated targeted gene expression in Magnaporthe oryzae.</a> Molecular Plant Pathology. 22 (4), 422-439 (2021).</li></ol>

وفي الآونة الأخيرة، أصبح ChIP-seq طريقة تحليل جينومية تستخدم على نطاق واسع لتحديد المواقع الملزمة لصناديق الاستثمار التقليدية أو مواقع التخصيب المعدلة بواسطة هستونات محددة. بالمقارنة مع التكنولوجيا السابقة ChIP-seq، تكنولوجيا ChIP-seq الجديدة حساسة للغاية ومرنة. وتقدم النتائج بدقة عالية دون آثار ...

علم الوراثة اللاجينية هو فرع من البحوث الجينية التي تشير إلى التغيير الوراثي للتعبير الجيني دون تغيير تسلسل النيوكليوتيدات من الجينات. وقد أظهرت عدد متزايد من الدراسات أن التنظيم اللاجيني يلعب دورا هاما في نمو وتطور الخلايا eukaryotic، بما في ذلك الكروماتين الذي ينظم ويؤثر على التعبير الجيني من خلال العملية الديناميكية للطي والتجمع في هياكل أعلىترتيبا 1،2. الكروماتين إعادة عرض وتعديل الهستون التكافؤ تؤثر وتنظم وظيفة وهيكل الكروماتين من خلال الاختلاف من البوليمرات الكروماتين، وبالتالي تحقيق وظيفة تنظيم التعبير الجيني3،4،5،6. وتشمل التعديلات ما بعد النقل من الهستون أستيل، الفوسفور، الميثيل، أحادية الوجود، السومويل، وDP ريبوسيليشن7،8،9. وقد تم تعيين ميثيل H3K4 الهستون، وخاصة تريميثيليشن، إلى مواقع بدء النسخ حيث يرتبط مع النسخ المتماثل، وإعادة التركيب، وإصلاح، وتجهيز الحمض النووي الريبي في eukaryotes10،11.
تم تقديم تقنية ChIP-seq في عام 2007 وأصبحت المعيار التجريبي للتحليل على نطاق الجينوم للتنظيم النسخي والآليات اللاجينية12و13. هذه الطريقة مناسبة على نطاق الجينوم وللحصول على معلومات التفاعل بين الهستون أو معامل النسخ، بما في ذلك شرائح الحمض النووي من بروتينات الحمض النووي الملزمة. أي تسلسل الحمض النووي مترابطة إلى البروتينات ذات الفائدة سوف coprecipitate كجزء من مجمع الكروماتين. وتستخدم تقنيات تسلسل الجيل الجديد أيضا لتسلسل 36-100 نقطة أساس من الحمض النووي، والتي يتم مطابقتها بعد ذلك مع الجينوم المستهدف المقابل.
في الفطريات النباتية ، بدأت الأبحاث مؤخرا في دراسة كيفية تنظيم تعديلات ميثيل الهستون جيناتها المستهدفة في عملية الإمراض. أثبتت بعض الدراسات السابقة أن تنظيم الجينات المرتبطة ميثيلاز الهستون ينعكس أساسا في إسكات الجينات وتحفيز إنتاج الأيض الثانوي (SM). MoSet1 هو ميثيلاز H3K4 في م. أوريزا. خروج المغلوب من هذا الجين النتائج في الحذف الكامل للتعديل H3K4me314. بالمقارنة مع سلالة البرية من نوع, التعبير عن MoCEL7C الجينات في متحولة هو تثبيط في الحالة الناجمة عن CMC وفي حالة غير المستحثة (الجلوكوز أو cellobiose), التعبير عن MoCEL7C زيادة 15. في Fusarium graminearum، KMT6 يمكن أن تحفز تعديل الميثيل من H3K27me3 ، وتنظيم التطور الطبيعي للفطريات ، وتساعد على تنظيم "الجينوم خفي" التي تحتوي على مجموعة الجينات SM16،17،18،19. في عام 2013، أفاد كونولي أن الميثيل H3K9 و H3K27 ينظم العملية المسببة للأمراض من الفطريات من خلال الأيض الثانوي والعوامل المؤثرة التي تنظم تثبيط الجينات المستهدفة20. في أسبيرجيلوس، يرتبط تعديل الهستونات H3K4me2 و H3K4me3 بتنشيط الجينات ويلعب دورا هاما في التحكم في تنظيم مستوى الكروماتين لمجموعات الجينات SM21. في M. oryzae، Tig1 (متجانسة لTig1 في الخميرة والثدييات) هو HADC (الهستون deacetylase)22. خروج المغلوب من الجين Tig1 يؤدي إلى فقدان كامل للتسبب في المرض والقدرة على إنتاج بوغ في متحولة فارغة. هو أكثر حساسية لبيئة البيروكسيجين، والتي لا يمكن أن تنتج الهيفا المعدية22.
انفجار الأرز الناجم عن م. أوريزا هو واحد من أخطر أمراض الأرز في معظم مناطق زراعة الأرز في العالم19. نظرا لعملية العدوى التمثيلية ، يشبه M. oryzae عملية العدوى للعديد من الفطريات المسببة للأمراض الهامة. كما أنها يمكن أن تنفذ بسهولة العمليات الوراثية الجزيئية، أصبح الفطريات كائن حي نموذجي لدراسة التفاعلات الفطرية والنباتية23. قد يؤدي منع كل خطوة من عملية العدوى من M. oryzae في عدوى غير ناجحة. يتم تنظيم التغيرات المورفولوجية أثناء عملية العدوى بشكل صارم من خلال وظيفة الجينوم بأكملها ونسخ الجينات. من بينها ، تلعب التعديلات اللاجينية مثل ميثيل الهستون دورا أساسيا في التنظيم النسخي للجينات الوظيفية24،25. ومع ذلك، حتى الآن، لم يتم إجراء سوى القليل من الدراسات على الآلية الجزيئية للتعديلات اللاجينية مثل ميثيل الهستون واستيل الهستون في نسخ جينات الإمراض في M. oryzae. ولذلك، فإن مواصلة تطوير آلية التنظيم اللاجينية لفطريات انفجار الأرز أثناء البحث في الشبكة التنظيمية في المنبع والمصب لهذه الجينات المسببة للأمراض ستساعد على تطوير استراتيجيات الوقاية من انفجار الأرز ومكافحته.
مع تطور علم الجينوم الوظيفي مثل ChIP-seq ، وخاصة في علم الوراثة اللاجينية ، أدت طريقة اكتساب البيانات عالية الإنتاجية هذه إلى تسريع الأبحاث على الكروموسومات. وباستخدام التكنولوجيا التجريبية ChIP-seq، يمكن تحديد التوزيع على نطاق الجينوم لمثيلة الهستون (مثل H3K4me3، H3K27me3، H3K9me3) في M. oryzae وغيرها من الفطريات الخيطية. لذلك ، يمكن أن تساعد هذه الطريقة في توضيح الآليات الجزيئية الكامنة وراء كيفية تنظيم التعديلات اللاجينية للجينات المستهدفة المرشحة أثناء الإمراض الفطري في علم الأمراض النباتية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>acidic casein hydrolysate</td>
			<td>WAKO</td>
			<td>65072-00-6</td>
			<td>Medium configuration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>agar powder</td>
			<td>scientan</td>
			<td>9002-18-0</td>
			<td>Medium configuration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>deoxycholic acid</td>
			<td>MedChemExpress</td>
			<td>83-44-3</td>
			<td>protein and dissolution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNA End-Repair kit</td>
			<td>NovoBiotec</td>
			<td>ER81050</td>
			<td>Repair DNA or cDNA damaged by enzymatic or mechanical shearing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dynabeads</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>no.100.02D</td>
			<td>Binding target</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EB buffer</td>
			<td>JIMEI</td>
			<td>JC2174</td>
			<td>Membrane and liquid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AM9912</td>
			<td>protease inhibitor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>enzymatic casein hydrolysate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>91079-40-2</td>
			<td>Medium configuration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glucose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>50-99-7</td>
			<td>Medium configuration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glycogen</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AM9510</td>
			<td>Precipitant action</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>H3K4me3 antibodies</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab8580</td>
			<td>Immune response to H3K4me3 protein</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>illumina Genome Analyzer</td>
			<td>illumina</td>
			<td>illumina Hiseq 2000</td>
			<td>Large configuration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Illumina PCR primers</td>
			<td>illumina</td>
			<td>CleanPlex</td>
			<td>Random universal primer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>isoamyl alcohol</td>
			<td>chemical book</td>
			<td>30899-19-5</td>
			<td>Purified DNA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LiCl</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AM9480</td>
			<td>specific removal RNA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lysing enzymes</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>L1412-10G</td>
			<td>cell lysis buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse IgG</td>
			<td>Yeasen</td>
			<td>36111ES10</td>
			<td>Animal normal immunoglobulin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl solution</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>7647-14-5</td>
			<td>Medium configuration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3</td>
			<td>Seebio</td>
			<td>SH30173.08*</td>
			<td>preparation of protein complex eluent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NP-40</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>85124</td>
			<td>cell lysate to promote cell lysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR Purification kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>28004</td>
			<td>The purification procedure removes primers from DNA samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>protease inhibitors</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>A32965</td>
			<td>A protein inhibitor that decreases protein activity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteinase K</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AM2546</td>
			<td>DNA Extraction Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit 4.0</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>Q33226</td>
			<td>Medium configuration</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RIPA buffer</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>9806S</td>
			<td>cell lysis buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase A</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AM2271</td>
			<td>Purified DNA</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>AM9820</td>
			<td>cover up the charge differences</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium acetate solution</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>R1181</td>
			<td>Acetic acid buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium deoxycholate</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>89904</td>
			<td>inhibition of protease degradation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T4 DNA ligase</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>EL0011</td>
			<td>Under the condition of ATP as coenzyme, DNA ligase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T4 DNA ligase buffer</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>B69</td>
			<td>DNA ligase buffer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tris-HCl</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>1185-53-1</td>
			<td>buffer action</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>HFH10</td>
			<td>keep the membrane protein stable</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>yeast extract</td>
			<td>OXOID</td>
			<td>LP0021</td>
			<td>Medium configuration</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

genome-wide analysis of histone modifications distribution using the chromatin immunoprecipitation sequencing method in magnaporthe oryzae

تسلسل كروماتين المناعي (ChIP-seq) هو تقنية جزيئية قوية وتستخدم على نطاق واسع لرسم خرائط مواقع الجينوم الكاملة لعوامل النسخ (TFs) ومنظمي الكروماتين وتعديلات الهستون ، بالإضافة إلى الكشف عن الجينوم بأكمله للكشف عن أنماط ربط TF والتعديلات اللاحقة للترانسان. وغالبا ما يتم توظيف أنشطة تعديل الكروماتين، مثل ميثيل الهستون، في تسلسلات تنظيمية جينية محددة، مما يسبب تغييرات موضعية في هياكل الكروماتين ويؤدي إلى آثار نسخ محددة. انفجار الأرز هو مرض فطري مدمر على الأرز في جميع أنحاء العالم وهو نظام نموذجي لدراسة التفاعل بين الفطريات والنبات. ومع ذلك ، فإن الآليات الجزيئية في كيفية تنظيم تعديلات الهستون جيناتها الفوعة في Magnaporthe oryzae لا تزال بعيدة المنال. يحتاج المزيد من الباحثين إلى استخدام ChIP-seq لدراسة كيفية تنظيم تعديل الهستون اللاجيني لجيناتهم المستهدفة. يستخدم ChIP-seq أيضا على نطاق واسع لدراسة التفاعل بين البروتين والحمض النووي في الحيوانات والنباتات ، ولكنه أقل استخداما في مجال علم الأمراض النباتية ولم يتم تطويره بشكل جيد. في هذه الورقة، نقوم بوصف العملية التجريبية وطريقة التشغيل ل ChIP-seq لتحديد التوزيع على نطاق الجينوم لمثيلة الهستون (مثل H3K4me3) الذي يرتبط بالجينات المستهدفة الوظيفية في M. oryzae. هنا، نقدم بروتوكولا لتحليل التوزيع على نطاق الجينوم لتعديلات الهستون، والتي يمكن أن تحدد الجينات المستهدفة الجديدة في مسببات الأمراض من M. oryzae وغيرها من الفطريات الخيطية.

يظهر مخطط التدفق الكامل لطريقة ChIP-seq في الشكل 1. تم إجراء تجارب ChIP-seq باستخدام أجسام مضادة ضد H3K4me3 في سلالة P131 البرية وثلاث سلالات متحولة فارغة كانت خالية من mobre2، mospp1، وجين moswd2 للتحقق من الملف الشخصي الكامل على نطاق الجينوم لتوزيع H3K4me3 الهستون في M. oryzae. تم إ?...

Watch this Scientific Journal Video about Genome-wide Analysis of Histone Modifications Distribution using the Chromatin Immunoprecipitation Sequencing Method in Magnaporthe oryzae at JoVE.com

Genome-wide Analysis of Histone Modifications Distribution using the Chromatin Immunoprecipitation Sequencing Method in Magnaporthe oryzae

هنا، نقدم بروتوكولا لتحليل التوزيع على نطاق الجينوم لتعديلات الهستون، والتي يمكن أن تحدد الجينات المستهدفة الجديدة في مسببات الأمراض من M. oryzae وغيرها من الفطريات الخيطية.

تحليل على نطاق الجينوم لتوزيع تعديلات الهستون باستخدام طريقة تسلسل المناعة الكروماتين في ماغنابورتي أوريزاي

Chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq) is a powerful and widely used molecular technique for mapping whole genome locations of transcription ...

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في توضيح الآليات الجزيئية الكامنة وراء تنظيم الجينات المستهدفة المرشحة عن طريق التعديلات اللاجينية أثناء مسببات الأمراض الفطرية في علم الأمراض النباتية. يمكن لتكنولوجيا تسلسل المناعة الكروماتين الكشف بكفاءة عن شرائح الحمض النووي التي تتفاعل مع الهستونات وعوامل النسخ في الجينوم بأكمله. بالمقارنة مع غيرها من الأساليب، فإنه يمكن تحسين الكفاءة والقرار.تبدأ بإضافة 100 ميكرولتر من السائل المتوسط الكامل إلى لوحات طماطم الشوفان Agger باستخدام ماصة 100 ميكرولتر. باستخدام حلقة التطعيم، كشط mycelia من سلالة نوع البرية وسلالة خروج المغلوب. جمع الحطام mycelia ونقلها إلى 250 ملليلتر من السائل المتوسط كاملة.غسل الهيفا الفطرية مع 500 ملليلتر من محلول كلوريد الصوديوم المولر 0.7. ثم جمع myceliUM الفطرية ووزنها. إضافة ما يقرب من ملليلتر واحد من محلول تتغلغل إنزيم التحلل لكل غرام واحد من الميسيليوم الفطري.ضع الهيفاي للقطع عند 28 درجة مئوية لمدة ثلاث إلى أربع ساعات مع الاهتزاز عند 150 دورة في الدقيقة. اغسل الهيفا القملية ب 50 ملليلتر من محلول كلوريد الصوديوم المولاري 0.7. طرد مركزي العينة والتخلص من supernatant بعناية.إعادة تعليق بروتوبلاست في 20 ملليلتر من محلول كلوريد الصوديوم الضرس 0.7. إضافة 55 ميكرولتر من 37٪ انخفاض الفورمالديهايد عن طريق الانخفاض إلى اثنين من ملليلتر من كلوريد الصوديوم العازلة التي تحتوي على protoplasts لربط عبر حتى التركيز النهائي هو 1٪ لإرواء الفورمالديهايد غير المنقحة، إضافة 20 ميكرولتر من 10 مرات الجليسين إلى كل أنبوب. تجاهل supernatant بعناية بعد الطرد المركزي.إعادة تعليق بيليه في ملليلتر واحد من محلول كلوريد الصوديوم الضرس 0.7. تجاهل supernatant بعناية بعد الطرد المركزي وإعادة تعليق بيليه في 750 ميكرولتر من العازلة RIPA. إضافة 37.5 ميكرولتر من 20 مرة مثبط البروتيز.القص الكروماتين عن طريق سونيكيشن لمدة ثماني دقائق باستخدام متجانس بالموجات فوق الصوتية. بعد أن تم كسر العينة بالموجات فوق الصوتية ، أخرج جزءا من العينة كمدخلات تحتوي على جميع الحمض النووي والبروتين الذي تم إطلاقه بعد سونيكاتيد العينة. لتحليل طول شظايا الحمض النووي، قم بتشغيل 1٪ agarose هلام الكهربائي بعد سونيكيشن.بعد الطرد المركزي، قم بنقل الناطور الفائق الطرد المركزي إلى أنبوب طرد مركزي 1.5 ملليلتر وتخزينه عند درجة حرارة سالبة 80 درجة مئوية لاستخدامه لاحقا. قبل إجراء تجربة IP، قم بتخفيف كل عينة كروماتين إلى نسبة من واحد إلى 10 مع حاجز RIPA مرة واحدة. ماصة 50 ميكرولتر من حبات البروتين شبه المغناطيسي السوبر في أنبوب الطرد المركزي ملليلتر اثنين.ضع الأنابيب على حامل مغناطيسي ودع الخرز المغناطيسي يترسب. ثم إزالة supernatant. إضافة ملليلتر واحد من تبريدها مسبقا مرة واحدة RIPA العازلة إلى الأنبوب وغسل حبات البروتين شبه المغناطيسي السوبر ثلاث مرات.ضع الأنابيب على حامل مغناطيسي وأزل الناسخة الفائقة. إضافة 100 ميكرولتر من واحد مرة RIPA العازلة إلى كل أنبوب. إضافة 30 ميكرولتر من عينة الكروماتين، 100 ميكرولتر من حبات البروتين شبه المغناطيسي السوبر وأربعة ميكرولترات من الأجسام المضادة H3K4me3 إلى الأنبوب، وخلطها بشكل جيد.وضع العينات على شاكر دوار لاحتضان لهم بين عشية وضحاها في أربع درجات مئوية في 30 مرة G.Wash البروتين شبه المغناطيسي السوبر حبة الأجسام المضادة ومجمع الكروماتين عن طريق إعادة تعليق الخرز في ملليلتر واحد من واحد مرة ريبا العازلة. غسل العينة مع ملليلتر واحد من الملح المنخفض العازلة غسل مجمع المناعة، ثم مع ملليلتر واحد من الملح العالي العازلة غسل مجمع المناعة. شطف الخرز مع ملليلتر واحد من كلوريد الليثيوم العازلة وإزالة supernatant.ثم أضف ملليلتر واحد من المخزن المؤقت TE إلى الأنبوب. ضع الأنبوب مرة أخرى مع ملليلتر واحد من العازلة TE وإزالة supernatant مع ماصة. إضافة 100 ميكرولتر من العازلة elution إلى كل أنبوب الطرد المركزي.نفذ الغبطة عند 65 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة. جهاز الطرد المركزي لمدة دقيقة واحدة في 10،000 مرة G في أربع درجات مئوية وجمع supernatant في أنابيب الطرد المركزي الجديدة. إضافة ثمانية ميكرولتر من خمسة كلوريد الصوديوم الضرس إلى جميع الأنابيب واحتضان في 65 درجة مئوية لمدة أربع إلى خمس ساعات أو بين عشية وضحاها لعكس بروتين الحمض النووي عبر الروابط.إضافة ميكرولتر واحد من Rnase A واحتضان لمدة 30 دقيقة في 37 درجة مئوية. إضافة أربعة ميكرولترات من البروتين K إلى كل أنبوب واحتضان في 45 درجة مئوية لمدة ساعة إلى ساعتين. إضافة 550 ميكرولتر من الكلوروفورم الحلبي وخليط الكحول isoamyl إلى أنبوب الطرد المركزي.الطرد المركزي لمدة 15 دقيقة في 10، 000 مرة G و يستنشق supernatant. إضافة 1/10 حجم ثلاثة محلول خلات الصوديوم الضرس، 2.5 مجلدات من الإيثانول المطلق وثلاثة ميكرولترات من الجليكوجين إلى الأنبوب. ضع العينة في ثلاجة عند درجة حرارة سالبة 20 درجة مئوية بين عشية وضحاها لهطول الأمطار.في اليوم التالي، طرد مركزي الأنابيب والتخلص من supernatant. غسل بيليه ثلاث مرات مع ملليلتر واحد من الإيثانول الطازجة 75٪ في 10، 000 مرة G.Add 50 ميكرولتر من الماء المؤين العقيم لإذابة ما يكفي من المرسب. إصلاح ينتهي الحمض النووي لتوليد الحمض النووي حادة انتهت باستخدام مجموعة إصلاح نهاية الحمض النووي، والتعليمات المذكورة في المخطوطة النصية.لإضافة أساس أدينين إلى النهايات الرئيسية الثلاثة ، أضف 30 ميكرولتر من الحمض النووي ، واثنين من ميكرولترات الماء ، وخمسة ميكرولترات من 10 أضعاف حاجز Taq ، و 10 ميكرولترات من dATP ملليمولار واحد وثلاثة ميكرولترات من بوليميراز الحمض النووي Taq إلى أنبوب طرد مركزي PCR 0.2 ميكرولتر. مزجها والتفاعل في جهاز PCR في 72 درجة مئوية لمدة 10 دقائق. أداء ربط الرابط عن طريق خلط 10 ميكرولتر من الحمض النووي، 9.9 ميكرولتر من الماء، 2.5 ميكرولتر من T4 الحمض النووي ليغانز العازلة، 0.1 ميكرولتر من مزيج أوليغو محول، و 2.5 ميكرولتر من T4 الحمض النووي ليغانيس في أنبوب الطرد المركزي PCR 0.2 ميكرولتر.احتضان الأنبوب في 16 درجة مئوية لمدة أربع ساعات. لتضخيم الحمض النووي باستخدام التمهيديات PCR، إضافة 10.5 ميكرولتر من الحمض النووي، 12.5 ميكرولتر من مزيج رئيسي عالي الدقة مرتين. ميكرولتر واحد من PCR التمهيدي PE 1.0 وميكرويلتر واحد من PCR التمهيدي PE 2.0 إلى أنبوب الطرد المركزي PCR 0.2 ميكرولتر وتخلط جيدا.وانخفضت بشكل كبير في المناطق المستهدفة الوظيفية إشارات H3K4me3 من المسوخ حذف mobre2، mospp1 وmoswd2. بالمقارنة مع سلالة النوع البري P131 ، انخفضت إلى حد كبير إشارات تسلسل مناعة الكروماتين H3K4me3 المخصب في مسوخ حذف mobre2 و mospp1 و moswd2. بعد هذا الإجراء، يمكن إجراء رقاقة على رقاقة ورقاقة qPCR.وهي تستخدم عموما لفحص الجين المستهدف المصب من البروتين ودراسة تفاعلات الحمض النووي البروتين في مواقع ربط الجينوم المعروفة.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Cell Biology

Genetics

Genome-wide Analysis of Histone Modifications Distribution using the Chromatin Immunoprecipitation Sequencing Method in Magnaporthe oryzae

Unit 1

Structure and Organization of DNA

SCIENTISTS IN ACTION

Genome-wide Determination of Mammalian Replication Timing by DNA Content Measurement

تحديد الجينوم على نطاق توقيت النسخ المتماثل الثدييات بواسطة الحمض النووي قياس المحتوى

Replication of the genome occurs during S phase of the cell cycle in a highly regulated process that ensures the fidelity of DNA duplication. Each genomic ...

Analysis of the c-KIT Ligand Promoter Using Chromatin Immunoprecipitation

تحليل ج- كيت يجند المروج باستخدام الكروماتين مناعي

Multiple cellular processes, including DNA replication and repair, DNA recombination, and gene expression, require interactions between proteins and DNA. ...

Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) in Mouse T-cell Lines

Chromatin Immunoprecipitation ChIP in Mouse T-cell Lines

كروماتين إمونوبريسيبيتاتيون (رقاقة) في الماوس خلايا T- خطوط

Signaling pathways regulate gene expression programs via the modulation of the chromatin structure at different levels, such as by post-translational ...

Generation of Native Chromatin Immunoprecipitation Sequencing Libraries for Nucleosome Density Analysis

جيل من الكروماتين الأصلية إيمونوبريسيبيتيشن تسلسل المكتبات لتحليل كثافة نوكليوسومي

We present a modified native chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq) experimental protocol compatible with a Gaussian mixture distribution ...

Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) Protocol for Low-abundance Embryonic Samples

Chromatin Immunoprecipitation ChIP Protocol for Low-abundance Embryonic Samples

الكروماتين إيمونوبريسيبيتيشن (رقاقة) بروتوكول لعينات جنينية وفرة منخفضة

Chromatin immunoprecipitation (ChIP) is a widely-used technique for mapping the localization of post-translationally modified histones, histone variants, ...

Mapping Genome-wide Accessible Chromatin in Primary Human T Lymphocytes by ATAC-Seq

رسم خرائط الجينوم المنظومة الكروماتين موجوداً في الخلايا الليمفاوية تي البشرية الأولية التي أتاك-Seq

Assay for Transposase-Accessible Chromatin with high-throughput sequencing (ATAC-seq) is a method used for the identification of open (accessible) regions ...

Generation of Genome-wide Chromatin Conformation Capture Libraries from Tightly Staged Early Drosophila Embryos

Generation of Genome-wide Chromatin Conformation Capture Libraries from Tightly Staged Early Drosophila Embryos

جيل من الكروماتين على نطاق الجينوم تكيف التقاط المكتبات من الأجنة المورفولوجية محكم نظموا في وقت مبكر

Investigating the three-dimensional architecture of chromatin offers invaluable insight into the mechanisms of gene regulation. Here, we describe a ...

Chromatin Immunoprecipitation (ChIP) of Histone Modifications from Saccharomyces cerevisiae

Chromatin Immunoprecipitation ChIP of Histone Modifications from Saccharomyces cerevisiae

إيمونوبريسيبيتيشن الكروماتين (رقاقة) من "التعديلات هستون" من Saccharomyces cerevisiae

Histone post-translational modifications (PTMs), such as acetylation, methylation and phosphorylation, are dynamically regulated by a series of enzymes ...

Promoter Capture Hi-C: High-resolution, Genome-wide Profiling of Promoter Interactions

مروج التقاط مرحبا c: عالية الاستبانة، وعلى نطاق الجينوم التنميط التفاعلات المروج

The three-dimensional organization of the genome is linked to its function. For example, regulatory elements such as transcriptional enhancers control the ...

Genome-wide Surveillance of Transcription Errors in Eukaryotic Organisms

المراقبة على نطاق الجينوم من أخطاء النسخ في الكائنات الحية حقيقية النواة

Accurate transcription is required for the faithful expression of genetic information. Surprisingly though, little is known about the mechanisms that ...