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방법 논문

마그나포테 오리자에서 크로마틴 면역 침전 시퀀싱 방법을 이용한 히스톤 수정 분포의 게놈 전체 분석

2.9K 조회수

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DOI:

10.3791/62423

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2021년 6월 2일

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* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

여기서, 우리는 M. oryzae 및 그밖 필라멘트 균류의 병기에서 새로운 표적 유전자를 확인할 수 있는 히스톤 수정의 게놈 전체 분포를 분석하기 위하여 프로토콜을 제시합니다.

초록

크로마틴 면역 침전 시퀀싱(ChIP-seq)은 전사 인자(TF), 크로마티안 레귤레이터 및 히스톤 수정의 전체 게놈 위치를 매핑하고 TF 결합 패턴 및 그의 톤 후번역 변형을 밝히기 위한 전체 게놈을 검출하기 위한 강력하고 널리 사용되는 분자 기술입니다. 히스톤 메틸화와 같은 크로마틴 수정 활동은 종종 특정 유전자 조절 서열에 채용되어 크로마틴 구조의 국소적 변화를 일으키고 특정 전사 효과를 초래합니다. 쌀 폭발은 전 세계적으로 쌀에 치명적인 곰팡이 질병이며 곰팡이 식물 상호 작용을 연구하기위한 모델 시스템입니다. 그러나, 히스톤 수정이 Magnaporthe oryzae에 있는 그들의 독성 유전자를 통제하는 방법에 있는 분자 기계장치는 애매하게 남아 있습니다. 더 많은 연구원은 그의 음색 후생유전학 수정이 그들의 표적 유전자를 통제하는 방법을 연구하기 위하여 ChIP-seq를 이용할 필요가 있습니다. ChIP-seq는 또한 동물과 식물에 있는 단백질과 DNA 사이 상호 작용을 연구하기 위하여 널리 이용됩니다, 그러나 식물 병리학의 분야에서 적게 이용되고 잘 개발되지 않았습니다. 본 논문에서는, M. oryzae에서 기능적 표적 유전자에 결합하는 히스톤 메틸화(예: H3K4me3)의 게놈 전체 분포를 확인하기 위해 ChIP-seq의 실험 과정 및 작동 방법을 설명한다. 여기서, 우리는 M. oryzae 및 그밖 필라멘트 균류의 병기에서 새로운 표적 유전자를 확인할 수 있는 히스톤 수정의 게놈 전체 분포를 분석하기 위하여 프로토콜을 제시합니다.

서론

후성 유전학은 유전자의 뉴클레오티드 서열을 변경하지 않고 유전자 발현의 유전적 변화를 지칭하는 유전 연구의 한 가지이다. 후생유전학적 조절이 고차구조로접기 및 조립의 동적 과정을 통해 유전자 발현을 조절하고 영향을 미치는 크로마티닌을 포함한 진핵세포의 성장과 발달에 중요한 역할을 한다는 것을보여주었다. 크로마틴 리모델링 및 공유 히스톤 수정은 크로마틴 폴리머의 변이를 통해 크로마틴의 기능 및 구조를 조절하여 유전자 발현3,4,5,6을조절하는 기능을 달성한다. 히스톤의 번역 후 변형은 아세틸화, 인산화, 메틸화, 일축비퀴티니션, 스모틸화 및 ADP 리보실레이션7,8,9를포함한다. 히스톤 H3K4 메틸화, 특히 트리메틸화는, 진핵생물10,....

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프로토콜

1. M. 오리자에서 프토플라스트 준비

  1. 오트밀 토마토 한천(OTA)을 준비합니다.
    1. 오트밀 30-50g의 무게와 20 분 동안 물 (ddH2O)의 800 mL로 끓입니다. 거즈의 두 층을 통해 필터링하고 여과를 가져 가라.
    2. 잘 익은 토마토를 고르고 껍질을 벗깁니다. 주스를 짜내고, 거즈 2층을 걸이면 여과주스 150mL를 수집합니다.
    3. 모든 토마토 주스와 준비된 귀리 여과를 완전히 섞고 ddH2O를 최대 1000mL까지 추가합니다.
    4. OTA 250mL, 500mL 원추형 플라스크에 2.5 g의 천가 분말을 넣고 20분 동안 오토클레이브를 넣습니다. 25 °C에 보관하십시오.
  2. 오토클레이브 OTA 25mL을 유리 5cm x 5cm 페트리 접시에 붓습니다. 페트리 요리 총 10가지를 준비합니다. OTA가 페트리 요리에 고화된 후 25°C에서 거꾸로 요리를 보관하십시오.
  3. 살균 된 이쑤시개를 사용하여 M. oryzae (야생 형 균주 P131, 녹아웃 균주 Δmobre2, Δmospp1 및 Δmoswd2)에서작은 균사체를 발굴하고 준비 된 OTA 접시에 배치하십시오. 빛 ....

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결과

ChIP-seq 메서드의 전체 흐름 차트는 도 1에표시됩니다. ChIP-seq 실험은 야생형 균주 P131 및 모폭2, 모스프1및 moswd2 유전자가 없는 3개의 null 돌연변이 균주에서 H3K4me3에 대한 항체를 사용하여 M. oryzae에서히스톤 H3K4me3 분포의 전체 게놈 전체 프로파일을 검증하였다. 야생형 스트레인, Δmobre2,Δmospp1및 Δmoswd2의 프톱서스트는 25% W, 출력 3s, 정지 5s, 4°C에서 제조 및 초음파 처리되었다. 또한, 크로마틴은 H3K4me3 항체 및 다이나비즈 단백질 A/G로 면역정제되었다. 이어서, DNA 단편은 시퀀싱 라이브러리를 구성하는 페놀 클로로폼 방법을 사용하여 추출되었고, 고처리량 시퀀싱 플랫폼에서 단 단단으로 시퀀싱하였다.

H3K4me3 항체를.......

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토론

최근에는 ChIP-seq가 특정 히스톤에 의해 변형된 TF 또는 농축 부위의 결합 부위를 결정하는 데 널리 사용되는 게놈 분석 방법이 되고 있다. 이전 ChIP-seq 기술과 비교하여 새로운 ChIP-seq 기술은 매우 민감하고 유연합니다. 결과는 핵산의 비특이적 혼성화에 의한 잡음 신호와 같은 부정적인 영향 없이 고해상도로 제공된다. 이것은 일반적인 유전자 발현 분석이지만, 많은 계산 방법이 검증되었으며, 소음과 가변성 측면에서 ChIP-seq 데이터의 복잡성으로 인해 ChIP-seq가 이 문제를 극복하기가 특히 어려워졌습니다. 데이터 분석 측면에서 ChIP-seq 실험에서 생성된 대량의 데이터를 관리하고 분석하는 것도 아직 적절히 해결되지 않은 과제입니다.

ChIP-seq 실험에는 몇 가지 주요 단계가 있습니다. 우선, 프톱서스트의 준비는 매우 중요합니다. 고품질 프토플라스트를 수집할 수 있도록 붕괴 시간을 제어할 필요가 있습니다. 초음파는 또한 매우 중요하며 초음파 시간은.......

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공개 사항

저자는 경쟁 이익이 존재하지 않는다고 선언했다.

감사의 글

이 작품은 중국 국립 자연과학 재단(31871638 보조금 제1호), 베이징농업대학교 특별과학연구프로젝트(YQ201603), 베이징교육위원회 과학프로젝트(KM201610020005), BUA(GJB2021005)의 고도과학연구육성사업으로 지원되었다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
산성 카제인 가수분해물WAKO65072-00-6중간 구성
한천 분말scientan9002-18-0중간 구성
데옥시콜산MedChemExpress83-44-3단백질 및 용해
DNA 최종 수리 키트NovoBiotecER81050효소 또는 기계적 전단
에 의해 손상된 DNA 또는 cDNA 복구DynabeadsInvitrogenno.100.02D결합 타겟
EB 완충액JIMEIJC2174멤브레인 및 액체
EDTAThermoFisherAM9912프로테아제 억제제
효소 카제인 가수분해물Sigma91079-40-2중간 구성
포도당Sigma50-99-7중간 구성
글리코겐ThermoFisherAM9510침전제 작용
H3K4me3 항체Abcamab8580H3K4me3 단백질에 대한 면역 반응
일루미나 게놈 분석기illumina illuminaHiseq 2000대형 구성
Illumina PCR 프라이머illuminaCleanPlex랜덤 범용 프라이머
이소 아밀 알코올화학 서적30899-19-5정제된 DNA
LiClThermoFisherAM9480특이적 제거 RNA
용해 효소SigmaL1412-10G세포 용해 완충액
마우스 IgGYeasen36111ES10동물 일반 면역글로불린
NaCl 용액ThermoFisher7647-14-5중간 구성
NaHCO3SeebioSH30173.08*단백질 복합 용리액의 제조
NP-40ThermoFisher85124세포 용해물은 세포 용해를 촉진합니다
PCR 정제 키트Qiagen28004정제 절차는 DNA 샘플에서 프라이머를 제거합니다
단백질 분해효소 억제제ThermoFisherA32965단백질 활성을 감소시키는 단백질
억제제 Proteinase KThermoFisherAM2546DNA 추출 시약
Qubit 4.0ThermoFisherQ33226중간 구성
RIPA 완충액ThermoFisher9806S세포 용해 완충액
RNase AThermoFisherAM2271정제
DNA SDSThermoFisherAM9820전하 차이 은폐
아세트산나트륨 용액ThermoFisherR1181아세트산 완충액
나트륨 데 옥시 콜레이트ThermoFisher89904프로테아제 분해 억제
T4 DNA 리가제ThermoFisherEL0011코엔자임으로서의 ATP 조건에서 DNA 리가제
T4 DNA 리가제 완충액ThermoFisherB69DNA 리가제 완충액
Tris-HClThermoFisher1185-53-1완충 작용
Triton X-100ThermoFisherHFH10멤브레인 단백질을 안정적으로 유지
효모 추출물OXOIDLP0021중간 구성을
은 하며 유지합니다.

참고문헌

  1. Kornberg, R. D. Chromatin structure: are repeating unit of histones and DNA. Science. 184 (4139), 868-871 (1974).
  2. Luger, K., et al. Crystal structure of the nucleosomecore particle at 2.8 a resolution. Nature. 389 (6648), 251-260 (1997).
  3. Strathl, B. D....

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