特定細胞類型標記的細胞核分離

從大量的植物或動物組織中分離出特異性的細胞類型是費力和棘手的。為了研究表觀遺傳學上的改變和在不同細胞系中不同表達的基因，如癌細胞與正常細胞，或者擬南芥中兩種類型的表皮細胞(epidermal cell)，人們通常必須采用激光捕獲顯微切割(laser capture microdissection, LCM)或者熒光激活細胞分類(fluorescence-activated cell sorting, FACS)方法。LCM使用激光和顯微鏡來直接從組織中輕快地挑出單個細胞到容器里。這就像是在玩挑圓片游戲一樣，但是每次實驗需要挑出上千個單獨細胞，因而這是件非常煩惱的事。與FCAS一樣，LCM也需要昂貴的設備。

來自Fred Hutchinson癌癥研究中心的Roger Deal和Steven Henikoff已經開發了一種便宜且又簡單的方法，即特定細胞類型標記的細胞核分離(isolation of nuclei tagged in specific cell types, INTACT)。該方法基于標準的基因技術，并采用已知的生物學中最強的非共價結合反應---一種復合維生素B，生物素(biotin)，結合到細菌蛋白鏈霉親和素(streptavidin)。這種分離方法不需要特殊的培訓，僅使用常用的實驗室設備---數個移液管、一個磁體以及鏈霉親和素包被的磁珠。Deal現在正計劃使用這種技術研究多種植物組織中的細胞分化。

INTACT該方法具體流程如下(見下圖)：

①研究人員插入表達一種融合蛋白NTF的基因，該融合蛋白包括一種結合到細胞核被膜上的蛋白，用于可視性觀察的綠色熒光蛋白GFP，和一種結合到生物素上的蛋白BLRP。他們還加入一種表達連接酶BirA的基因，該連接酶催化生物素結合到BLRP上。

②NTF還要附加在細胞類型特異性的啟動子后面，這樣當植物幼苗(seedling)生長時，插入的基因只在期望的細胞類型中表達---這里為根毛細胞。BirA在所有細胞中表達，但只催化生物素結合到帶有NTF標記的細胞核表面上的BLRP。

③將植物組織全部搗碎；將所有的細胞核提取出來，并與鏈霉親和素包被的磁珠混合在一起，其中鏈霉親和素包被的磁珠將牢牢地結合生物素。再將細胞核-磁珠懸浮液灌注入一根簡單的柱子(1ml移液管尖端的軸)。磁珠將會通過環繞在移液管尖端的磁體的磁性作用而保留下來。

④只有細胞核是來自植物組織中表達NTF的細胞類型時，它們因而才會被生物素標記，將結合到鏈霉親和素包被的磁珠上。來自其他細胞類型的細胞核將會被直接沖洗走，這樣就能夠捕獲特定細胞類型純化的遺傳物質。

 參考文獻：

Roger B. Deal et al., "A Simple Method for Gene Expression and Chromatin Profiling of Individual Cell Types within a Tissue",Developmental Cell, Volume 18, Issue 6, 1030-1040, 15 June 2010, DOI:10.1016/j.devcel.2010.05.013.