Quantitative Analyse von Chromatin Proteome in Disease
Summary
Advances in Massenspektrometrie haben die Hochdurchsatz-Analyse der Proteinexpression und Modifikation in einer Vielzahl von Geweben erlaubt. Kombiniert mit subzelluläre Fraktionierung und Krankheitsmodelle, quantitative Massenspektrometrie und der Bioinformatik neue Eigenschaften in biologischen Systemen offenbaren kann. Das hierin beschriebene Verfahren analysiert Chromatin-assoziierten Proteinen in der Einstellung von Herzerkrankungen und ist ohne weiteres auch auf andere<em> In vivo</em> Modelle menschlicher Erkrankungen.
Abstract
Im Zellkern befinden die Proteome, deren Funktionen auf das engste mit der Genregulation verknüpft. Adulten Kardiomyozyten Kerne sind einzigartig wegen des hohen Anteils an zweikerniger Zellen, 1 die überwiegend heterochromatischen Zustand der DNA, und das nicht-teilenden Art der Herzmuskelzellen, die Erwachsenen Kerne macht in einem permanenten Zustand der Interphase. 2 Transkriptionelle Regulation während der Entwicklung und Krankheiten wurden auch in diesem Organ, 3-5 studiert, aber was bleibt relativ unerforscht ist die Rolle der nuklearen Proteine, die für DNA-Verpackung und Ausdruck gespielt, und wie diese Proteine Veränderungen in der transkriptionellen Programme, die während Krankheit auftreten steuern. 6 In den Industrieländern Welt, Herzkrankheiten die häufigste Ursache der Sterblichkeit für Männer und Frauen. 7 Insight, wie nukleare Proteine zusammen, um das Fortschreiten dieser Krankheit zu regeln ist entscheidend für die Förderung der aktuellen Behandlung optionen.
Die Massenspektrometrie ist das ideale Werkzeug für die Bewältigung dieser Fragen, wie es für eine unvoreingenommene Annotation des nuklearen Proteom und relative Quantifizierung ermöglicht, wie die Fülle dieser Proteine verändert sich mit Krankheit. Zwar gibt es mehrere proteomischen Studien für Säugetier nuklearen Proteinkomplexe, 8-13 bis vor kurzem gab es 14 nur eine Studie, die die kardiale nuklearen Proteom, und es als das gesamte Kern, anstatt Erkundung des Proteoms auf der Ebene der Fächer Nuklearteilbild . 15 In einem großen Teil ist dies Mangel an Arbeit wegen der Schwierigkeit der Isolierung Herz Kerne. Cardiac Kerne treten innerhalb einer starren und dichten Aktin-Myosin Vorrichtung, an die sie über mehrere Erweiterungen aus dem endoplasmatischen Retikulum verbunden sind, in dem Umfang, Myozyten Kontraktion verändert ihre Gesamtform. 16 Zusätzlich Kardiomyozyten 40% Mitochondrien Vol. 17, die necessitätes Anreicherung des Kernes von den anderen Organellen. Hier beschreiben wir ein Protokoll für kardiale Urananreicherung und weitere Fraktionierung in biologisch relevanten Fächern. Darüber hinaus haben wir detailliert Verfahren zur markierungsfreien quantitativen massenspektrometrischen Dissektion dieser Fraktionen-Techniken zugänglich in vivo Experimente in verschiedenen Tiermodellen und Organsysteme, wo metabolische Markierung nicht durchführbar ist.
Protocol
Representative Results
Discussion
Zwei Hauptverfahren für nukleare Isolierung wurden zuvor bewertet: 27 eine ist die Technik der Behrens Homogenisieren lyophilisierten Gewebe in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel und das zweite, eine Modifikation der wir hier von Homogenisier Gewebe in einer wäßrigen Saccharose / Salzlösung gefolgt durch differentielle oder Dichtegradientenzentrifugation.
Subfraktionierung der Kerne durch saure Extraktion von Gewebeproben ist ein wichtiges Werkzeug für die Untersuchung Chr…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Die Vondriska Labor ist durch Zuschüsse aus dem National Heart, Lung and Blood Institute der NIH und der Laubisch Endowment an der UCLA unterstützt. EM ist Empfänger der Jennifer S. Buchwald Graduate Fellowship für Physiologie an der UCLA; HC ist der Empfänger einer American Heart Association Pre-Doc-Stipendium; MP ist der Empfänger einer NIH Ruth Kirschstein Post-Doktoranden-Stipendium und SF ist der Empfänger von ein NIH K99 Award.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number |
| Dulbeco Modified Eagle Medium | Invitrogen | 11965 |
| Protease pellet | Roche | 04 693 159 001 |
| 100 μm strainer | BD Falcon | 352360 |
| Ultracut ultramicrotome | Reichert | |
| 100CX Transmission Electron Microscope |
JEOL USA, Inc. | |
| Oriole | BioRad | 161-0496 |
| Histone H2A antibody | Santa Cruz | sc-8648 |
| Nucleoporin p62 antibody | BD Biosciences | 610498 |
| Adenine nucleotide transporter antibody | Santa Cruz | sc-9299 |
| BiP antibody | Santa Cruz | sc-1050 |
| Tubulin antibody | Sigma | T1568 |
| Histone H3 antibody | Abcam | ab1791 |
| Fibrillarin antibody | Cell Signaling | C12C3 |
| SNRP70 antibody | Abcam | ab51266 |
| E2F-1 antibody | Thermo Fisher | MS-879 |
| Retinoblastoma antibody | BD Biosciences | 554136 |
| Hypoxia inducible factor-1 antibody | Novus Biologicals | NB100-469 |
| BCA protein assay | Thermo Scientific | 23227 |
| Reverse phase column | New Objective | PFC7515-B14-10 |
| BioWorks Browser | Thermo Scientific |
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