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Article de méthode

Cartographie de tout le génome de chromatine Accessible dans les Lymphocytes T humains primaires par ATAC-Seq

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DOI :

10.3791/56313

13 novembre 2017

Dans cet article

Résumé

Dosage pour la Transposase Accessible chromatine couplé avec le séquençage haut-débit (ATAC-seq) est une méthode de Génome-large pour découvrir la chromatine accessible. Il s’agit d’un protocole étape par étape de ATAC-seq, du moléculaire à la dernière analyse computationnelle, optimisé pour les lymphocytes humains (Th1/Th2). Ce protocole peut être adopté par les chercheurs sans expérience préalable dans les méthodes de séquençage de prochaine génération.

Résumé

Dosage pour la chromatine Transposase Accessible avec le séquençage haut-débit (ATAC-seq) est une méthode utilisée pour l’identification des régions (accessibles) ouvertes de la chromatine. Ces régions représentent réglementaire des éléments d’ADN (par exemple, promoteurs, exhausteurs, locus contrôle les régions isolateurs) dont transcription facteurs se lient. Cartographie du paysage de la chromatine accessible est une approche puissante pour découvrir les éléments de régulation actives au sein du génome. Cette information sert une approche impartiale pour découvrir le réseau des facteurs de transcription pertinents et de la structure de la chromatine des mécanismes qui régissent les programmes d’expression de gène. ATAC-seq est une alternative robuste et sensible à la DNase I analyse hypersensibilité couplé avec le séquençage de prochaine génération (DNase-seq) et formaldéhyde assistée par isolement des éléments régulateurs (FAIRE-seq) pour l’analyse du génome de la chromatine l’accessibilité et à la séquence de micrococcique sites sensibles à la nucléase (MNase-seq) pour déterminer le positionnement des nucléosomes. Nous présentons un protocole détaillé de ATAC-seq optimisé immunitaire primaire humain cellules c.-à-d. CD4 + lymphocytes (T helper 1 (Th1) et les cellules Th2). Ce protocole complète commence par la récolte de cellules, puis décrit la méthode moléculaire de la chromatine tagmentation, préparation des échantillons pour le séquençage de prochaine génération et inclut également des méthodes et considérations pour les analyses de calculs utilisés pour interpréter les résultats. De plus, pour gagner du temps et argent, nous avons introduit des mesures de contrôle de qualité afin d’évaluer la bibliothèque ATAC-seq avant séquençage. Ce qui est important, les principes présentés dans le présent protocole permettent son adaptation à d’autres cellules primaires humaines immunitaires et non immuns et les lignées cellulaires. Ces lignes directrices sera également utiles pour les laboratoires qui ne maîtrisent pas avec les méthodes de séquençage de prochaine génération.

Introduction

ATAC-seq1,2 est une méthode robuste qui permet l’identification des régions de chromatine ouverte réglementaire3 et positionnement des nucléosomes. Cette information est appliquée pour inférer l’emplacement, identité et l’activité de facteurs de transcription. Sensibilité de la méthode pour mesurer les variations quantitatives dans la structure de la chromatine permet l’étude de l’activité des facteurs de la chromatine, y compris des rénovateurs de la chromatine et modificateurs, ainsi que l’activité transcriptionnelle de l’ARN polymérase II1. ATAC-seq fournit do....

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Protocole

toutes les procédures ont été approuvées par la Commission de révision institutionnelle de l’Université de Bar Ilan et le protocole suit les directives émanant de la Commission approuvant les expériences.

1. purification du naïf CD4 + des cellules humaines et polarisation T Helper 1 (Th1) et les cellules Th2

Remarque : ici, nous décrivons la procédure à partir de cellules mononucléaires de sang périphérique humain congelé (PBMC). La première étape consistant à isoler les cellules CD4 + à l’aide de microbilles et colonnes donnent qu’habituellement nous plus de 95 % des cellules CD4 +. Cependant, cette étape peut ....

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Résultats

Le résultat final de ce protocole est une bibliothèque de ATAC-seq typiquement 3-20 ng/µl. Lorsqu’il est exécuté sur un système d’analyse de l’intégrité de l’ADN (voir la Table des matières, équipements), ils montrent apparence échelle2 (Figure 3 a). La taille moyenne des fragments d’ADN est généralement bp ~ 450-530.

Bon contrôle de la qualité des bibliothèq.......

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Discussion

Le protocole de ATAC-seq décrit ici a été avec succès employé pour l’analyse de la chromatine accessible dans les cellules primaires (humain Th1, Th2 cellules et B) ainsi que les lignées de cellules cultivées (MCF10A humain cellules cancéreuses et les cellules de glioblastome U261). Application de ATAC-seq aux autres types de cellules peut-être exiger certains optimisation de protocoles, en particulier dans l’étape de lyse. Si la concentration de détergent non ionique est trop élevée, il peut y avoir un pourcentage plus .......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Ce travail est soutenu par la Fondation des sciences Israël (subvention 748/14), Marie Curie intégration accorder (CIG) - pcrd7-personnes-20013-CIG-618763 et j’ai-CORE programme et de la planification et budgétisation Comité The Israel Science Foundation grant no 41/11.

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Matériaux


Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Tubes de 50 mLLumitronLUM-CFT011500-PPeut provenir d’autres fournisseurs.
MicrotubesAxygen IncMCT-175-CPeut provenir d’autres fournisseurs.
Pipettes sérologiques de 25 mLCorning Costar4489Peut provenir d’autres fournisseurs.
Flacon de culture tissulaireLumitronLUM-TCF-012-250-PPeut provenir d’autres fournisseurs.
Compteur automatisé de cellules CountesInvitrogenC10227
Tissu NucleoSpinMACHEREY-NAGEL740952.5
Cellules mononucléées du sang périphérique  ;( PBMC)ATCC  ; PCS&timide ; 800­ ; 011Peut provenir d’autres fournisseurs.
RPMI 1640 MediumBiological Industries01-103-1APeut provenir d’autres fournisseurs.
Solution de L-glutamine (200 mM)Biological Industries03-020-1BPeut provenir d’autres fournisseurs.
Pénicilline-StreptomycineBiological Industries03-031-1BPeut provenir d’autres fournisseurs.
Sérum fœtal bovin (FBS),  ; Inactivé par la chaleur,European Grade Biological Industries04-127-1Peut provenir d’autres fournisseurs.
Microbilles MACS CD4, humainesMiltenyi Biotec130-045-101
Colonnes MACS MSMiltenyi Biotec130-042-201
Anti-Human CD4 FITCBiogems06121-50
Souris IgG1 Isotype Control FITCBiogems44212-50
Anti-Human CD3 (OKT3)Tonbo biosciences40-0037
Anti-Human CD28 SAFIRE Biogemmes Purifiées10311-25
IL2 Humain RecombinantPeprotech200-02
IL4 Humain RecombinantPeprotech200-04
IL12 Humain Recombinant IL12 p70Peprotech200-12
In Vivo Ready Anti-Human IL-4 (MP4-25D2)Tonbo40-7048
LEAF  ; IFN-&gamma anti-humain purifié ;BioLegend506513
NaCl, qualité analytiqueCarlo Erba479687Peut provenir d’autres fournisseurs.
Chlorure de magnésium, hexahydraté, biologie moléculaire de qualitéCalbiochem442611Peut provenir d’autres fournisseurs.
EDTAMP Biomedicals800682Peut provenir d’autres fournisseurs.
Tris, ultra pur, pur à 99,9 %MP Biomedicals819620Peut provenir d’autres fournisseurs.
Alternative NP-40 (nonylphényl polyéthylène glycol)Calbiochem492016Peut provenir d’autres fournisseurs.
Inhibiteurs de protéaseSigmaP2714cet inhibiteur de protéase coctail est une poudre. Pour faire 100 x solution, diluer dans 1 mL d’eau de biologie moléculaire.
Perles d’immobilisation inverse magnétiques en phase solide : Perles AMPure XPBeckman63881
Kit de purification PCRHyLabsEX-GP200Peut provenir d’autres fournisseurs.
Nextera DNA Library Preparation Kit (TDE1 transposase et tampon TD)IlluminaFC-121-1030
NEBNext High-Fidelity 2 x PCR Master MixNew England BioLabsM0541
NEBNext Q5 Hot Start HiFi PCR Master MixNew England BioLabsM0543
SYBR Green I  ;InvitrogenS7585
  ; CFX Connect PCR en temps réel  ; Détection  ; Le systèmeBio-rad185-5200peut provenir d’autres fournisseurs.
CFX Manager SoftwareBio-rad1845000
master mix pour qPCR : iTaq Universal SYBR Green SupermixBio-rad172-5124Peut provenir d’autres fournisseurs.
Fluorimètre Qubit 2.0InvitrogenQ32866
Qubit dsDNA HS Kit de dosageInvitrogenQ32854
Aimant pour tubes eppendorfInvitrogen12321DPeut provenir d’autres fournisseurs.
Centrifugeuse de refroidissement à godet pivotant avec les godets pour tubes Falcon de 15 ml et tubes EppendorfThermo Scientific 75004527Pourrait provenir d’autres fournisseurs. Il est important qu’il ait des godets pour les tubes eppendorf.
Thermo-shakerMRCPeut provenir d’autres fournisseurs.
Haute sensibilité D1000 ScreenTapeAgilent Technologies5067-5584
Haute sensibilité D1000 RéactifsAgilent Technologies5067-5585
4200 Système TapeStationAgilent TechnologiesG2991AAPlate-forme à bande pour l’électrophorèse
Kit d’ADN haute sensibilitéAgilent Technologies5067-4626Réactif pour analyse TapeStation haute sensibilité
Nom et séquence de l’amorcede l’entreprise
: 5'-AATGATACGGCGACCACCGAGA
TCTACACTCGTCGGCAGCGTC
AGATGTG-3'IDT
Ad1-noMx : 5'-P5 séquence-transposase séquence-3'Ad2.1_TAAGGCGA

TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.1_expected séquence d’index : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'Ad2.2_CGTACTAG
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG
AT[CTAGTACG]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.2_expected séquence d’index lire : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'
Ad2.3_AGGCAGAA : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[TTCTGCCT]GTCTCGTGGG
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.3_expected séquence d’index read : 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3'Ad2.4_TCCTGAGC
 : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG
AT[GCTCAGGA]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.4_expected séquence d’index lecture : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'Ad2.5_GGACTCCT
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[AGGAGTCC]GTCTCGTGGG
CTCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.5_expected séquence d’index lecture : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'Ad2.6_TAGGCATG
: 5'-CAAGCAGACGGCATACGA
GAT[CATGCCTA]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.6_expected séquence d’index lire : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'Ad2.7_CTCTCTAC
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[GTAGAGAG]GTCTCGTGGG
CTCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.7_expected séquence d’index lire : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'
Ad2.8_CAGAGAGG : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[CCTCTCTG]GTCTCGTGGG
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.8_expected séquence d’index read : 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3'Ad2.9_GCTACGCT
 : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[AGCGTAGC]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.9_expected séquence d’index lecture : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'Ad2.10_CGAGGCTG
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACG
AGAT[CAGCCTCG]GTCTCGTGG
GCTCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.10_expected séquence d’index : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'Ad2.11_AAGAGGCA
: 5'-CAAGCAGACGGCATACG
AGAT[TGCCTCTT]GTCTCGTGGG
CTCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.11_expected séquence d’index lire : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-séquence de transposase-3'Ad2.12_GTAGAGGA
: 5'-CAAGCAGACGGCATACG
AGAT[TCCTCTAC]GTCTCGTGGG
CTCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.12_expected séquence d’indice lire : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'
Ad2.13_GTCGTGAT : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
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Ad2.13_expected séquence d’index read : 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3'Ad2.14_ACCACTGT
 : 5'- CAAGCAGACGGCATACGA
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TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.14_expected séquence d’index lire : 5'-P7 sequence-[séquence d’index]-transposase sequence-3'Ad2.15_TGGATCTG
: 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA
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Ad2.15_expected séquence d’index read : 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3'Ad2.16_CCGTTTGT
 : 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[ACAAACGG]GTCTCGTGGGC< br/> TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.16_expected séquence d’index lecture : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-séquence de transposase-3'
  ; Ad2.17_TGCTGGGT : 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[ACCCAGCA]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.17_expected séquence d’index read : 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3'
  ; Ad2.18_GAGGGGTT : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[AACCCCTC]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.18_expected séquence d’index read : 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3'Ad2.19_AGGTTGGG
 : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[CCCAACCT]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.19_expected séquence d’index se lit : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-séquence de transposase-3'
  ; Ad2.20_GTGTGGTG : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[CACCACAC]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.20_expected séquence d’index lire : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-séquence de transposase-3'
  ; Ad2.21_TGGGTTTC : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[GAAACCCA]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.21_expected séquence d’index read : 5'-P7 sequence-[index sequence]-transposase sequence-3'Ad2.22_TGGTCACA
 : 5'- CAAGCAGACGGCATACGA
GAT[TGTGACCA]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.22_expected séquence d’index lire : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'Ad2.23_TTGACCCT
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[AGGGTCAA]GTCTCGTGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.23_expected séquence d’index lire : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-transposase séquence-3'Ad2.24_CCACTCCT
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[AGGAGTGG]GTCTCGTGGG
CTCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.24_expected séquence d’index lecture : 5'-P7 séquence-[séquence d’index]-séquence de transposase-3'F1
: 5'-CCTTTTTATTTGCCCATACACTC-3'IDT
R1 : 5'-CCCAGATAGAAAGTTGGAGAGG-3'IDT
F2 : 5'-TTGAGGGATGCCATAACAGTC-3'IDT
R2 : 5'-CTGCTGAACAACAACAACACCCTTCAC-3'IDT
F3 : 5'-GGTTTGCAGGTTGCGTTG-3'IDT
R3 : 5'-AGAGGAATCTGGGAGTGACG-3'IDT
F4 : 5'-TGCTCATTCCGTTTCCCTAC-3'IDT
R4 : 5'-AGCCGGAAAGAAAAAGTTCCTG-3'IDT
Ad1_noMX : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG AT[TCGCCTTA]GTCTCGTGGGC

Références

  1. Buenrostro, J. D., Giresi, P. G., Zaba, L. C., Chang, H. Y., Greenleaf, W. J. Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin, DNA-binding proteins and nucleosome position. Nat Methods. 10 (12), 1213-1218 (2013).
  2. Buenrostro, J. D., Wu, B., Chang, H. Y., Greenleaf, W. J.

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Réimpressions et autorisations

Mots-clés

Accessibilit de la chromatinelymphocytes T primairesisolement des noyauxr action de transpositionamplification de la biblioth quemesures de contr le qualitanalyse de l appel de picstape de purification de l ADNpurification par billes magn tiques