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DNA-蛋白質(zhì)互作研究解決方案(上)

2023-10-10  閱讀(260)

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DNA-蛋白質(zhì)互作研究解決方案(上)

 


基因的表達調(diào)控影響生物體的功能變化。其分為轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控、翻譯水平調(diào)控以及翻譯后水平調(diào)控。而基因的表達調(diào)控受多方面的影響,其中一種就是DNA-蛋白質(zhì)互作的影響??茖W家們發(fā)現(xiàn),DNA不僅可以編碼蛋白質(zhì),還可以和蛋白質(zhì)結(jié)合,調(diào)節(jié)基因活性,同時通過影響RNA轉(zhuǎn)錄來影響基因的表達;此外,DNA還可以作為各種化學修飾物的底物,對基因的沉默發(fā)揮一定的作用。蛋白質(zhì)-DNA互作參與了很多體內(nèi)的生物學過程,弄清DNA-蛋白質(zhì)相互作用的機制,對于我們了解DNA轉(zhuǎn)錄調(diào)控和基因表達機制,揭示各種生命活動現(xiàn)象具有極其重要的指導作用。
 
DNA-蛋白質(zhì)互作研究中,根據(jù)已知什么、未知什么,分為未知DNA與未知蛋白質(zhì)互作研究、已知蛋白質(zhì)與未知DNA互作研究和已知DNA序列與未知蛋白質(zhì)互作研究。
 
下面我們來一一揭曉。

 

01
未知DNA與未知蛋白質(zhì)研究

研究DNA與蛋白質(zhì)互作時,通常需要有目標DNA或者目標蛋白質(zhì)。如果研究時,只有處理材料,需要找尋處理材料中影響材料表型變化的調(diào)控因子,可以進行ATAC-seq實驗。

 

 
技術介紹
 
 
ATAC-seq全稱Assay for Transposase Accessible Chromatin with high-throughput sequencing,即利用轉(zhuǎn)座酶研究染色質(zhì)可進入性的高通量測序技術。主要是對生物樣本進行提核處理,之后利用Tn5轉(zhuǎn)座酶入核,對染色質(zhì)進行空間構象切割,將染色質(zhì)的開放區(qū)域DNA切割后富集純化,最后對獲得的DNA進行建庫測序并分析預測開放區(qū)域中的轉(zhuǎn)錄因子及其結(jié)合的DNA序列(motif)。

 

 
實驗步驟
 
 

 

 
性能展示
 
 

圖.100-10w細胞投入量ATAC結(jié)果

 

細胞投入量從100個到10萬個,均能得到建庫結(jié)果,且結(jié)果的擬合度較高。

 

 
產(chǎn)品推薦
 
 

 

產(chǎn)品名稱

貨號

規(guī)格

Hieff NGS®

 ATAC-Seq Library Prep Kit for Illumina®  

ATAC建庫試劑盒

12208ES12/48

12 T/ 48 T

Hieff NGS® Tagment Index Kit for Illumina®

Tn5測序接頭

12416ES24/96

48 T/ 192 T

 

02
已知蛋白質(zhì),研究與未知DNA互作

已知材料中研究蛋白質(zhì),需要探究該目的蛋白質(zhì)靶向的DNA結(jié)合區(qū)域,可以使用ChIP-seq、CUT&Tag、DAP-seq、CUT&RUN進行研究得到結(jié)合的DNA序列后,再利用EMSA、雙熒光素酶報告基因、酵母單雜交實驗、DNase I足跡試驗等。若是研究時,發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)共調(diào)控的區(qū)域,還需要進行CoIP或者GST pull down實驗進行驗證。

 

ChIP-seq、CUT&Tag、DAP-seq、CUT&RUN介紹

 
技術介紹
 
 
 
01

ChIP

ChIP是研究DNA與蛋白互作的傳統(tǒng)經(jīng)典方法,需要將樣本進行甲醛交聯(lián)后再用超聲設備進行片段化處理,之后利用特異性抗體進行靶向富集,將富集得到的DNA進行建庫測序分析即得到靶向蛋白質(zhì)互作的DNA信息。

 
02
CUT&Tag

CUT&Tag是研究DNA與蛋白互作的新型技術,利用轉(zhuǎn)座酶對抗體靶向區(qū)域進行切割,將切割得到的DNA序列可以一步擴增得到DNA文庫。相對于ChIP-seq實驗,CUT&tag具有可重復性強、背景噪音低、起始量要求低等優(yōu)點。

 
03
Multi-CUT&Tag

Multi-CUT&Tag是利用新興的納米抗體偶聯(lián)Tn5(Nanobody-Tn5),利用納米抗體識別一抗,使得Tn5被納米抗體靶向到特定位置發(fā)揮靶向切割,將切割得到的DNA序列進一步擴增得到DNA文庫。相對于傳統(tǒng)CUT&Tag技術,Multi-CUT&Tag可以實現(xiàn)一份樣本,同時研究兩種靶標,節(jié)約樣本和時間,實驗無需二抗,減少實驗流程。

 
04
CUT&RUN

CUT&RUN是研究DNA與蛋白質(zhì)互作的新型技術,利用Mnase酶對染色質(zhì)開放區(qū)域進行切割,之后將切割得到的DNA進行建庫以獲得靶向蛋白質(zhì)互作的DNA信息。

 
05
DAP-seq

DAP-seq是研究DNA與蛋白互作的技術,它屬于體外ChIP-seq,主要針對一些非模式物種構建轉(zhuǎn)基因體系或者過表達實驗不容易操作的樣本,本實驗的優(yōu)點是無需購買抗體即可實驗。

 

CUT&Tag

Multi-CUT&Tag

ChIP-seq

CUT&RUN

DAP-seq

胞內(nèi)反應

胞內(nèi)反應

*胞內(nèi)反應

胞內(nèi)反應

胞外反應

收集細胞,無需特殊處理

收集細胞,無需特殊處理

甲醛交聯(lián)

收集細胞,無需特殊處理

提取樣本DNA進行片段化和接頭連接

ConA磁珠與細胞孵育

ConA磁珠與細胞孵育

細胞破碎裂解,超聲打斷gDNA

ConA磁珠與細胞孵育


一抗二抗結(jié)合目的蛋白

兩種抗體同時孵育并靶向(無需二抗)

一抗結(jié)合目的蛋白

一抗二抗結(jié)合目的蛋白

麥胚乳蛋白表達系統(tǒng)表達蛋白并在在體外與DNA進行共孵育

轉(zhuǎn)座酶復合體結(jié)合二抗,激活反應

轉(zhuǎn)座酶結(jié)合、激活反應

免疫沉淀

MNase酶復合體結(jié)合二抗,激活反應


磁珠回收DNA片段

磁珠回收DNA片段

洗脫,解交聯(lián),獲得DNA片段

純化獲得DNA片段

洗脫并純化獲得DNA片段

一步法PCR擴增文庫

一步法PCR擴增文庫

多步反應:修復加A,加接頭,PCR擴增

多步反應:修復加A,加接頭,PCR擴增

多步反應:修復加A,加接頭,PCR擴增

產(chǎn)物純化,上機測序

產(chǎn)物純化,上機測序

產(chǎn)物純化,上機測序

產(chǎn)物純化,上機測序

產(chǎn)物純化,上機測序

總時長:7.5 hour

總時長:6 hour

總時長:3-5 Day

總時長:1-2 Day

總時長:1-2 Day

 

 
實驗步驟
 
 

 

 
性能展示
 
 

圖.不同組蛋白修飾的CUT&Tag及Multi-CUT&Tag實驗結(jié)果


Multi-CUT&Tag可以實現(xiàn)一份樣本,兩種不同組蛋白修飾的研究。組蛋白修飾同時研究的數(shù)據(jù)拆分后的結(jié)果與常規(guī)單靶標研究結(jié)果一致。

 

03
產(chǎn)品推薦

 

產(chǎn)品名稱

貨號

規(guī)格

Hieff NGS® G-Type In-Situ DNA Binding Profiling Library Prep Kit for Illumina®
CUT&Tag建庫試劑盒(pA/G-Tn5款)

12598ES12/48

12 T/ 48 T

Hieff NGS® Multi-CUT&Tag Library Prep Kit for Illumina®Multi-CUT&Tag試劑盒(Nanobody-Tn5款)

12592ES12/48

12 T/ 48 T

Hieff NGS® Tagment Index Kit for Illumina®

Tn5測序接頭

12416ES24/96

48 T/ 192 T

Hieff NGS® OnePot Pro DNA Library Prep Kit V2
CUT&RUN或者ChIP-seq后續(xù)DNA建庫

12195ES24/96

24 T/ 96 T

Hieff NGS® 384 CDI Primer for Illumina®

12413ES02

96×2T

 

欲知后續(xù)內(nèi)容,請待下周揭曉……



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