جميع الإجراءات التي أقرها مجلس المراجعة المؤسساتية في جامعة بار ايلان والبروتوكول يتبع المبادئ التوجيهية التي وضعتها اللجنة الموافقة على هذه التجارب-
1-تنقية من السذاجة CD4 + الخلايا البشرية والاستقطاب لخلايا Th2 ومساعد تي 1 (Th1)
ملاحظة: هنا يمكننا وصف الإجراء بدءاً من خلايا الدم الطرفية البشرية المجمدة وحيدات النوى (ببمكس). الخطوة الأولى تتكون من عزل خلايا CD4 + الخلايا باستخدام ميكروبيدس والأعمدة عادة ما تعطي لنا أكثر من 95% من خلايا CD4 +. ومع ذلك، قد تختلف هذه الخطوة وفقا للبروتوكول المفضل في كل مختبر. تعديل البروتوكول لتنشيط خلية تي والاستقطاب من جينر et al. (2009) 18-عزل خلايا CD4 + الخلايا من 10 مليون ببمكس يعطي ترتفع إلى 4 مليون خلايا CD4 +. وهي تنقسم إلى اثنين من قوارير ونمت تحت Th1 واستقطاب Th2 شروط الغلة خلايا Th1 و Th2 3 مليون في غضون أسبوع واحد فقط-
ملاحظة: يبرد الطرد المركزي إلى 4 درجة مئوية قبل البدء.
- ذوبان الجليد 1 مل من ببمكس البشرية (10 7 الخلايا) في أنبوب 50 مل تحتوي على 10 مل متوسطة ربمي تستكمل مع 1% البنسلين والستربتوميسين، مم 2 لتر-الجلوتامين وإبطال الحرارة 10% الجنين المصل البقري. الطرد المركزي في 500 غرام x للحد الأدنى 5 إزالة المادة طافية وريسوسبيند الخلايا مع ماصة معقمة 25 مل في 15 مل من تستكمل ربمي المتوسطة. نقل الخلايا (مع ماصة معقمة 25 مل) إلى قارورة ثقافة T75.
- ترك الخلايا بين عشية وضحاها في حاضنة هوميديفيد (37 درجة مئوية، 5% CO 2)-
- نقل الخلايا العائمة مع ماصة معقمة 25 مل أنبوب 50 مل. تحديد عدد الخلايا وقدرتها على البقاء باستبعاد تريبان الأزرق-
- + CD4 عزل الخلايا من 10 مليون يعيش غير-تمسكا ببمكس بالتحديد الإيجابي باستخدام خلايا CD4 + ميكروبيدس والأعمدة وفقا للشركة المصنعة ' s توصيات (انظر الجدول للمواد والمعدات) بما يلي التعديلات: 10 7 ببمكس المسماة مع 30 ميليلتر من ميكروبيدس CD4 في 120 ميليلتر من جيش صرب البوسنة 0.5% في برنامج تلفزيوني.
- تنشيط خلايا CD4 + T ح 72 برحيل-2 (10 نانوغرام/مل)، وربط لوحة مكافحة-CD3 (5 ميكروغرام/مل) وقابل للذوبان المضادة-CD28 (2 ميكروغرام/مل). للاستقطاب Th1، إضافة رهيل-12 (20 نانوغرام/مل) ومكافحة--إيل-4 (10 ميكروغرام/مل). إضافة لاستقطاب Th2، رهيل-4 (40 نانوغرام/مل) ومكافحة-IFN-γ (10 ميكروغرام/مل).
- ثقافة الخلايا الإضافية 7 أيام حضور رحيل-2 (10 نانوغرام/مل) والسيتوكينات الاستقطاب نفسه (رحيل-12 ل Th1 ورحيل-4 ل Th2)-
2. عزل نواة
ملاحظة: أتاك-seq تتم مع نويات سليمة. (انظر الجدول للمواد والمعدات) معايرة تحلل العازلة التي تحتوي على 0.05% نونيلفينيل البولي إثيلين جليكول لعزل نواة من خلايا Th1 و Th2 البشرية الأساسية. ونحن نوصي معايرة هذه الخطوة مع والكواشف المختبرية والخلايا. وجود فائض خلايا سليمة من المنظفات الصناعية غير كافية يقلل من كفاءة نقل رد فعل. تتحدد كفاءة تحلل الخلية بعدد الأنوية (الخلايا إيجابية تريبان الأزرق) مقارنة بالعدد الإجمالي للخلايا.
ملاحظة: إعداد المخزن المؤقت تحلل (10 ملم تريس-HCl، درجة الحموضة 7.5، 10 مم كلوريد الصوديوم، مجكل 3 مم 2). يبرد الطرد مركزي مع دوار سوينغ-دلو إلى 4 درجة مئوية. التكوير خلايا الطرد مركزي سوينغ-دلو بدلاً من الطرد زاوية ثابتة يقلل من فقدان الخلية/نوى. لتجنب الأنوية أو فقدان الخلية، بيبيت بعناية عندما تجاهل المادة طافية.
- إضافة جديدة نونيلفينيل البولي إيثيلين غليكول (إلى نهائي تركز 0.05%) و 100 × مثبطات البروتياز (إلى نهائي تركز 1 x) إلى المخزن المؤقت تحلل الباردة فورا قبل الاستخدام. الاحتفاظ المخزن المؤقت على مدت
- T عدد الخلايا لتحديد كمية وصلاحية استخدام أسلوب تريبان الأزرق. صلاحية أقل من نتائج 90% في أعلى غير محدد الهضم.
- نقل 0.5 × 10 6 ر الخلايا (Th1 أو Th2) إلى 1.5 مل microtubes. تدور إلى أسفل في ز x 500 لمدة 5 دقائق في 4 ° C.
- ريسوسبيند بيليه الخلية في 1 مل من البرد مخزنة الفوسفات المالحة (PBS) حل. تدور إلى أسفل في ز x 500 لمدة 5 دقائق في 4 ° C.
- ريسوسبيند بيليه الخلية في 1 مل من البرد تحلل المخزن المؤقت (الذي يحتوي على نونيلفينيل البولي إيثيلين غليكول ومثبطات البروتياز). الاحتفاظ بالانبوب على الجليد. ماصة برفق لتجنب عرقلة الأنوية.
- بسرعة 10 ميليلتر وعد الخلايا مع عداد الآلي خلية حين microtube مع تفكيك الخلايا على الجليد. هذه الخطوة ينبغي أن لا تتجاوز خمس دقائق لتجنب إتلاف الأنوية. وينبغي أن يكون تفكيك 80 في المائة على الأقل من الخلايا.
- متابعة مباشرة مع رد فعل النقل. تبقى الأنوية مستعدة على مدت
3. نقل رد فعل
ملاحظة: في هذه الخطوة، يتم المحتضنة نواة معزولة مع بدائية Tn5 ترانسبوساسي (TDE1) محملة بمحولات لتسلسل خ ع. وشظايا من الحمض النووي Tn5 مفرط في الوقت نفسه ليجاتيس محولات إلى مناطق موجوداً للجينوم (عملية تاجمينتيشن). النسبة بين نوى وترانسبوساسي Tn5 أمر حاسم للانقسام تفضيلية في الكروماتين موجوداً. معايرة هذا البروتوكول لنوى 100,000 في حجم رد فعل 100 ميكروليتر. بيد أن رد فعل يمكن تقليصها.
- تعيين درجة الحرارة في شاكر حرارية إلى 37 درجة مئوية.
- نوى 100,000 نقل إلى microtube 1.5 مل.
- الطرد المركزي في ز 500 x لمدة 10 دقيقة في 4 درجات مئوية ولطف إزالة المادة طافية.
- إضافة مكونات رد فعل التحول إلى النواة ك محدد في الجدول 1-
- ريسوسبيند من بيبيتينج لطيف.
- احتضان رد فعل التحول في شاكر حرارية في 37 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة مع لطيف تهز (500 لفة في الدقيقة)-
ملاحظة: تنظيف الحمض النووي هو يؤديها التثبيت عكسها المرحلة الصلبة الخرز 19 (انظر الجدول للمواد والمعدات) أو PCR تنقية الأعمدة. في نهاية عملية التنظيف، الوت الشظايا من الحمض النووي في 20 ميليلتر من 10 ملم تريس-HCl، درجة الحموضة 8. تجنب يدتا في المخزن المؤقت شطف.
4. بكر إثراء المكتبات أتاك-seq
ملاحظة: تهدف هذه الخطوة إلى تضخيم أتاك-seq مكتبة أي الشظايا من الحمض النووي مع محولات المدرج. للسماح بخلط عدة مكتبات أتاك-seq في حارة تسلسل الجيل نفسه (" الإرسال المتعدد ") غير مفهرسة استخدام التمهيدي 1 (Ad1_noMx) 1 لجميع العينات، وفهرسة مختلفة (المراقب) التمهيدي 2 (Ad 2.1-2.24) 1 لكل عينة. وترد في تسلسل التمهيدي في الجدول للمواد والمعدات المكملة.
- الأولى [بكر] تضخيم
ملاحظة: تركيز العمل التمهيدي 1 (Ad1_noMx) و 2 التمهيدي هو 25 ميكرومتر. هي تضعف الإشعال كل من الأسهم الأصلية من 100 ميكرومتر إلى 25 ميكرون. في كل ردود الفعل بكر، استخدم التمهيدي 1 (Ad1_noMx) وواحد فقط من 2 التمهيدي المفهرسة.
- إضافة المكونات لتفاعل PCR ك محدد في الجدول 2 إلى أنبوب PCR عقيمة.
- بكر مكان الأنبوبة إلى cycler حرارية وأداء [بكر] تضخيم استخدام الدراجات الشروط المفصلة في الجدول 3-
- تقييما لعدد من دورات إضافية التضخيم
ملاحظة: عدد دورات PCR إضافية ينبغي أن تسفر عن كمية كافية من مكتبة أجزاء وأو نجاح من جيل التالي تسلسل التشغيل، أثناء تصغير لتجنب GC وحجم التحيز 20. يتم تحديد عدد PCR دورات (ن) المطلوبة للتضخيم جزء المكتبة المثلى PCR الكمي (qPCR).
- تمييع 1 كبسولة تفجير (Ad1_noMx) و 2 (يستخدم للتضخيم المكتبة الأولى) من 25 ميكرومتر إلى 6.25 ميكرومتر.
- إضافة المكونات إلى أنابيب PCR الضوئية أو لوحة كما ورد في الجدول 4-
- مكان في الصك قبكر ودورة المحدد في الجدول 5-
- الأرض لتقدير العدد المطلوب من دورات إضافية التضخيم (N)، عدد دورة على المحور السيني والأسفار النسبي (رفو) على المحور الصادي.
دورات - عدد التضخيم إضافية (N) هو 1/3 عدد من الدورات الذي يبلغ فيه رد فعل qPCR الهضبة. الشكل 2 يوفر أمثلة لثلاث مكتبات أتاك-seq التوصل إلى الهضبة في وحدات fluorescence النسبية ~ 2,350، رفو (خط أخضر سميك). عدد دورات PCR الذي يتم تضخيمه ثلث المبلغ الأقصى (783 رفو، علامة على المحور ص) يناظر 8 دورات لمدة سنتين للمكتبات (منحنيات التضخيم أحمر وأزرق) و 9 دورات PCR للمكتبة الثالث (الوردي)-
- النهائية [بكر] تضخيم
- تضخيم ميليلتر 45 المتبقية لتفاعل PCR. ضع أنبوب PCR الذي يتضمن رد فعل التضخيم من الخطوة 4.1.2 في cycler حرارية. قم بتشغيل برنامج PCR المبينة في الجدول 6. استخدام عدد سبق تحديدها (الخطوة 4.2.5) دورات التضخيم (N)-
5. حجم "التحديد لمكتبات" أتاك-Seq
ملاحظة: في تجربتنا، يحسن اختيار حجم من تضخيم أتاك-seq مكتبات الجيل التالي تسلسل النتائج لأنه يقضي على ارتفاع الوزن الجزيئي مكتبة شظايا من النهائي seq أتاك المكتبة-
ملاحظة: تسمح الخرز المغناطيسي الحارة إلى درجة حرارة الغرفة 30 دقيقة قبل الاستخدام.
إعداد جديدة من الإيثانول 70% في المياه خالية من نوكلاس.
- ريسوسبيند الخرز المغناطيسي بخلط.
- إضافة المياه خالية من نوكلياسي إلى مكتبات أتاك-seq (التي تم الحصول عليها في الخطوة 4.3.1.) وجلب يصل إلى 100 ميليلتر.
- إضافة 50 ميليلتر (0.5 x) من حراكه الخرز المغناطيسي الحمض النووي ملزم إلى 100 ميليلتر من تضخيم المكتبات. مزيج من بيبيتينج صعودا وهبوطاً على الأقل 10 مرات. احتضان عينات لمدة 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة. إذا لزم الأمر، تدور بسرعة إلى أسفل microtubes-
- وضع الأنبوب على موقفا مغناطيسي مناسب لمدة 2 دقيقة لفصل الخرز المغناطيسي من المادة طافية. بعد 2 دقيقة، نقل المادة طافية microtube جديدة-
قياس حجم المادة طافية بيبيتينج - وإضافة x 0.7 من حبات مغناطيسية. مزيج من بيبيتينج صعودا وهبوطاً على الأقل 10 مرات.
- احتضان 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة. مكان على الوقوف مغناطيسي للحد الأدنى 2
- بعد 2 دقيقة الحضانة، تجاهل المادة طافية. إضافة ميليلتر طازجة 200 70% إيثانول لغسل الخرز في حين الأنابيب على الوقوف المغناطيسي.
- تبقى microtube على المغناطيس لمدة 30 ثانية وتجاهل ثم الإيثانول. كرر الخطوة 5.7.for هما الإيثانول النهائي يغسل.
- إزالة الإيثانول واسمحوا الخرز أيردري لمدة 5 دقائق بينما الأنبوب على المغناطيس المتبقية. إذا لزم الأمر، باختصار تدور في microtube. إزالة آثار الإيثانول مع تلميح ماصة p10.
- إزالة microtube من المغناطيس وإضافة ميليلتر 22 10 مم تريس-HCl، درجة الحموضة 8. لا الوت المكتبات أتاك-seq في المخزن المؤقت الذي يحتوي على يدتا.
- احتضان الأنبوب لمدة 2 دقيقة في درجة حرارة الغرفة ومن ثم ضع على الوقوف المغناطيسي.
- عندما يكون الحل واضح، نقل 20 ميليلتر من مكتبات التيد microtube عقيمة جديدة-
- تحديد مخزن الحجم المكتبات أتاك-seq في-20 درجة مئوية.
6. تحليل نوعية المكتبات Seq أتاك
- التحقق نوعية المكتبات seq أتاك من PCR الوقت الحقيقي
ملاحظة: من المهم تقييم إشارة إلى نسبة الضوضاء من مكتبات seq أتاك قبل الجيل القادم التسلسل. يتم ذلك عن طريق تحديد مبلغ نسبي من شظايا من الحمض النووي من المكاني موجوداً ولا يمكن الوصول إليها باستخدام PCR الكمي (قبكر). المكاني غير قابلة للوصول (المراقبة السلبية، chr1:48، 137، 860-48,137,934 و chr1:193، 093، 748-193,093,827) تتضخم بأزواج التمهيدي 1 و 2. المكاني موجوداً (مراقبة إيجابية، chr19:30، 336، 166-30,336,253 و chr19:11546154-11546237) تتضخم بأزواج التمهيدي 3 و 4. تم تعريف المكاني الإيجابية والسلبية من الكروماتين إمكانية الوصول (درهم-seq) لمحات من خلايا CD4 + الإنسان (ترميز الانضمام ENCSR000EQE و ENCSR000EQG). التمهيدي سلبية 1 يقع في منطقة إينتيرجينيك هيتيروتشروماتيك كبيرة (230 كيلو بايت من TRADB2 و 88 كيلو بايت من FOXD2). منطقة المراقبة السلبية 2 في داخل إنترون الأولى من الجينات CDC73. الإيجابي زوج التمهيدي 3 داخل منطقة الكروماتين فتح المصب من الجينات Cyclin E (CCNE1) بينما التمهيدي إيجابية زوج 4 يتركز داخل المروج للبروتين كيناز ج الركيزة 80 كح (برككش). الأهم من ذلك، إظهار المكاني التحكم هذه نمطاً مماثلاً للوصول في أنواع الخلايا البشرية الأخرى من مشروع ترميز 3، مما يوحي بأنه يمكن تطبيقها على رصد المكتبات seq أتاك من طائفة واسعة من أنواع الخلايا البشرية. تم التحقق من التمهيدي الكفاءة والنوعية لجميع أزواج التمهيدي قبل قبكر على إضعاف مسلسل من الحمض النووي (من الخلايا البشرية Th) وتحليل منحنى ذوبان للمنتجات المتحصل عليها مكبرة.
- عزل الحمض النووي باستخدام المتاحة تجارياً كيت (انظر الجدول للمواد والمعدات)-
- تمييع تضخيم أتاك-seq مكتبة 01:10 (1 ميليلتر مكتبة + 9 ميليلتر من المياه خالية من nuclease) والحمض النووي ل ~ 5 نانوغرام/ميليلتر.
- إعداد رد فعل خليط (الجدول 7) لكل زوج التمهيدي التحكم الإيجابي والسلبي، آخذا في الاعتبار أن ردود الفعل التي يتم تنفيذها في ثلاث نسخ.
- إينكوباتي في qPCR cycler الحرارية وفقا للبروتوكول الذي أوصت به المورد الرئيسي ميكس qPCR.
- تحليل النتائج في الصك قبكر ' ق البرمجيات (انظر الجدول للمواد والمعدات). اختر الحمض النووي كعينة مراقبة. وتمثل القيم التي تم الحصول عليها إغناء المناطق موجوداً (تضخيمه بمراقبة إيجابية كبسولة تفجير). يتم عرض مثال في الجدول 8-
ملاحظة: تقدير حجم متوسط مكتبة وتركيز: توزيع حجم شظايا من الحمض النووي من مكتبات أتاك-seq يتحدد بأنظمة عالية الحساسية التفريد الآلي وفقا للشركة المصنعة ' تعليمات s. فمن المستحسن أن قياس تركيز العينة على فلوروميتير استخدام طقم دسدنا حساسية عالية وعلى الأقل 2 ميليلتر لكل عينة من الحمض النووي-
ملاحظة: الجيل التالي التسلسل--قبل الإرسال المتعدد في المكتبات، حساب مولاريتي لكل مكتبة seq أتاك باستخدام الصيغة: (نانوغرام/ميليلتر x 10 6)/(تجزئة 660 × مكتبة متوسط الطول). وتهدف ل > ما يلي: 30 مليون لكل مكتبة أتاك-seq لتقييم الكروماتين مفتوحة مناطق عينات البشرية. إذا كنت ترغب في تحديد ما إذا كانت المكتبة جيدة بما يكفي لتسلسل خ ع، تهدف في البداية ليقرأ 10 مليون (5% حارة التسلسل على أداة تسلسل الحمض النووي في وضع التشغيل السريع). نأخذ في الاعتبار أن الاستدلال نوكليوسومي لتحديد المواقع، من إقران نهاية تسلسل المطلوبة 1-
7. تحليل "النتائج التي تم الحصول عليها التسلسل" الجيل القادم
- استنتاج نوعية ما يلي التسلسل بفحص الملفات فاستقك، لكل مكتبة على حدة-
- محاذاة على ما يلي للجينوم البشرية مرجع (الجمعية hg19) باستخدام البرمجيات 21 Bowtie في بيئة يونيكس/لينكس. أن الأمر ' bowtie-م 1-س-S الجينوم الدليل reads.fastq output_aligned.sam '. دليل الجينوم تقف للمجلد حيث يتم تخزين فهارس Bowtie الجينوم. المعلمة-م 1 عدم السماح بالمحاذاة ليقرأ على محور واحد أو أكثر في الجينوم،-q ملف الإدخال التي ينبغي أن تكون في شكل فاستق،-S للإخراج في تنسيق سام-
- إزالة مكررة ما يلي: استخدام الخيار رمدوب 22 سامتولس في بيئة يونيكس/لينكس. الأوامر ' سامتولس عرض output_aligned.sam-ب-S | فرز سامتولس-س-output_aligned > output_aligned.bam '،
سامتولس رمدوب-ق output_aligned.bam output_aligned _rmdup.bam '. الأمر الأول، عرض، تغيير تنسيق سام في شكل سوق بكارا للأسلحة التي يتم فرزها بعد ذلك. ثم يتم تطبيق خيار رمدوب في الملف أم تم فرزها. بشكل اختياري واحد ضبط على ما يلي في موقع الإدراج ينقول، كما هو موضح في ورقة أتاك-seq الأصلي 1. ويتم ذلك باستخدام بيدتولس الأوامر 23 في بيئة يونيكس/لينكس. الأوامر ' بامتوبيد-i output_aligned _rmdup.bam > output_aligned _rmdup.bed '، ' شيفتبيد-i الجينوم 4-م-5-ز-ف _rmdup.bed output_aligned > output_aligned _rmdup_adjusted.bed '. الأمر الأول، بامتوبيد، تغيير تنسيق أم في شكل السرير الذي يمكن ثم استخدام الأمر شيفتبيد. الملف الجينوم هو ملف محدد في علامة تبويب التي تحتوي على طول كل كروموسوم في الجينوم. وعادة ما يتم إضافة الملف في الدليل بيدتولس.
- إجراء استدعاء ذروة استخدام التحليل القائم على نموذج للبرنامج 24 شريحة-seq (MACS2) في بيئة يونيكس/لينكس على الملف سرير تحول مع المعلمات التالية:-نوموديل-اكستسيزي 75-التحول-30. يتم استخدام هذه المعلمات لضبط ما يلي حيث يكون الموقع الإدراج ينقول في منتصف كل قراءة التسلسل.