선물이 nucleosome 밀도 칩 seq 분석 프레임 워크를 통합 하는 micrococcal nuclease (MNase) 접근에 대 한 적합 한 시퀀스 데이터 집합의 세대에 대 한 (칩 seq) 방법론을 시퀀싱 수정된 네이티브 chromatin immunoprecipitation 히스톤 수정 측량와.
선물이 시퀀싱 (칩 seq) 실험 프로토콜 호환 가우스 혼합물 배급 기반 분석 방법론 (nucleosome 밀도 칩 seq; ndChIP-seq)의 생성을 가능 하 게 수정 된 네이티브 chromatin immunoprecipitation 히스톤 수정 게놈 넓은 micrococcal nuclease (MNase) 접근의 결합 된 측량. Nucleosome 위치 및 로컬 밀도, 그리고 그들의 히스톤 subunits posttranslational 수정 로컬 전송 상태를 조절 하는 콘서트에서 행동. NdChIP-seq에 의해 생성 된 히스톤 수정 nucleosome 접근의 조합 측정 이러한 기능의 동시 심문 수 있습니다. NdChIP-seq 방법론 1 차 셀 기반된 칩 seq 프로토콜 cross-linking에 액세스할 수의 작은 숫자에 적용 됩니다. 함께 찍은, ndChIP-seq 드문 1 차 셀 인구 내에서 RNA 전사 조절 공유 메커니즘에 새로운 통찰력을 얻기 위해 로컬 nucleosome 밀도와 히스톤 수정 조합에서의 측정을 수 있습니다.
진 핵 게놈 DNA1,2의 146의 기본적인 쌍에 의해 circumscribed 4 개의 히스톤 단백질 (예를 들어, H2A, H2B, H3, H4)의 두 개의 복사본으로 구성 하는 nucleosome 구조 반복을 통해 chromatin에 패키지 됩니다. Chromatin 개장 단지 유전자 발기인 경계 내 nucleosome 위치 제어 및 유전자 발현의 규칙에 참여 하는 전사 인자와 RNA 중 합 효소 기계3, DNA의 액세스 가능성을 변경 하 여 4.
nucleosome 내 히스톤의 아미노 맨끝 꼬리 acetylation, 메 틸 화, 인 산화, ubiquitylation, sumoylation, formylation, 및 특정 아미노산5 의 hydroxylation를 포함 하 여 다양 한 화학식 수정 대상이 되는 , 6 , 7 , 8. 위치 및 이러한 변경의 영향 전사7의 정품 인증을 허용 하는 분자 복합물의 염색 질 구조 및 제어 액세스 chromatin 상태 지시. 그 두 nucleosome 밀도 히스톤 수정 유전자 전사의 로컬 컨트롤에서 역할을 할 우리 네이티브 칩 접근 nucleosome 밀도 히스톤 수정9의 동시 측정을 가능 하 게 개발 10.
기본 칩 seq endonuclease micrococci nuclease 핵11,12, nucleosome13 위치를 지도에 활용 되는 속성 내에서 기본 상태에서 그대로 chromatin 소화 (MNase)의 활용 , 14 , 15. nucleosome 밀도 칩 seq (ndChIP-seq) 히스톤 수정10MNase 접근을 결합 하는 측정을 생성 하는 chromatin의 영역을 열려면 MNase의 특혜 접근의 속성 활용. ndChIP-seq는 히스톤 수정 드문 1 차 셀, 조직 및 배양된 세포에서의 프로 파일링 적합 합니다. 여기, 선물이 적합 조각 크기 게시물 immunoprecipitation, 쌍 간 경계, 읽기에 의해 결정을 통합 하는 앞에서 설명한 분석 프레임 작업10 시퀀스 데이터 집합 생성을 가능 하 게 상세한 프로토콜 동시에 히스톤 수정 측정 MNase 접근성 조사. 이전에, 10000 기본 인간 코드 혈액이 프로토콜의 응용 프로그램 파생 CD34+ 세포와 인간 배아 줄기 세포 염색 질 구조와 히스톤 수정이 내 간의 독특한 관계 셀 유형10 공개 . NdChIP-seq 단일 nucleosome 수준에서 세포 인구에서 epigenomic 기능을 공개 하 고 다른 유형의 서명으로 해결은 nucleosome 접근성 및 히스톤 수정 동시에 측정 하는 능력을 감안할 때, 그들의 구성 요소입니다. NdChIP-seq에 의해 다른 유형의 세포 인구의 탐험의 예는 어디 H3K4me3, 적극적인 마크와 H3K27me3, 억압 적인 마크는 현재10가 발기인의 조사입니다.
Chromatin 수정 및 transcriptional 규칙에서 위치 하는 nucleosome의 조합 성격을 감안할 때, 이러한 기능의 동시 측정 하는 방법 후 성적인 규정에 새로운 통찰력을 제공 것입니다. 여기에 제시 된 ndChIP-seq 프로토콜은 히스톤 수정 및 드문 1 차 셀9,10nucleosome 밀도 동시 심문 수 있도록 최적화 된 네이티브 칩 seq 프로토콜이입니다. ndChIP-seq 활용 chromatin의 효소 소화, 쌍 간 대규모 병렬 시퀀싱 및 가우스 혼합 배포 모델을 사용할 경우, 단일 nucleosome 수준 조사 히스톤 수정에 대 한 수 고는 deconvolution epigenomic 프로필 인구 내에서 성분에 의해 구동. 이 프로토콜을 사용 하 여, 우리 이전 면역을 시 켰 던 조각 크기, 쌍 간 경계, ChromHMM10,24에 의해 정의 된 특정 chromatin 상태와 관련 된 읽기에 의해 결정의 독특한 분포를 보고 있다.
NdChIP-seq 도서관의 질 항 체 특이성, 감도, 최적의 MNase 소화 조건, 및는 chromatin의 품질 등 여러 요인에 따라 달라 집니다. 사용 하는 항 체의 특이성은 성공적인 ndChIP-seq 라이브러리 생성에서 결정적 이다. 이상적인 항 체 다른 epitopes와 작은 교차 반응성으로 관심의 피토 프에 대 한 높은 선호도 보여줍니다. 그것은 동등 하 게 자석 구슬 선택의 항 체에 대 한 높은 선호도 선택 하는 것이 중요입니다.
MNase 소화가이 프로토콜에 중요 하 고 시간 및 농도 민감한 반응입니다. 따라서, 여러 개의 샘플을 처리할 때 그것은 중요 한 시간의 상응 하는 금액에 대 한 각 반응에 대 한 알을 품는 (단계 2.2 참조). chromatin의 품질이 크게 ndChIP이 Fragmented chromatin 리드 낮은 신호 대 잡음 비와 최적의 MNase 소화 프로필 및 라이브러리에서 결과의 결과 초래 하는 또 다른 요인은. 낮은 기본 샘플 세포 생존 능력 또는 염색 질, 타락 한 같은 포 르 말린 고정 파라핀 포함 (FFPE) 조직이이 프로토콜에 대 한 권장 하지 않습니다.
Chromatin 추출 하는 동안 그림의 추가 감소 (즉, 무작위) chromatin 조각화 및 보존의 무결성 히스톤 꼬리를 바라지 않는. 따라서, 그림 사용 하 여 세포의 용 해 버퍼와 그냥 이전 immunoprecipitation 버퍼에 추가 해야 합니다. Cytometry 통해 선택 셀 가능한 셀을 선택 하 고 확인 하는 동안 셀 셀 번호 추정의 정확성과 세포의 생존 능력을 증가 하는 낮은 흐름 율에 정렬 됩니다. 세포 세포의 용 해 버퍼에 직접 정렬 하지 마십시오. 칼 집 버퍼 세포의 용 해 버퍼를 희석 하 고 세포 막의 효과적인 permeabilization MNase를 방지. 셀 또는 유기 체의 종류에 따라 적정 MNase의 최적의 소화를 얻기 위해 필요할 수 있습니다.
ndChIP-seq 포유류 세포에 광범위 한 표시 및 입력에 대 한 좁은 표시 및 100 백만 쌍 읽기 (50 백만 조각) 50 백만 쌍 읽기 (25 백만 조각)의 최소 시퀀싱 깊이 필요합니다. 가우스 혼합물 분배 알고리즘 라이브러리가이 추천 아래 크게 깊이 시퀀스에 최적으로 수행 되지 않습니다. ndChIP-seq는 모노 또는 디 nucleosome 지배 발기인으로 모노 및 디 nucleosome 조각 길이 대 한 가중치 분포 값 간의 구분이 약간 발기인 분류 하지 것입니다. 따라서, 이러한 발기인 이후 분석에서 제거 되어야 합니다. 생물 복제 예측된 배포판에 대 한 자신감을 증가 하 고 MNase 소화 및 도서관 건설에서 기술 변화를 식별을 생성할 수 있습니다.
네이티브 칩 seq 프로토콜의 이전 반복, 달리 ndChIP-seq nucleosome 밀도, 통합 조각 크기 게시물 immunoprecipitation를 이용 하 여 염색 질 구조와 히스톤 수정의 조합 효과 조사 하는 수단 제공 MNase 접근성, 히스톤 수정 측정에 의해 결정. NdChIP-seq의 응용 프로그램 기본 세포와 조직에 epigenetic 규제의 통합 특성에 새로운 통찰력을 제공 하 고 인구 내의 성분으로 인해 후 서명 식별을 허용.
The authors have nothing to disclose.
앨 러 배 마 건강 연구의 캐나다 학회에서 캐나다 대학원 장학금에 의해 지원 되었다. 이 작품은 게놈 브리티시 컬럼비아 및 캐나다 연구소의 건강 연구 (CIHR-120589) 캐나다 Epigenetics, 환경 및 건강 연구 컨소시엄 이니셔티브의 한 부분으로에서 교부 금에 의해 그리고 테리 폭스 연구 연구소 프로그램에 의해 지원 되었다 프로젝트 부여 #TFF-122869 수소와 수소에 테리 폭스 연구소 새로운 탐정 수상 (부여 # 1039)
1M Tris-HCl –pH 7.5 | Thermo Scientific | 15567-027 | |
1M Tris-HCl –pH 8 | Thermo Scientific | 15568-025 | |
0.5M EDTA | Thermo Scientific | AM9260G | |
5M NaCl | Sigma | 1001385276 | |
Triton X-100 | Sigma | 1001412354 | |
Sodium-Deoxycholate | Sigma | 1001437582 | |
SDS | Thermo Scientific | 15525-017 | |
Sodium-Bicarbonate | Fisher Scientific | S233-500 | |
100% EtOH | NA | NA | |
V-bottom 96 well plate (AB 1400) | Thermo Scientific | AB-1400-L | |
Gilson P2 pipetman | Mandel | F144801 | |
Gilson P10 pipetman | Mandel | F144802 | |
Gilson P20 pipetman | Mandel | F123600 | |
Gilson P100 pipetman | Mandel | F123615 | |
Gilson P200 pipetman | Mandel | F123601 | |
Gilson P1000 pipetman | Mandel | F123603 | |
Micrococcal Nuclease | NEB | M0247S | |
Thermo Mixer C (Heating block mixer) | Eppendorf | 5382000023 | |
Multi 12-channel Pippet P20 | Rainin | 17013803 | |
Multi 12-channel Pippet P200 | Rainin | 17013805 | |
1.5 ml LoBind tube | Eppendorf | 22431021 | |
0.5 ml LoBind tube | Eppendorf | 22431005 | |
Plastic Plate Cover | Edge Bio | 48461 | |
PCR cover | Bio Rad | MSD-1001 | |
Aluminum Plate Cover | Bio Rad | MSF-1001 | |
Elution buffer (EB buffer) | Qiagen | 19086 | |
1M DTT | Sigma | 646563 | |
Eppendorf 5810R centrifuge | Eppendorf | 22625004 | |
Ultrapure water | Thermo Scientific | 10977-015 | |
Protein G dynabeads | Thermo Scientific | 10001D | |
Protein A dynabeads | Thermo Scientific | 10001D | |
Protease inhibitor Cocktail | Calbiochem | 539134 | |
Rotating platform | Mandel | 1b109-12052010 | |
Plate magnet | Alpaqua | 2523 | |
Domed 12-cap strip | Bio Rad | TCS1201 | |
Buffer G2 | Qiagen | 1014636 | |
Protease | Qiagen | 19155 | |
Tube Magnet (DynaMag-2) | Thermo Scientific | 12321D | |
Tube Magnet (DynaMag-2) | LabCore | 730-006 | |
V shape Plastic reservoir | Mandel | S0100A | |
Vortex | Mandel | C1801 | |
Mini Fuge | Mettler Toledo | XS2035 | |
Analytical scale | Mandel | LB109-12052010 | |
Quick Ligation Reaction Buffer, 5X | NEB | B6058S | |
DNA Polymerase I, Large (Klenow) Fragment | NEB | M0210S | |
Klenow Fragment (3'-5' exo) | NEB | M0212S | |
T4 DNA Polymerase | NEB | M0203S | |
T4 Polynucleotide Kinase | NEB | M0201S | |
Deoxynucleotide Solution mix, 10mM | NEB | N0447S | |
dATP Solution 10mM | NEB | N0440S | |
Quick T4 DNA Ligase | NEB | M0202T | |
Adenosine 5'-Triphosphate (ATP), 25mM | NEB | P0756S | |
DNA Polymerase | Thermo Scientific | F549L | |
NEBuffer 2 | NEB | B7002S | |
Hank's buffered salt solution | Thermo Scientific | 14025076 | |
Fetal bovine serum | Thermo Scientific | A3160702 | |
phosphate buffer saline | Thermo Scientific | 10010023 | |
H3K4me3 | Cell Signaling | 9751S | |
H3K4me1 | Diagenode | C15410037 | |
H3K27me3 | Diagenode | pAb-069-050 | |
H3K36me3 | Abcam | ab9050 | |
H3K9me3 | Diagenode | C15410056 | |
SeraMag super-paramagnetic beads |