染色質免疫沉淀(ChIP)被用于檢測細胞核天然染色質結構內的蛋白質與DNA之間的相互作用。傳統的ChIP實驗首先需要將細胞固定,這使得蛋白質與DNA相互作用交聯固定到位。然后利用酶或者超聲的方法將染色質打斷為片段,使用抗體對感興趣的蛋白質以及與其結合的DNA進行免疫沉淀。最后解交聯,對沉淀DNA進行純化。純化的DNA可進行進一步分析,如標準或定量PCR或測序。
這些實驗對染色質的完整性、抗原表位的穩定性以及免疫沉淀抗體的特異性較為敏感。這些變量在所研究的蛋白質與DNA相互作用具有較低的豐度和穩定性時變得更為關鍵。
ChIP實驗可以主要包括以下幾個步驟:
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交聯固定→染色質剪切→免疫沉淀→DNA純化→DNA檢測![]()
(1)交聯固定
一般采用1% formaldehyde(甲醛)室溫交聯10-30分鐘,交聯的目的是為了建立蛋白質/DNA之間的穩定共價連接,這個過程要注意一下幾點。(1)一定要使用新鮮甲醛溶液,因為甲醛容易被氧化,導致交聯不充分,在后續染色質剪切的時候則容易破壞蛋白和DNA的共價連接。(2)交聯的時間10-30分鐘,如果研究對象為轉錄因子等豐度比較高,和DNA結合也很穩定,交聯10min即可,如果研究對象為轉錄輔因子等豐度比較低,也不是直接與DNA結合,則適當延長交聯時間至30min。
(2)染色質剪切
根據染色質剪切方式的不同,目前市面上提供兩種試劑盒,酶解法和超聲法的試劑盒。
酶解法則是在交聯處理之后,加入適量的核酸酶特異性的切割核小體,將核小體切割成以1個、2個……核小體為單位的片段。到這里,有些小伙伴可能就摩拳擦掌準備接下來的免疫沉淀了,但是小優提醒您,酶解之后,樣品并沒有完全切割好,還需要經過短暫的超聲處理,把細胞膜和核膜充分打碎,使染色質片段完全釋放出來。
如果是超聲法,則比較簡單了,調整到合適的超聲功率,將樣品超聲處理適當的時間就好了。在這個過程中要摸索好超聲的條件,過度超聲有可能破壞染色質完整性,會給ChIP實驗富集帶來負面影響,尤其是轉錄因子和輔因子。
到這里您可能會想,既然酶解和超聲法都有超聲處理,那為什么不直接選擇超聲法呢?這里要跟各位小伙伴強調一下了,酶解法后期的超聲時間相對較短,20-30S的超聲時間即可,所以相對而言比較好控制實驗條件,對于沒有做過ChIP實驗的老師而言,也比較好操作了。超聲法因為對超聲的功率和時間要求較高,適用于實驗室條件比較成熟的老師。
(3)免疫沉淀
向樣品中加入抗體將目的蛋白和連接的DNA拉下來。這個過程中引入protein G微珠,將目的蛋白和與它結合的DNA拉下來,這個過程中或多或少也會把其他雜蛋白一起拉下來,所以接下來進行高鹽和低鹽的洗脫,去掉雜質。
在這個過程中選擇合適的抗體對實驗結果至關重要。如果您需要做測序,則要選擇ChIP-seq級的抗體,如果只是做PCR,選擇ChIP級抗體即可。因為ChIP級抗體除了要結合完全裸露的靶蛋白之外,還要結合因構象變化被DNA遮蔽的抗原表位,而ChIP-seq則需要檢測全基因組上大量的成千上萬的基因位點。所以要嚴格選擇相應級別的抗體。
(4)DNA純化
用蛋白酶K解交聯,消化染色質的蛋白質組分和DNA之間的連接,然后經過DNA純化柱對樣品進行純化。
(5)DNA檢測
純化好的DNA進行PCR或者測序分析。
CST提供的ChIP試劑盒有以下5款,您可以根據樣品和實驗的需求進行選擇:
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