轉錄是遺傳信息從DNA到RNA傳遞的關鍵步驟,也是RNA生物合成的最主要形式。轉錄因子(transcription factor)是一類能與基因5’端特定序列專一性結合,使目的基因以特定的強度在特定的時間與空間表達的蛋白質分子,是參與轉錄調控的關鍵因素之一。
染色質免疫沉淀(Chromatin immunoprecipitation,ChIP)是一種分析 DNA 與蛋白質相互作用的研究方法。它的基本原理是活細胞或新鮮組織經過交聯方式鎖定核蛋白(轉錄因子、DNA損傷修復蛋白、組蛋白或DNA修飾酶、讀取酶、去修飾酶等)與靶基因互作關系,再利用超聲波物理法或生物酶法使染色質片段化,最后用核蛋白的特異性抗體,通過免疫結合的方式富集核蛋白所結合的 DNA 片段。核蛋白結合DNA片段分離純化后,可以進行定量qPCR或高通量測序等分析。
ChIP技術原理圖
1. 驗證已知蛋白-DNA相互作用;
2. 研究轉錄因子的靶向基因及結合位點;
3. 研究DNA/RNA聚合酶、轉錄復合物在基因組上的作用位點;
4. 研究組蛋白共價修飾與基因表達的關系。
① 胞內反應:使用抗體免疫沉淀胞內蛋白-DNA復合物,真實反應細胞生理狀態;
② 流程簡便:操作簡便;
③ 時間周期短:整個實驗流程<8h。
問:ChIP實驗完成之后,IP、IgG組別之間的CT值差異不大,是什么原因?
答:IP組CT值在28可能有以下幾種原因或之一:①樣本量不夠;②檢測基因非轉錄因子靶基因;③ 抗體效價低;④ 抗體非ChIP級別;⑤引物設計問題。
問:10e6的樣本量是否能夠開展ChIP實驗?
答:不推薦,受特定時期轉錄因子發生轉錄激活的幾率較低的影響,需要10e7細胞才能開展實驗。
問:ChIP實驗的陰陽性對照如何選擇,實驗是否陰陽性對照是必須的?
答:陰性靶基因可以選擇GAPDH或ACTB,但是陽性靶基因受細胞類型,生理狀態機藥物干預等因素影響,沒有辦法統一,推薦查閱文獻報道;推薦增加陰陽性對照檢測,但不必須。
問:ChIP產物濃度一般什么范圍?
答:ChIP產物總量及濃度受轉錄因子表達水平、靶基因數量及細胞狀態等諸多因素影響,所以沒有統一的標準,一般總量在1 ~ 200ng范圍內。
問:ChIP產物濃度較低,超微量分光光度計無法檢測,是實驗失敗了嗎?
答:ChIP產物總量及濃度受轉錄因子表達水平、靶基因數量及細胞狀態等諸多因素影響,產物總量一般較低,超微量分光光度計的檢測范圍在10 ~ 1000 ng范圍,超出檢測范圍就會無法檢測,推薦以qPCR檢測為準。
問:無ChIP級別抗體,IP級別抗體能否開展ChIP實驗?
答:IP級別抗體理論上可以開展ChIP實驗,建議實驗前先經過CoIP驗證抗體能否工作;
問:關鍵設備是什么,超聲破碎步驟是否必須,有探頭與無探頭的超聲破碎儀如
何選擇?
答:基因組需要經超聲打斷后方可開展染色質免疫共沉淀,有探頭與無探頭的超聲破碎儀主要的區別在于工作功率,前者功率明顯高于后者,推薦的工作功率為500 ~ 900范圍。
問:CUT-Tag與ChIP技術如何做選擇?
答:兩種技術都是用于轉錄因子的靶基因研究,差異在于①基因組打斷的方式前者為么酶切打斷,后者為超聲波打斷,沒有超聲波破碎儀的可以選擇前者;② CUT-Tag打斷與建庫同步,操作更簡便;③ChIP實驗中抗體結合轉錄因子體系較大,非特異性較低。
問:Input樣本qPCR的Ct值在28以上正常嗎?
答:不正常,10e7細胞的樣本量,標準的實驗結果Ct值在 20 ~ 24范圍,如果超出范圍可能得原因是①細胞數量不夠;② 細胞活性低;③回收失敗;需要重新實驗。
問:磁珠結合抗體的步驟中,體系在垂直搖動時不流動正常嗎?
答:正常,為了提高抗體磁珠結合效率,需要較小的結合體系;盡管搖動時肉眼觀察不到溶液流動,但是磁珠一直在浮動的,也不會發生沉降。