2021年8月21日
本方案旨在可视化Drosophila多线细胞中的异染色质聚集体。
本实验方案的目的是在果蝇细胞中可视化异染色质聚集体。为此,我们使用存在于三龄幼虫唾液腺中的多线细胞。这些细胞的基因组被扩增了近一千倍,且染色体保留了间期细胞的特征。它们具有明确的端粒,以及称为染色中心的结构,所有着丝粒在此聚集形成桥状结构,且该结构主要由异染色质组成。
利用三龄幼虫组织,还可以在不同遗传突变体背景下评估异染色质聚集体的变化。为了优化三龄幼虫的培养,首先需要收集 5 至 10 天龄的成虫,并将约 50 只(25 只雄性和 25 只雌性)放入装有标准培养基的宽口瓶中。
将瓶子置于25摄氏度的恒温培养箱中培养12小时。培养结束后,移除成虫并将其转移至新瓶子中以重复该操作。让胚胎在18摄氏度下生长22小时。
收集幼虫时,务必选择游走期幼虫,此类幼虫不具有明显的球形结构。在显微镜下,于含蛋白酶抑制剂的冰冷 PBS 中,解剖 15 对唾液腺,或在 30 分钟内尽可能多地完成解剖。将唾液腺转移至另一含有冰冻 PBS 的离心管中。
用预冷的 PBS 缓冲液(含蛋白酶抑制剂)洗涤一次。注意,每次均需等待组织沉降至管底。上一步 PBS 去除后,直接加入 0.5 毫升 1× 组蛋白固定缓冲液以及 50% 甲醇和 2% 甲醛。
在 4 °C 条件下轻轻旋转孵育两小时。用 Tris-Triton 缓冲液进行一次五分钟的旋转洗涤,加入一毫升。每次均需等待组织沉降至管底。
注意:等待组织沉降至管底。将唾液腺与上述相同的 Tris-Triton 溶液加上 1% β-巯基乙醇在 37 摄氏度下温和振荡孵育 2 小时。用 BO3 缓冲液洗涤后,再在 37 摄氏度下用含 10 毫摩尔 DTT 的 BO3 缓冲液温和振荡孵育 15 分钟。
孵育结束后,仅用一毫升 BO3 缓冲液进行一次洗涤。将唾液腺在室温下用一毫升缓冲液 B 旋转孵育两小时。移除全部缓冲液 B,加入缓冲液 A 及目标抗体。
在此情况下,我们使用铱银行提供的 HP one、A C 1 8 9。4 摄氏度下旋转孵育过夜,比例为 1:3,000。此时需注意,摇动过程不应产生气泡,以免损伤抗体。
每次使用一毫升缓冲液B,在室温下搅拌条件下进行15分钟洗涤,共洗涤15次。将腺体连同二次抗体一起转移至缓冲液B中,并置于4°C旋转孵育2小时。此步骤中,必须用铝箔纸包裹离心管,以避免二次抗体暴露于光照下。
室温下加入1毫升缓冲液B,旋转孵育,进行两次,每次15分钟的洗涤。加入Sydox或OH等DNA标记物,在1毫升缓冲液B中室温旋转孵育10分钟。用缓冲液B洗涤一次,再用PBS洗涤一次,每次洗涤均持续10分钟,并在室温下旋转。最后将唾液腺置于载玻片上,加盖盖玻片形成液滴。
将唾液腺置于液滴中央,用 Sidiflor 封片。为避免气泡变形,防止黏性液体扩散至各处。然后,用透明指甲油密封所有载玻片。
在荧光显微镜或共聚焦显微镜下观察。如果样品不在当天观察,则需避光保存于四摄氏度。图一展示了果蝇唾液腺中HB1单染色的代表性结果。
阳性结果为观察到一个类似A中的焦点,即异色聚集物或凝聚相。阴性结果为无信号或信号弥散。有时可观察到类似C中的双信号,即两个点,但通常数量较少。
为了分析数据,可以将其表示为柱状图,以比较不同突变背景下 HP1 的分布情况。例如,在图二中,我们可以看到在野生型中,98% 的细胞核呈现单个点的分布,而 2% 则呈现两个焦点的分布。
在突变体中,比例发生变化,出现两个焦点的比例增加至40%。图三显示了单染色条件下三甲基化赖氨酸9H3的代表性结果。在果蝇唾液腺中观察到一个焦点(B),这是在染色质聚集体或凝聚物中的理想结果;双信号或三信号(C)偶尔可见,但数量较少。在本实验方案结束时,尽管存在状态限制,您将能够观察到HP1蛋白的双色凝聚物,这将是一个良好的初步尝试。
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本方案旨在可视化果蝇多线细胞中的异染色质聚集体。通过利用这些细胞扩增的基因组,研究人员可在不同遗传背景下探究异染色质的特征。
在模式系统中可视化异染色质动态可通过阐明染色质相关蛋白的定位与功能,支持靶点验证。该方法通过在不同遗传背景下对细胞核凝聚物进行定量评估,实现表观遗传靶点的机制性风险降低。通过将染色质结构与疾病相关系统中的表型结果相联系,该方法可在早期发现阶段提供可靠的预测依据。
该方法适用于早期发现阶段的工作流程,在进行生化或功能检测之前,可直接可视化染色质靶点结合与细胞核定位。