ChIP är en kraftfull teknik som används för att studera kopplingen mellan specifika proteiner, eller deras modifierade isoformer, och definierade genomiska regioner. Det är en snabbt växande forskningsteknik som vanligen används för att kartlägga DNA-proteininteraktioner i celler som är avgörande för korrekt genreglering. De kan till exempel användas för att avgöra om proteiner som transkriptionsfaktorer och modifierade histoner binder till en viss DNA-region i levande celler eller vävnader.
Kartläggning av protein-DNA-interaktioner över hela genomet är nödvändig för en fullständig förståelse av genreglering. En detaljerad kartläggning av epigenetiska markeringar och bindning av transkriptionsfaktorer är nödvändig för att kunna härleda de regleringsnätverk som ligger till grund för genuttrycket i en rad olika biologiska system. Det mest använda verktyget för att undersöka dessa interaktioner är ChIP följt av massivt parallell sekvensering (ChIP-seq)
Hur fungerar ChIP-seq?
ChIP-seq börjar med en traditionell ChIP-analys som innefattar cellfixering (tvärbindning), kromatinskärmning, immunutfällning (IP), omvänd tvärbindning och DNA-rensning. Levande celler fixeras med ett reversibelt tvärbindningsmedel för att bibehålla protein-DNA-interaktioner på deras naturliga platser innan de lyseras för att frigöra kromatinet för klippning. Efter tvärbindning klippas kromatinet till ett specifikt storleksintervall (100-500 bp) för optimala IP och ChIP-seq-resultat. Antingen sonikation eller enzymatisk klippning kan användas för att uppnå fragmentstorlekar mellan 100-500 bp. Kromatinet immunutfälls sedan med hjälp av en antikropp av intresse och isoleras.
ChIP kommer att producera ett bibliotek av mål-DNA-platser som var i direkt fysisk kontakt med regleringsmekanismer in vivo. Oligonukleotidadaptrar läggs sedan till de DNA-fragment som var bundna till det aktuella proteinet för att möjliggöra massivt parallell sekvensering. Efter storleksval sekvenseras alla ChIP-dna-fragmenten samtidigt, vilket gör det möjligt att med hög upplösning söka efter associationer över hela genomet. Genom att kartlägga de sekvenserade fragmenten till databaser med sekvenser för hela genomet kan DNA-interaktionsmönstret för varje TF eller epigenetisk modifiering analyseras snabbt och effektivt.
ChIP-seq har möjliggjorts genom tekniska framsteg som gör det möjligt för oss att kartlägga hela genomer och fastställa proteiners exakta bindningsställen genom att kombinera ChIP-analysen med nästa generations sekvenseringsplattformar. Genom att fastställa en specifik gensekvens som ett protein binder till med hjälp av ChIP-seq kan epigenetiska forskare göra framsteg i sina studier av protein-DNA-interaktion och få värdefulla insikter om sjukdomsutveckling.