Imunofluorescência combinados e FISH DNA em 3D preservado núcleos interfásicos para estudar mudanças na organização nuclear 3D
Summary
Aqui nós descrevemos um protocolo para a detecção simultânea de modificações de histonas por imunofluorescência e seqüências de DNA por FISH DNA seguido por microscopia 3D e análises (3D FISH imuno-DNA).
Abstract
Hibridização fluorescente in situ utilizando sondas de DNA em 3-dimensionalmente núcleos preservados seguido por microscopia confocal 3D (3D FISH DNA) representa a forma mais direta de visualizar a localização de locos gênicos, cromossômica sub-regiões ou territórios inteiros em células individuais. Este tipo de análise fornece insights sobre a arquitetura global do núcleo, bem como o comportamento de loci genômicos e regiões específicas dentro do espaço nuclear. Imunofluorescência, por outro lado, permite a detecção de proteínas nucleares (histonas modificados, variantes de histonas e modificadores, maquinaria de transcrição e factores nucleares, sub-compartimentos, etc.) O principal desafio na combinação FISH DNA imunofluorescência e 3D é, por um lado, para preservar o epitopo detectada pelo anticorpo, bem como a arquitectura 3D do núcleo, e, por outro lado, para permitir a penetração da sonda de ADN para detectar locos gênicos ou territórios cromossômicos 1-5. Aqui nós fornecemos um protocolo que combina visualização de modificações da cromatina com loci genômicos em núcleos preservados 3D.
Introduction
Estabelecimento de mecanismos epigenéticos gatilho e herança de desenvolvimento e de células do tipo perfis específicos de transcrição. Em um nível, este envolve a modulação da embalagem da cromatina, que define as regiões genômicas ativas ou em silêncio. Numa escala maior, a organização 3D global do genoma e arquitectura nuclear também desempenhar um papel no controlo da transcrição de padrões. Assim, o esvaziamento desses recursos epigenômico é essencial para um entendimento completo de como os genes são regulados 6-11.
FISH DNA combinado imunofluorescência e 3D fornecem uma oportunidade única para complementar análises moleculares e bioquímicos, avaliando interacções específicas / associações de sequências de ADN e / ou proteínas dentro do núcleo. Além disso, enquanto do genoma técnicas de alto rendimento, como cromatina imunoprecipitação (CHIP-seq) ou conformação cromossomo captura juntamente com o seqüenciamento de profundidade (4C-seq, 5C, Hi-C) fornecer dat mundialuma população de células em 12, técnicas de imunofluorescência / ADN FISH permitir análises ao nível da célula individual.
Aqui nós descrevemos um protocolo para a detecção simultânea de modificações de histonas por seqüências de DNA por imunofluorescência e FISH DNA seguido por microscopia 3D e análises (3D imuno-FISH). A vantagem deste protocolo é a visualização conjunta de DNA e preservação de estruturas de proteínas. A nossa experiência neste campo nos permitiu melhorar e simplificar os protocolos existentes. Apesar de termos utilizados neste protocolo para a detecção de ADN de cadeia dupla em intervalos linfócitos submetidos a recombinação, este método pode ser aplicado a outras proteínas e de outros tipos de células.
Protocol
Representative Results
Discussion
As técnicas descritas acima foram usadas no nosso laboratório para analisar a regulação da recombinação V (D) J de imunoglobulina e Tcra / d loci no desenvolvimento de linfócitos 30,31. Estamos confiantes de que esta técnica pode ser adaptada para a detecção de várias proteínas nucleares, compartimentos nucleares e locos, em diferentes tipos de células. Modificações do protocolo pode ser necessário, e, neste caso, os passos principais para se concentrar são as seguintes. Em …
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gostaríamos de agradecer aos membros do laboratório Skok, especialmente Susannah Hewitt, para discussões e comentários. Este trabalho é apoiado pelo Instituto Nacional de bolsas de Saúde R01GM086852, RC1CA145746 (JAS). JAS é um Leukemia & Lymphoma Society estudioso. JC é um Irvington Fellow Instituto do Cancer Research Institute. MM é apoiado por um National Science Foundation Grant Integrativa Pós-Graduação Pesquisa e Estágio (NSF IGERT 0.333.389).
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalogue Number | Comments |
| H2O | Fisher | # BP2470 | |
| RNase A | Sigma | # R4642 | |
| dNTP | Sigma | # DNTP100 | |
| Alexa dUTP | Invitrogen | # C11397 to C-11401 | |
| Cy3 or Cy5 dUTP | Fisher | # 45-001-xxx | |
| DNase I | Roche | # 04536282001 | |
| DNA Pol I | Biolabs | # M0209 | |
| 0.025 μm filters | Millipore | # VSWP02500 | |
| Cot-1 DNA 1 mg/ml | Invitrogen | # 18440 | |
| Hybloc DNA 1 mg/ml | Applied Genetics | # MHB | |
| Salmon sperm | Sigma | # D1626 | powder to be resuspended at 10 mg/ml in H2O |
| NaAc (Sodium Acetate, pH 5.2, buffer solution) | Sigma | # S7899 | |
| Ficoll 400 (Mol Biol grade) | Fisher | # 525 | |
| Polyvinylpyrrolidone (Mol Biol grade) | Fisher | # BP431 | |
| Dextran sulfate powder | Sigma | # D8906 | |
| SSPE (Saline-Sodium Phosphate-EDTA) 20x solution | Fisher | # BP1328 | |
| Formamide | Fisher | # BP227 | |
| Coverslips | Fisher | # 12-548-B | |
| Slides | Fisher | # 12-550 | |
| 6-well plates | Fisher | # 0720080 | |
| PBS, 10x | Fisher | # MT-46-013-CM | |
| Poly-L-lysine solution | Sigma | # P8920 | |
| Paraformaldehyde, prills, 95% | Sigma | # 441244 | |
| Triton-X-100, Mol Biol grade | Sigma | # T8787 | |
| BSA (Bovine Serum Albumin) Fraction V | Fisher | # BP 1600 | |
| Normal goat serum | Vector Labs | # S-1000 | |
| Tween-20, Mol Biol grade | Sigma | # P9416 | |
| SSC (Saline Sodium Citrate) 20x solution | Fisher | # BP1325 | |
| ProLong Gold antifade reagent | Invitrogen | # P36930 | |
| DAPI (4′,6-diamidino-2-phenylindole) | Sigma | # D9542 | |
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| Table 1. Specific reagents and small equipment. |
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