一、 實(shí)驗(yàn)原理
染色體免疫共沉淀(Chromatin Immunoprecipitation,ChIP)是基于體內(nèi)分析發(fā)展起來的方法,也稱結(jié)合位點(diǎn)分析法,在過去十年已經(jīng)成為表觀遺傳信息研究的主要方法。這項(xiàng)技術(shù)幫助研究者判斷在細(xì)胞核中基因組的某一特定位置會出現(xiàn)何種組蛋白修飾。ChIP不僅可以檢測體內(nèi)反式因子與DNA的動態(tài)作用,還可以用來研究組蛋白的各種共價(jià)修飾與基因表達(dá)的關(guān)系。近年來,這種技術(shù)得到不斷的發(fā)展和完善。采用結(jié)合微陣列技術(shù)在染色體基因表達(dá)調(diào)控區(qū)域檢查染色體活性,是深入分析癌癥、心血管疾病以及中央神經(jīng)系統(tǒng)紊亂等疾病的主要代謝通路的一種非常有效的工具。主要流程有:甲醛處理細(xì)胞-收集細(xì)胞,超聲破碎-加入目的蛋白的抗體,與靶蛋白-DNA復(fù)合物相互結(jié)合-加入ProteinA,結(jié)合抗體-靶蛋白-DNA復(fù)合物,并沉淀-對沉淀下來的復(fù)合物進(jìn)行清洗,除去一些非特異性結(jié)合-洗脫,得到富集的靶蛋白-DNA復(fù)合物-解交聯(lián),純化富集的DNA-片斷-PCR分析。
基本原理是在活細(xì)胞狀態(tài)下固定蛋白質(zhì)-DNA復(fù)合物,并將其隨機(jī)切斷為一定長度范圍內(nèi)的染色質(zhì)小片段,然后通過免疫學(xué)方法沉淀此復(fù)合體,特異性地富集目的蛋白結(jié)合的DNA片段,通過對目的片斷的純化與檢測,從而獲得蛋白質(zhì)與DNA相互作用的信息。CHIP不僅可以檢測體內(nèi)反式因子與DNA的動態(tài)作用,還可以用來研究組蛋白的各種共價(jià)修飾與基因表達(dá)的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)方法原理:在保持組蛋白和DNA聯(lián)合的同時,通過運(yùn)用對應(yīng)于一個特定組蛋白標(biāo)記的生物抗體,染色質(zhì)被切成很小的片斷,并沉淀下來。IP是利用抗原蛋白質(zhì)和抗體的特異性結(jié)合以及細(xì)菌蛋白質(zhì)的“prorein A”特異性地結(jié)合到免疫球蛋白的FC片段的現(xiàn)象活用開發(fā)出來的方法。目前多用精制的prorein A預(yù)先結(jié)合固化在argarose的beads上,使之與含有抗原的溶液及抗體反應(yīng)后,beads上的prorein A就能吸附抗原達(dá)到精制的目的。
二、應(yīng)用簡介
核酸和蛋白質(zhì)是組成生命的主要生物大分子,兩者的相互作用是構(gòu)成生命活動的生長、繁殖、運(yùn)動、遺傳和代謝等生命活動的基礎(chǔ)。研究蛋白質(zhì)和核酸間的相互作用是人們探索生命現(xiàn)象奧秘的關(guān)鍵,ChIP檢測實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用于蛋白與核酸互作關(guān)系的重要參考。
染色質(zhì)免疫共沉淀可應(yīng)用于:(1)組蛋白修飾酶的抗體作為“生物標(biāo)記”;(2)轉(zhuǎn)錄調(diào)控分析;(3)藥物開發(fā)研究;(4)DNA損失與凋亡分析。
CHIP與其他方法的結(jié)合,擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍:CHIP與基因芯片相結(jié)合建立的CHIP-on-chip方法已廣泛用于特定反式因子靶基因的高通量篩選;CHIP與體內(nèi)足跡法相結(jié)合,用于尋找反式因子的體內(nèi)結(jié)合位點(diǎn);RNA-CHIP用于研究RNA在基因表達(dá)調(diào)控中的作用。由此可見,隨著CHIP的進(jìn)一步完善,它必將會在基因表達(dá)調(diào)控研究中發(fā)揮越來越重要的作用。
三、實(shí)驗(yàn)方法
甲醛處理細(xì)胞——收集細(xì)胞,超聲破碎——加入目的蛋白的抗體,與靶蛋白-DNA復(fù)合物相互結(jié)合——加入ProteinA,結(jié)合抗體-靶蛋白-DNA復(fù)合物,并沉淀——對沉淀下來的復(fù)合物進(jìn)行清洗,除去一些非特異性結(jié)合——洗脫,得到富集的靶蛋白-DNA復(fù)合物——解交聯(lián),純化富集的DNA-片斷——PCR分析。
四、樣本送檢要求
五、案例展示
六、常見問題
1、消化的染色質(zhì)濃度過低。
2、染色質(zhì)消化不足且片段過大(大于900 bp)。
3、樣品輸入對照組PCR反應(yīng)中無產(chǎn)物或產(chǎn)物很少。
4、陽性對照組蛋白H3-IP RPL30 PCR反應(yīng)中無產(chǎn)物。
5、陰性對照Rabbit IgG-IP和陽性對照Histone H3-IP PCR反應(yīng)中產(chǎn)物的數(shù)量相等。
6、PCR分析:ChIP-chip技術(shù)對于大規(guī)模挖掘順式調(diào)控信息成績卓著,同時它可以用于胚胎干細(xì)胞和一些疾病如癌癥、心血管疾病和中央神經(jīng)紊亂的發(fā)生的機(jī)制。研究人員還可以利用這項(xiàng)技術(shù)開發(fā)一些治療方法。目前ChIP-chip技術(shù)研究主要集中于兩個領(lǐng)域:及轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合和條件特異性;組蛋白的修飾,組蛋白修飾蛋白和染色體重建。ChIP-chip在描述轉(zhuǎn)錄結(jié)合因子動力學(xué)中的研究、染色體結(jié)構(gòu)組分的分布、在組蛋白的修飾、組蛋白修飾蛋白和染色體重建中的應(yīng)用也十分廣泛。ChIP-chip技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是,可以在體內(nèi)進(jìn)行反應(yīng);在給定的檢驗(yàn)細(xì)胞環(huán)境的模式下得到DNA相互關(guān)系的簡單影像;使用特異性修正抗體鑒定與包含有一個特異性后轉(zhuǎn)錄修正的蛋白質(zhì)的相關(guān)位點(diǎn);直接或者間接(通過蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用)的鑒別基因組與蛋白質(zhì)的相關(guān)位點(diǎn)。缺點(diǎn)是:需要一個特異性蛋白質(zhì)抗體,有時難于獲得;為了獲得高豐度的結(jié)合片段,必須實(shí)驗(yàn)演示胞內(nèi)條件下靶標(biāo)蛋白質(zhì)的表達(dá)情況;調(diào)控蛋白質(zhì)的基因的獲取可能需要限制在組織來源中??傊珻hIP-chip技術(shù)的發(fā)展為析活細(xì)胞或組織中DNA與蛋白質(zhì)的相互關(guān)系提供了一個極為有力的工具。在未來的研究中,將對芯片的構(gòu)建進(jìn)行改進(jìn),提高其實(shí)用性。使用易于獲得抗體,增加這種方法的可用性。
七、服務(wù)流程
病理學(xué)檢測
分子生物學(xué)檢測
免疫學(xué)檢測服務(wù)
細(xì)胞實(shí)驗(yàn)服務(wù)
動物實(shí)驗(yàn)平臺