The development of universal, broadly applicable methods for histone extraction from animal cells and tissues has unlocked the ability to compare these epigenetic-influencing proteins across tissue types, healthy and diseased states, and cancerous versus normal cells. However, for plants and algae, a quick and easily implemented histone extraction method has yet to be developed. In this paper, we report an optimized method that provides a unified approach to extract histones for the green microalgal species Chlamydomonas reinhardtii and Scenedesmus dimorphus as well as for corn leaf tissue. Histone extraction methods include treatment with high salt concentrations and acidification. Preparations of nuclei and whole histone proteins can be completed in about 7 hours (about 3.5 hours each) and can be performed on separate occasions. To examine the efficiency of the methods provided, we performed both qualitative and quantitative analysis of salt and acid-extracted whole histone proteins (SAEWH) via SDS-PAGE gel electrophoresis and intact protein mass spectrometry. SDS-PAGE analysis indicated that histone yields decrease when cell walls remain intact relative to cell-wall-less mutants. Using top-down mass spectrometry (TDMS) for intact protein analysis, we confirmed the presence of H4K79me1 in multiple algal species; however, this unique modification was not identified in corn leaf tissue. TDMS measurements of SAEWH extracts also revealed that artifactual oxidation inherent in the histone extraction process does not increase with exposure to light.

中文翻译：

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从绿色微藻莱茵衣藻和其他光合生物中快速简便地制备组蛋白

从动物细胞和组织中提取组蛋白的通用、广泛适用的方法的发展开启了比较这些表观遗传影响蛋白的组织类型、健康和疾病状态以及癌细胞与正常细胞的能力。然而，对于植物和藻类，尚未开发出一种快速且易于实施的组蛋白提取方法。在本文中，我们报告了一种优化的方法，该方法提供了一种统一的方法来提取绿色微藻物种莱茵衣藻和二形栅藻以及玉米叶组织的组蛋白。组蛋白提取方法包括用高盐浓度和酸化处理。细胞核和全组蛋白的制备可在约 7 小时（每次约 3.5 小时）内完成，并可在不同场合进行。为了检查所提供方法的效率，我们通过 SDS-PAGE 凝胶电泳和完整蛋白质质谱法对盐和酸提取的全组蛋白 (SAEWH) 进行了定性和定量分析。SDS-PAGE 分析表明，相对于无细胞壁突变体，当细胞壁保持完整时，组蛋白产量会降低。使用自上而下质谱 (TDMS) 进行完整蛋白质分析，我们证实了多种藻类中存在 H4K79me1；然而，在玉米叶组织中没有发现这种独特的修饰。SAEWH 提取物的 TDMS 测量还表明，组蛋白提取过程中固有的人为氧化不会随着暴露在光线下而增加。我们通过 SDS-PAGE 凝胶电泳和完整蛋白质质谱法对盐和酸提取的全组蛋白 (SAEWH) 进行了定性和定量分析。SDS-PAGE 分析表明，相对于无细胞壁突变体，当细胞壁保持完整时，组蛋白产量会降低。使用自上而下质谱 (TDMS) 进行完整蛋白质分析，我们证实了多种藻类中存在 H4K79me1；然而，在玉米叶组织中没有发现这种独特的修饰。SAEWH 提取物的 TDMS 测量还表明，组蛋白提取过程中固有的人为氧化不会随着暴露在光线下而增加。我们通过 SDS-PAGE 凝胶电泳和完整蛋白质质谱法对盐和酸提取的全组蛋白 (SAEWH) 进行了定性和定量分析。SDS-PAGE 分析表明，相对于无细胞壁突变体，当细胞壁保持完整时，组蛋白产量会降低。使用自上而下质谱 (TDMS) 进行完整蛋白质分析，我们证实了多种藻类中存在 H4K79me1；然而，在玉米叶组织中没有发现这种独特的修饰。SAEWH 提取物的 TDMS 测量还表明，组蛋白提取过程中固有的人为氧化不会随着暴露在光线下而增加。SDS-PAGE 分析表明，相对于无细胞壁突变体，当细胞壁保持完整时，组蛋白产量会降低。使用自上而下质谱 (TDMS) 进行完整蛋白质分析，我们证实了多种藻类中存在 H4K79me1；然而，在玉米叶组织中没有发现这种独特的修饰。SAEWH 提取物的 TDMS 测量还表明，组蛋白提取过程中固有的人为氧化不会随着暴露在光线下而增加。SDS-PAGE 分析表明，相对于无细胞壁突变体，当细胞壁保持完整时，组蛋白产量会降低。使用自上而下质谱 (TDMS) 进行完整蛋白质分析，我们证实了多种藻类中存在 H4K79me1；然而，在玉米叶组织中没有发现这种独特的修饰。SAEWH 提取物的 TDMS 测量还表明，组蛋白提取过程中固有的人为氧化不会随着暴露在光线下而增加。