Chromatin-Immunpräzipitation

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Die Chromatin-Immunpräzipitation (ChIP) ist eine biochemische Methode zur Bestimmung von Protein-DNA-Interaktionen.[1] DNA-Protein-Interaktionen kommen bei Bindungssequenzen für Transkriptionsfaktoren, Promotoren, Enhancer, Repressoren, Silencer, Isolatoren sowie bei Bindungssequenzen für die DNA-Replikation vor.[2]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Ziel der Methode ist es, festzustellen, ob bestimmte Proteine (meist Transkriptionsfaktoren) bestimmte Teile des Chromatins lebendiger Zellen oder Geweben binden. Da das Verfahren in vivo arbeitet, unterscheidet es sich von anderen Verfahren, die das gleiche Ziel verfolgen, wie z. B. das DNase Footprinting Assay.

Das Grundprinzip der Chromatin-Immunpräzipitation beruht darauf, die zu einem Zeitpunkt bestehenden Protein-DNA-Bindungen durch Fixierung mit Formaldehyd festzuhalten. Anschließend werden die Zellen zerstört und das Chromatin mittels Ultraschall in Stücke von einigen hundert Basenpaaren Länge zertrümmert. Jene DNA-Stücke, die das gewünschte Protein gebunden haben, werden mit einem für das Protein spezifischem Antikörper immunopräzipiert (isoliert). Die isolierten DNA-Protein-Komplexe werden gelöst. Die Identität der jeweiligen DNA-Stücke kann auf verschiedene Weise geklärt werden: Hat man eine Hypothese über den wahrscheinlichen Bindungsort im Genom, kann man eine PCR unter Verwendung von Primern, die spezifisch für die vermutete DNA-Region sind, durchführen. Ist man hingegen am Aufspüren aller Bindungsstellen des Proteins im gesamten Genom interessiert, kann ein DNA-Microarray verwendet werden. In diesem Fall spricht man auch von einem ChIP-on-Chip-Experiment.

Das Hauptproblem der Chromatin-Immunopräzipitation ist es, hochspezifische Antikörper für die untersuchten Proteine zu finden. Eine Möglichkeit besteht darin, das gewünschte Protein mit einem Epitop zu verschmelzen, das von verfügbaren Antikörpern erkannt wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Verschmelzung mit einer Aminosäurenkette, die von bestimmten Enzymen erkannt werden, welche bestimmte Seitenketten des Proteins mit Biotin oder einem anderen Protein-Tag anreichern. Die Isolation der DNA-Protein-Komplexe wird dadurch ermöglicht, dass das Biotin wiederum äußerst spezifisch mit extrem hoher Affinität das Protein Streptavidin bindet.

Literatur[Bearbeiten]

  • V. Orlando, Mapping chromosomal proteins in vivo by formaldehyde-crosslinked-chromatin immunoprecipitation., Trends Biochem Sci. 2000, 25(3) pp. 99–104.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. V. Orlando, R. Paro: Mapping Polycomb-repressed domains in the bithorax complex using in vivo formaldehyde cross-linked chromatin. In: Cell (1993), Band 75, Ausgabe 6, S. 1187–1198. PMID 7903220.
  2. M. J. Buck, J. D. Lieb: ChIP-chip: considerations for the design, analysis, and application of genome-wide chromatin immunoprecipitation experiments. In: Genomics (2004), Band 83, Ausgabe 3, S. 349–360. PMID 14986705.
 Commons: Chromatin immunoprecipitation – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien