染色质免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)是一种用于研究蛋白质-DNA相互作用的技术。它能够鉴定特定蛋白质(如转录因子或修饰组蛋白)结合的DNA区域,帮助揭示基因调控机制。
以下是ChIP的技术流程及其优点:
ChIP技术路线
1.细胞固定
• 交联蛋白-DNA复合物:用1%甲醛处理活细胞或组织,通常在室温下10分钟,形成共价交联以稳定蛋白-DNA相互作用。
• 终止交联:加入甘氨酸(通常125 mM),中和甲醛,终止交联反应。
2.细胞裂解
• 细胞收集和裂解:将细胞收集后,在冷裂解缓冲液中处理,破碎细胞膜和核膜以释放染色质。
• 染色质片段化:通过超声破碎或微球处理,将染色质剪切成200-1000 bp大小的片段。
3.免疫共沉淀
• 抗体孵育:将染色质溶液与特异性抗体(针对目标蛋白)孵育,通常在4°C下孵育过夜。抗体将结合染色质片段中的目标蛋白。
• 加蛋白A/G磁珠:加入结合抗体的蛋白A或G磁珠,孵育1-2小时,使抗体结合的染色质复合物沉淀。
• 洗涤:用低盐和高盐洗涤缓冲液洗涤磁珠,去除非特异性结合的蛋白质和DNA片段。
4.交联逆转和DNA纯化
• 交联逆转:在65°C下孵育4-6小时以逆转蛋白-DNA的交联,释放DNA。
• 蛋白酶处理:加入蛋白酶K降解蛋白质,通常在37°C孵育1小时。
• DNA纯化:使用酚/氯仿抽提或DNA纯化试剂盒提取并纯化DNA片段。
5.DNA检测
• PCR或qPCR:使用特异性引物对免疫共沉淀的DNA片段进行PCR扩增,以检测目标DNA区域是否与目标蛋白结合。
• 测序(ChIP-seq):将ChIP DNA片段构建测序文库,并通过高通量测序技术对DNA进行全基因组范围的分析。
6.数据分析
• 结果比较:将ChIP样本与输入DNA(未免疫沉淀的总染色质DNA)进行比较,确定富集区域。
• 生物信息学分析:使用特定软件识别结合位点、分析蛋白-DNA结合模式和潜在调控元件。
ChIP技术优点
1.检测原位蛋白-DNA相互作用:ChIP能够在天然生理状态下研究蛋白质和DNA的相互作用,保留细胞内的真实调控关系。
2.基因调控机制研究:通过ChIP可以分析转录因子、组蛋白修饰、酶等与特定DNA序列的结合,揭示基因调控的分子机制。
3.高灵敏度和特异性:ChIP利用特异性抗体检测特定蛋白质与DNA的结合,能够精确定位结合位点。
4.适用范围广:ChIP可以用于多种细胞类型、组织和动物模型,适用于体内和体外实验。
5.结合测序技术(ChIP-seq):通过与高通量测序结合,ChIP-seq能够在全基因组范围内鉴定蛋白质-DNA相互作用位点,为基因组调控研究提供大数据支持。
6.动态变化研究:ChIP能够用于研究不同条件下(如药物处理、基因敲除)的蛋白-DNA相互作用变化,揭示动态调控网络。
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