基于體內分析而發展的染色質免疫沉淀分析(Chromatin immunoprecipitation assay kit,ChIP)技術可以真實、完整地反映結合在DNA序列上的調控蛋白。由于ChIP采用甲醛固定活細胞或者組織的方法,因此能比較真實的反映細胞內TF與Promoter的結合情況,還可以用來研究組蛋白的各種共價修飾與基因表達的關系。近年來,這種技術得到不斷的發展和完善。采用結合微陣列技術在染色體基因表達調控區域檢查染色體活性,是深入分析癌癥、心血管病以及中央神經系統紊亂等疾病主要通路的一種非常有效的工具。
染色質免疫沉淀分析(ChiP)的基本原理是在活細胞狀態下,當用甲醛處理時,相互靠近的蛋白與蛋白、蛋白與核酸(DNA或RNA)之間會產生共價鍵。細胞內,當TF與Promoter相互結合時,它們必然靠的比較近或者契合在一起,這個時候用甲醛處理,能使它們之間產生共價鍵。固定的蛋白質-DNA復合物通過超聲或酶處理將其隨機切斷為一定長度范圍內的染色質小片段,然后通過抗原抗體的特異性識別反應沉淀此復合體,特異性地富集目的蛋白結合的DNA片段,通過對目的片斷的純化與檢測,從而獲得蛋白質與DNA相互作用的信息。通過qPCR或二代測序,篩選與目的蛋白互作的未知DNA信息。
今天小編將ChIP實驗的一點心得體會拿出來與大家一同分享。
關于細胞
細胞的生長狀態要好。因為細胞的生長狀態直接影響細胞內部的基因表達調控網絡,也很有可能影響所研究的TF與其靶Promoter的結合。一般而言,細胞密度長到75%-80%比較好。
關于抗體
抗體是實驗成敗的致命因素之一!必須是IP級別的抗體,單抗與多抗的選擇也需要仔細考慮。單抗和多抗兩種抗體各有利弊。單抗特異性強,背景低。但是單抗有一個弱點,就是識別位點單一,而在ChIP甲醛交聯的過程中,很有可能該位點被其它蛋白或核酸結合而被封閉,導致單抗不能識別靶蛋白。多抗雖然沒有這個問題,但是多抗特異性較差,背景可能會偏高。一般而言,如果沒有十足把握,比如單抗的識別位點遠離靶蛋白與核酸結合的區域),建議選擇多抗比較穩妥一點。
關于交聯與超聲破碎
交聯與超聲破碎的確是ChIP實驗中比較難把握的部分。交聯的程度會影響到超聲破碎的效果,交聯的程度越高,超聲破碎就越不易把基因組打碎成小片段。交聯不充分,只有一部分靶蛋白與其Promoter相結合,富集得到的Promoter的量不高,實驗易出現假陰性。交聯過充分,基因組上結合了太多的蛋白,對超聲破碎造成障礙,另外也會增加背景??梢酝ㄟ^超聲結果來判斷超聲效果,超聲破碎后的DNA片段大小一般在100-500bp是效果比較好的,因為不同的樣本交聯時間和超聲時間不同,可以提前通過預實驗來確定。
一般來講,根據經驗,交聯條件取決于細胞類型。不同的細胞系,交聯的條件也不一樣。例如,NIH-3T3的交聯條件是室溫(一般為25 ℃)下15min,1%的甲醛濃度,不同的細胞系則可能完全不一樣。而超聲破碎的條件,機器不一樣,條件也不一樣。
關于操作
操作時,盡可能的保持低溫(4度)。沉淀的時候可以先在4度放置一會,等它自然沉降一些,再超低轉速(500 rpm等)離心使其完全沉降。雖然說明書上說ChIP實驗的過程中有幾個可以停頓的地方,但最好還是能夠連續把它做完,直到PCR結果出來為止,盡量避免實驗中不可預知的影響因素。
關于解交聯
一般說明書上會說4小時已經足夠,但依據經驗,可以解交聯過夜。因為在這種的環境里,DNA不會降解,過夜解交聯更充分。這里提醒一點,解交聯過夜不要忘記在EP管口封上封口膜。
應用舉例
題目:Hypoxia induces H19 expression through direct and indirect Hif-1α activity, promoting oncogenic effects in glioblastoma
期刊:scientific reports
主要結論:作者分別使用了兩種細胞U87和U251,驗證SP1對于H19的轉錄調控作用。用SP1抗體進行ChIP實驗,對H19的啟動子區域上游100bp的高GC含量,設計引物。富集到的DNA進行qPCR檢測,結果顯示SP1能夠調控H19啟動子的轉錄。
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