3 ヒストンのリジン 79 ジメチル化マークのクロマチン免疫沈降に続いて神経前駆細胞の分離と培養
Summary
ヒストン 3 リジン 79 ジメチル化 (H3K79me2) – 内にあるヒストン マークのクロマチン免疫沈降 (チップ) の胎生期および生後の脳組織から神経前駆細胞の培養を特定し効果的かつ再現可能な手法を提案しますヒストン 3 の球状ドメインで。
Abstract
脳の発達は、時間空間的なモルフォゲンや転写の異なるプログラムの勾配によって制御される複雑なプロセスです。また、ヒストンのメチル化などのエピジェネティックなクロマチン修飾の確立およびこのプロセス内で特定のセル運命を維持する重要な役割があります。大多数のヒストンのメチル化はヒストン、修飾子、消しゴム、およびヒストン リーダー蛋白質にアクセス可能な柔軟なヒストンの尾で発生します。対照的に、H3K79 のメチル化はヒストン 3 の球状ドメインに位置し、さまざまな発達機能に関与しています。H3K79 メチル化は進化的に保存されているし、酵母にホモ ・ サピエンスから種の広い範囲で見つけることができます。神経前駆細胞を含む生物内の異なる細胞数の変更が発生します。H3K79 メチル化ヒストン 3 の球状ドメインの場所すると、評価が難しくなります。ここでは、分離する手法を提示して文化大脳皮質前駆細胞 (CPCs) 胎生期大脳皮質の脳組織 (E11.5-E14.5) または小脳顆粒細胞前駆細胞 (CGNPs) 生後組織 (P5-P7)、効率的に immunoprecipitate量的な PCR (qPCR) とゲノム シーケンスの H3K79me2。
Introduction
脳の感覚, モータ, と認知機能が非常に複雑で物理的な環境の変化に影響を受けやすいです。脳は、深くつながっています 3 つの一般的な部分、後肢-、半ばと前脳, で構成されています。前脳, 内終脳は背終 (DT) と腹側終 (VT) に分けることができます。マウスの DT は、「インサイド アウト」方法1で E11.5 と E18.5 間形作られる六つの皮質層で構成されています。VT には、開発後大脳基底核2,3を形成する神経節隆起が含まれています。いくつかの細胞の種類で分類できます哺乳類の中枢神経系神経細胞やアストロ サイト、オリゴデンドロ サイト4など5時間空間的方法を開発します。まず、神経前駆細胞 (Npc) はニューロン、介在ニューロン VT と投射ニューロンの種類に、DT ではグリア細胞 (例えば、アストロ サイト6) に上昇を与えます。皮質過程を最も表面的な層 (層)、最初に形成、カハール ・ レチウス細胞を含みます。Npc を生成 E12.5 と E14.5 の間より深い神経層 (VI, V) 中を生じさせる上層 (第四) ニューロン7,814.5 16.5、前駆細胞の間。軸索の身元は、異なるモルフォゲン誘起の時間空間的転写プログラムおよびまたエピジェネティック プログラム2に指定します。
モーターの調整に関与しているが、小脳は菱脳にありマウス9で E10 と約 P20 の間成長します。小脳皮質と小脳核10が含まれています。成人の小脳皮質は 3 層、最も外側の分子層、プルキンエ細胞層、顆粒ニューロンの10を含む最も内側の顆粒層から成っています。小脳顆粒細胞は最小のニューロンで、脊椎動物の脳11すべての神経細胞の約 80% を表しています。彼らは外部の胚のゾーンに位置する前駆体から開発し、彼らの先12プルキンエ細胞層を移行します。終脳、小脳の開発はいくつかの重要なモルフォゲンによって調整される、ように時間と空間に依存した特定の機能を持っているし、開始は転写プログラム10に定義されています。
大脳皮質と小脳の層の開発は、特定のモルフォゲンの転写式で、したがって、DNA のクロマチンの状態によって制御されます。簡易ビューでクロマチンの状態を転写活性状態としてユークロマチンと転写活性サイレント領域として異質染色質に分割できます。クロマチンの基本単位としてヌクレオソームには、各コアのヒストン H2A、H2B、H3、H4、147 の塩基対の DNA13に囲まれた 2 つのコピーが含まれています。ヒストンは、メチル化、アセチル化、リン酸化、ユビキチン化、sumo 化、ADP リボシル化、脱アミノ化、およびプロリン異性化14,15によって高いファーストクリーニング変更します。ヒストンのリジンのメチル化は転写、複製、組み換え16、DNA 損傷応答17、およびゲノムインプリンティング18制御する最も安定したヒストン修飾と見なされます。リシンはモノラル、ディ、またはトリ メチル19アクセス可能なヒストンの尾にだけでなく、ヒストン20の球状ドメイン内で表示できます。H3K4 H3K36 で特定のメチル化は、主ユークロマチン、H3K9、H3K27、または H4K20 で特定のメチル化は主にヘテロクロマチン領域、すべての残基がヒストンの尾14,内にある19,21。H3K79 のメチル化はヒストンの球状ドメイン内にあるし、転写活性、発現不活性ゲノム領域22とも関連付けられています。それは、酵母や子牛の胸腺、鶏、人間23で観察されているので変更は保存されました。H3K79 モノ, ジおよびトリメチル (H3K79me1、me2、me3) は、ヒストンのメチル化酵素 DOT1L24,25と26核設定ドメインを含むタンパク質 2 (Nsd2) によって触媒されます。DOT1L は、増殖、DNA 修復、27の reprograming 携帯電話で関与しています。マウスでDot1lの損失は、発達段階 E10.528,29周り出生前の死に します。心臓の発達過程および myocardiocyte の分化は、DOT1L は遺伝子発現の規則30に不可欠です。中枢神経系における DOT1L 関数は、神経管開発31で関与する可能性があります、それはTbr1の抑制に関与する-脳開発32中、式小胞体ストレスによる機能可能性があります応答遺伝子33。コンテキスト依存のアクティブ化または中枢神経系の開発のような体内状況に特に H3K79me の抑制作用は、日付には部分的に32を理解専用です。H3K79 のメチル化はヒストン 3 の球状ドメインにあるので、柔軟なヒストンの尾23での変更と比較してアクセスしにくい立体です。H3K79 メチル化の機能を理解し、その場所とゲノム環境を決定する信頼性と再現性の高い分析法が必要です。QPCR や時点の異なるシーケンスを介して H3K79 のメチル化を分析する、異なる神経前駆細胞 (皮質のクリック単価) と小脳の CGNPs、DOT1L 阻害剤治療、チップ メソッドの分離手法を提示するこの方法で大脳皮質と小脳の開発中にポイント。プロトコルとその可能性の概要については、図 1を参照してください。
Protocol
Representative Results
Discussion
ヒストン修飾、転写因子、ヒストン コード リーダー、作家、または消しゴムのゲノムの占有を検出するクロマチン免疫沈降を実行する 2 つの主要な方法があります。ヌクレアーゼ消化、ネイティブのクロマチン免疫沈降を用いたネイティブ チップであると、ヌクレオソームと他の DNA に接続されたタンパク質が DNA にしたバインドされて PFA 固定、せん断されたクロマチンを使用して提案手?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
アンリエット ・ Bertemes は、ラボ内 CGN 栽培プロトコルを確立する支援を感謝いたします。このメソッドの紙は、DFG 資金 CRC992 医療エピジェネティクスによるテレビへの資金によって支えられました。著者はフライブルクの銀河チームのサポートを認める: 教授 Rolf Backofen、バイオインフォマティクス、アルベルト ・ ルートヴィヒ大学フライブルク、ドイツ共同研究センター 992 医療エピジェネティクス (DFG グラント SFB 992/1 2012) によって資金を供給、Björn Grüning Pavankumar Videmドイツ連邦教育省および研究 (BMBF グラント 031 A538A RBC (de。NBI))。
Materials
| Anti-GAPDH | Abcam | ab8245 | Category: Antibody Abbreviation/Comment: Immunoblot dilution 1:5000 |
| Anti-H3 | Abcam | ab1791 | Category: Antibody Abbreviation/Comment: Immunoblot dilution 1:3000 |
| Anti-H3K79me2 | Diagenode | pAb-051-050 | Category: Antibody Abbreviation/Comment: ChIP antibody |
| Anti-H3K79me2 | Abcam | ab-051-050 | Category: Antibody Abbreviation/Comment: Immunoblot dilution 1:1000 |
| Anti-rabbit-IgG | Diagenode | C15410206 | Category: Antibody Abbreviation/Comment: ChIP Ctrl antibody |
| Anti-Tubulin alpha | Abcam | ab108629 | Category: Antibody Abbreviation/Comment: Immunoblot dilution 1:3000 |
| Apo-Transferrin (1 mg/ml) | Sigma-Aldrich | T1147 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM |
| B27 Supplement (50x) | Life Technologies | 17504044 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM |
| Bioanalyzer | Agilent technologies | G2940CA | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For analysis of sheared chromatin |
| Bioruptor NextGen | Diagenode | B01020001 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: Ultrasonicator |
| Boric acid pH 8.4 | Sigma Aldrich | B6768 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CPC culturing |
| CFX Connect RT PCR Detection System | Bio-Rad | 1855201 | Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: Detection system for qPCR |
| DMEM-F12 | Life Technologies | 11320-033 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CGM |
| Dynabeads Protein A | Invitrogen | 10001D | Category: ChIP Abbreviation/Comment: Magnetic beads, for ChIP |
| EPZ-5676 | Selleckchem | S7062 | Category: DOT1L inhibition Abbreviation/Comment: For DOT1L inhibition in cell culture |
| Ethylenediamine tetraacetic acid | SERVA | 39760.01 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: EDTA |
| Fetal Bovine Serum 10% (v/v) | Gibco | 10082147 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CPC isolation and CGM |
| Glucose | Sigma-Aldrich | G5767 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CGNP isolation |
| Glutathione (1.25 mg/ml) | Sigma-Aldrich | G4251 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM |
| Glycine | Carl Roth | 3187 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For cell fixation |
| GoTaq mastermix | Promega | A6002 | Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: DNA polymerase master mix for qPCR |
| Hank’s Balanced Salt Solution | Life Technologies | 14025-100 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: HBSS |
| L-glutamine (200 mM) | Life Technologies | 25030081 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM |
| Laminin | Sigma-Aldrich | L2020 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CPC culturing |
| Lithium chloride | Sigma-Aldrich | L4408 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: LiCl |
| N2 supplement | Life Technologies | 17502048 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CGM |
| NanoDrop 3300 | Thermo Fisher | 3300 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: Fluorospectrometer for DNA quantification |
| NEB Next Ultra DNA Library Prep Kit for Illumina | NEB | E7645S | Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: Kit for Library preparation |
| NEBNext Multiplex Oligos for Illumina | NEB | E7335 | Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: Oligos for Library preparation |
| Neurobasal medium | Gibco | 21103049 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM |
| NP-40 Alternative | Calbiochem | 492016 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For ChIP buffer |
| Paraformaldehyde | Carl Roth | 335 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: PFA, for cell fixation |
| Penicillin-Streptomycin-Neomycin 1% (v/v) | Life Technologies | 15640055 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: PSN, for CCM and CGM |
| Phosphate buffered saline | Life Technologies | 10010023 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: PBS, for CPC isolation |
| PicoGreen Kit | Thermo Fisher | P11496 | Category: ChIP Analysis Abbreviation/Comment: Visualizing dye for DNA quantification |
| Poly-D-lysine | Sigma-Aldrich | P6407 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CGNP isolation |
| Poly-L-ornithine hydrobromide | Sigma Aldrich | P3655 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CPC culturing |
| Potassium chloride | Thermo Fisher | AM9640G | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: KCl, for CGM |
| Protease inhibitor | Roche | 4693159001 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For ChIP |
| Proteinase K | Sigma-Aldrich | 3115879001 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For ChIP |
| Qiagen MinElute | Qiagen | 28004 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: Kit for DNA purification |
| RNAse | Sigma-Aldrich | R6513 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For ChIP |
| SGC0946 | Selleckchem | S7079 | Category: DOT1L inhibition Abbreviation/Comment: For DOT1L inhibition in cell culture |
| Sodium bicarbonate | Carl Roth | 8551.1 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: for Elution buffer |
| Sodium chloride | Carl Roth | 9265 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: NaCl, for ChIP buffer |
| Sodium deoxycholate | Sigma-Aldrich | 30970 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For ChIP |
| Sodium dodecylsulfate | Carl Roth | 183 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: SDS, for ChIP |
| Sonic hedgehock (SHH) | Sigma-Aldrich | SRP6004 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CGNP isolation |
| Superoxide dismutase (1mg/ml) | Sigma-Aldrich | S7571 | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CCM |
| Tris(hydroxymethyl)aminomethane | Carl Roth | 9090 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: TRIS, for ChIP buffer |
| Triton X-100 | Carl Roth | X100 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For ChIP buffer |
| Trypsin-EDTA 0,05% (w/v) | Sigma Aldrich | 59417C | Category: Cell culture Abbreviation/Comment: For CPC isolation |
| Tween20 | Carl Roth | 28320 | Category: ChIP Abbreviation/Comment: For bead preparation |
| Other Lab devices: Neubauer counting chamber, Incubator, Rotator, Shaker, Disection set, Water bath | |||
| CCM: Cortical cell medium | |||
| CGM: CGNP cell culture medium | |||
Riferimenti
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