利用染色质免疫共沉淀技术确定转录因子RIN调控的靶基因

以粉红期番茄果实为材料,用含不同浓度甲醛的缓冲液交联DNA和蛋白质,利用超声波将其染色质随机断裂成大小为200-1 000 bp的片段,用RIN蛋白的特异性抗体免疫沉淀与RIN蛋白结合的DNA片段,然后解交联和纯化DNA片段,最终用普通PCR试验和测序验证与转录因子RIN结合的DNA序列。结果表明,适用于番茄果实的最佳ChIP试验条件为:用1%甲醛溶液交联DNA和蛋白质的复合物;用20%功率,工作6 s,间隔10 s,脉冲3次超声破碎该复合物,可以得到适当大小的片段,用于后续的试验。普通PCR和测序验证结果证明转录因子RIN与LeACS2和LeACS4启动子区域的CArG box序列结合。

基于水稻原生质体的染色质免疫共沉淀技术优化及应用

植物转录因子是植物体内调节基因表达的重要蛋白,参与多种生物学功能的调控。研究植物转录因子调控靶基因的常用方法为染色质免疫共沉淀法(chromatin immunoprecipitation,ChIP),但抗体特异性、遗传材料构建的耗时性等因素却大大限制了ChIP技术的应用范围和效果。本文通过对水稻原生质体瞬时转化、甲醛固定、免疫沉淀核酸的超声波破碎等条件的优化,建立了基于水稻原生质体的染色质免疫共沉淀技术体系(chromatin immunoprecipitation system based on rice protoplasts,ChIP-RP);并通过本技术体系验证了水稻转录因子OsNF-YA4蛋白对靶基因序列的富集作用。本技术体系将减少制备特异性抗体或构建稳定遗传材料的局限,有利于水稻转录因子直接调控靶基因的快速筛选和验证,推动水稻转录因子调控功能的分子机制解析。

利用免疫共沉淀联合质谱技术筛选盐藻MAPK的互作蛋白

为进一步探究杜氏盐藻促有丝分裂原活化蛋白激酶(DsMAPK)的功能,采用免疫共沉淀联合质谱技术筛选盐藻MAPK的互作蛋白。将pGS21a-MAPK质粒转入大肠杆菌BL21中表达MAPK蛋白并制备多克隆抗体;将培养至对数生长期的盐藻细胞进行盐胁迫处理,然后提取盐藻总蛋白,并进行SDS-PAGE和Western blotting检测;以内源性靶蛋白为诱饵,将细胞总蛋白与MAPK抗体进行共孵育,将经蛋白A/G琼脂糖珠纯化的免疫共沉淀复合物进行质谱检测。结果表明,制备的多克隆抗体特异性良好;筛选出165种特有的差异蛋白。通过GO和KEGG分析发现,这些差异蛋白主要参与了新陈代谢、遗传信息的传递以及信号转导等生物学调控过程。蛋白质互作网络分析发现,直接与MAPK相互作用的蛋白有4种。本研究结果为深入研究杜氏盐藻响应盐胁迫的分子机制提供了参考。

非交联染色质免疫共沉淀及其二代测序技术建库方法的优化

目的优化非交联染色质免疫共沉淀及其二代测序(Native ChIP-seq)技术,简化操作步骤,得到高质量ChIP-seq数据。方法裂解细胞,MNase切割DNA释放核小体,用组蛋白修饰的特异性抗体将组蛋白与DNA的复合物进行免疫共沉淀,蛋白酶K消化后进行DNA纯化,染色质免疫共沉淀(ChIP)产物用Tn5转座酶建库与传统建库两种方法进行文库构建并测序。结果与传统建库方法相比,Tn5转座酶建库经过Tn5片段化后直接进行目的DNA的扩增,操作简单,更加省时,效率更高;IGV可视化信号分布峰图显示两种建库方式获得的富集峰基本相同;两种建库方法获得的测序数据中,Tn5转座酶建库比传统建库获得更多的富集峰;Tn5转座酶建库后结果显示重复性良好,信噪比达到50%以上。结论Tn5转座酶建库能提高建库效率并得到更好的数据质量,适用于组蛋白修饰的检测,为表观遗传研究提供更好的技术选择。

染色质免疫共沉淀法对猪链球菌反应调控因子CovR靶基因的筛选

目的猪链球菌CovR是具有全局调控作用的负反应调控因子。文章采用染色质免疫共沉淀(chromatin immu-noprecipitation,ChIP)方法筛选转录调控因子CovR的靶基因,为进一步开展CovR调控机理研究提供条件。方法利用甲醛固定猪链球菌2型05ZYH33菌株活细胞,超声波破碎法将DNA随机断裂成100～500bp大小不同的片段,再利用CovR特异性单抗免疫沉淀该蛋白质-DNA片段解交联并分离纯化DNA。针对8个潜在的靶标基因启动子区设计引物,分别用设计的引物对免疫共沉淀的DNA样品进行PCR扩增,验证CovR与DNA的结合。结果最佳ChIP实验条件为1%甲醛交联DNA与蛋白质的复合物;功率80 W、工作10 s、间隔30 s、超声40次破碎该复合物,可得到100～500 bp大小不同的片段用于后续实验。PCR结果显示SSU1668基因和SSU1732基因启动子区扩增出阳性条带,另外6种基因的启动子区未扩增出阳性条带。结论 CovR抗体免疫沉淀得到的DNA片段中含有SSU1668基因和SSU1732基因启动子区,表明SSU1668基因和SSU1732基因是CovR的靶基因。

染色质免疫共沉淀超声波破碎条件的研究

意在找出拟南芥幼苗适宜的染色质免疫共沉淀(ChIP)超声波破碎的条件,为后期抗体的沉淀提供适当大小的片段。以拟南芥(Columbia ecotype)幼苗为材料,用1%浓度甲醛的缓冲液交联DNA和蛋白质,利用超声波将其染色质随机断裂成适当大小的片段。结果表明,适用于拟南芥幼苗的最佳ChIP试验条件为:用1%甲醛溶液交联DNA和蛋白质的复合物;用65%功率,每次工作20s,间隔4min,8次破碎该复合物,可以得到400～800bp大小的片段,用于后续的试验。经本实验的研究得到了拟南芥幼苗染色质免疫共沉淀超声波破碎的最佳条件,为后续实验奠定了基础。

转录因子和启动子互作分析技术及其在植物应答逆境胁迫中的研究进展

转录因子是一类调节基因表达的重要调控蛋白,转录因子和与其结合的启动子中的相关顺式作用元件,在基因表达方面起着分子开关的作用,因此探究转录因子与启动子的相互作用尤为重要。为了研究在植物遭受逆境胁迫时,转录因子对下游靶基因的调控机制,本文综述了参与逆境胁迫的主要转录因子家族、转录因子的转录激活活性鉴定、转录因子和启动子互作分析技术及其在植物应答逆境胁迫中的应用,为全面、深入研究植物应答逆境胁迫时的基因表达调控机制提供参考。

蛋白质相互作用的研究方法

随着基因组测序工程数量的增加,未知功能蛋白质测序工作也呈现指数式增长。生物学进程主要是由蛋白质执行和控制的,因此,阐明未知或已知蛋白质的生物学功能和从细胞水平上确定细胞机制,已成为蛋白质组学研究的主要目标。目前,随着酵母[1]、果蝇[2]、线虫[3]相互作用图谱的相继完成,蛋白质相互作用研究方法也不断发展和完善。综述了当前研究蛋白质相互作用的主要技术方法,包括酵母双杂交技术,GSTpull-down技术,免疫共沉淀技术和串联亲和纯化技术等多种研究方法,分析了各种技术方法的优缺点以及各种方法的改进,在试验中可根据不同的要求和目的选择适宜的方法。

DEAD-box RNA解旋酶5和转录因子12与肌萎缩侧索硬化症的关系

目的通过检测DEAD-box RNA解旋酶5(DDX5)和转录因子12(TCF12)在SOD1-G93A突变型肌萎缩侧索硬化症(ALS)转基因小鼠海马中表达情况及其相互作用关系,揭示DDX5和TCF12表达改变与ALS海马病变的关系。方法将42对SOD1-G93A突变型ALS转基因小鼠和野生型小鼠,按照95 d龄(发病早期)、108 d龄(发病中期)和122 d龄(发病晚期)分为3组,通过RT-PCR、Western blotting和免疫荧光双标记技术,检测DDX5和TCF12在海马中的表达情况,通过免疫共沉淀技术检测DDX5和TCF12蛋白之间是否具有相互作用。结果与同龄野生型小鼠相比,在SOD1-G93A突变型ALS转基因小鼠海马中DDX5和TCF12 m RNA无明显变化,而蛋白在95 d、108 d和122 d表达均上调,差异均有统计学意义。海马齿状回和海马本部均可见DDX5和TCF12阳性细胞,且DDX5和TCF12在海马神经元中表达。SOD1-G93A突变型ALS转基因小鼠海马中DDX5和TCF12免疫阳性反应均较同龄野生型小鼠增强。免疫共沉淀实验检测发现,DDX5和TCF12蛋白质之间存在相互作用。结论DDX5和TCF12蛋白在SOD1-G93A突变型ALS转基因小鼠海马组织中表达上调,DDX5和TCF12表达异常与ALS海马组织病变有关。

Reverse ChIP:研究DNA-蛋白质相互作用的新方法

反向染色质免疫共沉淀技术(reverse chromatin immunoprecipitation assay,Reverse ChIP)是一种在体内状态下分析DNA-蛋白质相互作用的新方法.它用特异的核酸探针捕获靶DNA片段及与其相结合的蛋白质,蛋白质用质谱仪检测,以达到确定靶DNA位点全部相关蛋白质的目的.其可对靶DNA位点相关蛋白质进行全面、系统地鉴定,特别是寻找已知DNA元件相应的调节蛋白.在发现、鉴定靶DNA位点相关蛋白质和研究DNA-蛋白质相互作用中有重要应用价值.

沙棘H3K9乙酰化修饰全基因组分析

为了绘制沙棘H3K9乙酰化修饰图谱,确定H3K9乙酰化修饰所调控的基因,该实验通过Western blot验证抗体与组蛋白的结合能力和ChIP-seq验证抗体富集效率,获得全基因组范围内沙棘H3K9乙酰化修饰图谱和调控基因。实验结果表明,H3K9ac抗体与复合物具有较强的结合能力。对富集到的DNA片段进行高通量测序,分别获得2.2×10~7和3.6×10~7条原始序列;唯一比对序列广泛分布于沙棘基因组中,并且在结构基因中的两端具有明显的富集。对富集区进行峰的预测结果显示,共预测出1 011个峰;对峰所处部位基因进行功能预测结果发现,H3K9ac对于沙棘细胞代谢和信号转导基因的表达具有重要调控作用。沙棘片段化DNA的富集以及高通量测序结果证明,抗体能够用于研究沙棘的组蛋白修饰类型,并且绘制了沙棘第一张H3K9乙酰化修饰遗传图谱草图,鉴定出沙棘H3K9乙酰化修饰所调控的基因,为今后研究组蛋白修饰对沙棘基因表达的调控方式奠定了基础。

HOXB3促进骨肉瘤细胞增殖、克隆形成、迁移和抑制细胞凋亡的机制研究

目的探究同源异型盒基因B3(homeobox genes B3,HOXB3)对骨肉瘤细胞增殖、克隆形成、迁移和凋亡的影响及其潜在分子机制。方法检测2020年1月~12月在雅安市第二人民医院骨科行手术治疗的30例骨肉瘤患者病理组织及邻近正常组织中HOXB3表达;通过转染干扰siRNA敲低HOXB3表达,验证其转染效率;采用细胞增殖实验、克隆形成实验、细胞划痕实验及细胞凋亡实验分别探究敲低HOXB3对骨肉瘤细胞增殖、克隆形成、迁移和凋亡的影响;分析CDCA3在骨肉瘤中的表达特征及与HOXB3的相关性,通过染色质免疫共沉淀技术(chromatin immunoprecipitation,ChIP)分析和荧光素酶报告基因实验验证HOXB3和细胞分裂周期相关蛋白3(cell division cycle associatedfprotein 3,CDCA3)结合关系;验证HOXB3和CDCA3表达调控对骨肉瘤细胞生物学行为的作用机制。结果30例骨肉瘤临床组织中HOXB3表达(41.154±8.626)较邻近正常组织(22.857±7.512)显著升高,差异有统计学意义(t=8.975,P<0.001)。敲低HOXB3表达后,骨肉瘤细胞增殖率、克隆形成率和迁移率明显降低(F=37.477~399.842,均P<0.001),细胞凋亡率显著升高(F=10.556,P=0.011)。骨肉瘤组织中CDCA3表达(38.624±7.736)明显高于邻近正常组织(21.875±6.482),差异有统计学意义(t=9.090,P<0.001);HOXB3与CDCA3表达呈正相关(r=0.736,P<0.01)。CDCA3是HOXB3的靶基因;敲低HOXB3表达显著降低了骨肉瘤细胞中CDCA3表达(F=694.283,P<0.001)。HOXB3可结合CDCA3的启动子区域正调控CDCA3的表达;在敲低HOXB3表达的细胞中回补CDCA3,逆转了HOXB3对骨肉瘤细胞增殖、克隆形成、迁移、凋亡的抑制/促进作用。结论HOXB3在骨肉瘤中表达上调,其可能通过与CDCA3启动子区域结合,正向调控CDCA3表达促进了骨肉瘤细胞的增殖、克隆形成及迁移,抑制了细胞凋亡,可作为临床骨肉瘤治疗的潜在药物靶点。

高雄激素调控颗粒细胞系全基因组靶基因及通路的初步探讨

目的:全基因组范围内探索高雄激素调控卵巢颗粒细胞的直接效应基因及通路,为高雄激素参与多囊卵巢综合征(PCOS)的发病机理提供数据支持。方法:以人卵巢颗粒细胞系KGN为研究对象,用高浓度睾酮(10^(-5)mol/L)处理,应用雄激素受体的抗体进行染色质免疫共沉淀,构建DNA文库,进行高通量测序及生物信息学分析。结果:高浓度睾酮处理后,KGN细胞中雄激素受体结合的Peak区域与对照组明显不同。高雄激素诱导其受体结合的Peak为1823个,大部分集中于基因间区与内含子。Peak关联靶基因富集到细胞凋亡、铁死亡、细胞黏附分子、磷脂酶D信号途径、cAMP信号通路、磷脂酰肌醇信号系统、磷酸肌醇代谢、神经活性配体-受体相互作用8个信号通路,涉及基因43个。结论:研究揭示了高雄激素诱导的卵巢颗粒细胞发生改变的重要信号通路,有助于从源头上阐明雄激素参与PCOS发病机理的机制,并为PCOS的治疗提供潜在的靶点。

规模化蛋白质相互作用的研究技术

蛋白质相互作用既是蛋白质执行功能的主要方式，也是细胞功能调控网络的结构基础。蛋白质间异常的相互作用及其连锁网络的紊乱是引起许多病理改变的原因。作为功能基因组和蛋白质组研究的重要内容，规模化蛋白质相互作用研究已成为近年国际上研究的热点之一。文章综述了当前规模化蛋白质相互作用研究中的常用技术和常用蛋白质相互作用数据库，研究者可根据研究需要和技术特点利用这些资源。

3种探究蛋白质互作实验技术简介

蛋白质与蛋白质之间相互作用构成了细胞生化反应网络的主要组成部分之一。目前实验室常采用酵母双杂交技术、双分子荧光互补技术和免疫共沉淀技术研究蛋白质与蛋白质的相互作用情况。从实验技术的原理、基本步骤及其优劣性对上述3种经典且常用的筛选技术进行介绍。

维甲酸诱导小鼠神经管畸形胚脑中H2BK120ub1的全基因组状态变化

目的 利用染色质免疫共沉淀测序技术(ChIP-seq)分析E10.5 d正常小鼠胚脑组织与维甲酸(RA)诱导神经管缺陷(NTDs)小鼠胚脑组织H2BK120单泛素化(H2BK120ub1)修饰的全基因图谱,以期发现H2BK120ub1修饰与神经管发育通路基因表达的关系,为NTDs的诊断及治疗提供生物学靶点及依据。方法 孕鼠分为随机对照组和RA诱导的NTDs组,利用ChIP-seq技术对获得的H2BK120ub1特异结合DNA片段进行序列鉴定,获取比对Reads,进行全基因组的Peak分析、基因注释(GO)以及功能富集分析peak相关基因的生物学功能。结果 E10.5 d正常小鼠脑组织和RA诱导神经管畸形小鼠脑组织两组间有306个基因有显著的H2BK120ub1差异,根据GO富集的基因个数进行统计:在cellular component中前三位为别为Cell(82个基因), Cell part(82个基因),Organelle part(52个基因);在biological process中前三位为别为celluar process(68个基因),metabolic process(47个基因),biological regulation(40个基因);KEGG通路分析的结果主要富集于刺猬因子(HH)信号通路、TGF-beta信号通路、Wnt信号通路等参与调控神经管发育的关键信号通路,有显著统计学意义(P<0.05)。结论 H2BK120ub1修饰的差异可作为NTDs的一个潜在的诊断及治疗靶点。