染色体高度凝缩的有丝分裂染色质去凝缩的分子机制尚不明确。我们提出一种基于从HeLa细胞分离的有丝分裂染色质簇建立的无细胞检测方法 Xenopus laevis 能够真实重建解凝过程的卵提取物 体外.
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染色体高度凝缩的有丝分裂染色质去凝缩的分子机制尚不明确。我们提出一种基于从HeLa细胞分离的有丝分裂染色质簇建立的无细胞检测方法 Xenopus laevis 能够真实重建解凝过程的卵提取物 体外.
在脊椎动物细胞周期中,染色质经历广泛的结构与功能变化。进入有丝分裂期时,染色质高度凝缩为棒状染色体,并由有丝分裂纺锤体装置独立移动。有丝分裂期间的染色质凝缩使染色体的致密程度比间期增加约五十倍。在退出有丝分裂时,染色体必须重建其功能性的间期状态,该状态由核膜包被,并具备进行DNA复制和转录的能力。染色质去凝缩过程在形态学上已有较清晰的描述,但在分子层面仍知之甚少:我们目前缺乏对潜在分子事件的了解,以及在很大程度上仍不清楚参与该过程的因子及其调控机制。本文描述了一种无细胞体系,能够真实地重现染色质去凝缩过程 体外,基于从同步化的HeLa细胞中纯化的有丝分裂染色质簇 X. laevis 卵提取物。我们的无细胞体系为进一步在分子水平上表征染色质去凝集及其与有丝分裂退出过程中同步发生的其他事件(如核膜和核孔复合体的重新组装)之间的协调机制提供了重要工具。
Xenopus laevis 卵提取物是一种强大且广泛应用的工具,可在无细胞体系的简化条件下研究复杂的细胞事件。自 Lohka & Masui1首次描述以来,该体系已被广泛用于研究有丝分裂过程,如染色质凝缩2、纺锤体组装3、核膜破裂4,以及核质运输5或DNA复制6。相比之下,有丝分裂末期发生的、对间期细胞核重建至关重要的事件,如核膜重建和核孔复合体的重新组装,其机制尚不清楚,但同样可利用Xenopus卵提取物进行研究7。我们近期建立了一种基于Xenopus卵提取物的实验方法,用于研究有丝分裂末期的染色质去凝缩过程8,这一过程尚未得到充分研究,有待深入表征。
在多细胞动物中,染色质在进入有丝分裂时高度凝缩,以确保遗传物质能够准确分离。为了保证在间期染色质可被基因表达和DNA复制所利用,必须在有丝分裂末期使其去凝缩。在脊椎动物中,有丝分裂期的染色质凝缩程度相比间期可高达五十倍 9与酵母中通常低得多的有丝分裂压缩程度相比, 例如, 仅两倍于 S. cerevisiae 10脊椎动物染色质去凝集的研究主要集中于卵子受精后精子DNA的重组过程。其分子机制涉及核质素(nucleopl....
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HeLa 细胞有丝分裂染色质聚集体的分离
1. 准备工作
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解凝聚反应的时间依赖性
图1 显示了染色体去凝集实验的典型时间过程。反应开始时可见的染色体簇逐渐去凝集,并融合成一个单一、圆形且表面光滑的细胞核。当用蔗糖缓冲液替代卵母细胞提取物时,染色体簇仍保持凝集状态,这表明去凝集活性存在于卵母细胞提取物中。
染色质去凝集是一个依赖能量的过程
该 体外 去凝聚反应可被方便地操控 例如, 通过添加抑制剂。在下图所示的实验中 图2,不可水解的ATP或GTP类似物,ATPγS 或 GTPγS 被加入反应体系中,两者均抑制了解聚过程,表明该过程是依赖 ATP 和 GTP 的主动过程(图2).
染色质去凝集与核膜重建可被分离
在有或无膜存在的情况下进行了染色质去凝缩实验.......
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Xenopus laevis 卵母细胞提取物是真实再现细胞过程的非常有用的工具 体外,并且该系统已成功用于细胞周期和细胞分裂事件的表征 2,3,5,6,17由于在卵子发生过程中卵细胞内储存了大量细胞核组分,因此卵提取物是获取细胞成分的优良来源。与哺乳动物组织细胞系中的RNA干扰或遗传操作等其他方法相比,该系统具有多项优势:无细胞体系可使研究者在不受细胞存活性限制的情况下研究细胞过程;此外,复杂过程中的各个独立步骤亦可通过简单的实验体系进行分析。本文所介绍的染色质去凝集实验,可特异性地研究有丝分裂后染色质去凝集的分子机制,且不受其他有丝分裂事件的干扰。 非洲爪蟾 卵母细胞提取物易于通过去除特定蛋白质以及添加抑制剂或突变蛋白进行操作 8例如, 图2 显示了在去凝集实验中加入不可水解的ATP或GTP类似物ATPγS和GTPγS的结果。通过稀释和差速离心法 非洲爪蟾 卵子组分(如膜和胞质溶胶)可以被分离 16. 图3 显.......
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作者无任何利益冲突需要披露。
本工作得到了德国研究基金会和欧洲研究委员会(W.A. 获资助编号 AN377/3-2 和 309528 CHROMDECON)以及勃林格殷格翰基金会博士奖学金(A.K.S.)的支持。图 1 & 2 来自《发育细胞》的转载 31(3),Magalska 等,RuvB样ATP酶在有丝分裂末期的染色质去凝集过程中发挥作用,305-318,2014年,经Elsevier许可转载。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 亚精胺四盐酸盐 | Fluka analytical | 85610-25G | |
| 精胺三盐酸盐 | Sigma | S2501-5G | |
| 高纯度皂苷 | Millipore | 300410-1GM | 有毒 |
| PMSF | Applichem | A0999,0100 | 有毒 |
| 胸腺嘧啶 | Calbiochem | 6060 | |
| 诺考达唑 | Calbiochem | 487928 | 有毒 |
| 37% 甲醛溶液 | Roth | 7398-1 | 有毒 |
| 台盼蓝溶液 (0.4%) | Sigma | T8154 | 有毒 |
| 1,4-二硫苏糖醇 (DTT) | Roth | 6908.2 | |
| AEBSF 盐酸盐 | Applichem | A1421,0001 | |
| 胃蛋白酶抑制剂 | Roth | 2936.1/2/3 | |
| 亮抑蛋白酶肽 | Roth | CN334 | |
| 抑肽酶 | Roth | A162.3 | |
| Percoll(胶体二氧化硅颗粒溶液) | GE Healthcare | 17-0891-01 | |
| 谷氨酰胺 | Gibco | 25030-024 | |
| 青霉素-链霉素 | Gibco | 15140-122 | |
| 75 cm² 组织培养瓶 | Greiner Bio-one | 658175 | |
| 热灭活胎牛血清 (FBS) | Gibco | 10500-064 | |
| 匀浆器 (40 ml 组织研磨器) | Wheaton | 357546 | |
| 血细胞计数板(Neubauer 计数室) | Assistent | 441/1 | |
| 橡树岭离心管,聚碳酸酯材质 (50 ml) | Nalgene | 3118-0050 | |
| 100 µm 细胞筛,尼龙材质 | BD Falcon | 352360 | |
| 细胞松弛素 B | Applichem | A7657,0010 | 有毒 |
| 放线菌酮 | Roth | 8682.3 | 有毒 |
| L-半胱氨酸 | Merck | 1,028,381,000 | |
| 人绒毛膜促性腺激素 (hCG),商品名 Ovogest | MSD | 1431593 | |
| 孕马血清促性腺激素 (PMSG),商品名 Intergonan | MSD | 1431015 | |
| A23187(钙镁混合盐) | Enzo | ALX-450-002-M010 | 有毒 |
| 注射器针头 (1.20 x 40 mm, 18 G x 1 1/2") | Braun | 4665120 | |
| ATP | Serva | 10920.03 | |
| GTP, 2 Na x 3 H20 | Roth | K056.1/2/3/4 | |
| 磷酸肌酸二钠盐 | Calbiochem | 2380 | |
| 肌酸磷酸激酶 | Sigma | C3755-35KU | |
| DMAP | Sigma | D2629-1G | |
| DAPI | Roche | 10236276001 | |
| 多聚甲醛 (PFA) | Sigma | P-6148 | 有毒 |
| TLA 100 用离心管 (7 x 10 mm, 5/16 x 13/16 in.) | Beckman Coulter | 343775 | |
| "Cell-Saver"(带宽口吸头,1,000 µl) | Biozym | 729065 | |
| 50% 戊二醛溶液,I 级 | Sigma alderich | G7651-10 ml | 有毒 |
| 0.1% (w/v) 聚-L-赖氨酸溶液 | Sigma | P8920-100 ml | |
| 平底管 (6 ml, 16.0/55 mm) | Greiner Bio-one | 145211 | |
| Vectashield 封片剂 | Vector laboratories | H1000 | |
| TLA120 用离心管 (11 x 34 mm, 7/16 x 1 3/8 in.) | Beckman Coulter | 343778 | |
| "Cell-Saver"(带宽口吸头,200 µl) | Biozym | 729055 | |
| 12 mm 盖玻片 | Thermo Scientific | 0784 #1 |
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