כדי לאמת את שיטת המעגל-Seq, שלוש S. cerevisiae CEN.PK אוכלוסיות של 1 x 10 10 תאים הוקרנו לאחר התאים גדלו בנפרד YPD במשך עשרה דורות. חיסול כרומוזומלית DNA ליניארי אושר על ידי בהעדר אות qPCR ACT1 כפי שתואר לעיל 20 (מידע לא מוצג). eccDNA מטוהרים מועשר היה רצף עד 68 מיליון קורא (141 נוקליאוטידים לקצה יחיד כניסות), ומיפו את הגנום התייחסות CEN.PK113-7D (גרסה 19 יוני 2012). הקלטות של eccDNAs המשוערת מהמדגמים השלושה בשם C1, C2 ו- C4 חולקו לאזורים גנומית ממופים על ידי רציף קורא יותר מ -1 kb. בהתבסס על 10,000 סימולציות מונטה קרלו, המשמעות של כל אזור ממופה על ידי רציף קורא יותר מ -1 kb נאמד. מתוך 79 זה, 159 ו -56 אזורים היו מפורשים כמו רצפי eccDNA סבירים (p <0.1, מערך נתונים 1). מספר contiguo המוקלטתלנו קורא> 1 kb גדל כפונקציה של עומק רצף המצביעה על כך אפילו יותר אלמנטי eccDNA היו נרשמים אם דגימות היו רצף נוסף (איור 2). כצפוי, השיטה מעגל-Seq חילוץ רבים קורא ממספר רצפי דנ"א מעגלית ידוע כולל הפלסמיד 2μ, הדנ"א המיטוכונדרי, גנים RNA ריבוזומלי בכרומוזום XII, ושלושת פלסמידים הבקרה הפנימית pBR322, pUC19 ו pUG72 שהיו זינק לתוך דגימות רק לפני טיהור עמודה (איור 3).
הוידאו מציג דוגמה רציף קורא כי ממופה אל מוקד HXT7 _ARS432_ HXT6 על IV כרומוזום. בעבר, [מעגל HXT6 / 7] זוהה על ידי מעגל-Seq בעשר אוכלוסיות S288c (כל אחד עם 1 x 10 10 תאים) ואת מבנה ה- DNA מעגלי אושרה על ידי ניתוח הפוך PCR 20. ה [HXT6 / 7 CIrcle] גם נרשמה כל אחת (איור 4 א) שלוש אוכלוסיות CEN.PK. יתר על כן, רוב גני eccDNA הנפוצים בקרב דגימות לשכפל של CEN.PK חפפו גני eccDNA מן מערכי נתוני S288c (האיור 4B).
כדי לבדוק את הספציפיות של הפרוטוקול-Seq המעגל עבור טיהור DNA מעגלית, שתי דגימות, כל אחד עם 30 מיקרוגרם DNA גנומי, נבדקו. דגימה אחת נוספה עם 100 ננוגרם פלסמיד דנ"א eccDNA משני דגימות היו מטוהרים ידי פרוטוקול מעגל-Seq. לאחר ההפרדה עמודה, התשואה DNA היה 1.27% (380 ng) למדגם ללא פלסמיד (GD) ו 1.60% (480 ng) למדגם עם פלסמיד (GD + P). היעילות של טיפול exonuclease נבדק עבור תוכן DNA ליניארי לאחר 29 שעות ו -72 שעות באמצעות PCR נגד ACT1. אין דגימות הכילו מוגבר ACT1 (מידע לא מוצג). שבריר של כל דגימה שטופל exonuclease היה עוד יותר אתmplified ידי ø29 פולימראז ואת המוצרים של תגובות אנזימטיות נותחו על ידי מכתים יודיד propidium (איור 5 א-F) ג'ל אלקטרופורזה agarose (איור 5G). דוגמאות לאחר טיפול exonuclease הראו יוד-כתם propidium מינימאלי (איור 5 א-ב). Ø29 - מדגם מוגבר עם הדנ"א הגנומי רק חשף מבנים דמויי חוט (איור 5 ג), בדומה למה מדגם הביקורת (איור 5E). Ø29 - מדגם מוגבר כי היה פלסמיד הוסיף חשף מוקדים (איור 5D) הדומה השליטה פלסמיד (איור 5F). התמונות עולה כי פולימראז ø29 מועשר עבור DNA מעגלי מעל DNA ליניארי. רוב ה- DNA כרומוזומלי ליניארי הוסר ממדגמים לאחר 29 טיפול hr exonuclease (איור 5 א-ב, ז). עם זאת, טיפול exonuclease נרחב עבור יותר מ -100 שעות ושימוש יותר מ -100 יחידות היו צריך להסיר את כל ה- DNA ליניארי כרומוזומליות, כמו ø29 - דגימות מוגברות עדיין הראו רקע של מבנים דמויי חוט לאחר טיפול 72 שעות exonuclease (איור 5 ג-ד).

. באיור 1. תמציתי של שיטת מעגל-Seq הפרוטוקול יש 5 שלבים: 1) culturing תא, 2) טיהור והעשרה של eccDNA ידי כרומטוגרפיה טור, 3) העיכול של הנותרים דנ"א כרומוזומלי ליניארי בשבריר eluate, 4) הגברה של ה- DNA על ידי DNA פולימרז ø29, ו -5) רצף של eccDNA מועשר ומיפוי קורא אל ס הגנום התייחסות cerevisiae. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
p_upload / 54,239 / 54239fig2.jpg "/>
איור 2. רציף קורא> 1 kb כפונקציה של עומק רצף. EccDNA מ 1 x 10 10 תאים להגדיל כפונקציה של עומק רצף (במיליוני ממופה כניסות). מוצג: triplicates ביולוגי בין הפלואידים CEN.PK ס אוכלוסיות cerevisiae (C1, C2, C4) מופרדים על ידי 10 10 חלוקות תא. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 3. איתור של רצפי דנ"א מעגלית ידוע. (AB) מפזרים חלקות כיסוי קריאה (לקרוא צפיפות) באחוזים עבור פלסמידים CEN.PK ביולוגי משכפל C1, C2 ו- C4. (א) ממופים מקריא פלסמידים שמרים אנדוגני היו: 2μ; [מעגל rDNA] (גנים RNA ריבוזומלי מ XII כרומוזום); ו mtDNA (בדנ"א המיטוכונדריאלי). (ב) הייחודי קורא ממופה לשלוט פלסמידים. פלסמידים הבקרה היו זינק לתוך דגימות לפני טיהור עמודה. יחסי פלסמיד לכל תא היו: pBR322 (סימני פלוס) 1: 1, pUC19 (עיגולים) 1:50, ו pUG72 (משולשים) 1: 2,500.

איור 4. אלמנטי eccDNA הנפוץ CEN.PK ו S288c. (א) דיאגרמת ון מוצגת חפיפה בין 476 גנים על 294 אלמנטים eccDNA בשלוש דגימות CEN.PK (C1, C2, C4). 16 הגנים המשותפים החופפים eccDNA / פלסמידים הם מבוארים (כל שמות הגן נמצאים בסיס נתוני 1). (ב) ון דיאגרמה של כל הגנים רשמו על eccDNAs משוערת משלוש דגימות CEN.PK (C1, C2, C4), לעומת כל הגנים רשמו על eccDNAs המשוערת מ -10 דגימות S288c: S1-S2, R1-R4, Z1-Z4 (ראה התייחסות 20). מוצגים הם 13 משכפל ביולוגי (S1-S2, R1-R4, Z1-Z4, C1-C3) עם גנים / פלסמידים ואזורי eccDNA משוערים אשר חפפו מינימום של 2 רקע מתח ואו 3 או יותר setups הניסיון. דגימות C, CEN.PK; דגימות R ו- Z, S288c BY4741; דגימות S, S288c M3750. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.

איור 5. ויזואליזציה של דגימות DNA לאחר exonuclease וטיפול O 2 9. (AF) Propidium יודיד מכתים של DNA. סרגל קנה מידה, 10 מיקרומטר. (A, C ו- E) דוגמאות עם הדנ"א הגנומי (GD); (B ו- D) דגימות עם GD בתוספת פלסמיד (GD + P). ( אונג> א.ב.) לאחר טיפול exonuclease 29 שעות (EXO 29 ח); (CD) לאחר 72 שעות טיפול exonuclease ואחריו הגברה פולימראז ø29 (EXO 72 שעות + ø29). (ה) שליטת הדנ"א הגנומי לאחר דואר: הגברת פולימראז ø29; (F) שליטה פלסמיד (5.5 kb) לאחר 29 פולימראז הגברה; (O G) ג'ל-eletrophoresis agarose. משמאל: L, 1 סמנים kb; P, בקרת פלסמיד (5.5 kb) אחרי שעה 29 EXO; GD, לאחר EXO 29 שע '(מדגם כמו א); GD + P, לאחר EXO 29 שע '(מדגם כמו B); GD ו- GD + P, לאחר EXO 29 שעות + ø29; GD ו- GD + P, לאחר EXO 72 שעות + ø29 (מדגם כמו CD). ראה טבלה S1 לפרטים נוספים. אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
1 Aset "src =" / files / ftp_upload / 54,239 / 54239dataset1.jpg "/>
מערך נתוני 1. אזורי circularization DNA פוטנציאלי CEN.PK. אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקובץ.
מוצגים הם נתונים רצף ומנתח עבור 348 אזורים. עמודות הן לספירה, מיפוי eccDNA. A (טור ראשון משמאל), מדגם שממנו המשוערת eccDNA זוהה; B, כרומוזום; CD, התחלה וסיום הקואורדינטות של eccDNAs המשוערת. EH, תוכן eccDNA. E, משכפלים רצף באופן אוטונומי (ARS) באזור; F, גן מלא באזור; G, חלק הגן ייכלל באזור; H, BLASTN-מזוהה הגן. IO, כיסוי ו- p-values EccDNA. אני, באזור הארוך עם רצף מבואר ייחודי נ"ב; J, מספר כל ממופה קורא; K, כיסוי של כל ממופה קורא מרסיסים לכל kb מתוך מיליון ממופה קורא (FPKM); L, p-value עבור המשוערת eccDNA לעומת התרחשות במקרה ממונטה קרלו סימולציות; M, מספר בלתיiquely ממופה קורא; לא; כמו K ו- L באמצעות רק ממופה באופן ייחודי קורא (UFPKM). פרמטרים למיפוי של קורא מונטה קרלו היו כמתואר 20.