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上海赛瑞格生物科技有限公司
染色质免疫沉淀测序(ChIP-seq)
发布时间: 2022-04-15
浏览量:1023
染色质免疫沉淀技术,Chromatin Immunoprecipitation,ChIP
染色质免疫沉淀技术(Chromatin Immunoprecipitation ,ChIP)是研究体内蛋白质与DNA相互作用的经典实验方法。将ChIP与第二代测序技术相结合的ChIP-seq 技术,可以在全基因组范围内对蛋白质结合DNA位点进行高效而准确的筛选与鉴定,广泛应用于组蛋白修饰、转录因子调控等相关领域的研究。通过五个步骤获得理想的ChIP-seq结果。
1. 染色质制备 交联和片段化。
交联是为了固定蛋白质-DNA相互作用,通常采用甲醛交联,加入甘氨酸终止反应,可以高温解交联。一些非常稳定的蛋白质-DNA相互作用则不需要交联,如组蛋白及修饰。使用裂解液破坏细胞膜,抽提细胞核,再裂解释放细胞核中的染色质,去除细胞质蛋白以减少背景信号并增加灵敏度。
染色质片段化是获得良好ChIP分辨率的关键因素,片段化是最难控制的步骤之一。可以通过超声或酶促消化实现片段化,各有利弊。超声需要较多的手动操作时间,适合难以裂解的样本;酶促消化适合大量样本的处理,但其片段化位点是随机的。需要根据具体样本选择不同的片段化方法。
注意:此时可以暂停ChIP实验,经过超声/酶消化的染色质样本可以保存于-80℃,避免反复冻融。
染色质制备注意事项:
- (1)交联不充分,会导致DNA丢失
- (2)交联过度,会影响抗原的结合,掩盖表位,阻碍超声处理,增加背景信号
- (3)在显微镜下比较样品前后变化,检查细胞裂解的效率
- (4)首次操作需根据样品优化片段化条件
- (5)无论选择何种消化方法,确保染色质长度处于实验方法的理想范围内
(6)可以联合使用超声处理和核酸酶消化
2. 免疫沉淀 捕获并分离蛋白-DNA复物。
抗体的选择是ChIP-seq实验成功的关键因素。 优先选择ChIP/ChIP-seq级别的抗体。在某些情况下,您的靶标可能尚未经过 ChIP 实验验证。如果抗体经过免疫沉淀 (IP) 验证,则极有可能适用于 ChIP。 其他要求抗体识别天然状态抗原的方法也可以作为参考,例如免疫荧光 (IF),免疫细胞化学 (ICC) 和免疫组织化学 (IHC)。如果针对某些靶标没有可用的抗体,则可以在样品中表达融合亲和标签(HA,Myc,His等)的靶标蛋白,然后使用针对亲和标签的抗体进行免疫沉淀。使用磁珠结合抗体获得抗体-蛋白质-DNA复合物,充分洗涤磁珠-抗体-蛋白质-DNA复合物,纯化并洗脱蛋白质-DNA复合物。
免疫沉淀注意事项:
(1) 并非所有抗体都适用于 ChIP,选择已经验证过的 ChIP 或ChIP-seq 的抗体。
(2) 使用经过应用验证的抗体, IHC 、ICC、IF、 IP是证明抗体是否适合 ChIP 的合理良好佐证。
(3) 抗体浓度做梯度测试,实现最佳的信噪比。
(4) 洗涤液成分和浓度可能影响蛋白结合、信噪比和背景。
(5)可使用抗体同型对照IgG抗体,以便区分 ChIP 信号和背景。
3. DNA制备 解交联和纯化DNA。
含有目标蛋白质的染色质片段已分离,需要解交联并纯化 DNA。 解交联通常采用加热孵育和蛋白酶K消化来完成。为了获得更纯的 DNA 样品,建议使用 RNase A 进行处理。 可使用纯化柱进行 DNA 纯化。
注意: 此时可以暂停ChIP。 经过解交联和纯化后的 DNA 样品可以储存于 -20°C 。
DNA制备注意事项:
4. 定量DNA 检测富集效率。
在该步骤中,通过 qPCR 定量纯化的 DNA 产物,可以确定目标蛋白是否存在于特定位点。 SYBR green 荧光染料是使用最广泛的qPCR 化合物。SYBR green 只有在与双链 DNA (dsDNA) 结合时才发出荧光,荧光强度与 dsDNA 量成正比。 据此您可以定量 DNA 在某些目标区域的富集程度。
(1)检测基因组中预期会富集和缺失的 ChIP 靶标区域。
(2)为这些区域设计引物,确保其扩增效率为 90%—— 105%。
(3)即使之后要做NGS,也应在测序之前执行 qPCR 以确认ChIP实验是否成功。
如果您想了解目标蛋白在整个基因组中的结合位点,那么需要进行NGS建库测序。细胞核内染色质交叠、凝聚,可能会覆盖住大量目标结合位点,导致ChIP富集到的组蛋白结合DNA总量都在ng级别,转录因子往往更少,极大的影响了ChIP-seq建库成功率。根据您ChIP 实验获得的DNA总量可选择相关的建库试剂盒,提高建库成功率。
(1)接头连接后的产物可以用DNA磁珠进行一次纯化,也可以进行两次磁珠纯化筛选一定范围内的DNA片段。
(2)PCR产物出现接头二聚体,可以使用1X磁珠进行两次纯化。
(3)单链建库DNA浓度很低时,可以扩大预变性反应体积。
(4)文库可以使用Qubit定量,微流控制片段分析仪(Qseq或2100)检测DNA片段大小。
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