Method Article
Kromozom replikasyonu zamanlama analizi için nicel bir yöntem tarif edilmektedir. Yöntem floresan ile kombinasyon halinde BrdU eklenmesi kullanır In situ Memeli kromozom çoğaltma zamanlamasını değerlendirmek için hibridizasyon (FISH). Bu teknik aynı hücre içinde yeniden ve un-yeniden düzenlenmiş kromozomun doğrudan karşılaştırma olanağını sağlamaktadır.
Memeli DNA replikasyonu zamansal bir çoğaltma programı sonrasında, S fazında farklı zamanlarda kromozomlar boyunca birçok bölgeden başlatır. Çoğaltma zamanlaması özellikleri epigenetik değişikliklere duyarlı doku-spesifik ve gelişimsel ipuçları tarafından düzenlenen dinamik bir süreç olduğu düşünülmektedir. Ancak, nerede ve DNA replikasyonu kromozomlar boyunca başlattığında düzenleyen mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır. Homolog kromozomlar genellikle ancak bu kuralın önemli istisnalar vardır, eşzamanlı çoğaltırlar. Örneğin, dişi memeli hücrelerinde iki X kromozomu X inaktivasyonu 1 olarak bilinen bir süreç yoluyla geç kopyalayan olur. 2-3 saat olarak tahmin çoğaltma zamanlaması, bu gecikme ile birlikte, genlerin çoğunluğu transkripsiyonel bir X kromozomu üzerinde susturdu olur. Buna ek olarak, X inaktivasyonu merkezi olarak bilinen bir ayrık cis-hareket eden odağı, th dahil olmak üzere, bu X inaktivasyonu işlem düzenlertüm inaktif X kromozomu üzerinde gecikmiş çoğaltma zamanlaması e indüksiyonu. Buna ek olarak, kanser hücreleri ve hücreler bulunan bazı kromozom tüm kromozom 2,3 etkilemektedir> 3 saat bunun çoğaltma zamanlaması önemli bir gecikme görüntülemek iyonizan radyasyona maruz. Bizim laboratuvar son çalışmaları ayrık olduğunu bozulması cis-oyunculuk tüm kromozom 4 etkileyen bir çok geç kopyalayan fenotipe otozomal lokus sonucu gösterir. Ek 'kromozom mühendislik' çalışmaları tüm memeli kromozomları bireyin kromozom Uygun çoğaltma zamanlaması 5 kontrol ayrık cis-etkili lokus içeren düşündüren, bu anormal çoğaltma zamanlaması fenotipe birçok farklı kromozom sonucu etkileyen bazı kromozom göstermektedir.
Burada, floresan in situ hibridizasyon ile kombine kromozom çoğaltma zamanlaması kantitatif analizi için bir yöntem mevcut. Buyöntem, aynı hücre içinde Homolog kromozomlar arasındaki çoğaltma zamanlaması doğrudan bir karşılaştırma sağlar, ve 6 uyarlanmıştır. Buna ek olarak, bu yöntem tam kromozom replikasyonu zamanlama etkileyen değişiklikler ile ilişkili kromozomal düzenlenmesinde çok kesin tanımlanması için olanak sağlar. Bu yöntem son yıllarda geliştirilen yüksek kapasiteli mikro-dizi üzerinde veya yeniden düzenlenmiş ve kromozomlar un düzenlenmeyecek üzerinde sunmaktan homolog allelleri arasındaki farkı ayırt edemez protokolleri sıralama avantajları vardır. Burada açıklanan yöntem tek hücreler değerlendirir Buna ek olarak, bu bir nüfus içinde hücrelerin sadece küçük bir bölümü içinde mevcut olan kromozom üzerinde çevrilme kromozom replikasyonu zamanlama değişiklikleri tespit eder.
1. BrdU Ortaklığın (Terminal Etiketleme)
2. Monolayer Hücre Kültürleri Kromozom Hasat
3. RNase Tedavisi ve Etanol Dehidrasyon
4. In situ Hibridizasyon BAC Artı Kromozom-spesifik Sentromer Numaralama Sondası (CEP) veya Tüm Kromozom Boyalar için prob Kokteyller hazırlanması
* BAC DNA prob kokteyli:
11.5 ul hibridizasyon tamponu (% 50 Formamid (Sigma) / 2 x SSC / dekstran sülfat (Sigma)) 2 ul dH 2 O
DH 2 O 2.5 ul BAC/Cot1 DNA (protokol etiketleme için aşağıya bakınız) 15 ul toplam hacmi
* CEP prob kokteyli:
7 ul CEP hibridizasyon tamponu (% 65 Formamide/2x SSC / Dekstran Sülfat) 2 ul dH 2 O
1 ul CEP/Cot1 DNA (Spektrum Orange/Cy3/Texas Kırmızı ile prelabeled satın) 10 ul toplam hacmi
* 3:2 oranı 25 ul / slayt ve mix prob kokteyller CEP prob ile karıştırın BAC prob denatüre ve ön hibridizasyon (adım 5.1) sonra.
VEYA
6. Mesaj Hibridizasyon yıkar
7. BrdU Algılama
8. Görüntü yakalama ve BrdU Ortaklığın nicel
9. Floresan Etiketleme için BAC DNA Nick yaptı (Vysis)
Insan kromozom 6 için çoğaltma zamanlama analizinin bir örneği, Şekil 2'de gösterilmiştir. 6q16.1 bulunan ASAR6 gen 4, bir silme içeren hücreler, 5 saat boyunca BrdU maruz mitotik hücre için hasat edilmiş ve bir kromozom 6 boya probu (Vysis) ile FISH ve BrdU eklenmesi için işleme tabi tutulmuştur. İki 6'ın arasındaki BrdU bantlama modeli önemli bir fark olduğunu unutmayın, hangi öncesinde kromozom 6'nın [bkz 4 6. kromozomun desen bantlama çoğaltma zamanlaması için biri için> 2 saat çoğaltma zamanlaması bir gecikme ile tutarlı Silme]. Buna ek olarak, DAPI boyama benzer bir analizi (Şekil 2D) ile karşılaştırıldığında BrdU eklenmesi (piksel) toplam miktarının önemli bir farklılık vardır.
Insan kromozom 6 için çoğaltma zaman analizi bir başka örneği Şekil 3'te gösterilmektedir. Sam içeren hücreler4, Şekil 2'nin 5 saat için BrdU maruz bırakıldı eğer mitotik hücre hasat için, gösterilen ve bir kromozom 6 CEP sonda ayrıca ASAR6 geni içeren bir BAC ve BrdU eklenmesi için FISH için işlenmiş gen ASAR6 e silinmesi. Silinen kromozom 6 (Δ6) olmayan silinmiş 6. kromozomun fazla BrdU dahil edilmesi ve BrdU şirketleşme daha uzun bir bant deseni görüntülediğini unutmayın. 7 farklı hücreler mitotik yayılır Şekil 3 'de olduğu gibi işlendi ve DAPI ve BrdU her ikisi için piksel profilleri Tablo 1' de gösterilmiştir.
Şekil 1. BrdU terminali etiket planı. 8 ila 10 saat boyunca geçen ve G2, memeli hücrelerinde tipik S fazına tipik olarak 2-5 saat. BrdU çoğaltmak için, kromozomların son bölümlerini etiketlemek için sürelerde (yeşil oklar) artırmak için eklenir. ThMemeli hücrelerinde e kromozomlar erken ve geç çoğaltma sırasıyla S fazının başlangıcı ve sonu (siyah çizgi) de meydana gelen, geçici bir programa göre çoğaltabilirsiniz. İnaktif X kromozomu S fazı (mavi çizgi) ve ikinci yarısında meydana gelen DNA sentezi çoğunluğu ile çoğaltma zamanlaması geciktirilir. Gecikmiş çoğaltma zamanlaması ile Kromozomlar etkin çoğaltma G2 (kırmızı çizgi) ile devam ile, DNA sentezinin başlatılması ve tamamlanması hem de gecikiyor. Asenkron kültürler mitotik hücreler için hasat ve BrdU Kuruluş ve FISH için işlenir.
Şekil 2. İnsanın kromozom 6. Uyumsuz çoğaltma. ASAR6 gen 4 arasında bir mühendislik silme içeren hücreler, 5 saat boyunca BrdU ile tedavi edilen hücreler mitotik için hasat edilmiş ve bir krom kullanılarak BrdU eklenmesi ve balık için işleme tabi tutuldu prob olarak osome 6 boya. DNA DAPI (mavi) ile boyandı. A) BrdU dahil (yeşil) tipik bir "bantlı" desen içeren bir mitotik yayılması gösterilir. 6. kromozomun boya prob iki kromozom 6'nın (kırmızı) Bu hücre için melez. B) iki kromozom 6'nın (i ve ii) "kesip" ve belirgin görüntüleri ayrılmış üç floresan etiketleri ile sergilendi. C) 6. kromozomun en DAPI (mavi) ve BrdU (yeşil) gösterilir hem Cytovision yazılım ve sinyal yoğunluğu profilleri kullanılarak analiz edildi. Kırmızı çizgi kısa kolunda (p) gelen BrdU ve DAPI hem ölçümü için uzun kol (q) için kullanılan yolu gösterir. Mesafe kısa kol (p) gelen pikseller olarak uzun kol (q) her bir kromozom uzunluğunu ifade eder. D DAPI ve BrdU floresan hem toplam sinyal) Sayısallaştırma. Toplam değerleri bu pikselleri temsil alanı ile çarpılır ve ortalama piksel yoğunluğunu temsil eder.
ŞEKIL 3 "src =" / files/ftp_upload/4400/4400fig3.jpg "/>
Şekil 3. ASAR6 bir silinmesini içeren insan 6. kromozomun çoğaltma Gecikmeli. ASAR6 gen 4 bir mühendislik silinmesini içeren hücreler mitotik hücreler için hasat ve kromozom 6 CEP artı probları olarak ASAR6 geni içeren bir BAC kullanarak BrdU Kuruluş ve FISH için işlenmiş, 5 saat BrdU ile tedavi edildi. DNA DAPI (mavi) ile boyandı. A) BrdU dahil (yeşil) tipik bir "bantlı" desen içeren bir mitotik yayılması gösterilir. Kromozom 6 CEP prob iki kromozom 6'nın (büyük kırmızı sentromerik sinyali) melezi ve BAC bu hücrede tek bir kromozom 6 (uzun kolunda küçük kırmızı sinyali) melezi. İki 6'ın arasındaki BrdU bantlama desen farkı unutmayın. B) silinmiş kromozom 6 6 ile Δ6 ve non-silinmiş 6 ile temsil edilir. İki 6'ın "kesip" ve belirgin görüntüleri ayrılmış üç floresan etiketleri ile sergilendi. C) To kromozom 6'nın DAPI (mavi) ve BrdU (yeşil) gösterilir hem Cytovision yazılım ve sinyal yoğunluğu profilleri kullanılarak analiz edildi. Kırmızı çizgi kısa kolunda (p) gelen BrdU ve DAPI hem ölçümü için uzun kol (q) için kullanılan yolu gösterir. Mesafe kısa kol (p) gelen pikseller olarak uzun kol (q) her bir kromozom uzunluğunu ifade eder. D DAPI ve BrdU floresan hem toplam sinyal) Sayısallaştırma. Toplam değerleri bu pikselleri temsil alanı ile çarpılır ve ortalama piksel yoğunluğunu temsil eder.
Şekil 4. Kromozom 6'nın arasındaki çoğaltma zamanlama farkı kantifikasyonu. ASAR6 gen 4 bir mühendislik silinmesini içeren hücreler, 5 saat BrdU ile tedavi mitotik hücreler için hasat ve kromozom 6 CEP prob artı kullanarak BrdU kuruluş ve FISH için işlendiBAC prob olarak ASAR6 geni içeren. Mitotik yayılır Şekil 3 'de olduğu gibi işleme tabi tutulmuştur ve 7 farklı hücreler için değerler (bkz. Tablo 1) gösterilmiştir. A) DAPI boyama ölçüldü ve toplam piksel sayısı, her bir hücre için gösterilir. Aynı hücre içinde kromozom arasında sadece ~% 10-20 fark olduğunu unutmayın. B) BrdU eklenmesi yukarıda panel B ile aynı kromozom itibaren ölçülmüştür. Silinmiş ve silinmemiş 6. kromozomun en için toplam piksel değerleri arasındaki> 2 kat fark olduğunu unutmayın.
Kromozom yayılır hazırlanması burada açıklanan başarılı çoğaltma-zamanlama testi için kritik bir adımdır. Hipotonik tedavi öncesinde colcemid ön adım dahil sıklığı ve mitotik hücrelerin yayılmasını yardımcı olabilir. Bu tipik olarak hasat öncesi 1-3 saat için colcemdi hücrelerin ortaya çıkarmak, ve 10 ug / ml 'lik bir nihai konsantrasyonda colcemid kullanımı. Ancak, ön arıtma adımı colcemid dahil G2 uzunluğu değiştirebilir ve dolayısıyla kromozom 3'ün yoğunlaşma belirgin çoğaltma zamanlama ve durum değiştirebilir.
Bu prosedür, hücre döngüsü süresine bağlıdır BrdU inkübasyon süresi, değişen bir çok farklı hücre tipleri ve türlere uygulanabilir. En fazla fare ve insan hücre hatları için, G2 fazında tipik olarak 3-6 saat 'tir, bu nedenle, BrdU tedaviler bu aralık tipik olarak. BrdU alternatif 5-etinil-2'deoxyuridine (EDU) kullanarak ve onun sonraki algılama olduğunuBir floresan azid ve "klik kimyası" reaksiyonu 10. EDU algılama düzeni BrdU algılama düzeni üzerinde birçok avantajı vardır. Örneğin, edu tespit örnek tespit ya da DNA denatürasyon gerektirmez. Bu nedenle, eşek çoğaltma için zamanlama EDU kullanımı ilgi kromozom tanımlamak yerine FISH basit G-bantlama teknikleri ile birleştirilebilir.
Burada açıklanan çoğaltma zamanlaması protokol özellikle S tahlil geç faz artı G2 uzanan herhangi bir DNA sentezi için tasarlanmıştır. Buna ek olarak, DNA replikasyonu 6-10 saat arasında nispeten uzun bir süre ile takip BrdU ardından kısa (15-30 dk) pulslar kullanılarak bu prosedürü kullanarak S fazı boyunca izlenebilir. Bu erken ve S-fazı ortasında hem de BrdU şirketleşme görselleştirme sağlar. Örneğin, bazı tümör edilen kromozom kromozom 3'ün tüm uzunluğu boyunca DNA sentezinin başlangıç ve bitiş her ikisi de geciktirilir sup.
Bu çoğaltma zamanlaması prosedürün bir avantajı bireysel hücrelerin o deneyleri çoğaltma zamanlama. Bu nedenle, aynı hücre içinde yer alan homolog kromozomlar arasında çoğaltma zamanlama farklılıklarını belirlemek için yeteneğine sahiptir. Diğer prosedürler varken, örneğin. in situ hibridizasyon çoğaltma zamanlaması (ReTiSH; 11) Homolog kromozomlar üzerindeki belirli bölgelerinin alleller arasında çoğaltma zamanlama farklılıkları tespit etmek için yeteneği var, burada açıklanan prosedürü kromozomların tüm uzunluğu boyunca çoğaltma zamanlaması farklılıkları saptayabilir. Buna ek olarak, bu işlem, bir nüfusu 3 hücrelerin sadece küçük bir kısmını mevcut olan kromozom replikasyonu zamanlama içinde tahlil farklılıklar olabilir. Örneğin, birçok kanser hücre dizilerinde ve primer tümör örnekleri hücrelerinin% 50'sinden daha az mevcut olan kromozom içerir. Şu anda test kromozomlar için bu yordamı kullanıyorsanızPrimer tümör örneklerinde ve birden örneklerde kromozom arasında uyumsuz çoğaltma tespit etmek mümkün olmuştur. Ancak, primer kültürlerinde yaklaşık üçte birini mitotik yayılır yeterli sayıda vermek için başarısız, primer tümör örnekleri mitoz sınırlı sayıda olması göz önüne alındığında.
Bu prosedür mikroarray üzerinde ya dayalı testler sequencing olduğu diğer bir avantajı tek tek kromozom yerine hücrelerin havuzlarından immunoprecipitated DNA daha test olmasıdır. Allelleri arasındaki çoğaltma zamanlaması ayırmak için immünopresipitasyon tabanlı analizlerde polimorfizm tespit edilmeli ve spesifik allel bağlantılı.
Ayrıca, birçok kanser hücreleri çok sayıda kromozom 12 ve DNA replikasyonu stres kanser hücreleri 13 genomik instabilite ile ilişkili olduğu gözlem içeren tanıma, bu protokol bir kullanışlı ve basit bir araç f olduğuna inanıyorumkanser hücrelerinde kromozom replikasyonu zamanlaması ya da rutin analizler.
Çıkar çatışması ilan etti.
Bu çalışma, Ulusal Kanser Enstitüsü, CA131967 bir hibe ile desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog Numarası | Yorumlar (isteğe bağlı) |
Anti-BrdU-FITC | Roche Millipore | 11202593001 MAB326F | 50 mikrogram / ul |
Nick Çeviri Takımı | Abbott Moleküler (Vysis) | 07J00-0001 | |
Spectrum Orange dUTP | Abbott Moleküler (Vysis) | 02N33-050 | |
CEP | Abbott Moleküler (Vysis) | Değişir | |
LSI / WCP hibridizasyon tamponu | Abbott Moleküler (Vysis) | 06J67-011 | |
CEP hibridizasyon tamponu | Abbott Moleküler (Vysis) | 07J36-001 | |
Kromozom paiNTS | MetaSystems Grubu | D-14NN-050-TR | |
Olympus BX61 Floresan Mikroskop | Olimpos | BX61TRF-1-5 | |
Mikroskop görüntüleme yazılımı sistemi | Uygulamalı Görüntüleme | Cytovision 3.93.1 | |
Dijital Kamera | Olimpos | UCMAD3 | |
YERİNDE HİBRİTLEŞMEYLE TARİFLER IN 35 ml Formamid * (Sigma) * Bu, -20 ° C'de depolanmış olan o formamid kullanılması önemlidir Uzun süreli depolama oda sıcaklığında formik asit ile pH w üretecektirhasta çok düşük. 50% Formamide/2x SSC 25 ml formamid (Sigma) 20x SSC, 4 L' 702 g NaCl (Sigma) PN Tamponu [0,1 M NaP0 4% 0,1 NP_40 (Sigma)] 0.1 M çözelti sodyum fosfat her (Filtre sterilize ve 500 ml alikotları saklamak) olun. 0.1 M NaH 2 P0 4, 1 L 13.8 g NaH 2 P0 4 (Sigma): 0.1 M NaH 2 P0 4 1 M 14.2 g NaH 2 P0 4 (Sigma) PN:, 1 M NaH 2 P0 4 ile 2 HP0 4 pH 8.0 0.1 M Na pH ayarlama. Filtre sterilize ve NP-40 1 ml ekleyin. PNM 50 ml 1.25 gram yağsız kuru süt (Sigma) Sürekli karıştırarak, yaklaşık 15-20 dakika boyunca karıştırılır. 10 dakika için 400 x g'da 2 kez Spin. Süpernatant kullanın ve çöktürülmüş süt proteinleri rahatsız değil emin olun. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır