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Artículo de método

Identificación de MyoD Interactome Usando Tandem Affinity purificación Acoplada a la Espectrometría de Masas

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DOI:

10.3791/53924

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17 de mayo de 2016

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En este artículo

Resumen

MyoD es un factor de transcripción miogénico con una gran capacidad para inducir la transdiferenciación miogénica de muchas líneas celulares no musculares completamente diferenciadas. Los mecanismos epigenéticos implicados en esta transdiferenciación son en gran parte desconocidos. Aquí describimos un método de purificación de doble afinidad seguido de espectrometría de masas para caracterizar exhaustivamente a los socios de MyoD.

Resumen

Esquelética diferenciación terminal muscular comienza con el compromiso de las células precursoras mesodérmicas pluripotentes de mioblastos. Estas células tienen todavía la capacidad de proliferar o pueden diferenciar y fusible en miotubos multinucleados, que maduran adicionalmente para formar miofibras. Esquelético muscular diferenciación terminal está orquestada por la acción coordinada de diversos factores de transcripción, en particular los miembros de los factores o MFR reguladoras musculares (MyoD, Miogenina, Myf5 y MRF4), también llamado el bHLH myogenic factores de transcripción de la familia. Estos factores cooperan con los complejos de remodelación de la cromatina dentro elaborada red de regulación transcripcional para lograr la miogénesis esquelético. En esto, MyoD se considera el factor de transcripción miogénica principal en el desencadenamiento de la diferenciación terminal muscular. Esta noción se ve reforzada por la capacidad de MyoD para convertir células no musculares en las células del músculo esquelético. Aquí se describe un enfoque utilizado para identificar MyoDcompañeros de la proteína de una manera exhaustiva con el fin de dilucidar los diferentes factores que intervienen en la diferenciación terminal del esqueleto muscular. El objetivo a largo plazo es entender los mecanismos epigenéticos implicados en la regulación de los genes del músculo esquelético, es decir, las metas. MyoD. socios MyoD se identifican mediante el uso de Tandem Purificación por Afinidad (TAP-Tag) de un sistema heterólogo acoplado a la caracterización Espectrometría de Masas (MS), seguido de la validación del papel de los interlocutores relevantes durante la diferenciación terminal del esqueleto muscular. formas aberrantes de factores miogénicos, o su regulación aberrante, se asocian con una serie de trastornos musculares: miastenia congénita, distrofia miotónica, rabdomiosarcoma y defectos en la regeneración muscular. Como tal, factores miogénicos proporcionan un número de posibles dianas terapéuticas en trastornos musculares, tanto con respecto a los mecanismos que causan la enfermedad en sí y los mecanismos de regeneración que puede mejorar el tratamiento de la enfermedad. Por lo tanto, la understan detalladading de las interacciones intermoleculares y los programas genéticos controlados por los factores miogénicos es esencial para el diseño racional de terapias eficaces.

Introducción

organismos multicelulares eucariotas están compuestos de diferentes órganos y tejidos. Cada tejido funcional tiene una expresión patrón de gen específico, que se determina en cada paso diferenciación. La diferenciación celular implica la activación de genes específicos, el mantenimiento de su expresión y, en general, el silenciamiento de un conjunto de genes, tales los que participan en la proliferación celular. la diferenciación del músculo esquelético, o miogénesis, es por tanto un proceso de múltiples pasos, que comienza con la determinación de las células madre mesodérmicas en mioblastos, y luego lleva a la diferenciación terminal de estas mioblastos en primera m....

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Protocolo

1. Preparación de las fracciones HeLa-S3 Nuclear Sal-extraíbles y con destino a la cromatina

  1. Colección de las células
    1. Crecer HeLa-S3 Flag-HA-MyoD y HeLa-S3 Flag-HA (línea de células de control) en de Eagle modificado por Dulbecco (DMEM) suplementado con 10% de suero bovino fetal, 100 U / ml de penicilina y 100 mg / ml de estreptomicina (crecimiento medio) a 37 ° C y 5% de CO2 en un incubador húmedo.
      Nota: Las células HeLa-S3 de forma estable que expresan las células transducidas con el vector vacío (HeLa-S3 Bandera-HA) Bandera-HA-MyoD y HeLa-S3 podría ser bien establecidos usando el protocolo descrito en: 19,20, o prop....

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Resultados

Para entender la regulación de la actividad MyoD, se realizó la caracterización exhaustiva de los complejos MyoD utilizando purificación bioquímica, basado en la inmunopurificación de una forma de doble etiquetado de MyoD seguido por espectrometría de masas (MS). El uso de la línea celular HeLa-S3 expresar MyoD Bandera de etiquetado-HA y una línea celular de control que expresa permisos Bandera-HA para obtener material suficiente para purificar el complejo MyoD mediante la realización de.......

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Discusión

El método presentado permite la identificación exhaustiva de los socios de un factor de transcripción, MyoD. Se reveló socios MyoD en un sistema heterólogo resistente a la diferenciación inducida por MyoD, es decir, células HeLa-S3. Por lo tanto, por definición, los socios de MyoD identificados se expresan de forma ubicua. Estos incluyen factores generales y específicos de la secuencia de transcripción, enzimas de la cromatina modificadores de proteínas, procesamiento del ARN, quinasas (Tablas 1 y

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

El trabajo en el laboratorio de Ait-Si-Ali fue apoyado por la Association Française contre les Myopathies Téléthon (AFM-Téléthon); Instituto Nacional del Cáncer (INCa); Agence Nationale de la Recherche (ANR), Fondation Association pour la Recherche sur le Cancer (Fondation ARC); Groupement des Entreprises Françaises pour la Lutte contre le Cancer (GEFLUC); CNRS; La Université Paris Diderot y el ''¿Quién soy yo?'' Laboratorio de Excelencia #ANR-11- LABX-0071 financiado por el Gobierno francés a través de su programa ''Inversiones para el Futuro'' operado por la ANR bajo la subvención #ANR-11-IDEX-0005-01. EB contó con el apoyo de una beca del INCa.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Líneas celulares
HeLa-S3ATCCCCL-2.2
C2C12ATCCCRL-1772
Equipment
SpinnerCorning778531
Homogeneizador:  Homogeneizador de onza Wheaton432-1273 y 432-1271
Dispositivo agitador para hilanderasBellco778531
SonicatorDiagenodeUCD 200
HemocitómetroMarienfeld Superior 640610
Tubos de baja ligerezaSorenson27210
Columna de centrifugación vacíaBio-Rad7326204<
strong>Reagents
SDS-poliacrilamida 4-12%  gelLife technologiesNP0336BOX
4x tampón de carga Life technologiesNP0007
Agente reductor 10xLife technologiesNP0004
Kit de tinción de plataLife technologiesA8592
Unidades de filtro centrífugo, 10KMilliporeUFC501024
Proteína G perlas de agarosaSigma-AldrichP4691
Proteína A/G  ResinaThermo Scientific53132
Resina Flag (gel de afinidad anti-Flag M2-agarose)Resina Sigma-AldrichA2220
HA (monoclonal Anti-HA agarosa)Sigma-AldrichA2095
MNaseSigma-AldrichN3755
Péptido libre de banderas (DYKDDDDK)Ansynth Service BVSíntesis personalizadaResuspender hasta 4 mg/ml en 50 mM Tris-HCl, pH 7,8
Péptido libre de HA (YPYDVPDYA)Ansynth Service BVSíntesis personalizadaResuspender hasta 4 mg/ml en 50 mM Tris-HCl, pH 7,8
Kit de ensayo de proteínas a base de ácido bicinconínico : Kit BCAThermo Scientific23225
Inhibidores de la proteasaSigma-AldrichS8830
Quimioluminiscencia mejorada (ECL) a base de luminol Sustrato HRPTecnologías de vida34075
BSASigma-AldrichA9647
ADN de esperma de salmón cortado (Sal sódica de ácido desoxirribonucleico de testículos de salmón)Sigma-AldrichD1626
Tetraclorhidrato de esperminaSigma-AldrichS1141
EspermidinaSigma-AldrichS0266
GlicerolSigma-AldrichG5516
PBSSigma-AldrichD8537
Tampón de funcionamiento MOPSLife technologiesNP0001
DMEM (alta glucosa)Sigma-AldrichD0822Pre-calentamiento  a 37 ° C antes
de usar Tripsina-EDTA (0.05% rojo de fenolLife technologies25300-054
SueroGE ciencias de la vida para la salud PAA A15-102Cada lote de suero debe ser analizado primero para sus células.
Penicilina y estreptomicina Life technologies15140-122
Solución de Trypan Blue, 0.4%Life technologies15250-061
Agua (filtrada estéril)Sigma-AldrichW3500
Anticuerpos
HA de rata (12CA5)Roche11583816001
FlagSigma-AldrichA8592
MyoDSanta Cruzsc-32758Para usar para Western blot
MyoDSanta CruzSC-760Para usar para inmunoprecipitación y Western blot
CBFbetaSanta CruzFL-182 
HP1alphaEuromedex2HP2G9
HP1betaEuromedex1MOD1A9AS
HP1gammaEuromedex2MOD1GC
Suv39h1Tecnología de señalización celular8729
BAF47BD Biosciences612111
Myf5Santa CruzSC-302
TubulinSigma-AldrichT9026
ActinaSigma-AldrichA5441
IgG RatónSanta CruzSC-2025
IgG ConejoSanta CruzSC-2027
Cabra anti-rata -HRPSigma-AldrichA9037
Cabra anti-conejo -HRPSigma-AldrichA6154 
Cabra anti-ratón -HRPSigma-AldrichA4416

Referencias

  1. Ait-Si-Ali, S., et al. A Suv39h-dependent mechanism for silencing S-phase genes in differentiating but not in cycling cells. Embo J. 23 (3), 605-615 (2004).
  2. Buckingham, M. Skeletal muscle development and the role of the myogenic regul....

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Reimpresiones y permisos

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