免疫沉淀技术的原理和抗体选择
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免疫沉淀与免疫共沉淀原理及方法一、基本概念免疫沉淀(immunoprecipitation)是利用抗体可与抗原特异性结合的特性,将抗原(常为靶蛋白)从混合体系沉淀下来,初步分离靶蛋白的一种方法。
免疫共沉淀(coimmunoprecipitation)是一种在体外探测两个蛋白分子间是否存在特异性相互作用的一种方法。
其原理是如果两个蛋白在体外体系能够发生特异性相互作用的话,那么当用一种蛋白的抗体进行免疫沉淀时,另一个蛋白也会被同时沉淀下来。
与酵母双杂交技术不同,免疫共沉淀技术所利用的是抗原和抗体间的免疫反应,是一种基于体外非细胞的环境中研究蛋白质与蛋白质的相互作用的方法。
不难看出,免疫共沉淀与免疫沉淀技术所使用的原理与方法大致相似,所不同的是,在免疫共沉淀中,对靶蛋白的结合与沉淀由另一个与之发生相互作用的蛋白替代。
在免疫共沉淀或免疫沉淀的基础上,通过进一步与其它技术的结合,如聚丙烯酰胺凝胶电泳,还可进一步对靶蛋白的的分子量等特性进行鉴定。
二、抗体的选择(一)多克隆抗体多克隆抗体因其制备相对简单,可与靶蛋白分子的多个位点结合,所形成的抗原抗体复合物较稳定因而应用的最为广泛。
但多克隆抗体的缺点在于非特异性结合较多,常会导致反映本底(是否是背景)升高和一定的假阳性结果。
(二)单克隆抗体与多克隆抗体相比,单克隆抗体往往只结合一种抗原表位,具有单一结合特异性,所以发生非特异结合的机会少,可被用于确定靶蛋白上某一部位的特殊结构,甚至可被用于区分相同靶蛋白的不同形式如构象变化和修饰。
但反过来,单克隆抗体仅与单一表位结合的特性也会引起具有同一表位的不同靶蛋白间的交叉反应。
三、免疫沉淀方法免疫沉淀的靶蛋白一般来自细胞裂解液,可以是被同位素标记的也可以是未被标记的。
若为前者,免疫沉淀后再经聚丙烯酰胺凝胶电泳,只需压片即可检测到靶蛋白的存在;若为后者,经免疫沉淀和聚丙烯酰凝胶电泳后,尚需借助银染或免疫印迹进行鉴定。
(一)所需试剂及溶液改良的RIPA液(细胞裂解液)、稀释缓冲液(常用PBS溶液)、TSA溶液、0.05mol/lTris(pH6.8)、2×SDS蛋白上样缓冲液、抗体与Sepharose或抗免疫球蛋白抗体、蛋白A、蛋白G的交联物。
chirp免疫共沉淀技术
Chirp免疫共沉淀技术是一种重要的实验方法,用于研究蛋白质间的相互作用和信号传导途径。
本文将以人类的视角,描述Chirp免疫共沉淀技术的原理和应用。
Chirp免疫共沉淀技术是一种基于抗体的实验方法,用于捕捉特定蛋白质与其相互作用的伙伴。
该技术的原理是通过交联和免疫共沉淀的方法,将目标蛋白质及其结合伙伴一起捕捉下来,从而揭示它们之间的相互作用关系。
在进行Chirp免疫共沉淀实验时,首先需要对目标蛋白质进行交联。
交联是通过添加交联剂使细胞或组织中的蛋白质交联在一起,从而固定它们的位置和相互作用。
接下来,用特异性抗体对交联后的样品进行免疫沉淀。
这些抗体会选择性地结合目标蛋白质及其结合伙伴,将它们与抗体结合物一起沉淀下来。
通过洗涤去除非特异性结合的蛋白质,最终得到目标蛋白质及其结合伙伴的复合物。
Chirp免疫共沉淀技术广泛应用于研究蛋白质相互作用和信号传导途径。
通过确定特定蛋白质与其他蛋白质的相互作用伙伴,可以揭示蛋白质网络中的信号传导途径。
此外,Chirp免疫共沉淀技术还可用于筛选药物靶点和研究疾病发生机制。
Chirp免疫共沉淀技术的优势在于其高度选择性和灵敏性。
通过使用特异性抗体,可以准确地捕捉目标蛋白质及其结合伙伴,避免了
非特异性结合的干扰。
此外,该技术还可以应用于多种样本类型,包括细胞系、动物模型和人体组织等。
Chirp免疫共沉淀技术是一种重要的实验方法,用于研究蛋白质相互作用和信号传导途径。
通过描述该技术的原理和应用,我们可以更好地理解蛋白质网络的复杂性,并为疾病研究和药物开发提供重要的参考。
免疫共沉淀原理
免疫共沉淀是一种通过特异性抗体结合和沉淀目标蛋白质的方法。
其原理基于抗体与特定抗原之间的高度特异性结合。
在免疫共沉淀实验中,首先将目标蛋白质与特异性抗体孵育,使其形成抗原-抗体复合物。
然后,通过添加沉淀剂(如蛋白A/G 琼脂糖或亲和素琼脂糖)或离心的方式,将这些复合物沉淀下来。
最后,通过洗涤和溶解等步骤,分离并获得目标蛋白质。
免疫共沉淀的优势在于其高度特异性和对低丰度蛋白质的检测敏感性。
通过选择合适的抗体,可以将免疫共沉淀用于检测特定蛋白质间的相互作用、蛋白质复合物的组成以及信号通路的调控等研究领域。
此外,免疫共沉淀还可以与其他技术(如质谱分析)结合使用,进一步鉴定沉淀物中的蛋白质成分,提供更加全面的信息。
然而,免疫共沉淀也存在一些限制。
首先,抗体的选择需要十分精确,以确保其对目标蛋白质的高亲和力和特异性。
其次,沉淀后的复合物需要经过洗涤步骤以去除非特异性结合的蛋白质,这一步骤可能会引入一定的误差。
此外,免疫共沉淀通常需要较长的实验时间,并且在不同样品之间的重复性可能存在差异。
总体而言,免疫共沉淀是一种常用的实验技术,广泛应用于各种生命科学研究领域。
其原理简单易懂,操作灵活,能够提供关于蛋白质相互作用和功能调控的重要信息。
免疫共沉淀实验原理及详细步骤免疫沉淀(immunoprecipitation,简称IP)是一种广泛应用于生物学和生物化学研究中的实验方法,用于检测和分离复合物中的特定蛋白质。
它结合了特异性抗体与蛋白质-抗体相互作用的原理,利用抗体选择性地沉淀出目标蛋白质,并与其相关的复合物。
本文将详细介绍免疫共沉淀实验的原理及步骤。
免疫共沉淀实验利用抗体与目标蛋白质相互结合的特异性,通过该特异性结合,将目标蛋白质及其相关的复合物选择性地沉淀出来。
该实验主要包括以下几个步骤:1.抗体与抗原的结合:在实验中,需要选择特异性的抗体与目标蛋白质结合。
2.抗体与蛋白质-抗体复合物的沉淀:将抗体结合的蛋白质与复合物从样本中沉淀。
3.洗涤:洗涤沉淀的复合物,去除非特异性结合的蛋白质和杂质。
4.释放目标蛋白质:将目标蛋白质从抗体中释放出来,以进行后续的下游分析。
1.细胞预处理:在进行免疫共沉淀实验之前,需要将细胞或组织进行必要的处理,例如刺激剂的刺激或疾病模型的建立。
可以选择不同条件下的实验处理组和对照组进行对比。
同时,还需要对实验样本进行适当的裂解,以确保目标蛋白质的充分释放。
2.抗体选择:选择特异性的抗体与目标蛋白质结合。
抗体可以是单克隆抗体或多克隆抗体,也可以是特异性抗体。
此外,需要选择适当的免疫沉淀试剂盒,确保实验的准确性。
3.抗原结合:将适当的抗体与目标蛋白质结合,形成抗原-抗体复合物。
这一步骤可以在实验前进行或将其加入样本中进行。
为确保抗原-抗体结合的充分性,可以进行一定的反应时间和反应温度。
4.免疫沉淀:将抗原-抗体复合物选择性地沉淀出来。
可以采用多种方法进行免疫沉淀,例如蛋白A/G琼脂糖,特效筛选柱等。
通过离心或过滤等方式从沉淀中收集复合物。
5.洗涤:洗涤步骤用于去除非特异性结合的蛋白质和杂质。
洗涤液的组成可以根据实验需要进行调整。
洗涤步骤需要进行多次,确保洗涤得到干净的复合物。
6.释放目标蛋白质:将目标蛋白质从抗体中释放出来,以进行后续的下游分析。
免疫沉淀实验原理
免疫沉淀实验是一种常见的生物学实验方法,主要用于分离和富集含有特定蛋白质的物质。
下面将介绍该实验的原理。
一、免疫沉淀实验的基本原理
免疫沉淀实验基于抗原与特异性抗体的相互作用关系,实现对目标蛋白质的富集。
该实验通常包括以下步骤:
1. 抗原与抗体的结合
在样本中加入特异性抗体,让其与待分离的蛋白质结合形成免疫复合物。
2. 富集免疫复合物
加入一定量的胶体(如聚丙烯酰胺凝胶),通过离心或过滤等方式,将形成的免疫复合物与非特异蛋白质分离。
3. 分析蛋白质
将富集得到的免疫复合物进行进一步的分析,如Western blot、质谱鉴
定等。
二、免疫沉淀实验的优点
1. 可以选择与特定抗体结合的蛋白质,并去除大量并非兴趣蛋白的杂质。
2. 对于目标蛋白含量低的样本,免疫沉淀实验可以提高其检测的灵敏度。
3. 具有良好的特异性和选择性,可以避免其他方法的假阳性结果。
4. 可以分离出兼具活性和稳定性的蛋白质。
三、免疫沉淀实验的注意事项
1. 需要选择高质量的抗体,以确保免疫复合物的特异性和稳定性。
2. 实验条件要求严格,包括抗体、反应物、离心速度和时间等方面。
3. 免疫沉淀实验需要一定的经验和操作技巧,如样品处理、自制抗体及其金标记反应。
4. 需要对结果进行验证和比对,并结合其他实验结果进行解释。
以上是免疫沉淀实验的原理、优点以及需要注意的事项,了解清楚这
些信息可以让我们更好地开展免疫沉淀实验,并取得准确可靠的结果。
免疫共沉淀磁珠法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分可以简要介绍免疫共沉淀磁珠法的定义和原理。
免疫共沉淀磁珠法是一种利用磁珠载体对特定抗原/抗体进行选择性结合的技术,通过磁场的作用实现对特定分子的快速分离纯化。
这种方法在生物学、医学和生物化学等领域有着广泛的应用,并且具有操作简便、效率高、成本低的优势。
在接下来的文章内容中,我们将对免疫共沉淀磁珠法的方法介绍、应用领域以及优势和局限性进行详细阐述。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括对整篇文章的结构和内容进行简要介绍,让读者对文章有一个整体的了解。
可以包括文章的各个章节内容和重点,以及各个部分之间的逻辑关系和连接。
此部分可以是对整篇文章的概述和导读,帮助读者更好地理解和阅读整篇文章。
部分的内容1.3 目的本文旨在介绍免疫共沉淀磁珠法在生物学和医学领域的应用和发展现状。
通过对该方法的详细介绍和分析,旨在帮助读者了解其原理、操作步骤和相关领域的实际应用。
同时,通过评估该方法的优势和局限性,旨在为研究人员提供参考,以便更好地应用和改进该方法。
最终目的是促进免疫共沉淀磁珠法在生物医学研究和临床诊断中的应用,并为未来的研究方向和方法改进提供启示。
2.正文2.1 方法介绍免疫共沉淀磁珠法是一种利用磁珠载体进行免疫共沉淀的方法,在生物医学领域有着广泛的应用。
该方法可以分为直接法和间接法两种。
直接法是指将特异性抗体直接连接到磁珠表面,然后将混合物中的抗原与抗体结合,再利用外加磁场将磁珠与非特异性物质分离。
该方法操作简单,灵敏度高,适用于大多数免疫学试验。
间接法是指首先将特异性抗体连接到磁珠表面,然后将待检测样品中的抗原与抗体结合,再加入第二抗体结合抗原,最后利用外加磁场将磁珠与非特异性物质分离。
该方法对于多肽和蛋白质分析有着较高的灵敏度和特异性。
免疫共沉淀磁珠法具有操作简便、试验时间短、结果准确等优点,同时也存在着磁珠分离效率与特异性抗体结合的选择性等局限性。
免疫共沉淀原理及步骤
第一步:制备抗体或抗原
第二步:交叉链接抗体或抗原
为了增强免疫共沉淀的稳定性,可以通过交叉链接抗体或抗原来使其形成更稳定的复合物。
交叉链接可以通过化学交联剂(如戊二醛)或交叉链接抗体分子的抗体-抗体结合位点实现。
交叉链接后的抗体或抗原会形成二聚体或多聚体结构。
第三步:取样和预处理
目标蛋白所在的细胞、组织或培养上清需要经过取样和预处理来获得纯净的样本。
这通常包括细胞裂解、蛋白质提取、离心、过滤等步骤。
预处理的目的是去除可能干扰检测结果的其他蛋白质或物质。
第四步:抗体结合和免疫沉淀
将抗体加入预处理样本中,使其与目标蛋白结合。
可以选择直接加入抗体,也可以将抗体固定在固相材料上,如蛋白A/G琼脂糖小柱或磁珠,然后将样本与固相材料接触,使抗体与目标蛋白结合。
第五步:洗涤
为了去除非特异性结合或杂质,需要对固相材料进行洗涤。
洗涤缓冲液的选择和洗涤次数将影响免疫沉淀的特异性和纯度。
第六步:洗脱和分析
将洗涤后的固相材料加入一定体积的洗脱缓冲液,使免疫沉淀物从固相材料上被洗脱下来。
洗脱后的沉淀物可以进行进一步的分析,如Western blot、质谱分析、蛋白质定量等。
总结:免疫共沉淀是一种用于检测和分离特定蛋白质复合物的免疫学技术。
该技术基于抗体与抗原结合的特异性,通过将目标蛋白与抗体结合并经过洗涤和洗脱步骤,实现对复合物的检测和纯化。
免疫共沉淀步骤包括制备抗体或抗原、交叉链接、取样和预处理、抗体结合、洗涤、洗脱和分析等过程。
这个技术广泛应用于生物医学研究中,可用于蛋白质相互作用的研究、药物研发和疾病诊断等领域。
免疫沉淀反应的原理应用概述免疫沉淀反应是一种常用的生物化学技术,主要用于分离、富集和纯化特定抗原或抗体。
免疫沉淀反应基于抗体的专一性识别能力,通过抗原-抗体相互作用实现对特定分子的富集。
本文将介绍免疫沉淀反应的原理与应用,并探讨其在生物研究中的重要性。
原理免疫沉淀反应的核心原理是抗原与抗体之间的特异性相互作用。
当抗体与其特定抗原结合时,形成抗原-抗体复合物,该复合物可以通过离心、过滤或磁珠等手段进行沉淀。
抗原-抗体复合物的富集使得我们可以从复杂混合物中高效地分离目标分子。
应用1. 分离和富集目标分子免疫沉淀反应可用于有效地从复杂混合物中分离和富集目标分子。
例如,可以利用特异性抗体将特定蛋白质从混合细胞裂解液中富集,以进行进一步的分析和研究。
免疫沉淀反应在蛋白质组学、基因组学和病理学等领域具有广泛的应用。
2. 确定蛋白质-蛋白质相互作用免疫沉淀反应可以帮助研究人员确定蛋白质-蛋白质相互作用。
通过将一种蛋白质的抗体与该蛋白质结合,然后利用免疫沉淀反应富集蛋白质复合物,可以识别与目标蛋白质相互作用的其他蛋白质。
这种方法有助于理解蛋白质相互作用网络以及细胞内信号传导通路的调控机制。
3. 研究蛋白质的修饰和调控免疫沉淀反应可以用于研究蛋白质的修饰和调控。
例如,通过使用特异性抗体结合翻译后修饰的蛋白质,可以分离和富集特定的磷酸化、甲基化或乙酰化形式的蛋白质。
这种方法对于研究蛋白质的功能和调控具有重要意义。
4. 分析免疫沉淀产物免疫沉淀反应还可以用于对沉淀产物进行进一步的分析。
通过对沉淀物进行质谱、蛋白质测定、Western blot等分析方法,可以进一步鉴定和验证所富集的目标分子。
这有助于深入研究特定蛋白质的功能和特性。
5. 药物研发与治疗免疫沉淀反应在药物研发与治疗领域也有着重要的应用。
通过富集和分离蛋白质、抗体或细胞,可以研究和开发新药靶点,评估药物疗效,以及筛选潜在的治疗药物。
免疫沉淀反应在癌症、免疫疾病等研究中有着广泛的应用前景。
免疫共沉淀原理免疫共沉淀(immunoprecipitation,简称IP)原理是一种用于分离特定蛋白质与它们的相互作用伙伴的技术。
这种技术利用蛋白质之间的特定相互作用,将特定的蛋白质从在它的相互作用伙伴的底物中分离出来。
由于免疫共沉淀需要准确分离目标蛋白质,所以它是一种有效而精确的分离技术。
免疫共沉淀的原理是,利用特定的抗体来催化蛋白质的分离。
抗体是一种能够识别特定蛋白质的特定单体,可以在蛋白质分子上形成抗原抗体复合物。
因此,在免疫共沉淀过程中,抗体可以与集中在一起的目标蛋白质(抗原蛋白)结合形成抗原抗体复合物,并将其从溶液中分离出来。
免疫共沉淀的真正基础是抗体的特异性选择性结合,可以把特定的蛋白质分离出来,从而避免了消耗大量的时间和物资。
此外,IP可以有效地在低浓度下鉴定目标蛋白质,并在允许的条件下检测蛋白质的表达量和组织分布情况,以及它们是否受到外界因素的调控。
此外,通过免疫共沉淀,还可以研究蛋白质之间的交互作用。
在免疫共沉淀过程中,当抗体结合到蛋白质上时,可以促进目标蛋白质结合其他蛋白质的可能性。
这意味着可以很容易地利用免疫共沉淀分离出功能性相关联的复合蛋白,从而识别蛋白质之间的原子结构、相互作用以及可能的交互作用机制。
另外,免疫共沉淀在蛋白质组学研究中起着重要作用。
特别是比较新近发现的高通量蛋白质组学技术,如两步法免疫共沉淀(Co-IP),更可以有效地发现与特定蛋白质有关的相互作用伙伴,从而帮助研究人员深入探索蛋白质的功能。
总之,免疫共沉淀是一种用于分离特定蛋白质与它们的相互作用伙伴的技术,它可以有效地发现蛋白质之间的功能性相互作用,为我们深入了解蛋白质的功能及机制提供重要参考。
免疫共沉淀原理及实验方法免疫共沉淀是一种通过使用抗体分子来使特定蛋白质复合物沉淀下来的方法。
在这个过程中,抗体与蛋白质复合物结合,形成抗原-抗体共沉淀复合物。
这种方法可以用于研究蛋白质间的相互作用、检测特定蛋白质的存在以及分离蛋白质复合物等。
1.细胞裂解:将目标细胞或组织加入裂解缓冲液中,破坏细胞膜,使蛋白质释放到溶液中。
2.抗体结合:将特异性抗体加入裂解液中,与目标蛋白质结合。
3.免疫沉淀:将抗原-抗体复合物与免疫沉淀剂(如蛋白A/G琼脂糖或蛋白A/G磁珠)结合,形成免疫复合物。
4.洗涤:通过多次洗涤步骤去除非特异性结合物质,以提高免疫复合物的纯度。
5.去除抗原-抗体结合:使用酸性溶液或高盐浓度缓冲液等方式解离免疫复合物,分离出目标蛋白质。
6. 分析:通过Western blot、免疫印迹、质谱等手段对分离出的蛋白质进行分析。
免疫共沉淀的原理是利用抗体与特定目标蛋白质的结合来将其沉淀下来。
抗体通常是由动物制备得到的,可以选择单克隆抗体或多克隆抗体。
在实验中,抗体可以特异性地结合到目标蛋白质的表位上,形成稳定的免疫复合物。
随后,通过与免疫沉淀剂结合,可以使免疫复合物沉淀下来。
免疫共沉淀这种实验方法在生物医学研究中具有广泛的应用,例如检测蛋白质间的相互作用、鉴定细胞中的蛋白质复合物、研究信号转导通路等。
通过免疫共沉淀可以揭示蛋白质的功能和相互作用网络,深入理解生物学过程中蛋白质的功能和调控机制。
然而,免疫共沉淀实验也存在一些局限性。
首先,抗体需具有高度的特异性和亲合力,以保证免疫复合物的选择性。
其次,免疫共沉淀依赖于抗体与目标蛋白质的免疫反应,在一些情况下可能出现低表达的蛋白质无法被充分沉淀的问题。
此外,非特异性结合和高背景信号也会影响实验结果的准确性。
综上所述,免疫共沉淀是一种基于抗体-抗原相互作用原理的实验方法,可用于研究蛋白质间的相互作用和分离特定蛋白质复合物等。
这种方法广泛应用于生物医学研究领域,对于揭示蛋白质功能和调控机制具有重要意义。
免疫沉淀技术的原理和抗体选择随着生物技术的发展,蛋白质与基因之间的互作逐渐成为科研人员的关注热点,染色免疫沉淀技术由此而生,并被应用到各个科研领域当中。
本文聚焦染色质免疫沉淀技术的原理、应用和抗体选择等问题,让您对其有更全面的了解和认识。
随着人类基因组测序工作的基本完成,功能基因组学的研究逐渐成为研究的热点。
而基因表达的调控又是功能基因组学的一个重要研究领域。
研究某个蛋白因子的调控功能,可以通过对蛋白活性(激活或抑制其活性),蛋白数量(过表达Overexpression或基因缺陷型Knockout), 以及蛋白功能(功能缺陷型蛋白Dominant-negative mutation)的控制,影响下游基因的表达,而下游基因的变化又可以通过基因芯片(cDNA Microarray),抑制消减杂交(Suppression Subtractive Hybridization),差异显示RT-PCR等方法进行研究。
然而这些方法都无法提供证据证明这些变化是受某个蛋白因子直接调节的,还是间接的其他变化导致的结果。
所以,要想提供蛋白因子直接调控的证据,就要直接检测蛋白质-DNA的相互作用。
传统的方法包括转录因子结合实验(Transcription Factor Assay),电泳迁移率变动分析(electrophoretic mobility shift assay),DNase I 足印法(DNase I footprinting),酵母单杂交系统等。
但这些方法都有一定的局限性,不能充分反映生理情况下DNA与蛋白相互作用的真实情况,而且很难捕捉到在染色质水平上基因表达调控的动态瞬时事件。
染色质免疫沉淀技术(Chromatin Immunoprecipitation,简称ChIP)是研究体内蛋白质与DNA相互作用的一种技术。
它利用抗原抗体反应的特异性,可以真实地反映体内蛋白因子与基因组DNA结合的状况。
特别是近年来由于该技术不断的发展和完善,其应用范围已经从研究目的蛋白与已知靶序列间的相互作用,发展到研究目的蛋白与整个基因组的未知序列的相互作用;从研究一个目的蛋白与DNA的相互作用,发展到研究两个蛋白与DNA共同结合的相互作用;从研究启动子区域的组蛋白的修饰,发展到研究结合在DNA序列上的蛋白复合物。
随着对基因功能研究的不断深入,这项技术正越来越多的被应用于科研的各个领域。
ChIP技术的原理染色质免疫沉淀技术的原理是:在生理状态下把细胞内的DNA与蛋白质交联在一起,通过超声或酶处理将染色质切为小片段后,利用抗原抗体的特异性识别反应,将与目的蛋白相结合的DNA片段沉淀下来。
染色质免疫沉淀技术一般包括细胞固定,染色质断裂,染色质免疫沉淀,交联反应的逆转,DNA的纯化,以及DNA的鉴定。
因为ChIP实验涉及的步骤多,结果的重复性较低,所以对ChIP实验过程的每一步都应设计相应的对照,而且对结果的分析也需要有一定的经验。
对于刚刚开始使用ChIP技术的研究人员来说,使用成熟的商品化试剂盒和相关的技术服务会达到事半功倍的效果,比如millipore.html'target='_blank'>Millipore公司的EZ-ChIP试剂盒就是专门为初学者设计的入门产品。
下面我们就最基本的实验步骤,实验中的小技巧以及需要注意的问题简单介绍一下。
1. 细胞固定甲醛能有效的使蛋白质-蛋白质,蛋白质-DNA,蛋白质-RNA交联,形成生物复合体,防止细胞内组分的重新分布。
甲醛的交联反应是完全可逆的,便于在后续步骤中对DNA和蛋白质进行分析。
交联所用的甲醛终浓度为1%,交联时间通常为5分钟到1个小时,具体时间根据实验而定。
值得注意的是,交联时间如果过长,细胞染色质难以用超声波破碎,影响ChIP结果,而且实验材料也容易在离心过程中丢失。
交联时间如果过短,则交联不完全,产生假阴性。
甲醛的交联反应可被加入的甘氨酸终止。
2. 染色质断裂交联后的染色质可被超声波或Micrococcal Nuclease切成400~600 bp的片段(用琼脂糖凝胶电泳检测),以便暴露目标蛋白,利于抗体识别。
超声波是使用机械力断裂染色质,容易引起升温或产生泡沫,这都会引起蛋白质变性,进而影响ChIP的效率。
所以在超声波断裂染色质时,要在冰上进行,且要设计时断时续的超声程序,保证低温。
另外,超声探头要尽量深入管中,但不接触管底或侧壁,以免产生泡沫。
总超声时间也不要太长,以免蛋白降解。
Micrococcal Nuclease 可以将染色质切成一到几个核小体,比超声波处理的结果更精致,更均一(图1)。
另外,酶反应的条件比较温和,对DNA和DNA-蛋白复合物的损伤较小,而且蛋白不易变性。
酶处理染色质适用于新鲜的细胞或组织样品和冰冻样品。
在研究组蛋白时,经常采用的研究方法。
因为N-ChIP没经过甲醛固定,超声波处理会打断组蛋白和DNA的结合,所以只能选择酶处理染色质的方法。
对于甲醛固定的样品,一般选择超声波处理方法。
也有研究人员使用酶处理的方法研究甲醛固定较温和的样品。
Millipore公司有商品化的Micrococcal Nuclease处理的ChIP试剂盒(EZ-Enzyme)提供。
染色质免疫沉淀中的对照与抗体选择Input对照:在进行免疫沉淀前,需要取一部分断裂后的染色质做Input对照。
Input是断裂后的基因组DNA,需要与沉淀后的样品DNA一起经过逆转交联,DNA纯化,以及最后的PCR或其他方法检测。
Input对照不仅可以验证染色质断裂的效果,还可以根据Input中的靶序列的含量以及染色质沉淀中的靶序列的含量,按照取样比例换算出ChIP的效率,所以Input对照是ChIP实验必不可少的步骤。
Beads选择:接下来,利用目的蛋白质的特异抗体通过抗原-抗体反应形成DNA-蛋白质-抗体复合物,然后使用Agarose beads或Magna beads沉淀此复合物,特异性地富集与目的蛋白结合的DNA片段。
再经过多次洗涤,除去非特异结合的染色质后,用SDS+NaHCO3洗脱免疫沉淀复合物。
Magna beads是近年来出现的一种新型beads,它使用方便,不像Agarose beads那样容易破裂,所以在操作过程中更简单,而且免去了离心的步骤,节省不少时间。
抗体选择:染色质免疫沉淀所选择的目的蛋白的抗体是ChIP实验成功的关键。
因为在蛋白质与染色质交联结合时,抗体的抗原表位可能因为与结合位点的距离太近,不能被抗体识别,所以不能有效地在体内形成免疫沉淀复合物,直接影响ChIP的结果。
所以不是所有的抗体都能做ChIP实验的,只有经过ChIP实验验证后的抗体才能确保实验结果的可靠性。
阳性与阴性对照:在做ChIP实验时,一定要做好实验对照,因为没有对照,很难对实验结果的可靠性进行评估。
阳性抗体和阴性抗体对照是最基本的实验对照。
阳性抗体通常选择与已知序列相结合的比较保守的蛋白的抗体,常用的包括组蛋白抗体或RNA Polymerase II抗体等。
阴性抗体通常选择目的蛋白抗体宿主的IgG或血清。
目的蛋白抗体的结果与阳性抗体和阴性抗体的结果相比较,才能得出正确结论。
另外,还应考虑目的蛋白抗体与DNA的非特异性结合的可能,所以通常还会选择一对阴性引物,即目的蛋白肯定不会结合的DNA序列,作为该抗体的阴性对照。
最佳的阴性对照引物是在靶序列上游的一段与目的蛋白肯定不能结合的序列。
如果目的蛋白没有商品化的适用于染色质免疫沉淀实验的抗体,只有其他用途的抗体时,可以先做蛋白质免疫沉淀(Immunoprecipitation)检测。
如果抗体可以成功的沉淀蛋白,再进行染色质免疫沉淀实验的检测。
交联反应的逆转和DNA的纯化用不含DNase的RNase和Proteinase K,65oC保温6小时逆转交联,经DNA纯化柱回收DNA或用酚氯仿抽提、乙醇沉淀纯化DNA。
DNA纯化柱纯化DNA的质量高,有利于下一步PCR等方法的检测。
因为甲醛不仅交联DNA-蛋白质,还交联蛋白质-蛋白质,所以还可以对DNA序列上的蛋白质复合物进行分析。
在逆转交联时不使用Proteinase K,然后用丙酮回收有机相中的蛋白质,进行分析。
DNA的鉴定最常用的DNA的鉴定方法是半定量PCR和Real-time PCR。
由于启动子区域的序列具有多样性的特点,所以不同的细胞系或不同的动物品系的同一基因的启动子序列有可能不同。
而且启动子区域多富含CG的序列,其PCR条件可能需要相应调整。
有条件可设计不止一对引物来反复验证ChIP实验的结果(图2)。
ChIP技术的应用染色质免疫沉淀的DNA适用于多种分析方法。
如果目的蛋白的靶序列是已知的或需要验证的,可采用狭缝杂交(Slot blot)的方法,把靶序列特异性探针与染色质免疫沉淀的DNA杂交,来验证目的蛋白与DNA靶序列的特异性结合。
还可以根据靶序列设计引物,用半定量PCR的方法进行测定,或采用Real-time PCR方法进行定量分析。
如果目的蛋白的靶序列是未知的或高通量的(high-throughput),可采用Southern杂交。
但因为免疫沉淀的DNA量较少,所以在研究时通常要用PCR方法扩增DNA探针,再进行整个基因组扫描。
还可以把沉淀的DNA克隆到载体中,进行测序,寻找该序列附近的开放阅读框,发现新的基因调节序列。
目前,随着人类基因组测序工作的基本完成,研究目的蛋白和整个基因组的相互作用逐渐成为研究的热点。
由于基因组中的信息量非常大,上述常规方法通常无法满足科研的需要。
近年来发展起来的ChIP-chip技术将基因组DNA芯片(chip)技术与染色质免疫沉淀技术(ChIP)相结合,为研究目的蛋白与整个基因组相互作用提供了可能。
ChIP-chip 技术通过标记染色质免疫沉淀富集的DNA片段,和另一个被标记不同探针的对照组样品一起,与DNA芯片杂交,再利用各种生物信息学方法对收集到的信号进行分析,具体的实验步骤请参考Dr. Richard Young在Nature Protocols上的文章。
ChIP-chip技术已经被广泛应用于研究转录因子在整个基因组中的信号网络染色质修饰机制在基因组中的调控,DNA的复制,修复以及修饰,基因的转录与核运输等诸多方面。
染色质免疫沉淀技术还可用于分析两种蛋白共同结合的DNA序列,即ChIPreChIP 方法。
ChIPreChIP是在第一次ChIP的基础上不解交联,而继续进行另一个目的蛋白的免疫沉淀,从而得到与两种目的蛋白都结合的DNA序列。
值得注意的是,因为通过两次免疫沉淀富集的DNA量比较少,所以在分析时通常要把多次免疫沉淀的DNA浓缩后再进行操作。
近年来ChIP技术也被用于研究RNA-蛋白的相互作用,其原理与DNA类似,也包括甲醛固定,超声波破细胞,免疫沉淀,交联逆转,RNA纯化和RNA鉴定等步骤。