The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.

Recommend to Librarian

Automatic Translation

This translation into Swedish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages

 JoVE General

Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

1, 1, 2, 3, 1

1Department of Cancer Genetics, BC Cancer Research Centre, 2Deeley Research Centre, BC Cancer Agency, 3Photography/Video Production, Multi-Media Services, BC Cancer Agency

You must be subscribed to JoVE to access this content.

This article is a part of   JoVE General. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.

Recommend JoVE to Your Librarian

Current Access Through Your IP Address

You do not have access to any JoVE content through your current IP address.

IP: 54.242.188.217, User IP: 54.242.188.217, User IP Hex: 921877721

Current Access Through Your Registered Email Address

You aren't signed into JoVE. If your institution subscribes to JoVE, please or create an account with your institutional email address to access this content.

 

Video Article Chapters

* Bilderna kan vara kvar i den slutliga tvättlösning tills den ska centrifug och skanna (~ 15 minuter).

Cite this Article: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

Kennett, J. Y., Watson, S. K., Saprunoff, H., Heryet, C., Lam, W. L. Technical Demonstration of Whole Genome Array Comparative Genomic Hybridization. J. Vis. Exp. (18), e870, doi:10.3791/870 (2008).

Abstract: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

Array jämförande genomik hybridisering (matris CGH) är en metod för att upptäcka vinster och förluster av DNA-segment eller genen dosering i genomet 1. Senaste framstegen inom denna teknik har möjliggjort hög upplösning jämförelse av hela genomet för att identifiera genetiska förändringar i cancer och andra genetiska sjukdomar 2. Sub-Megabase Upplösning Plattsättning-set array (eller SMRT) uppsättning består av en uppsättning av ca 30 tusen överlappande bakteriell konstgjord kromosom (BAC) kloner som spänner över det mänskliga genomet i ~ 100 kilobase par (kb) segment 2. Dessa BAC mål är individuellt syntetiseras och fläckiga i två exemplar på en enda glasskiva 2-4. Array CGH bygger på principen om konkurrerande hybridisering. Prov och referens DNA differentiellt märkta med Cyanine-3 och Cyanine-5 fluorescerande färger, och co-hybridiseras till i arrayen. Efter en inkubationstid på obundna proverna tvättas bort från bilden och arrayen avbildas. En fritt tillgänglig anpassad programpaket som kallas SeeGH (www.flintbox.ca) används för att bearbeta den stora mängd uppgifter som samlats in - ett enda experiment genererar 53.892 datapunkter. SeeGH visualiserar log2 förhållandet signalstyrkan mellan två prover vid varje BAC mål som vertikalt är i linje med kromosomala läge 5,6. Den SMRT array kan upptäcka förändringar så små som 50 kb i storlek 7. Den SMRT array kan upptäcka en rad olika evenemang DNA ombildning inklusive DNA vinster, förluster, förstärkningar och homozygota deletioner. En unik fördel med SMRT matrisen är att man kan använda DNA isolerat från formalinfixerade fast inbäddade paraffin prover. I kombination med den låga ingången krav oförstärkta DNA (25-100 ng) Detta gör att profilering av dyrbara prover som de som produceras av microdissection 7,8. Detta tillskrivs den stora storleken på varje BAC hybridisering mål som gör att bindningen av tillräckligt märkta prover för att producera signaler för upptäckt. En annan fördel med denna plattform är toleransen av vävnad heterogenitet, vilket minskar behovet av tråkiga vävnad microdissection 8. Denna video protokoll är en steg-för-steg anvisning från märkning ingången DNA genom att signalera förvärvet för hela genomet kaklet väg SMRT array.

Protocol: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

PROBE ETIKETTERING

OBS: begränsa exponering av CYE Färgämnen för ljus hela tiden (detta kan uppnås genom att arbeta i ett mörklagt område eller genom att skydda rör med ett lock som aluminiumfolie)

  1. Kombinera:
    (Inställning 1 reaktionsrör för referens och ett reaktionsrör för prov)
    • DNA (25-400 ng)
    • 5 mikroliter av 5X random primers buffert (Slutlig koncentration: 5x Promega Klenow buffert och 7 mikrogram / mikroliter random octamers)
    • Späd till 17,0 mikroliter totala volymen med destillerat H 2 O
  2. Koka i 10 minuter vid 100 ° C. Överför omedelbart till is under 1 minut.
  3. Tillsätt 4 mikroliter 10X dNTP mix (2mm dATP, dGTP, dTTP, 1,2 dCTP).
  4. Lägg CyeDyes:
    • Tillsätt 2 mikroliter (2 nmoles) av Cy-3 märkt dCTP till prov-DNA
    • Tillsätt 2 mikroliter (2 nmoles) av Cy-5 märkt dCTP på Referens DNA (t.ex. Novagen mänsklig genomisk DNA)
  5. Tillsätt 2,5 mikroliter av Klenow (9 U / mikroliter, Promega) och blanda.
  6. Inkubera vid 37 ° C över natten * (~ 18 timmar).

    * Den natten hybridisering tiden kan justeras mellan 14 till 24 timmar utan att negativt påverka märkningen processen för att passa till ett laboratorium schema.

EXEMPEL CLEAN UP

(Kombinerad givare sanering och förberedelse för hybridisering)

  1. Med hjälp av en Microcon YM-30 kolumn:
    • Tillsätt 100 mikroliter Cot-1 DNA (1μg/μL) till kolumn. Rör inte membranet med pipettspetsen.
    • Pool reaktioner (referens-och prov) och lägga till kolumn.
    • Placera kolonnen, under förutsättning röret och snurra på 13 tusen gi 10 minuter.
    • Tillsätt 200 mikroliter destillerat H 2 0 till membranet och upprepa snurra att tvätta.
    • Kasta röret och tillsätt 45 mikroliter hybridisering lösning: (Roche DIG Lätt)
    Tillval: Lägg 5μL klippt sill spermiens DNA (10μg/μL enhet, Promega)
    • Invertera Microcon, placera i en märkt nya rör och snurra vid 3000 g under 3 minuter.

BERÄKNING AV inkorporeringar

  1. Ta bort 1,5 mikroliter och mäta fluoroforen införlivande med NanoDrop spektrofotometer. Använda hybridisering buffert som en tom (DIG Easy) följ anvisningarna på skärmen. (Du kan återställa provet från piedestalen, vid behov efter mätning.)

    (Obs:. Inkorporeringar under 3,0 pmol / mikroliter antingen kanal har visat varierande resultat)

  2. Denaturera vid 85 ° C i 10 minuter.
  3. Placera sond vid 45 ° C i 30 minuter till 1 timme (tillåter Cot-1 DNA glödgning.)

ARRAY hybridisering

  1. Sätt 44 mikroliter sond lösning på täckglas (22 mm x 60 mm) (Fisher Scientific). Om tillgängligt, placera täckglas på en bild varmare eller värmeblock förvärmas till 45 ° C för att bibehålla temperaturen.
  2. Passa glida över täckglas och sond lösning, lägre ena kanten av bilden så att kontakten med hybridisering lösningen. Fortsätt att sänka tills täckglas är kopplad till bilden med ytspänning. Invertera bild.
  3. Placera glida in hybridisering kassett (Telechem), förvärmas till 45 ° C, och tillsätt 10 mikroliter av vatten i den nedre spåret (för att styra luftfuktigheten under hybridisering).
  4. Seal kassett och inkubera för 36 - 40 timmar vid 45 ° C.

ARRAY TVÄTT

OBS: Alla tvätta lösningar vid pH 7,0

Borttagning av bilden från hybridisering kassetten är kritisk. DIG Lätt kristalliserar snabbt vid rumstemperatur. Bilden bör omedelbart nedsänkt och locket glider bort i tvättlösning.

  1. Tillsätt ca 60 ml 0.1XSSC, 0,1% SDS (pH 7,0, 45 ° C) tvätta lösning till ett Coplin burk innan du öppnar hybridisering kammaren.
  2. Öppen kammare, lägga bilden för att tvätta lösning och ta bort täckglas (den ska glida av).
  3. Tvätta bilden 3 gånger i 0.1XSSC + 0,1% SDS vid 45 ° C under 1 minut vardera med agitation.
  4. Skölj bilden 3 gånger i färskt 0.1XSSC *. Det bör inte finnas några rester bubblor från SDS tvätta synlig.

    * Bilderna kan vara kvar i den slutliga tvättlösning tills den ska centrifug och skanna (~ 15 minuter).

  5. Centrifugera bilden i en 50 ml Falcon rör vid 700 gi 3 minuter.
  6. Omedelbart skanna diabilder (signal intensiteten kommer att minska med tiden.)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

Dålig kvalitet DNA kommer inte att ge en bra hybridisering profil. Det är viktigt att säkerställa att prov och referens-DNA är fria från föroreningar som fenol, RNA, salt, etc som kan störa slumpmässiga främsta märkning steget innan en hybridisering experiment. Till exempel på resuspension av DNA i Tris - EDTA (TE) i stället för vatten rekommenderas inte så hög saltkoncentration kan hämma märkning reaktion. Vi rekommenderar testmetoder för DNA-kvalitet med Nanodrop spektrofotometer för att mäta både DNA-mängd samt övergripande formen absorbans kurvan och 260/280, 260/230 förhållandet.

Tvätt: Ta bort bilden från hybridisering kassett och överförs till den uppvärmda tvättlösning är ett kritiskt steg i hybridisering process som DIG Easy hybridisering lösning kristalliserar mycket snabbt. Det är viktigt att tvätta lösningar på ett neutralt pH och temperaturen på tvättlösningen är viktigt för stringens och ta av den obundna sonden. Efter torkning bilder är det viktigt att hålla dem i mörkret om inte söker direkt, eller efter skanning om du vill söka igenom dem vid ett senare tillfälle.

Ozon: har ett världsomspännande problem när de utför array CGH. Ozonhalter över 5ppm har visat sig inverka negativt på CYE färgämnen. CYE 5 är särskilt känslig för ozon nedbrytning. Minimera exponering för ozon är nyckeln till att förebygga CYE färga nedbrytning och förlust av signal före och under skanning. Scanning på natten till exempel när miljö ozon är normalt lägre, är ett möjligt alternativ. Ozon gratis kapslingar för automatiserad bild tvätt och skanning och olika kemiska behandlingar bild finns kommersiellt tillgängliga. Ozon resistenta CYE färgämnen har också nyligen tagits fram.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

Acknowledgements: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

Vi vill tacka medlemmarna i Wan Lam Lab BAC Array laget speciellt Miwa Suzuki och Bryan Chi för utarbetandet av denna artikel. Detta arbete stöddes av medel från kanadensiska Institutes for Health Research, Genome Canada / Genome British Columbia, och NIH / NIDCR bevilja RO1 DE15965-01.

Materials: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

Name Type Company Catalog Number Comments
5X Klenow Buffer Reagent Promega Corp.
Random Octamers Reagent Alpha DNA
10X dNTP mix Reagent Promega Corp. 2mM dATP, dGTP, dTTP, 1.2mM dCTP
Cy-3 labeled dCTP Reagent GE Healthcare
Cy-5 labeled dCTP Reagent GE Healthcare
Human Genomic DNA Reference Reagent Novagen, EMD Millipore Example of a possible reference
Klenow Reagent Promega Corp.
YM-30 Column Reagent EMD Millipore
Cot-1 DNA Reagent Invitrogen
DIG Easy Reagent Roche Group
Sheared Herring Sperm DNA Reagent Promega Corp.
Coverslip Reagent Fisher Scientific 22mm x 60mm
Hybridization Cassette Tool Telechem

References: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

  1. Lockwood W.W., Chari R., Chi B., Lam W.L.  Recent advances in array comparative genomic hybridization technologies and their applications in human genetics. European Journal of Human Genetics 14, 139-48 (2006).
  2. Ishkanian, A.S., Malloff C.A., Watson S.K., deLeeuw R.J., Chi B., Coe B.P., Snijders A., Albertson D.G., Pinkel D., Marra M.A., Ling V., MacAulay C. and Lam W.L. A tiling resolution DNA microarray with complete coverage of the human genome. Nature Genetics 36, 299 - 303 (2004).
  3. Watson S.K., DeLeeuw R.J., Ishkanian A.S., Malloff C.A., Lam W.L.  Methods for high throughput validation of amplified fragment pools of BAC DNA for constructing high resolution CGH arrays. BMC Genomics 5, 6 (2004).
  4. Watson S.K., DeLeeuw R.J., Horsman D.E., Squire J.A., Lam W.L.  Cytogenetically balanced translocations are associated with focal copy number alterations. Human Genetics 120, 795-805 (2007).
  5. Chi B., DeLeeuw R.J., Coe B.P., MacAulay C., Lam W.L.  SeeGH -- a software tool for visualization of whole genome array comparative genomic hybridization data. BMC Bioinformatics 5, 13 (2004)
  6. Chi B., DeLeeuw R.J., Coe B.P., Ng R.T., MacAulay C., Lam W.L.  MD-SeeGH: a platform for integrative analysis of multi-dimensional genomic data. BMC Bioinformatics 9, 243 (2008).
  7. Coe B.P., Ylstra B., Carvalho B., Meijer G.A., Macaulay C., Lam W.L.  Resolving the resolution of array CGH. Genomics 89, 647-653 (2007).
  8. Garnis C., Coe B.P., Lam S.L., MacAulay C., Lam W.L.  High-resolution array CGH increases heterogeneity tolerance in the analysis of clinical samples.  Genomics 85, 790-793 (2005).

Ask the Author: Tekniska Demonstration av hela genomet Array jämförande genomik hybridisering

2 Comments

how to do these expts

1

Reply

Posted by: AnonymousOctober 14, 2008, 6:51 AM

iam do the other technique for arry cgh.Its not same  for overall actually.But the principles looked same to  me.but i dont knw hows to troubleshooting for this array..

2

Reply

Posted by: yanaNovember 13, 2008, 10:29 PM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Waiting
simple hit counter