हम एक प्रभावी और प्रतिलिपि विधि को अलग और संस्कृति क्रोमेटिन immunoprecipitation (चिप) के लिए भ्रूण और प्रसव मस्तिष्क ऊतक से तंत्रिका जनक कोशिकाओं citrullinated 3 lysine ७९ dimethylation (H3K79me2)-एक citrullinated के भीतर स्थित निशान के लिए मौजूद गोलाकार डोमेन ऑफ citrullinated ३.
मस्तिष्क विकास एक जटिल प्रक्रिया है, जो morphogens और अलग transcriptional कार्यक्रमों की ढाल द्वारा एक temporo-स्थानिक तरीके से नियंत्रित किया जाता है । इसके अतिरिक्त, epigenetic क्रोमेटिन संशोधनों, जैसे citrullinated मिथाइल, स्थापित करने और इस प्रक्रिया के भीतर विशिष्ट कोशिका भाग्य को बनाए रखने के लिए एक महत्वपूर्ण भूमिका है । citrullinated मिथाइल का विशाल बहुमत लचीली citrullinated पूंछ पर होता है, जो citrullinated संशोधक, इरेज़र, और citrullinated रीडर प्रोटीन के लिए सुलभ होता है । इसके विपरीत, H3K79 मिथाइल citrullinated 3 के गोलाकार डोमेन में स्थित है और विभिन्न विकास कार्यों में फंसा हुआ है । H3K79 मिथाइल evolutionarily संरक्षित है और होमो sapiens से लेकर Saccharomyces cerevisiaeतक प्रजातियों की एक विस्तृत श्रृंखला में पाया जा सकता है । संशोधन जीवों के भीतर अलग सेल आबादी में होता है, तंत्रिका progenitors सहित. citrullinated 3 के गोलाकार डोमेन में H3K79 मिथाइल के स्थान का आकलन करना कठिन बना देता है । यहाँ, हम अलग और संस्कृति cortical जनक कोशिकाओं (cpc) से भ्रूण cortical मस्तिष्क ऊतक (ई 11.5-ई 14.5) या अनुमस्तिष्क दानेदार ंयूरॉन progenitors (CGNPs) से प्रसव ऊतक (P5-P7), और कुशलता से करने के लिए वर्तमान तरीकों immunoprecipitate मात्रात्मक पीसीआर (qPCR) और जीनोम चौड़ा अनुक्रमण के लिए H3K79me2 ।
संवेदी, मोटर, और मस्तिष्क के संज्ञानात्मक कार्यों अत्यधिक जटिल और शारीरिक और पर्यावरणीय परिवर्तन करने के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं । मस्तिष्क तीन सामान्य भागों के होते हैं हिंद-, मध्य, और forebrain, जो गहराई से जुड़े हुए हैं. forebrain के भीतर, telencephalon एक पृष्ठीय telencephalon (डीटी) और एक ventral telencephalon (VT) में विभाजित किया जा सकता है । चूहों के डीटी छह cortical परतों जो e 11.5 और e 18.5 के बीच एक “अंदर-बाहर” तरीके से गठन कर रहे है1के होते हैं । वीटी विकास में ganglionic eminences है, जो बाद में बेसल गैंग्लिया2,3फार्म शामिल हैं । कई प्रकार के सेल में वर्गीकृत किया जा सकता है स्तनधारी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र जैसे न्यूरॉन्स, astrocytes, या oligodendrocytes4, जो एक temporo-स्थानिक तरीके से विकसित5. सबसे पहले, तंत्रिका जनक कोशिकाओं (NPCs) न्यूरॉन्स के विभिन्न प्रकार के लिए वृद्धि दे, वीटी में न्यूरॉन्स, और प्रक्षेपण न्यूरॉन्स में डीटी, और बाद में glial कोशिकाओं पर (जैसे, astrocytes6). cortical विकास के दौरान, सबसे सतही परत (परत मैं), जो Cajal-Retzius कोशिकाओं में शामिल है, पहले का गठन किया है । फिर, e 12.5 और e 14.5 के बीच, NPCs गहरी न्यूरॉनिक परतों (VI, V) उत्पन्न करते हुए १४.५ और १६.५ के बीच, progenitors ऊपरी परत को जन्म दे (IV-II) न्यूरॉन्स7,8. न्यूरॉन पहचान अलग morphogen-प्रेरित temporo द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है-स्थानिक transcriptional प्रोग्राम्स और साथ ही epigenetic प्रोग्राम्स2.
सेरिबैलम, जो मोटर समंवय में फंसा हुआ है, hindbrain में स्थित है और चूहों में E10 और मोटे तौर पर P20 के बीच में विकसित करता है9। इसमें अनुमस्तिष्क प्रांतस्था और अनुमस्तिष्क नाभिक10शामिल हैं । वयस्क अनुमस्तिष्क प्रांतस्था तीन परतों के होते हैं, बाहरी आणविक परत, Purkinje कोशिका परत, और अंतरतम दानेदार परत दानेदार ंयूरॉंस से युक्त10। अनुमस्तिष्क granules कोशिकाओं छोटी ंयूरॉंस और हड्डीवाला मस्तिष्क में सभी ंयूरॉंस के बारे में ८०%11का प्रतिनिधित्व करते हैं । वे बाहरी कीटाणु क्षेत्र में स्थित पुरोगामी से विकास करते हैं और Purkinje सेल लेयर के माध्यम से अपने गंतव्य12में माइग्रेट करते हैं । telencephalon में की तरह, सेरिबैलम के विकास के कई महत्वपूर्ण morphogens है, जो विशिष्ट समय और अंतरिक्ष पर निर्भर कार्य किया है और निर्धारित transcriptional कार्यक्रम10द्वारा विनियमित है ।
cortical और अनुमस्तिष्क परतों के विकास के विशिष्ट morphogens की transcriptional अभिव्यक्ति द्वारा नियंत्रित किया जाता है और, इस प्रकार, डीएनए की क्रोमेटिन राज्य द्वारा । एक सरलीकृत दृश्य में, क्रोमेटिन राज्यों को transcriptionally मूक क्षेत्रों के रूप में transcriptionally सक्रिय और heterochromatin के रूप में euchromatin में विभाजित किया जा सकता है । क्रोमेटिन की मूल इकाई के रूप में nucleosome में प्रत्येक कोर citrullinated H2A, H2B, H3, और H4 की दो प्रतियां हैं, जो13डीएनए के १४७ आधार जोड़े से घिरा हुआ है । Histones अत्यधिक के बाद अनुवाद कर रहे है मिथाइल, acetylation, फास्फारिलीकरण, ubiquitination, sumoylation, ADP-ribosylation, अमीन, और रेखा isomerization14,15द्वारा संशोधित । citrullinated lysine मिथाइल को सबसे अधिक स्थिर citrullinated संशोधन माना जाता है जो प्रतिलेखन, प्रतिकृति, पुनर्संयोजन16, डीएनए-क्षति प्रतिक्रिया17, और जीनोमिक18का मुद्रण करता है । Lysines मोनो, di-, या त्रि-मिथाइलयुक्त19 हो सकता है और न केवल सुलभ citrullinated पूंछ पर लेकिन यह भी histones20के गोलाकार डोमेन के भीतर दिखाई देते हैं । H3K4 और H3K36 पर विशिष्ट मिथाइल मुख्य रूप से euchromatin के साथ जुड़े हुए हैं, H3K9, H3K27, या H4K20 में विशिष्ट मिथाइल heterochromatic क्षेत्रों में मुख्य रूप से पाए जाते हैं, हालांकि सभी अवशेषों citrullinated पूंछ के भीतर स्थित है14, 19,21. H3K79 मिथाइल citrullinated गोलाकार डोमेन के भीतर स्थित है और transcriptional गतिविधि के साथ संबद्ध किया गया है, लेकिन यह भी transcriptionally निष्क्रिय जीनोमिक क्षेत्रों के साथ22। संशोधन के बाद से यह खमीर, बछड़ा थाइमस, चिकन, और मानव23में मनाया गया है संरक्षण evolutionarily है । H3K79 मोनो, डि, और trimethylation (H3K79me1, me2, me3) catalyzed citrullinated methyltransferases24,25 और परमाणु सेट डोमेन युक्त प्रोटीन 2 (DOT1L)26द्वारा Nsd2 हैं । DOT1L प्रसार में फंसा हुआ है, डीएनए की मरंमत, और सेलुलर reprograming27। चूहों में Dot1l की हानि विकासात्मक चरण e 10.528,29के आसपास जंम के पूर्व की मृत्यु की ओर जाता है । हृदय विकास के दौरान और myocardiocyte विभेद में, DOT1L जीन अभिव्यक्ति विनियमन30के लिए आवश्यक है । केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में, DOT1L समारोह तंत्रिका ट्यूब विकास में फंसाया जा सकता है31, यह forebrain विकास के दौरान Tbr1अभिव्यक्ति को दबाने में शामिल है३२, और एर के विनियमन में कार्य कर सकते हैं-तनाव प्रतिक्रिया३३जीन । संदर्भ-निर्भर सक्रिय या H3K79me के दमन कार्रवाई, विशेष रूप से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के विकास की तरह vivo स्थितियों में के साथ, केवल आंशिक रूप से३२समझा तारीख है । चूंकि H3K79 मिथाइल citrullinated 3 के गोलाकार डोमेन में स्थित है, यह लचीली citrullinated पुच्छ23पर संशोधनों की तुलना में कम पहुंच योग्य है sterically है । H3K79 मिथाइल के समारोह को समझने के लिए, विश्वसनीय और प्रतिलिपि विश्लेषण तरीकों को निर्धारित करने के लिए इसके स्थान और जीनोमिक वातावरण की जरूरत है । इस तरीके कागज में, हम वर्तमान अलगाव के तरीकों के विभिंन तंत्रिका progenitors (cpc के लिए प्रांतस्था और CGNPs के लिए सेरिबैलम), प्रभावी DOT1L अवरोधक उपचार, और एक चिप विधि H3K79 के माध्यम से qPCR मिथाइल का विश्लेषण करने के लिए या अलग समय पर अनुक्रमण cortical और अनुमस्तिष्क विकास के दौरान अंक । प्रोटोकॉल और उसकी संभावनाओं के ओवरव्यू के लिए, चित्र 1देखें ।
वहां दो प्रमुख तरीके क्रोमेटिन immunoprecipitation प्रदर्शन करने के लिए citrullinated संशोधनों के जीनोमिक अधिभोग का पता लगाने, प्रतिलेखन कारकों, citrullinated कोड पाठकों, लेखकों, या रबड़ हैं । एक देशी चिप विधि का उपयोग कर nuclease पचता है…
The authors have nothing to disclose.
हम लैब के भीतर CGN खेती प्रोटोकॉल स्थापित करने में मदद करने के लिए Henriette Bertemes धंयवाद । इस विधि कागज टीवी के लिए धन द्वारा DFG वित्त पोषित CRC992 चिकित्सा Epigenetics द्वारा समर्थित किया गया था । लेखक फ्रीबर्ग आकाशगंगा टीम के समर्थन: पवनकुमार Videm, Björn Grüning और प्रो रॉल्फ Backofen, Bioinformatics, फ्रीबर्ग, जर्मनी सहयोगी अनुसंधान केंद्र द्वारा वित्त पोषित ९९२ चिकित्सा Epigenetics (DFG अनुदान SFB 992/1 2012) स्वीकार करते हैं और जर्मन फेडरल मिनिस्ट्री ऑफ एजुकेशन ऐंड रिसर्च (BMBF ग्रांट 031 A538A आरबीसी (डे. NBI)) ।
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 |