Name: global level quantification of histone post-translational modifications in a 3d cell culture model of hepatic tissue
Uploaded: 2022-05-05T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Global Level Quantification of Histone Post-Translational Modifications in a 3D Cell Culture Model of Hepatic Tissue at JoVE.com

Sidoli laboratuvarı, Lösemi Araştırma Vakfı (Hollis Brownstein Yeni Araştırmacı Araştırma Bursu), AFAR (Sagol Network GerOmics ödülü), Deerfield (Xseed ödülü), Relay Therapeutics, Merck ve NIH Direktör Ofisi'ni (1S10OD030286-01) minnetle kabul eder.

1. Tamponların ve reaktiflerin hazırlanması
<ol><li>Hücre büyüme ortamı (HepG2 / C3A hücreleri için): Dulbecco'nun Modifiye Kartal Ortamına (DMEM, 4.5 g / L glikoz içeren DMEM) fetal sığır serumu (FBS) (% 10 v / v), L-glutamin takviyesi (% 1 v / v) ve penisilin / streptomisin (% 0.5 v / v) ekleyin. Büyüme ortamı maksimum 2 hafta boyunca 4 ° C'de saklanır.</li>
	<li>200 mM sodyum bütirat (NaBut) çözeltisi: 10 mL hazırlamak için, 10 mL ddH 2 O'da 220.18 mg NaBut'u yeniden askıya ...

Histon PTM'lerin analizi, tipik proteomik analiz boru hattından temel olarak farklıdır. Çoğu histon PTM'nin hala esrarengiz biyolojik fonksiyonları vardır; Sonuç olarak, Gen Ontolojisi veya yol veritabanları gibi ek açıklamalar kullanılamaz. Histon modifikasyonlarını, katalizörlerinden sorumlu enzim veya bu PTM'leri bağlayan alanları içeren proteinlerle ilişkilendiren çeşitli kaynaklar mevcuttur (örneğin, HISTome36). Ayrıca, küresel histon PTM seviyeleri düzenlendiğinde ...

19. yüzyılın sonlarından bu yana, hücre kültürü sistemleri, insan vücudunun dışındaki hücrelerin büyümesini ve gelişmesini incelemek için bir model olarak kullanılmıştır 1,2. Kullanımları, dokuların ve organların hem sağlıklı hem de hastalıklı bağlamlarda nasıl çalıştığını incelemek için genişletilmiştir 1,3. Süspansiyon hücreleri (örneğin, kan hücreleri) Petri kaplarında veya şişelerinde sorunsuz ve birbirinin yerine büyür, çünkü in vivo üç boyutlu (3B) yapılarda bir araya gelmezler. Katı organlardan türetilen hücreler iki boyutlu (2B) veya 3B kültür sistemlerinde büyüyebilir. 2D kültürde, hücreler düz bir yüzeye yapışan tek katmanlı bir tabakada yetiştirilir 2,4. 2D hücre kültürü sistemleri, üstel büyüme ve hızlı bir iki katına çıkma süresi, tipik olarak 24 saat ila birkaç gün5 ile karakterize edilir. 3B sistemlerdeki hücreler, doku benzeri konglomeraları daha yakından modelleyen karmaşık hücre-hücre etkileşimleri oluşturmak için büyürler ve iki katına çıkma sürelerinin 1 aya veya daha uzun bir süreye ulaşabileceği dinamik bir dengeye ulaşma yetenekleri ile karakterize edilirler5.
Bu yazıda, azaltılmış yerçekimini simüle eden dönen hücre kültürü sistemlerinde 3D sferoidleri büyütmek için yenilikçi bir metodolojisunulmaktadır 6. Bu, NASA tarafından 1990'lardatanıtılan bir hücre kültürü sisteminin basitleştirilmiş bir türevidir 7. Bu yaklaşım, eğirme şişeleri gibi mevcut yöntemlerde ortaya çıkan kesme kuvvetlerini en aza indirir ve küresel tekrarlanabilirliğiarttırır 6. Ek olarak, dönen biyoreaktör aktif besin difüzyonunu artırarak medya değişiminin pratik olmadığı asılı damla hücre kültürü gibi sistemlerde meydana gelen nekrotik oluşumu en aza indirir6. Bu şekilde, hücreler çoğunlukla bozulmadan büyür ve dokuda büyüyen hücrelerle ilişkili yapısal ve fizyolojik özelliklerin oluşmasına izin verir. Bu şekilde kültürlenen C3A hepatositleri (HepG2 / C3A) sadece ultrastrüktürel organellere sahip olmakla kalmadı, aynı zamanda in vivo1,2 olarak gözlemlenen seviyelerle karşılaştırılabilir miktarda ATP, adenilat kinaz, üre ve kolesterol üretti. Ek olarak, 2D ve .3D hücre kültürü sistemlerinde yetiştirilen hücreler farklı gen ekspresyon kalıpları sergiler8. 3D sferoidler olarak yetiştirilen C3A hepatositlerinin gen ekspresyon analizi, bu hücrelerin çok çeşitli karaciğere özgü proteinleri ve karaciğer fonksiyonunu düzenleyen anahtar yollarda yer alan genleri ifade ettiğini göstermiştir8. Önceki yayınlar, 2D kültürde üstel olarak büyüyen hücrelerin proteomları ile 3D sferoid kültürlerde dinamik dengedeki hücreler arasındaki farkları göstermiştir5. Bu farklılıklar, hücre5'in yapısını, işlevini ve fizyolojisini etkileyen hücresel metabolizmayı içerir. 2D kültürde yetiştirilen hücrelerin proteomu hücre replikasyonunda yer alan proteinlerde daha zenginleştirilirken, 3D sferoidlerin proteomu karaciğer işlevselliğinde daha zenginleştirilmiştir5.
3D sferoidler olarak yetiştirilen hücrelerin daha yavaş replikasyon hızı, kromatin durumu ve modifikasyonları (örneğin histon kırpma9) ile ilişkili spesifik fenomenleri daha doğru bir şekilde modeller. Histon kırpma, histon N-terminal kuyruğunun bir kısmının proteolitik bölünmesine neden olan geri dönüşümsüz bir histon post-translasyonel modifikasyondur (PTM). Biyolojik işlevi hala tartışılırken10,11,12,13, birincil hücrelerdeki ve karaciğer dokusundaki varlığının, sferoidler olarak yetiştirilen HepG2 / C3A hücreleri tarafından modellendiği, ancak düz hücreler olarak modellenmediği açıktır9. Bu kritiktir, çünkü kromatin durumu ve modifikasyonları çoğunlukla genlere erişilebilirliği ve dolayısıyla ekspresyonlarını modüle ederek DNA okumasını düzenler14. Histon PTM'leri ya histonların monte edildiği nükleozomların net yükünü etkileyerek ya da dolaylı olarak kromatin yazarlarını, okuyucularını ve silgilerini işe alarak kromatin durumunu doğrudan etkiler14. Bugüne kadar yüzlerce histon PTM15 tanımlanmıştır ve kromatinin hücre tarafından DNA16'yı yorumlamak için kullanılan bir "histon kodu" barındırdığı hipotezini güçlendirmiştir. Bununla birlikte, sayısız PTM kombinasyonunun tanımlanması15 ve histon PTM'lerin kombinasyonlarının sıklıkla izolasyonda bulunan PTM'lerden farklı biyolojik işlevlere sahip olduğunun keşfi (örneğin Fischle, et al.17), "histon kodunun" şifresini çözmek için daha fazla çalışmanın gerekli olduğunu vurgulamaktadır.
Şu anda, histon PTM analizi, antikorları (örneğin, batı lekeleri, immünofloresan veya kromatin immünopresipitasyonunu takiben dizileme [ChIP-seq]) veya kütle spektrometrisi (MS) kullanan tekniklere dayanmaktadır. Antikor bazlı teknikler yüksek duyarlılığa sahiptir ve histon izlerinin genom çapında lokalizasyonu hakkında ayrıntılı bilgi sağlayabilir, ancak kombinasyonlarda bulunan nadir PTM'lerin veya PTM'lerin incelenmesinde sıklıkla sınırlıdır18,19,20. MS, tek ve birlikte var olan protein modifikasyonlarının, özellikle histon proteinlerinin 18,19,20 yüksek verimli ve tarafsız tanımlanması ve nicelleştirilmesi için daha uygundur. Bu nedenlerden dolayı, bu ve diğer birkaç laboratuvar, MS boru hattını histon peptitlerinin (aşağıdan yukarıya MS), bozulmamış histon kuyruklarının (orta-aşağı MS) ve tam uzunlukta histon proteinlerinin (yukarıdan aşağıya MS) analizi için optimize etmiştir 21,22,23.
Aşağıda, HepG2 / C3A sferoidlerini büyütmek ve bunları nano-sıvı kromatografisi yoluyla histon peptid analizine (aşağıdan yukarıya MS) hazırlamak için bir iş akışı, çevrimiçi olarak tandem kütle spektrometresi (NLC-MS / MS) ile birleştirilmiştir. Bir 2D hücre kültürü yetiştirildi ve hücreler toplandı ve sferoidler oluşturmaya başlayacakları bir biyoreaktöre aktarıldı (Şekil 1). Kültürde 18 gün sonra, sferoidler, histon asetilasyon ve süksinilasyonun göreceli bolluğunu arttırmak için sodyum bütirat veya sodyum süksinat ile muamele edildi. Özellikle, 3D kültürler, düz kültür eşdeğerlerinin yanı sıra genotoksik bileşiklerle de tedavi edilebilir; Aslında, son yayınlar, 3D kültürdeki hücrelerin toksikoloji yanıtının, birincil dokulara 2D düz kültür24,25'tekilerden daha benzer olduğunu vurgulamaktadır. Hücreler daha sonra belirtilen zaman noktalarında toplandı ve nükleer izolasyon yapıldı. Daha sonra, ilk olarak Garcia ve ark.26 tarafından geliştirilen bir protokole göre, tripsin sindiriminden önce ve sonra propiyonik anhidrit ile histonlar çıkarıldı ve türetildi. Bu prosedür, ters faz kromatografisi (C18) ile çevrimiçi ayırma ve MS ile tespit için uygun boyutta peptitler üretir. Son olarak, histon peptitleri tanımlandı ve ölçüldü ve üretilen veriler daha eksiksiz bir biyolojik yorumlama için çeşitli şekillerde temsil edildi.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>0.05% trypsin-EDTA solution</td>
			<td>Gibco</td>
			<td>25300054</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.5-20 &#181;L pipet tips</td>
			<td>BRAND</td>
			<td>13-889-172 (Fisher Scientific)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 mL microcentrifuge tubes</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>2239480</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 &#181;L multi-channel pipette</td>
			<td>BRAND</td>
			<td>BR7059000 (Millipore Sigma)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 mL syringe</td>
			<td>Henke Sass Wolf</td>
			<td>14-817-31 (Fisher Scientific)</td>
			<td>Luer lock tip, graduated to 12 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10, 20, 200, and 1000 &#181;L single-channel pipettes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>14-285-904 (Fisher Scientific)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1000 &#181;L pipet tips</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>30389164</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18 G syringe needle</td>
			<td>Air-Tite</td>
			<td>14-817-100 (Fisher Scientific)</td>
			<td>3&#34; length, 0.05&#34; diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 &#181;L multi-channel pipette</td>
			<td>Corning</td>
			<td>4082</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-200 &#181;L pipet tips</td>
			<td>BRAND</td>
			<td>Z740118 (Millipore Sigma)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>24-well ultra-low attachment microplate</td>
			<td>Corning</td>
			<td>07-200-602</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>75 cm2&#160; U-shaped cell culture flask</td>
			<td>Corning</td>
			<td>461464U</td>
			<td>Untreated, with vent cap</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well skirted plate</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>PCR-96-FS-C (Corning)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A949-1</td>
			<td>Acetone should be used cold</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium bicarbonate (NH4HCO3)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A6141-25G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ammonium hydroxide solution</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>AC423300250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture grade water</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-055-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ClinoReactor</td>
			<td>CelVivo</td>
			<td>10004-12</td>
			<td>Bioreactor for 3D cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ClinoStar</td>
			<td>CelVivo</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Clinostat CO2 incubator for 3D cell culture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Control unit</td>
			<td>CelVivo</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Tablet for ClinoStar settings</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s Modified Eagle&#39;s Medium (DMEM)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>17-205-CV</td>
			<td>1X solution with 4.5 g/L glucose and sodium pyruvate, without L-glutamine and phenol red</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>35-010-CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Formic acid</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>28905</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fume hood</td>
			<td>Mott</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Model 7121000</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Pasteur pipette</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-678-8B</td>
			<td>9&#34;, cotton-plugged, borosilicate glass, non-sterile</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutagro supplement</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-015-CI</td>
			<td>200 mM L-ananyl-L-glutamine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hank&#8217;s Balanced Salt Solution (HBSS)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>21-022-CV</td>
			<td>1X solution without calcium, magnesium, and phenol red</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC grade acetonitrile</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A955-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC grade water</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>W6-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid (HCl)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A481-212</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ice</td>
			<td>N/A</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MEM non-essential amino acids</td>
			<td>Corning</td>
			<td>25-025-CI</td>
			<td>100X solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oasis HLB resin</td>
			<td>Waters</td>
			<td>186007549</td>
			<td>Hydrophilic-Lipophilic-Balanced (HLB) Resin with 30&#181;m particle size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orbitrap Fusion Lumos Tribrid mass spectrometer</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>IQLAAEGAAPFADBMBHQ</td>
			<td>High resolution mass spectrometer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oro-Flex I polypropylene filter plate</td>
			<td>Orochem</td>
			<td>OF1100</td>
			<td>96-well polypropylene filter plate w/ 10 &#181;M PE frit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Penicillin-Streptomycin</td>
			<td>Corning</td>
			<td>30-002-CI</td>
			<td>100X solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pH paper</td>
			<td>Hydrion</td>
			<td>Z111848 (Sigma-Aldrich)</td>
			<td>0-13 pH test paper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette gun</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>Z666467 (Millipore Sigma)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polymicro capillary</td>
			<td>Molex</td>
			<td>50-110-7740 (Fisher Scientific)</td>
			<td>Flexible fused silica capillary tubing with polymide coating, 75 &#181;M ID x 363 &#181;M OD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polystyrene 10 mL serological pipets, sterile</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1367549</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Propionic anhydride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>240311-50G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refrigerated centrifuge</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>75-217-420</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reprosil-Pur resin</td>
			<td>MSWIL</td>
			<td>R13.AQ.0003</td>
			<td>120 &#197; pore size, C18-AQ phase, 3 &#181;M bead size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotator</td>
			<td>Clay Adams</td>
			<td>25477 (American Laboratory Trading)</td>
			<td>Nutator Mixer 1105</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sequencing grade modified trypsin</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V5111</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium butyrate</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>A11079</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium succinate dibasic</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>14160-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SpeedVac vacuum concentrator (1.5 mL microcentrifuge tubes)</td>
			<td>Savant</td>
			<td>20249 (American Laboratory Trading)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SpeedVac vacuum concentrator (96-well)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>15308325</td>
			<td>Savant SPD1010</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile hood</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>1375</td>
			<td>Class II, Type A2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulfuric acid (H2SO4)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>02-004-375</td>
			<td>Baker Analyzed ACS reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue-culture treated 100 mm x 20 mm dish</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-772-23</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trichloroacetic acid (TCA)</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>AC421451000</td>
			<td>Resuspend 100% w/v in HPLC grade water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trifluoroacetic acid (TFA)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>PI28904</td>
			<td>Sequencing grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum manifold 96-well</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>MAVM0960R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vortex</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z258415</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FSGPD10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wide bore pipet tips 1000 &#181;L</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>14-222-703 (Fisher Scientific)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wide bore pipet tips 200 &#181;L</td>
			<td>Axygen</td>
			<td>14-222-730 (Fisher Scientific)</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

global level quantification of histone post-translational modifications in a 3d cell culture model of hepatic tissue

Memeli hücrelerinin düz kültürleri, hücre fizyolojisini anlamak için yaygın olarak kullanılan in vitro bir yaklaşımdır, ancak bu sistem doğal olmayan hızlı hücre replikasyonu nedeniyle katı dokuların modellenmesinde sınırlıdır. Bu, olgun kromatini modellerken özellikle zordur, çünkü hızlı çoğalan hücreler sıklıkla DNA replikasyonuna katılır ve heterojen bir poliploid popülasyona sahiptir. Aşağıda, üç boyutlu (3B) bir hücre kültürü sistemi kullanarak sessiz kromatin modifikasyonlarının modellenmesi, işlenmesi ve analiz edilmesi için bir iş akışı sunulmaktadır. Bu protokolü kullanarak, hepatosellüler karsinom hücre hatları, aktif besin difüzyonu ve düşük kesme kuvvetleri sağlayan bir inkübatörde tekrarlanabilir 3D sferoidler olarak yetiştirilir. Sodyum bütirat ve sodyum süksinat ile tedavi, sırasıyla histon asetilasyon ve süksinilasyonda bir artışa neden oldu. Histon asetilasyon ve süksinilasyon seviyelerindeki artışlar daha açık kromatin durumu ile ilişkilidir. Sferoidler daha sonra hücre çekirdeklerinin izolasyonu için toplanır ve histon proteinleri translasyonel modifikasyonlarının analizi için ekstrakte edilir. Histon analizi, tandem kütle spektrometrisi ile çevrimiçi olarak birleştirilmiş sıvı kromatografisi ve ardından şirket içi hesaplamalı bir boru hattı ile gerçekleştirilir. Son olarak, kombinatoryal histon işaretlerinin sıklığını ve oluşumunu araştırmak için veri gösterimi örnekleri gösterilmiştir.

Bu protokolde, HepG2 / C3A sferoidleri, her ikisi de histon PTM'lerin küresel seviyelerini etkileyen 20 mM NaBut ve 10 mM NaSuc ile tedavi edildi (Şekil 3A). Histon PTM'leri daha sonra MS / MS edinimi yoluyla tek kalıntı seviyesinde tanımlanmış ve ölçülmüştür (Şekil 3B).
Numuneler replikalarda çalıştırıldığında, numuneler arasında bir PTM'nin katlama değişimi zenginleştirmesini ve gözlemin tekrarlan...

Watch this Scientific Journal Video about Global Level Quantification of Histone Post-Translational Modifications in a 3D Cell Culture Model of Hepatic Tissue at JoVE.com

Global Level Quantification of Histone Post-Translational Modifications in a 3D Cell Culture Model of Hepatic Tissue

Bu protokol, üç boyutlu bir hücre kültürü sisteminin, kromatin modifikasyonlarını fizyolojik bir durumda modellemek, tedavi etmek ve analiz etmek için nasıl kullanılabileceğini özetlemektedir.

Karaciğer Dokusunun 3D Hücre Kültürü Modelinde Histone Post-Translasyonel Modifikasyonlarının Küresel Düzeyde Nicelleştirilmesi

Flat cultures of mammalian cells are a widely used in vitro approach for understanding cell physiology, but this system is limited in modeling solid ...

Küresel kromatin dinamiklerinin, kanser ve yaşlanma gibi çeşitli hastalık durumlarının önemli bir aracısı olduğu gösterilmiştir. Protokolümüz bu süreci incelemek için fizyolojik olarak ilgili bir model sağlar. Histon post-translasyonel modifikasyonların veya PTMS'nin standart laboratuvar analizi genellikle antikor bazlı tahliller kullanılarak bir seferde tek bir PTM için problama ile sınırlıdır.Histon PTMS'nin sıvı kromatografisi kütle spektrometrisi analizi, yüzlerce PTMS'nin bolluğunu tek bir deneyde ölçmemizi sağlar. Prosedürü gösterenler, sırasıyla laboratuvardan Stephanie Stransky, Ronald Cutler ve doktora sonrası, yüksek lisans öğrencisi ve araştırma teknolojisi olan Julie Kim olacak. İlk olarak, standart büyüme ortamını kullanarak, hücreleri% 80 birleşene kadar tek katmanlı olarak büyütün.Sonra hücreleri HBSS ile yıkayın. HBSS'de seyreltilmiş beş mililitre% 0.05 tripsin-EDTA ekleyin. Hücreleri% 5 karbondioksit ile 37 santigrat derecede beş dakika boyunca inkübe edin.Hücre ayrılmasını kontrol etmek için mikroskop kullanın. Hücreleri saydıktan sonra, hücre süspansiyonunu taze büyüme ortamı ile seyreltin. Her birinde birden fazla mikro kuyucuk bulunan ultra düşük ataşmanlı 24 delikli yuvarlak alt plakayı dengelemek için 0,5 mililitre büyüme ortamı ekleyin.Daha sonra, plakanın yüzeyindeki hava kabarcıklarını gidermek için plakaları 3000 x g'de santrifüj edin. Şimdi daha önce yapılmış hücre süspansiyonunu 24 delikli plakaya aktarın ve 120 x g'de üç dakika boyunca santrifüj yapın. 24 delikli plakadaki hücreleri kontrol edin ve ardından küresel oluşum için plakaları 24 saat boyunca% 5 karbondioksit ile 37 santigrat derecede inkübe edin.Bu arada, biyoreaktörü dengelemek için, nem odasına 25 mililitre steril su ve hücre odasına dokuz mililitre büyüme ortamı ekleyin. Biyoreaktörü, dönen bir klinostat inkübatöründe 24 saat boyunca% 5 karbondioksit ile 37 santigrat derecede inkübe edin. Bir mililitre genişliğinde delik uçları kullanarak hafifçe pipetleyerek sferoidleri ultra düşük ataşmanlı 24 delikli plakadan ayırın ve bir doku kültürü kabına aktarın.Yeterli form sferoidlerini seçmek için, mikroskop altında sferoidlerin kalitesini kontrol edin. Kaliteli sferoidler tek tip boyuta, kompaktlığa ve yuvarlaklığa sahiptir. Dengeli biyoreaktörü beş mililitre taze büyüme ortamı ile doldurun ve sferoidleri içine aktarın.Daha sonra biyoreaktörü tamamen taze büyüme ortamı ile doldurun ve biyoreaktörü klinostat inkübatörüne 10 ila 11 RPM'de yerleştirin. Her iki ila üç günde bir, 10 mililitre eski medyayı taze medyayla değiştirerek büyüme ortamını değiştirin. Bu sferoidlerin büyüklüğü ve sayısı arttıkça, inkübatörün dönme hızını arttırın.Küresel peleti elde ettikten sonra, peleti bozmak ve histonları serbest bırakmak için pelet ve pipete beş hacim soğuk 0.2 molar sülfürik asit ekleyin. Santrifüjlemeden sonra süpernatant elde edildikten sonra, soğuk konsantre trikloroasetik asit ekleyin, böylece nihai konsantrasyon hacimce% 25 ila% 30 hacim haline gelir. Ve tüpü birkaç kez ters çevirerek karıştırın ve el yazmasında açıklandığı gibi santrifüj yapın.Süper natantı attıktan sonra, bir cam mera pipeti kullanarak, peleti ve tüpün duvarlarını yaklaşık 500 mikrolitre soğuk aseton ve% 0.1 hidroklorik asit ile yıkayın ve ardından dört santigrat derecede beş dakika boyunca 3.400 x g'de santrifüj yapın. Sonra süpernatanı atmak için tüpü çevirin. Bir cam mera pipeti kullanarak, daha önce gösterildiği gibi pelet ve santrifüjü yıkamak için 500 mikrolitre% 100 soğuk aseton ekleyin.Süpernatanı attıktan sonra, dikkatlice pipetleyerek, asetonunu tamamen çıkarın ve numunenin açık bir kapakla yaklaşık 20 dakika kurumasını bekleyin. Pelet, pH 8'in 100 milimolar amonyum bikarbonatında 20 mikrolitrelik 15 ila% 20 asetonitril içinde yeniden askıya alın. Girdaptan sonra, süspansiyonu 30 saniye boyunca 1000 x g'de döndürün.Sekiz veya daha fazla numune için, her bir askıya alınmış numuneyi 96 delikli bir plakaya aktarın. Daha sonra, bir davlumbazda, iki mikrolitre propiyonik anhidrit ekleyin ve beş kez pipetleyerek karıştırın. Hızlı bir şekilde 10 mikrolitre amonyum hidroksit ekleyin ve beş kez pipetleyerek karıştırın.HLB reçinesini manyetik bir karıştırma plakası üzerinde karıştırın. Ardından, 96 delikli bir toplama plakası üzerindeki 96 delikli bir filtre plakasının her bir kuyucuğuna 70 mikrolitre HLB süspansiyonu ekleyin. Akışı attıktan sonra, reçineyi 100 mikrolitre% 0.1 trifloroasetik asit ile yıkayın.Her numuneyi 100 mikrolitre% 0.1 trifloroasetik asit içinde yeniden askıya aldıktan sonra, her bir numuneyi her bir kuyucuğa yükleyin ve bir vakum kullanarak sıçramayı önleyin. Akışı attıktan sonra, numuneleri 100 mikrolitre% 0.1 trifloroasetik asit ile yıkayın ve filtre plakasını yeni bir toplama plakasına koyun. Daha sonra, her bir oyuğa% 0.1 trifloroasetik asit içinde 60 mikrolitre% 60 asetonitril ekleyin ve vakum kullanarak sıçramayı önleyin.Akışı toplayın ve hızlı bir vakumda kurutun. Kurutulmuş toplama plakasını HPLC'ye yükleyin ve makalede açıklandığı gibi LC/MS/MS yöntemini çalıştırın. Bu çalışmada, üç boyutlu sferoidler olarak yetiştirilen C3A hepatositlerinde ortak histon post-translasyonel modifikasyonların göreceli bolluğu gözlenmiştir.Post-translasyonel modifikasyonlar, histon proteinlerinden üretilen peptitlerdeki tek bir kalıntı üzerinde de gözlemlenebilir. Sferoidlerin sodyum bütirat ile tedavisi, histon asetilasyonunun göreceli bolluğunu arttırırken, sodyum süksinat ile histon kalıntısı süksinasyonunu arttırdı. Yöntem ayrıca sodyum bütirat tedavisinden sonra histon asetilasyonunun ve sodyum süksinat ile tedaviden sonra histon süksinilasyonun dağılım paternini göstermiştir.Sonuç ayrıca farklı histon modifikasyonlarının ortak paternlerini de gösterdi. Sodyum bütirat tedavileri, lizin kalıntısı 14'ün histon proteini H3'ten üretilen bir peptit üzerindeki asetilasyonunu önemli ölçüde arttırdı, ancak dokuzuncu lizin kalıntısı iki metil grubuna sahip olduğunda, ancak bir veya üç metil grubuna sahip olmadığında. H3 türevi peptiddeki bireysel modifikasyonların ve çeşitli post-translasyonel modifikasyonların kombinasyonlarının göreceli bollukları da hesaplandı.Sodyum bütirat tedavisinden sonra translasyonel modifikasyonların kombinatoryal paternleri, histon proteini H4'ten üretilen bir peptidde de gözlenmiştir. Burada da, sodyum bütirat tedavisi asetilasyonda önemli bir artışa neden olmuştur. Numune dökülmesini önlemek için sferoidlerin tezgahta mümkün olduğunca az tutulmasına ve tuzdan arındırma adımına dikkat edilmelidir. Bu iş akışı, hızlı çoğalan düz hücre kültürlerinden daha fizyolojik bir model kullanarak katı dokulardaki kromatini keşfetmek için kullanılabilir.

Research

JoVE Journal

Biology

Electrospinning Fibrous Polymer Scaffolds for Tissue Engineering and Cell Culture

Doku Mühendisliği ve Hücre Kültürü için Lifli Polimer Yapı iskeleleri elektrospinning

As the field of tissue engineering evolves, there is a tremendous demand to produce more suitable materials and processing techniques in order to address ...

Detection of Post-translational Modifications on Native Intact Nucleosomes by ELISA

ELISA yöntemi ile yerli bozulmamış nükleozom Post-translasyonel modifikasyonlar Algılama

The genome of eukaryotes exists as chromatin which contains both DNA and proteins. The fundamental unit of chromatin is the nucleosome, which contains 146 ...

Detection of Histone Modifications in Plant Leaves

Bitki Leaves Histon değişiklik tespiti

Chromatin structure is important for the regulation of gene expression in eukaryotes. In this process, chromatin remodeling, DNA methylation, and covalent ...

Isolation and Primary Culture of Rat Hepatic Cells

Sıçan Karaciğer Hücreleri İzolasyon ve İlköğretim Kültür

Primary hepatocyte culture is a valuable tool that has been extensively used in basic research of liver function, disease, pathophysiology, pharmacology ...

Budding Yeast Protein Extraction and Purification for the Study of Function, Interactions, and Post-translational Modifications

Fonksiyon Çalışma, Etkileşimler, ve Post-translasyonel değişiklikler için tomurcuklanan Maya Protein Ekstraksiyonu ve Saflaştırılması

Homogenization by bead beating is a fast and efficient way to release DNA, RNA, proteins, and metabolites from budding yeast cells, which are notoriously ...

Identification of Post-translational Modifications of Plant Protein Complexes

Plant protein kompleksleri, çevirim sonrası değişikliklerin belirlenmesi

Plants adapt quickly to changing environments due to elaborate perception and signaling systems. During pathogen attack, plants rapidly respond to ...

Analysis of Global RNA Synthesis at the Single Cell Level following Hypoxia

Ününüz Aşağıdaki Tek Hücre Düzeyinde Küresel RNA Sentezi Analizi

Hypoxia or lowering of the oxygen availability is involved in many physiological and pathological processes. At the molecular level, cells initiate a ...

High Resolution Quantification of Crystalline Cellulose Accumulation in Arabidopsis Roots to Monitor Tissue-specific Cell Wall Modifications

High Resolution Quantification of Crystalline Cellulose Accumulation in Arabidopsis Roots to Monitor Tissue-specific Cell Wall Modifications

Kristalin Selüloz Birikimin Yüksek Çözünürlüklü Niceleme<em&gt; Arabidopsis</em&gt; Kökler Doku spesifik Hücre Duvarı Değişiklikler Monitör

Plant cells are surrounded by a cell wall, the composition of which determines their final size and shape. The cell wall is composed of a complex matrix ...

Complete Workflow for Analysis of Histone Post-translational Modifications Using Bottom-up Mass Spectrometry: From Histone Extraction to Data Analysis

Histon Ekstraksiyon Gönderen Data Analizi: Aşağıdan yukarıya Kütle Spektrometre kullanarak histon post-translasyonel modifikasyonlar Analizi için komple iş akışı

Nucleosomes are the smallest structural unit of chromatin, composed of 147 base pairs of DNA wrapped around an octamer of histone proteins. Histone ...

A Tissue Culture Model of Estrogen-producing Primary Bovine Granulosa Cells

Birincil sığır Granulosa östrojen üreten bir doku kültürü Model hücreleri

Ovarian granulosa cells (GC) are the major source of estradiol synthesis. Induced by the preovulatory luteinizing hormone (LH) surge, cells of the theca ...