المقايسة “الكروماتين” ترانسبوساسي موجوداً إلى جانب التسلسل الفائق (أتاك-seq) أسلوب المجين على نطاق المنظومة لكشف الكروماتين موجوداً. هذا بروتوكول أتاك-seq خطوة بخطوة، من الجزيئية للتحليل الحسابي النهائي، الأمثل للخلايا البشرية الليمفاوية (Th1/Th2). يمكن اعتماد هذا البروتوكول من الباحثين دون خبرة سابقة في أساليب تسلسل الجيل القادم.
المقايسة “الكروماتين” ترانسبوساسي موجوداً مع التسلسل الفائق (أتاك-seq) أسلوب يستخدم لتحديد مناطق الكروماتين (موجوداً) مفتوحة. وتمثل هذه المناطق التنظيمية عناصر الحمض النووي (مثلاً، المروجين، معززات، موضع مراقبة المناطق، عوازل) للنسخ التي ربط العوامل. رسم الخرائط في الساحة الكروماتين موجوداً نهج قوية للكشف عن العناصر التنظيمية النشطة عبر الجينوم. هذه المعلومات بمثابة نهج غير متحيز لاكتشاف شبكة عوامل النسخ ذات الصلة، والآليات لهيكل الكروماتين التي تنظم برامج التعبير الجيني. أتاك-seq بديل قوية وحساسة الدناز أنا تحليل حساسية مقترنة بالجيل التالي التسلسل (الدناز-seq) وساعدت فورمالدهايد عزل العناصر التنظيمية (فير-seq) لتحليل المجين على نطاق المنظومة من الكروماتين إمكانية الوصول، وتسلسل المواقع الحساسة نوكلاس ميكروكوككال (seq منسى) لتحديد المواقع نوكليوسومي. نقدم بروتوكول أتاك-seq مفصلة الأمثل للخلايا البشرية المناعية الأولية أي خلايا CD4 + الخلايا الليمفاوية (مساعد تي 1 (Th1) وخلايا Th2). هذا البروتوكول شامل يبدأ مع الخلية الحصاد، ثم يصف الإجراء الجزيئية من الكروماتين تاجمينتيشن، إعداد نموذج لتسلسل الجيل المقبل، ويشمل أيضا طرق واعتبارات للتحليلات الحسابية المستخدمة في تفسير النتائج. وعلاوة على ذلك، لتوفير الوقت والمال، قدمنا تدابير مراقبة الجودة لتقييم المكتبة seq أتاك قبل التسلسل. الأهم من ذلك، المبادئ الواردة في هذا البروتوكول تسمح التكيف مع خطوط الخلايا والخلايا الأولية محصنة وغير المتمتعين بالمناعة البشرية الأخرى. كما ستكون هذه المبادئ التوجيهية مفيدة للمختبرات التي لا يتقن مع أساليب تسلسل الجيل القادم.
أتاك-seq1،2 هو أسلوب قوي يتيح تحديد مناطق الكروماتين فتح التنظيمية3 ونوكليوسومي لتحديد المواقع. يتم تطبيق هذه المعلومات لاستنتاج موقع وهوية، والنشاط من عوامل النسخ. حساسية للأسلوب لقياس التغيرات الكمية في هيكل الكروماتين يتيح دراسة نشاط العوامل الكروماتين، بما في ذلك remodelers الكروماتين والمعدلات، فضلا عن النشاط الترانسكربتي من الحمض النووي الريبي بوليميراز الثاني1. وبالتالي يوفر أتاك-seq نهج قوية وغير منحازة لفك رموز الآليات التي تحكم تنظيم النسخي في أي نوع من الخلايا للفائدة. يصف لنا تكييف أتاك-seq لخلايا Th1 و Th2 البشرية الأساسية.
أتاك-seq، تحميل مفرط Tn5 ترانسبوساسي مع محولات لتفتيت الحمض النووي الأزواج الجيل التالي التسلسل (خ ع) مع وضع علامات الحمض النووي مع محولات (أي، في عملية “تاجمينتيشن”)1. وبعد التضخيم بكر، مكتبات الحمض النووي الناجم عن ذلك مستعدون للجيل التالي التسلسل (الشكل 1). تم الكشف عن تاجمينتاتيون تفضيلية من الكروماتين موجوداً بتحليل التخصيب المحلية أتاك-seq ترتيب القراءة.
الإجراءات التجريبية قصيرة ومتطلب لمواد انطلاق أقل، مقارنة بالأساليب الأخرى لقياس إمكانية الوصول الكروماتين ونوكليوسومال لتحديد المواقع مثل seq الدناز4و فير-seq5seq منسى6، قد تشجيع استخدام seq أتاك في النظم البيولوجية متعددة بما في ذلك الخلايا البشرية الابتدائية1،7 والعينات السريرية8، فضلا عن الكائنات الحية أحادي الخلية9،10من النباتات، ذباب الفاكهة11 ، ومختلف الثدييات12.
هوية النسخ يمكن كشف العوامل التي من المحتم أن المكاني موجوداً بتحليل في إثراء زخارف تسلسل الملزمة أو الجمع بين أتاك-seq الكروماتين إيمونوبريسيبيتيشن (رقاقة) تليها (تسلسل الحمض النووي الفائق تشيبسيق). تمكين هذا النهج تحديد عوامل النسخ الخاصة بنسب هامة هيماتوبويسيس في13من الماوس. تتيح طبيعة أتاك-seq غير متحيزة والعالمية دراسة تنظيم الجينات في الكائنات الحية التي لا تتوفر الكواشف مثل الأجسام المضادة لتحليل الرقائق. على سبيل المثال، الاختلافات التطورية في رابطة الدول المستقلة-وحددت المناطق التنظيمية بدراسة الخلايا الجمجمة العصبي كريست من البشر والشمبانزي14، التغيرات الإنمائية في العناصر التنظيمية خلال أوائل الماوس embryogenesis15، والتغيرات في المناظر الطبيعية التنظيمية خلال دورة الحياة من أحادي الخلية أووزارزاكي جيم-9، والتطور من المروجين ومحسنات عبر أنواع الثدييات 2012.
وكان أتاك-seq مفيداً لقياس إمكانية الوصول الكروماتين في الخلايا المفردة، وبالتالي الكشف عن التغير داخل الخلية السكان، التي عادة ما يتهرب من الدراسات على نطاق الجينوم7،16أيضا. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام seq أتاك لدراسة التغيرات التي تحدث في المناطق التنظيمية الحمض النووي في ظروف المرض، التي عينات نادرة. على سبيل المثال، يمكن استخدام seq أتاك لدراسة التغيرات في المناظر الطبيعية التنظيمية أثناء ظهور سرطان الدم النقوي الحاد (AML)17 أو رأس-مدفوعة أونكوجينيسيس11.
البروتوكول أتاك-seq الموصوفة هنا قد استخدمت بنجاح لتحليل الكروماتين موجوداً في الخلايا الأولية (Th1 البشرية، Th2 الخلايا، وخلايا ب) فضلا عن خطوط الخلايا المستزرعة (MCF10A خلايا سرطان الثدي البشرية والخلايا جليوبلاستوما U261). تطبيق أتاك-seq لأنواع خلايا أخرى قد تتطلب بعض التحسين البروتوكول، ولا سيم…
The authors have nothing to disclose.
هذا العمل معتمد من قبل “مؤسسة العلوم إسرائيل” (منحة 748/14)، ومنح “ماري كوري التكامل” (CIG)-FP7-الناس-20013-CIG-618763 والأساسية برنامج التخطيط و “لجنة الميزانية” و “مؤسسة العلوم إسرائيل” منح رقم 41/11.
50 mL tubes | Lumitron | LUM-CFT011500-P | Can be from other vendors. |
Microtubes | Axygen Inc | MCT-175-C | Can be from other vendors. |
25 mL serological pipettes | Corning Costar | 4489 | Can be from other vendors. |
Tissue culture flask | Lumitron | LUM-TCF-012-250-P | Can be from other vendors. |
Countes Automated Cell Counter | Invitrogen | C10227 | |
NucleoSpin Tissue | MACHEREY-NAGEL | 740952.5 | |
Peripheral blood mononuclear cells (PBMC) | ATCC | PCS800011 | Can be from other vendors. |
RPMI 1640 Medium | Biological Industries | 01-103-1A | Can be from other vendors. |
L-Glutamine Solution (200 mM) | Biological Industries | 03-020-1B | Can be from other vendors. |
Penicillin-Streptomycin | Biological Industries | 03-031-1B | Can be from other vendors. |
Fetal Bovine Serum (FBS), Heat Inactivated, European Grade | Biological Industries | 04-127-1 | Can be from other vendors. |
MACS CD4 microbeads, human | Miltenyi Biotec | 130-045-101 | |
MACS MS columns | Miltenyi Biotec | 130-042-201 | |
Anti-Human CD4 FITC | Biogems | 06121-50 | |
Mouse IgG1 Isotype Control FITC | Biogems | 44212-50 | |
Anti-Human CD3 (OKT3) | Tonbo biosciences | 40-0037 | |
Anti-Human CD28 SAFIRE Purified | Biogems | 10311-25 | |
Recombinant Human IL2 | Peprotech | 200-02 | |
Recombinant Human IL4 | Peprotech | 200-04 | |
Recombinant Human IL12 p70 | Peprotech | 200-12 | |
In Vivo Ready Anti-Human IL-4 (MP4-25D2) | Tonbo | 40-7048 | |
LEAF Purified anti-human IFN-γ | BioLegend | 506513 | |
NaCl, analytical grade | Carlo Erba | 479687 | Can be from other vendors. |
Magnesium chloride, Hexahydrate, molecular biology grade | Calbiochem | 442611 | Can be from other vendors. |
EDTA | MP Biomedicals | 800682 | Can be from other vendors. |
Tris, ultra pure, 99.9% pure | MP Biomedicals | 819620 | Can be from other vendors. |
NP-40 alternative (Nonylphenyl Polyethylene Glycol) | Calbiochem | 492016 | Can be from other vendors. |
Protease Inhibitors | Sigma | P2714 | this protease inhibitor coctail is a powder. To make 100 x solution dilute in 1 mL of molecular-biology grade water. |
Magnetic solid phase reverse immobilization beads: AMPure XP beads | Beckman | 63881 | |
PCR purification kit | HyLabs | EX-GP200 | Can be from other vendors. |
Nextera DNA Library Preparation Kit (TDE1 transposase and TD buffer) | Illumina | FC-121-1030 | |
NEBNext High-Fidelity 2 x PCR Master Mix | New England BioLabs | M0541 | |
NEBNext Q5 Hot Start HiFi PCR Master Mix | New England BioLabs | M0543 | |
SYBR Green I | Invitrogen | S7585 | |
CFX Connect Real-Time PCR Detection System | Bio-rad | 185-5200 | Can be from other vendors. |
CFX Manager Software | Bio-rad | 1845000 | |
master mix for qPCR: iTaq Universal SYBR Green Supermix | Bio-rad | 172-5124 | Can be from other vendors. |
Qubit fluorometer 2.0 | Invitrogen | Q32866 | |
Qubit dsDNA HS Assay Kit | Invitrogen | Q32854 | |
Magnet for eppendorf tubes | Invitrogen | 12321D | Can be from other vendors. |
Swing bucket cooling centrifuge with the buckets for 15 mL falcon tubes and eppendorf tubes | Thermo Scientific | 75004527 | Could be from other vendors. It is important that it has buckets for eppendorf tubes. |
Thermo-shaker | MRC | Can be from other vendors. | |
High Sensitivity D1000 ScreenTape | Agilent Technologies | 5067-5584 | |
High Sensitivity D1000 Reagents | Agilent Technologies | 5067-5585 | |
4200 TapeStation system | Agilent Technologies | G2991AA | Tape-based platform for electrophoresis |
High Sensitivity DNA kit | Agilent Technologies | 5067-4626 | Reagent for high-sensitivity TapeStation analysis |
Primer name and sequence | Company | ||
Ad1_noMX: 5'-AATGATACGGCGACCACCGAGA TCTACACTCGTCGGCAGCGTC AGATGTG-3' |
IDT | Ad1-noMx: 5'-P5 sequence-transposase sequence-3' | |
Ad2.1_TAAGGCGA: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG AT[TCGCCTTA]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.1_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.2_CGTACTAG: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG AT[CTAGTACG]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.2_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.3_AGGCAGAA: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[TTCTGCCT]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.3_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.4_TCCTGAGC: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG AT[GCTCAGGA]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.4_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.5_GGACTCCT: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[AGGAGTCC]GTCTCGTGGG CTCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.5_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.6_TAGGCATG: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[CATGCCTA]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.6_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.7_CTCTCTAC: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[GTAGAGAG]GTCTCGTGGG CTCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.7_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.8_CAGAGAGG: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[CCTCTCTG]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.8_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.9_GCTACGCT: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[AGCGTAGC]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.9_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.10_CGAGGCTG: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACG AGAT[CAGCCTCG]GTCTCGTGG GCTCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.10_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.11_AAGAGGCA: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACG AGAT[TGCCTCTT]GTCTCGTGGG CTCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.11_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.12_GTAGAGGA: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACG AGAT[TCCTCTAC]GTCTCGTGGG CTCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.12_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.13_GTCGTGAT: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[ATCACGAC]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.13_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.14_ACCACTGT: 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[ACAGTGGT]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.14_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.15_TGGATCTG: 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[CAGATCCA]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.15_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.16_CCGTTTGT: 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[ACAAACGG]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.16_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.17_TGCTGGGT: 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[ACCCAGCA]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.17_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.18_GAGGGGTT: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[AACCCCTC]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.18_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.19_AGGTTGGG: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[CCCAACCT]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.19_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.20_GTGTGGTG: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[CACCACAC]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.20_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.21_TGGGTTTC: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[GAAACCCA]GTCTCGTGGGC TCGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.21_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.22_TGGTCACA: 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[TGTGACCA]GTCTCGTGGGCT CGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.22_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.23_TTGACCCT: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[AGGGTCAA]GTCTCGTGGGCT CGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.23_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
Ad2.24_CCACTCCT: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA GAT[AGGAGTGG]GTCTCGTGGGCT CGGAGATGT-3' |
IDT | Ad2.24_expected index sequence read: 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3' | |
F1: 5'-CCTTTTTATTTGCCCATACACTC-3' | IDT | ||
R1: 5'-CCCAGATAGAAAGTTGGAGAGG-3' | IDT | ||
F2: 5'-TTGAGGGATGCCATAACAGTC-3' | IDT | ||
R2: 5'-CTGCTGAACAACATCCTTCAC-3' | IDT | ||
F3: 5'-GGTTTGCAGGTTGCGTTG-3' | IDT | ||
R3: 5'-AGAGGAATCTGGGAGTGACG-3' | IDT | ||
F4: 5'-TGCTCATTCCGTTTCCCTAC-3' | IDT | ||
R4: 5'-AGCCGGAAAGAAAGTTCCTG-3' | IDT |