Quantification des γH2AX Foci en réponse aux radiations ionisantes
Summary
La quantification de l'ADN double-brin de stries en utilisant la formation γH2AX comme marqueur moléculaire est devenu un outil précieux dans la radiobiologie. Ici nous démontrons l'utilisation d'un test d'immunofluorescence pour la quantification des γH2AX foyers après exposition des cellules aux radiations.
Abstract
L'ADN des cassures double brin (CDB), qui sont induits soit par des processus métaboliques endogènes ou par des sources exogènes, sont l'une des lésions de l'ADN les plus critiques à l'égard de la survie et la préservation de l'intégrité du génome. Une réponse précoce à l'induction de CDB est la phosphorylation de la H2A variant d'histone, H2AX, à la sérine-139 résidus, dans le très conservé C-terminal motif SQEY, formant γH2AX<sup> 1</sup>. Après induction de CDB, H2AX est rapidement phosphorylée par la phosphatidyl-inosito 3-kinase (PIKK) famille de protéines, de l'ataxie télangiectasie muté (ATM), sous-unité kinase ADN-protéines catalytiques et ATM et RAD3 liés (ATR)<sup> 2</sup>. Généralement, seuls quelques paires de bases (pb) sont impliqués dans un DSB, cependant, il ya amplification du signal significatif, étant donné l'importance des modifications de la chromatine dans la signalisation des dommages de l'ADN et de réparation. La phosphorylation de H2AX médiée principalement par l'ATM se propage à des zones adjacentes de la chromatine, affectant environ 0,03% du total des cellulaires H2AX par l'ORD<sup> 2,3</sup>. Cela correspond à la phosphorylation d'environ 2000 molécules H2AX couvrant ~ 2 Mbp régions de la chromatine autour du site de l'ORD et les résultats dans la formation de foyers discrets γH2AX qui peuvent être facilement visualisés et quantifiés par immunofluorescence<sup> 2</sup>. La perte de γH2AX au ORD reflète réparation, cependant, il ya une certaine controverse quant à ce qui définit la réparation complète de CDB, il a été proposé que des rejoignant les deux brins de l'ADN est suffisante cependant, il a également été suggéré que la réintégration de l' Etat d'origine de la chromatine compactage est nécessaire<sup> 4-8</sup>. La disparition de γH2AX implique au moins en partie, la déphosphorylation par des phosphatases, la phosphatase 2A et la phosphatase 4C<sup> 5,6</sup>. En outre, la suppression des γH2AX par la redistribution impliquant un échange avec les histone H2A.Z a été impliquée<sup> 7,8</sup>. Surtout, l'analyse quantitative des γH2AX foyers a conduit à une large gamme d'applications en recherche médicale et nucléaire. Ici, nous démontrons la méthode la plus couramment utilisée par immunofluorescence pour l'évaluation des dommages à l'ADN initial par la détection et la quantification de γH2AX foyers dans γ-irradiés adhérente kératinocytes humains<sup> 9</sup>.
Protocol
Discussion
Après une exposition à des rayonnements ionisants (γ-rayons), γH2AX foyers se forment rapidement et les numéros de foyers atteindre un maximum entre 30-60 minutes 2. Par conséquent, nos 1 point de temps heures après l'irradiation initiale reflète la formation de l'ORD. Nous avons utilisé la dose de rayonnement cliniquement pertinente de 2 Gy pour notre expérience. Cependant, la méthode peut être utilisée pour des doses de rayonnement jusqu'à 4 Gy pour la détection de l'ORD forma…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Le soutien de l'Institut australien des sciences et techniques nucléaires est reconnu. TCK a été récipiendaire du prix AINSE. Laboratoire de médecine épigénomique est soutenu par la National Health and Medical Research Council de l'Australie (566 559). LM est soutenue par la recherche de Melbourne (Université de Melbourne) et biomédicale bourses d'imagerie complémentaires CRC. Le soutien de Monash Micro Imaging (Drs Stephen Cody et Iska Carmichael) a été inestimable pour ce travail.
Materials
| Material Name | Tipo | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| Keratinocyte-Serum Free Medium (K-SFM) | Media | Invitrogen | 17005042 | Keratinocyte media supplemented with human recombinant Epidermal Growth Factor 1-53 (EGF 1-53), and Bovine Pituitary Extract (BPE). |
| Lab Tek lI Chamber Slides (8-well) | Chamber Slides | Nunc Denmark | NUN154534 | |
| Coverslips (22x50mm) | Coverslips | Menzel-Gläser | CS2250100 | |
| Bovine Serum Albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A7906 | BSA (1%) is used to block any non-specific antibody binding. Primary and secondary antibodies are diluted in BSA. | |
| PBS (without Ca2+ and Mg2+) | Invitrogen | 17-517Q | ||
| 0.5% Trypsin-EDTA x10 | Invitrogen | 15400-054 | Trypsin-EDTA (0.05%) used to detach cells from culture flasks. | |
| Triton X-100 | Reagent | Sigma-Aldrich | T8787 | Triton X-100 (0.1%) used to permeabilise cells. |
| Paraformaldehyde | Reagent | Sigma-Aldrich | 158127 | Paraformaldehyde (4%) used to fix cells. |
| Mouse monoclonal anti-phospho histone-H2AX antibody | Primary Antibody | Millipore | 16193 | Dilution of primary antibody (1:500), in 1% BSA. |
| Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG (H+L) | Secondary Antibody | Invitrogen | 11029 | Dilution of secondary antibody (1:500), in 1% BSA. |
| TOPRO3 | DNA Stain | Invitrogen | T3605 | DNA stain commonly used: 4,6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride (DAPI). Can only be used with microscopes with the appropriate excitation laser. |
| ProLong Gold | Anti-fade solution | Invitrogen | P36930 | Refractive index of 1.42 at 20°C. |
| Tissue Culture Flask, Vented Cap | Culture Flask | BD Falcon | 353112 | |
| Tissue Culture Dish (150x25mm) | Petridish | BD Falcon | 353025 | |
| Coplin Jar, glass | Grale Scientific P/L | 1771-OG | ||
| Staining Trough | Grale Scientific P/L | V1991.99 | ||
| Gammacell 1000 Elite Irradiator | Gamma Irradiator | Nordion International Inc. | ||
| Zeiss LSM 510 Meta Confocal | Confocal Microscope | |||
| Metamorph | Software for Imaging analysis | Molecular Devices, USA |
Referencias
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- Bonner, W. M. Gamma H2AX and cancer. Nature Reviews Cancer. 8 (12), 957-967 (2008).
- Savic, V. Formation of Dynamic [gamma]-H2AX Domains along Broken DNA Strands Is Distinctly Regulated by ATM and MDC1 and Dependent upon H2AX Densities in Chromatin. Molecular Cell. 34 (3), 298-310 (2009).
- Downs, J. Binding of chromatin-modifying activities to phosphorylated histone H2A at DNA damage sites. Mol Cell. 16 (6), 979-990 (2004).
- Chowdhury, D. [gamma]-H2AX Dephosphorylation by Protein Phosphatase 2A Facilitates DNA Double-Strand Break Repair. Molecular Cell. 20 (5), 801-809 (2005).
- Nakada, S., Chen, G., Gingras, A., Durocher, D. PP4 is a gamma H2AX phosphatase required for recovery from the DNA damage checkpoint. EMBO Rep. 9 (10), 1019-1026 (2008).
- Altaf, M., Auger, A., Covic, M., Côté, J. Connection between histone H2A variants and chromatin remodeling complexes. Biochem Cell Biol. 87 (1), 35-50 (2009).
- Kusch, T. Acetylation by Tip60 Is Required for Selective Histone Variant Exchange at DNA Lesions. Science. 306, 2084-2087 (2004).
- Hurlin, P. Progression of human papillomavirus type 18-immortalized human keratinocytes to a malignant phenotype. Proc Natl Acad Sci U S A. 88 (2), 570-574 (1991).
- Dickey, J. H2AX: functional roles and potential applications. Chromosoma. , (2009).
