Name: adipocyte-specific atac-seq with adipose tissues using fluorescence-activated nucleus sorting
Uploaded: 2023-03-17T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Adipocyte-Specific ATAC-Seq with Adipose Tissues Using Fluorescence-Activated Nucleus Sorting at JoVE.com

Bu çalışma, IUSM Showalter Araştırma Güven Fonu (H.C.R.'ye), bir IUSM Diyabet ve Metabolik Hastalıklar Merkezi Pilot ve Fizibilite hibesi (HCR'ye), Ulusal Diyabet ve Sindirim ve Böbrek Hastalıkları Enstitüsü (R01DK129289'dan H.C.R.'ye) ve Amerikan Diyabet Derneği Genç Fakülte Ödülü (7-21-JDF-056'dan H.C.R.'ye) tarafından desteklenmiştir.

Hayvan bakımı ve deneyleri, Indiana Üniversitesi Tıp Fakültesi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanan prosedürlere göre gerçekleştirildi.
1. Deneye başlamadan önceki hazırlıklar
<ol><li>Doku hazırlama<ol><li>Adiposit çekirdeği etiketlemesi için, hem Adipoq-Cre hem de NuTRAP için hemizygot olan Adipoq-NuTRAP fareleri üretmek için NuTRAP farelerini adiposit spesifik adiponektin-Cre hatları (Adipoq-Cre) ile çaprazlayın.</li...

<ol>
	<li>Sethi, J. K., Vidal-Puig, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thematic+review+series:+Adipocyte+biology.+Adipose+tissue+function+and+plasticity+orchestrate+nutritional+adaptation.">Thematic review series: Adipocyte biology. Adipose tissue function and plasticity orchestrate nutritional adaptation.</a> Journal of Lipid Research. 48 (6), 1253-1262 (2007).</li><li>Farmer, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptional+control+of+adipocyte+formation.">Transcriptional control of adipocyte formation.</a> Cell Metabolism. 4 (4), 263-273 (2006).</li><li>Bielczyk-Maczynska, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=White+adipocyte+plasticity+in+physiology+and+disease.">White adipocyte plasticity in physiology and disease.</a> Cells. 8 (12), 1507 (2019).</li><li>Basu, U., Romao, J. M., Guan, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipogenic+transcriptome+profiling+using+high+throughput+technologies.">Adipogenic transcriptome profiling using high throughput technologies.</a> Journal of Genomics. 1, 22-28 (2013).</li><li>Esteve Rafols, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipose+tissue:+Cell+heterogeneity+and+functional+diversity.">Adipose tissue: Cell heterogeneity and functional diversity.</a> Endocrinologia y Nutricion. 61 (2), 100-112 (2014).</li><li>Kwok, K. H., Lam, K. S., Xu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterogeneity+of+white+adipose+tissue:+Molecular+basis+and+clinical+implications.">Heterogeneity of white adipose tissue: Molecular basis and clinical implications.</a> Experimental and Molecular Medicine. 48, e215 (2016).</li><li>Roh, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+transcriptional+and+epigenomic+profiling+from+specific+cell+types+within+heterogeneous+tissues+in+vivo.">Simultaneous transcriptional and epigenomic profiling from specific cell types within heterogeneous tissues in vivo.</a> Cell Reports. 18 (4), 1048-1061 (2017).</li><li>Roh, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adipocytes+fail+to+maintain+cellular+identity+during+obesity+due+to+reduced+PPAR&#947;+activity+and+elevated+TGF&#946;-SMAD+signaling.">Adipocytes fail to maintain cellular identity during obesity due to reduced PPAR&#947; activity and elevated TGF&#946;-SMAD signaling.</a> Molecular Metabolism. 42, 101086 (2020).</li><li>Roh, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Warming+induces+significant+reprogramming+of+beige,+but+not+brown,+adipocyte+cellular+identity.">Warming induces significant reprogramming of beige, but not brown, adipocyte cellular identity.</a> Cellular Metabolism. 27 (5), 1121.e5-1137.e5 (2018).</li><li>Buenrostro, J. 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=Transposition+of+native+chromatin+for+fast+and+sensitive+epigenomic+profiling+of+open+chromatin,+DNA-binding+proteins+and+nucleosome+position.">Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin, DNA-binding proteins and nucleosome position.</a> Nature Methods. 10 (12), 1213-1218 (2013).</li><li>Corces, M. 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=Lineage-specific+and+single-cell+chromatin+accessibility+charts+human+hematopoiesis+and+leukemia+evolution.">Lineage-specific and single-cell chromatin accessibility charts human hematopoiesis and leukemia evolution.</a> Nature Genetics. 48 (10), 1193-1203 (2016).</li><li>Corces, M. 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=An+improved+ATAC-seq+protocol+reduces+background+and+enables+interrogation+of+frozen+tissues.">An improved ATAC-seq protocol reduces background and enables interrogation of frozen tissues.</a> Nature Methods. 14 (10), 959-962 (2017).</li><li>Wu, J., 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=Chromatin+analysis+in+human+early+development+reveals+epigenetic+transition+during+ZGA.">Chromatin analysis in human early development reveals epigenetic transition during ZGA.</a> Nature. 557 (7704), 256-260 (2018).</li><li>Bagchi, D. P., MacDougald, O. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+dissection+of+diverse+mouse+adipose+depots.">Identification and dissection of diverse mouse adipose depots.</a> Journal of Visualized Experiments. (149), e59499 (2019).</li><li>So, J., 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=Chronic+cAMP+activation+induces+adipocyte+browning+through+discordant+biphasic+remodeling+of+transcriptome+and+chromatin+accessibility.">Chronic cAMP activation induces adipocyte browning through discordant biphasic remodeling of transcriptome and chromatin accessibility.</a> Molecular Metabolism. 66, 101619 (2022).</li><li>Loft, A., Herzig, S., Schmidt, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purification+of+GFP-tagged+nuclei+from+frozen+livers+of+INTACT+mice+for+RNA-+and+ATAC-sequencing.">Purification of GFP-tagged nuclei from frozen livers of INTACT mice for RNA- and ATAC-sequencing.</a> STAR Protocols. 2 (3), 100805 (2021).</li><li>Heyward, F. 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=Integrated+genomic+analysis+of+AgRP+neurons+reveals+that+IRF3+regulates+leptin's+hunger-suppressing+effects.">Integrated genomic analysis of AgRP neurons reveals that IRF3 regulates leptin's hunger-suppressing effects.</a> bioRxiv. , (2022).</li></ol>

Bu yazıda, adiposit spesifik kromatin erişilebilirliğini in vivo olarak değerlendirmek için optimize edilmiş bir ATAC-seq protokolü sunduk. Adipoq-NuTRAP fareyi kullanan bu ATAC-seq protokolü, adiposite özgü kromatin erişilebilirlik profillerini başarıyla oluşturdu. Başarılı ve tekrarlanabilir ATAC-seq deneyleri için en kritik faktör çekirdek kalitesidir. Disseke edilmiş yağ dokularının sıvı azot içinde derhal yapışıp dondurulması ve kullanıma kadar çözülmeden -80 ° C'de güve...

Fazla enerjiyi lipit molekülleri şeklinde depolamak için uzmanlaşmış olan yağ dokusu, metabolik düzenleme için kilit bir organdır. Adiposit oluşumunun ve bakımının sıkı kontrolü, yağ dokusu fonksiyonu ve tüm vücut enerji homeostazı için hayati öneme sahiptir1. Birçok transkripsiyonel düzenleyici, adiposit farklılaşmasının, plastisitesinin ve fonksiyonunun kontrolünde kritik bir rol oynamaktadır; Bu düzenleyicilerin bazıları insanlarda metabolik bozukluklarla ilişkilidir 2,3. Gen ekspresyonu ve epigenomik analiz için yüksek verimli dizileme tekniklerindeki son gelişmeler, adiposit biyolojisinin moleküler düzenleyicilerinin keşfini daha da kolaylaştırmıştır4. Yağ dokularını kullanan moleküler profilleme çalışmaları, bu dokuların heterojenliği nedeniyle zordur. Yağ dokusu öncelikle yağ depolamadan sorumlu olan adipositlerden oluşur, ancak aynı zamanda fibroblastlar, endotel hücreleri ve bağışıklık hücreleri gibi çeşitli diğer hücre tiplerini de içerir5. Ek olarak, yağ dokusunun hücresel bileşimi, sıcaklık ve beslenme durumu6 gibi patofizyolojik değişikliklere yanıt olarak dramatik bir şekilde değişir. Bu sorunların üstesinden gelmek için, daha önce GFP etiketli ribozomlar ve mCherry etiketli biyotinile çekirdekleri Cre rekombinazına bağımlı bir şekilde üreten Nükleer Etiketleme ve Çevirme Ribozom Afinite Saflaştırma (NuTRAP) adlı transgenik bir muhabir fare geliştirdik7. Çift etiketleme sistemi, dokularla hücre tipine özgü transkriptomik ve epigenomik analizlerin yapılmasını sağlar. Adiposit-spesifik adiponektin-Cre hatları (Adipoq-NuTRAP) ile çaprazlanan NuTRAP farelerini kullanarak, daha önce in vivo saf adiposit popülasyonlarından gen ekspresyon profillerini ve kromatin durumlarını karakterize ettik ve obezite sırasında nasıl değiştiklerini belirledik 7,8. Daha önce, NuTRAP fareleri kahverengi ve bej adiposit spesifik Ucp1-Cre çizgileri (Ucp1-NuTRAP) ile geçti, sıcaklık değişimlerine yanıt olarak nadir termojenik adiposit popülasyonunun, bej adipositlerin epigenomik yeniden şekillenmesini karakterize etmemize izin verdi9.
ATAC-seq, genom çapında kromatin erişilebilirliğini değerlendirmek için yaygın olarak kullanılan analitik bir yöntemdir. ATAC-seq'te kullanılan hiper-reaktif Tn5 transpozaz, çekirdeklerin kromatinden erişilebilir bölgesindeki dizileme adaptörlerini etiketleyerek açık kromatin bölgelerinin tanımlanmasına izin verir10. ATAC-seq basit bir yöntemdir, ancak sağlam sonuçlar sağlar ve düşük girişli numunelerde bile oldukça verimlidir. Bu nedenle, en popüler epigenomik profilleme yöntemlerinden biri haline gelmiştir ve çeşitli biyolojik bağlamlarda gen ekspresyonunun düzenleyici mekanizmalarının anlaşılmasına katkıda bulunmuştur. Orijinal ATAC-seq protokolü oluşturulduğundan beri, protokolü çeşitli numune türleri için değiştirmek ve optimize etmek için çeşitli ATAC-seq türevi teknikler daha da geliştirilmiştir. Örneğin, Fast-ATAC kan hücresi örneklerini analiz etmek için tasarlanmıştır11, Omni-ATAC dondurulmuş doku örnekleri12 için optimize edilmiş bir protokoldür ve MiniATAC-seq erken evre embriyo analizi13 için etkilidir. Bununla birlikte, ATAC-seq yönteminin adipositlere, özellikle doku örneklerinden uygulanması hala zordur. Yağ dokusunun heterojenliğine ek olarak, yüksek lipid içeriği, çekirdek izolasyonundan sonra bile Tn5 transpozaz tarafından etkili rekombinasyon reaksiyonlarına müdahale edebilir. Ayrıca, adipositlerdeki, özellikle kahverengi ve bej adipositlerdeki yüksek mitokondriyal içerik, yüksek mitokondriyal DNA kontaminasyonuna ve boşa harcanan dizileme okumalarına neden olur. Bu yazıda Adipoq-NuTRAP fareleri kullanılarak adiposit-spesifik ATAC-seq için bir protokol açıklanmaktadır (Şekil 1). Floresan etiketli çekirdek sıralamadan yararlanarak, bu protokol adiposit çekirdeğinin saf popülasyonlarının diğer kafa karıştırıcı hücre tiplerinden uzakta toplanmasına ve lipitlerin, mitokondrilerin ve doku kalıntılarının etkili bir şekilde uzaklaştırılmasına izin verir. Bu nedenle, bu protokol hücre tipine özgü yüksek kaliteli veriler üretebilir ve standart protokole kıyasla daha az miktarda girdi ve reaktif kullanırken mitokondriyal okumalardan kaynaklanan israfı en aza indirebilir.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Animals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adiponectin-Cre mouse</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>28020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NuTRAP mouse</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>29899</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents &#38; Materials</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 mL DNA-LoBind tubes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>86-923</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 &#181;m cell strainer</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352-360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>525-1071</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2x TD buffer</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>15027866</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>384-well PCR plate</td>
			<td>Applied biosystem</td>
			<td>4483285</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>40 &#181;m cell strainer</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>352-340</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>525-1077</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AMPure XP reagent (SPRI beads)</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>A63881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioanalyzer High Sensitivity DNA kit</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-4626</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clear adhesive film</td>
			<td>Applied biosystem</td>
			<td>4306311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNase/RNase-free distilled water</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10977015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dounce tissue grinder</td>
			<td>DWK Life Sciences</td>
			<td>357542</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DTT</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D9779</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DynaMag-96 side skirted magnet</td>
			<td>Thermo Fishers</td>
			<td>12027</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FACS tubes</td>
			<td>Falcon&#160;</td>
			<td>28719128</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Boston BioProducts</td>
			<td>BBH-75</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hoechst 33342</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>2134015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl (2 M)</td>
			<td>Boston BioProducts</td>
			<td>MT-252</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic separation rack for PCR 8-tube strips</td>
			<td>EpiCypher</td>
			<td>10-0008</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2 (1 M)</td>
			<td>Boston BioProducts</td>
			<td>MT-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MinElute PCR purification kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>28004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEBNext High-Fidelity 2x PCR master mix</td>
			<td>BioLabs</td>
			<td>M0541S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NP40</td>
			<td>Thermo Fishers</td>
			<td>28324</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR 8-tube strip</td>
			<td>USA scientific</td>
			<td>1402-4708</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protease inhibitor cocktail (100x)</td>
			<td>Thermo Fishers</td>
			<td>78439</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit dsDNA HS assay kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>Q32851</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S0389-1KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SYBR Green I (10,000x)</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>S7563</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TDE I enzyme</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>15027865</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Instruments</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow cytometer</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>FACSAria Fusion</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit fluorometer</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>Q33226</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Real-Time PCR system</td>
			<td>Thermo Fishers</td>
			<td>QuantStudio&#8239;5</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

adipocyte-specific atac-seq with adipose tissues using fluorescence-activated nucleus sorting

Yüksek verimli dizileme (ATAC-seq) ile transpozaz erişilebilir kromatin için test, genom çapında kromatin erişilebilirlik profillemesini sağlayan sağlam bir tekniktir. Bu teknik, bir dizi biyolojik süreçte gen ekspresyonunun düzenleyici mekanizmalarını anlamak için yararlı olmuştur. ATAC-seq farklı numune tipleri için modifiye edilmiş olmasına rağmen, yağ dokuları için ATAC-seq yöntemlerinin etkili modifikasyonları olmamıştır. Yağ dokuları ile ilgili zorluklar arasında karmaşık hücresel heterojenite, büyük lipit içeriği ve yüksek mitokondriyal kontaminasyon sayılabilir. Bu sorunların üstesinden gelmek için, transgenik muhabir Nuclear etiketleme ve Translating Ribosome Affinity Purification (NuTRAP) faresinden yağ dokuları ile floresan aktive edilmiş çekirdek sıralama kullanarak adiposit spesifik ATAC-seq sağlayan bir protokol geliştirdik. Bu protokol, çekirdek girişi ve reaktiflerin miktarını azaltırken minimum boşa harcanan sıralama okumalarıyla yüksek kaliteli veriler üretir. Bu yazıda, fare yağ dokularından izole edilen adiposit çekirdeklerinin kullanımı için doğrulanmış ATAC-seq yöntemi için ayrıntılı adım adım talimatlar verilmektedir. Bu protokol, adipositlerdeki kromatin dinamiklerinin çeşitli biyolojik stimülasyonlar üzerinde araştırılmasına yardımcı olacak ve bu da yeni biyolojik anlayışlara izin verecektir.

Bu ATAC-seq protokolünü kullanarak yağ dokusunu analiz etmek için, chow diyetleriyle beslenen Adipoq-NuTRAP fareleri ürettik; daha sonra epididim beyaz yağ dokusundan (eWAT), inguinal beyaz yağ dokusundan (iWAT) ve kahverengi yağ dokusundan (BAT) akım sitometrisi kullanarak adiposit çekirdeklerini izole ettik. İzole edilen çekirdekler etiketleme için kullanıldı, bunu yukarıda açıklandığı gibi DNA saflaştırma, PCR amplifikasyonu, kalite kontrol adımları, dizileme ve veri analizi izledi. Bu temsili...

Watch this Scientific Journal Video about Adipocyte-Specific ATAC-Seq with Adipose Tissues Using Fluorescence-Activated Nucleus Sorting at JoVE.com

Adipocyte-Specific ATAC-Seq with Adipose Tissues Using Fluorescence-Activated Nucleus Sorting

Nükleer floresan etiketlemeli transgenik muhabir farelerden izole edilen yağ dokuları ile çekirdek sıralama kullanarak özellikle adipositler üzerinde yüksek verimli dizileme (ATAC-seq) ile transpozaz erişilebilir kromatin için bir test protokolü sunuyoruz.

Floresan Aktif Çekirdek Ayıklama Kullanarak Yağ Dokuları ile Adiposit-Spesifik ATAC-Seq

Assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing (ATAC-seq) is a robust technique that enables genome-wide chromatin ...

ATAC-seq, gen ekspresyon düzenleyici mekanizmalarını anlamak için güçlü bir tekniktir. Bununla birlikte, yağ dokusu, büyük lipit içeriği, yüksek mitokondriyal kontaminasyon ve hücresel heterojenite nedeniyle bu tekniği kullanmak zordur. Bu protokolde, adiposit-spesifik ATAC-dizileme, minimal mitokondriyal DNA kontaminasyonu ile yüksek kaliteli veriler üreten floresan ile aktive edilmiş çekirdek sıralama kullanılarak gerçekleştirildi.Bu yöntem, hücre tipine özgü Cre fare çizgilerinin nükleer etiketleme transgenik muhabir çizgileri ile mevcut olduğu diğer dokularda da kullanılabilir. Çekirdek izolasyonuna, numune başına bir cam Dounce ile cam Dounce homojenizatörlerini buz üzerinde soğutarak başlayın. Ardından, her cam sıçramasına 7 mililitre NPB karışımı ekleyin.Ardından, cam sıçramasına 50 ila 100 miligram dondurulmuş yağ dokusu yerleştirin ve uzun bir makas çifti kullanarak birkaç küçük parçaya bölün. Tüm örnekler için gevşek bir havaneli ile 10 kez, daha sonra sıkı bir havaneli ile 10 kez inin. Filtrelenmiş homojenatları santrifüjleme için 15 mililitrelik bir tüpe aktarmadan önce içeriği 100 mikrometrelik bir süzgeçten yeni bir 50 mililitrelik tüpe filtreleyin.Süpernatanı çıkardıktan sonra, pelet 500 mikrolitre PBS-N'de hafifçe ama tam bir parmak dokunuşuyla tekrar askıya alın. Daha sonra, süspansiyonu 40 mikrometrelik bir süzgeçten 50 mililitrelik bir tüpe filtreleyin ve süzgeci 250 mikrolitre PBS-N ile durulayın. Filtrelenmiş nükleer süspansiyonu, bir mikropipet kullanarak floresanla aktive edilmiş bir hücre ayıklamasına veya FACS tüpüne aktarın.Yeni 1,5 mililitrelik tüpe 500 mikrolitre PBS-N ekleyerek toplama tüpünü hazırlayın ve tüm iç yüzeyleri tamponla ıslatmak için birkaç kez ters çevirin. Sıralamaya kadar buza yerleştirmeden önce tüm sıvıyı aşağı çekmek için tüpleri kısaca döndürün. FACS için, tekliler için FSC-A/FSC-H geçidini ve küçük veya büyük enkaz kaldırma için FSC-A/SSC-A'yı kullanın.mCherry / GFP-pozitif adiposit çekirdeği popülasyonu için kapı ve daha önce hazırlanan her toplama tüpünde 10.000 çekirdek toplayın. Ayırma sonrası çekirdek hazırlığı için, her toplama tüpüne 500 mikrolitre PBS-N ekleyin ve toplama tüplerini 200 G'de 4 santigrat derecede 10 dakika boyunca santrifüj etmeden önce tüpü birkaç kez ters çevirerek karıştırın. Supernatan'ı tamamen çıkarın.25 mikrolitre Tn5 ana karışımı hazırlamak için, 12.5 mikrolitre 2x etiketleme DNA tamponu veya TD tamponu, 1.25 mikrolitre Tn5 transpozaz veya TDE I enzimi ve 11.25 mikrolitre nükleaz içermeyen suyu karıştırın. Daha sonra, her çekirdek peletine 25 mikrolitre Tn5 ana karışımı ekleyin ve nazik pipetleme ile yeniden askıya alın. Bir termal karıştırıcı kullanarak 37 santigrat derecede 30 dakika boyunca 600 RPM'de inkübe edin.Tn5 çekirdek resuspension karışımının 25 mikrolitresine 25 mikrolitre nükleaz içermeyen su ekleyerek son hacmi 50 mikrolitre haline getirin. Ardından, pH 5.2 ile 250 mikrolitre tampon PB ve 5 mikrolitre 3 M sodyum asetat ekleyin. Karışımı referans verilen kit ile birlikte verilen bir sütuna aktardıktan sonra, oda sıcaklığında 1 dakika boyunca 17.900 G'de santrifüjleyin.Akışı attıktan sonra, aynı toplama tüpüne bir spin sütunu yerleştirin. Tüpe mutlak etanol içeren 750 mikrolitre tampon PE ekleyin. Kolonu santrifüjleyin, akışı atın ve spin sütununu tekrar aynı toplama tüpüne yerleştirin.Tüpü santrifüj edin ve toplama borusunu akışla birlikte atın. Transpoze DNA parçalarını büyütmek için, benzersiz bir Ad2 eklemeden PCR ana karışımını hazırlayın. n barkodlama astarı.PCR'yi çalıştırın. Kantitatif PCR veya qPCR'yi çalıştırın. Amplifikasyon eğrilerini kontrol edin ve maksimumun yaklaşık% 35'ine ulaşan döngü sayısını tahmin ederek ihtiyaç duyulan ek PCR döngülerinin sayısını belirleyin.PCR reaksiyonunun kalan 45 mikrolitresi için PCR'yi çalıştırmak üzere hesaplamaları kullanın. Daha önceki prosedürleri kullanarak, güçlendirilmiş DNA parçalarını 20 mikrolitre tampon EB ile temizleyin. Salınan DNA'yı yeni bir PCR tüpüne aktarın ve 80 mikrolitre tampon EB ekleyerek hacmi 100 mikrolitreye ayarlayın. Ardından, 55 mikrolitre SPRI boncuk ekleyin ve pipetleme ile karıştırın. Oda sıcaklığında 5 dakikalık inkübasyondan sonra, 5 dakika boyunca mini bir manyetik stand üzerinde ayırın.İşiniz bittiğinde, 150 mikrolitre süpernatantı yeni bir PCR tüpüne aktarın, 95 mikrolitre SPRI boncuğu ekleyin ve pipetleme ile karıştırın. Mini manyetik stand üzerindeki boncukları ayırmadan önce reaksiyonu 5 dakika boyunca inkübe edin. Süpernatantı dikkatlice atın ve boncukları 200 mikrolitre% 70 etanol kullanarak 1 dakika yıkayın.İki yıkamayı daha tekrarlayın. Son yıkamadan sonra, tüpleri 1 dakika boyunca 1000 G'de santrifüj edin. Kalan etanolün pipetini dışarı atın ve peleti kapağı açık bir PCR makinesinde 2 dakika boyunca 37 santigrat derecede kurutun.Kuruduktan sonra, pipetleme yaparak peleti 20 mikrolitre tampon EB'de tekrar askıya alın ve tüpü oda sıcaklığında 5 dakika boyunca inkübe edin. Son kütüphaneyi içeren süpernatantın 18 mikrolitresini yeni bir 1,5 mililitrelik tüpe aktarmadan önce boncukları mini manyetik standda 5 dakika ayırın. mCherry etiketli ve GFP işaretli adiposit çekirdekleri, bir Adipoq-NuTRAP faresinin yağ dokularından izole edilen diğer hücre tipi çekirdeklerinden ayırt edilebilirdi.Yağ deposunun tipine bağlı olarak, adiposit fraksiyonlarında eWAT'ta yaklaşık% 50, iWAT'ta% 30 ve BAT'ta% 65 fark gözlenmiştir. 15'ten fazla PCR döngüsü gerektiren numuneler düşük kaliteli numunelere işaret ediyordu. ATAC-seq kütüphanelerinin boyut dağılımı analizi, nükleozomsuz bölgeye veya NFR'ye ve ortalama boyutları yaklaşık 500 ila 800 baz çifti olan mono, di ve çoklu nükleozomlara karşılık gelen çoklu zirveleri göstermiştir.Düşük kaliteli örnekler tipik olarak çoğunlukla nükleozomal zirveleri olmayan veya az sayıda NFR gösterdi. qRT-PCR analizi ile yapılan kalite kontrol testleri, Adipoq, Fabp4, Plin1 ve Pnpla2 gibi adiposit marker genlerine yakın pozitif genomik elementlerle 10 ila 20 kat zenginleştirme gösterirken, negatif kontrol ile zenginleştirme gösterilmemiştir. Termojenik gen Ucp1 ile zenginleştirme özellikle BAT'de gözlendi.Mitokondriyal okumalar% 2'den azdı ve piklerin altındaki fraksiyon yaklaşık% 18 ila% 44 idi Tüm yağ depolarından Adipoq, Fabp4 ve Plin1 gibi adiposit belirteç genlerinin yakınında yüksek sinyal-gürültü oranlarına sahip çoklu güçlü pikler ortaya çıkarıldı. BAT örneğindeki kahverengi adiposit markörü Ucp1 lokusunda güçlü ATAC-seq pikleri gözlendi. Bu protokol için en kritik faktör çekirdek kalitesidir.Yüksek kaliteli doku örnekleri kullanmak ve deney boyunca, özellikle santrifüjleme ve sıralamadan sonra yeniden süspansiyon sırasında çekirdekleri nazikçe işlemek önemlidir. Bu protokolün nükleer etiketlemeli transgenik muhabir farelere dayandığını hatırlamak önemlidir. NuTRAP fareleri burada kullanıldı, ancak benzer herhangi bir sistem kullanılabilir.FACS verilerimizle, biyolojik ortamlarda gen ekspresyonunu düzenleyen anahtar transkriptomik faktörleri bulmak için hesaplamalı çoklu analiz yapılabilir.

Research

JoVE Journal

Genetics

Methyl-binding DNA capture Sequencing for Patient Tissues

Hasta Dokularda metil-bağlayıcı DNA yakalama Dizi

Methylation is one of the essential epigenetic modifications to the DNA, which is responsible for the precise regulation of genes required for stable ...

Genetik

Flow-sorting and Exome Sequencing of the Reed-Sternberg Cells of Classical Hodgkin Lymphoma

Klasik Hodgkin Lenfomalı Reed-Sternberg Hücrelerinin Akış-Sıralama ve Ekstraksiyon Sıralaması

The Hodgkin Reed-Sternberg cells of classical Hodgkin lymphoma are sparsely distributed within a background of inflammatory lymphocytes and typically ...

Single-cell Gene Expression Profiling Using FACS and qPCR with Internal Standards

İç Standartları FACS ve qPCR kullanma Tek hücreli Gen İfadesi Profil

Gene expression measurements from bulk populations of cells can obscure the considerable transcriptomic variation of individual cells within those ...

High Resolution Fluorescent In Situ Hybridization in Drosophila Embryos and Tissues Using Tyramide Signal Amplification

High Resolution Fluorescent In Situ Hybridization in Drosophila Embryos and Tissues Using Tyramide Signal Amplification

Yüksek çözünürlüklü Floresan Situ hibridizasyon Drosophila embriyo ve Tyramide sinyal güçlendirme kullanarak doku

In our efforts to determine the patterns of expression and subcellular localization of Drosophila RNAs on a genome-wide basis, and in a variety of ...

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

Birincil insan T lenfositler tarafından ataç-Seq genom genelinde erişilebilir Kromatin eşleme

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

Generation of a Gene-disrupted Streptococcus mutans Strain Without Gene Cloning

Generation of a Gene-disrupted Streptococcus mutans Strain Without Gene Cloning

Nesil bir gen kesintiye Streptococcus mutans çoğunlukla zorlanma olmadan Gen Klonlama

Typical methods for the elucidation of the function of a particular gene involve comparative phenotypic analyses of the wild-type strain and a strain in ...

Generating Transgenic Plants with Single-copy Insertions Using BIBAC-GW Binary Vector

Transgenik bitkiler BIBAC-GW ikili vektör kullanarak tek kopya ekleme ile oluşturma

When generating transgenic plants, generally the objective is to have stable expression of a transgene. This requires a single, intact integration of the ...

Chromatin Immunoprecipitation of Murine Brown Adipose Tissue

Kromatin Immunoprecipitation fare kahverengi yağ dokusunun

Most cellular processes are regulated by transcriptional modulation of specific gene programs. Such modulation is achieved through the combined actions of ...

A Fluorescence-based Method to Study Bacterial Gene Regulation in Infected Tissues

Bakteriyel gen düzenlemesi enfekte dokularda çalışmaya bir floresan tabanlı yöntemi

Bacterial virulence genes are often regulated at the transcriptional level by multiple factors that respond to different environmental signals. Some ...