Evaluación de la distribución espacial de la radiación ionizante γH2AX siguientes

Summary

El análisis microscópico de γH2AX focos, que forman después de la fosforilación de H2AX en la Ser-139 en respuesta a ADN de doble filamento se rompe, se ha convertido en una herramienta indispensable en la biología de la radiación. Aquí hemos utilizado un anticuerpo mono-metílico de la histona H3 lisina 4 como marcador epigenético de la eucromatina activa la transcripción, para evaluar la distribución espacial de la radiación inducida por la formación de γH2AX dentro del núcleo.

Abstract

Una primera respuesta molecular a roturas en el ADN de doble cadena (DSB) es la fosforilación de la Ser-139 de residuos en el motivo SQEY terminal de la histona H2AX ^1,2. Esta fosforilación de H2AX está mediada por la fosfatidil-inosito 3-quinasa (PI3K), la familia de las proteínas, la ataxia telangiectasia mutada (ATM), el ADN-proteína de la subunidad catalítica y la quinasa ATM y RAD3 relacionadas con ³ (ATR). La forma fosforilada de H2AX, conocido como γH2AX, se extiende a las regiones adyacentes de la cromatina en el sitio del OSD, la formación de focos discretos, que son fácilmente visualizados por microscopía immunofluorecence ^3. Análisis y cuantificación de γH2AX focos ha sido ampliamente utilizada para evaluar la formación de OSD y la reparación, en particular en respuesta a la radiación ionizante y para la evaluación de la eficacia de la radiación y varios compuestos de la modificación de los compuestos citotóxicos ^4.

Dada la especificidad y la sensibilidad exquisita de este marcador de novo de DSBs, ha proporcionado nuevos conocimientos sobre los procesos de daño y reparación del ADN en el contexto de la cromatina. Por ejemplo, en biología de la radiación del paradigma central es que el ADN nuclear es el objetivo fundamental con respecto a la sensibilidad a la radiación. De hecho, el consenso general en el campo ha sido en gran parte para ver la cromatina como un modelo homogéneo de los daños y reparación del ADN. Sin embargo, con el uso de γH2AX como marcador molecular de DSBs, una disparidad en γ-inducida por irradiación formación γH2AX focos en la eucromatina y heterocromatina se ha observado ^5-7. Recientemente, hemos utilizado un panel de anticuerpos para cualquier mono-, di-o tri-metilación de histonas H3 en la lisina 9 (H3K9me1, H3K9me2, H3K9me3) que se imprime epigenética de la heterocromatina constitutiva y silenciamiento transcripcional y la lisina 4 (H3K4me1, H3K4me2, H3K4me3 ), que están estrechamente correlacionados activa la transcripción de las regiones eucromática, para investigar la distribución espacial de la radiación ionizante γH2AX siguientes ^8. De acuerdo con las ideas dominantes sobre la biología de la cromatina, nuestros resultados indican una estrecha correlación entre la formación de γH2AX y activa la transcripción ^9. Aquí demostramos nuestro método de inmunofluorescencia para la detección y cuantificación de γH2AX focos en las células no adherentes, con especial hincapié en la co-localización con otros marcadores epigenéticos, análisis de imágenes y modelos 3D.

Protocol

Preparación de células Eritroleucemia humana K562 células se cultivan en medio RPMI-1640 suplementado con 10% (v / v) de suero fetal bovino y 20 mg de gentamicina / ml en un humidificado 5% de CO2 el medio ambiente a 37 ° C. Aproximadamente 18 horas antes de la tinción de las células en crecimiento exponencial de lavado (óptima a 5 x 10 5 células / ml) con tampón fosfato salino (PBS), se resuspenden en medio fresco y volver a 37 ° C, 5% de CO 2. L…

Materials

Material Name	Tipo	Company	Catalogue Number	Comment
Roswell Park Memorial Institute -1640 (RPMI-1640)	Growth medium	Invitrogen	22400071	RPMI-1640, pH 7.4 medium supplemented with 10% (v/v) fetal bovine, 2mM L-glutamine, 20μg/ml gentamicin, 20mM (HEPES) N-2-Hydroxyethylpiperazine-N’-2-Ethanesulfonic Acid
Fetal Bovine Serum (FBS)		Sigma-Aldrich	F2442
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
Trypan blue		Sigma Aldrich	T6146	Used to distinguish between live and dead cells.
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, USA	16193	Dilution of primary antibody (1:500), in 1% BSA.
HistoneH3 (Mono-methyl K4)	Primary Antibody	Abcam, Cambridge, UK	AB8895
Alexa Fluor 488 goat anti-mouse IgG (H+L)	Secondary Antibody	Invitrogen, USA	11029	Dilution of secondary antibody (1:500), in 1% BSA.
Alexa Fluor 546 goat anti-rabbit IgG (H+L)	Secondary Antibody	Invitrogen, USA	11035
TOPRO3	DNA Stain	Invitrogen, USA	T3605	TOPRO3 is a DNA dye with an Abs/Em of 642/661 nm. DAPI could be used if the confocal microscope is equipped with a 405 nm laser.
ProLong Gold	Anti-fade solution	Invitrogen	P36930	This glycerol based mounting medium must be used with an oil based lense that matches its refractive index.
Polylysine slides		Menzel-Gläser, Germany
Coverslips (22x50mm)	Coverslips	Menzel-Gläser, Germany	CS2250100
Tissue Culture Flask, Vented Cap	Culture Flask	BD Falcon	353112
Shandon Cytospin 4		ThermoElectron Corp
Cytofunnels		Shandon, Inc.
Filter Cards		Shandon, Inc	353025
Coplin Jar, glass		Grale Scientific P/L	1771-OG
Staining Trough		Grale Scientific P/L	V1991.99
PAP Pen		Zymed Laboratories, Invitrogen	008877
Gammacell 1000 Elite Irradiator	Gamma Irradiator	Nordion International Inc.
Zeiss LSM 510 Meta Confocal	Confocal Microscope			Equipped with 3 lasers: 488 nm, 543 nm and 633 nm.
Metamorph	Software for Imaging analysis	Molecular Devices, USA