ゲノムワイドシーケンシング実験とメタボロミクス実験からのデータの統合は課題です。 この論文では、エストラジオールで治療された乳がん細胞からのトランスクリプトーム、シストローム、メタボロームのデータの生成、分析、および統合を初めて報告します。
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ゲノムワイドシーケンシング実験とメタボロミクス実験からのデータの統合は課題です。 この論文では、エストラジオールで治療された乳がん細胞からのトランスクリプトーム、シストローム、メタボロームのデータの生成、分析、および統合を初めて報告します。
-omicsの出現により、がんやメタボリックシンドロームなどの慢性疾患の我々の理解が向上した近づきます。しかし、遺伝子発現マイクロアレイから得られる大規模なデータセット、深いシーケンシング実験または代謝プロファイリングにおける情報の効果的な採掘が明らかにした後、効果的に病気の細胞の表現型の重要な調節因子を標的とすることが不可欠です。エストロゲン受容体α(ERα)は、エストロゲン応答性乳癌のために重要である遺伝子プログラムを制御するマスター転写因子の一つです。乳がん代謝におけるERαシグナル伝達の役割を理解するために、我々はトランスクリプトーム、エストラジオールで処理されたMCF-7細胞からcistromicとメタボロームデータを利用しました。この報告では、RNAのSeq、ChIPの-のSeqとメタボロミクス実験と得られたデータの統合的なコンピュータ分析のためのサンプルの生成を説明しました。このアプローチは、新規モルの輪郭を描くのに有用ですcularメカニズムおよび正常または疾患細胞の影響代謝特定の転写因子によって調節されている遺伝子調節回路。
エストロゲンは生殖組織、代謝組織、脳や骨1を含む。女性と男性の両方における多くの生理学的プロセスの重要な調節因子です。これらの組織において有益な効果に加えて、エストロゲンはまた、乳房および生殖組織から生じる癌を駆動します。エストロゲンは主に細胞型特異的な効果を誘導することのERを介して動作します。 ChIP-のSeqを用いてRNA-のSeqとゲノムワイドERαDNA結合部位の解析を使用してERαによって調節転写産物のディープシーケンシングは、ERαがそれらから生じる異なる組織および癌においてどのように動作するかを理解するのに有用であることが判明しました。我々と他の人は、異なる受容体(ERβ対ERα)2,3、異なるリガンド3-5と異なるコレギュレーター2,4,6,7に関連した遺伝子発現プロファイルを公開しています。
RNA-のSeqは、マイクロアレイBAと比較して、より高い精度と効率を提供し、トランスクリプトームを検討するための主要な方法であり、sedの遺伝子発現解析8。細胞株2-4,7、組織または腫瘍試料から得られたRNAは、利用可能なゲノムアセンブリにマッピングされ、配列決定され、示差的に調節する遺伝子が同定されます。クロマチン免疫沈降(チップ)は、公知の調節結合部位に結合する転写因子および補調節因子、クロマチンを分析するために使用されます。 ChIP-のSeq(ハイスループットシークエンシングに続いてのChIP)は、グローバル結合部位の公正な検出を提供します。メタボロミクスは別ますます使用されるシステム生物学のアプローチ、定量的に測定し、化学物質や遺伝的摂動を含む様々な刺激に対する生体系の動的マルチパラメトリック応答です。
グローバル代謝プロファイリングを行うことにより、機能的な読み出しは、細胞、組織、及び血液から得ることができます。また、トランスクリプトーム実験からの情報は常に生化学的経路に貢献する酵素のレベルの実際の変化を反映するものではありません。合わせましたトランスクリプトームとメタボロームデータの分析は、実際の代謝物の変化と遺伝子発現の変化を識別し、相関させることを可能にしています。すべてのこれらの大規模なデータセットからの情報を活用することは、複雑な生物学的システムを調節する転写因子、人間開発とがんや糖尿病などの疾患に関連し、特にものの役割を理解するために機械的な詳細を提供します。
哺乳動物ゲノムの複雑な性質は、それが困難な統合と完全にトランスクリプトーム、cistromeとメタボローム実験から得られたデータを解釈することができます。一旦機能的結合部位が同定されているため、標的遺伝子の発現の変化をもたらす機能的結合事象を同定することが重要です。転写結合(TF)モチーフの分析を含む分析し、その後、より高精度に行うことができます。これは、生物学的に意味のあるTFカスケードおよびメカニズムの同定をもたらします。また、直接comparis各実験からのデータは、異なるスケールとノイズを持っており、いくつかのケースでは意味のある信号が人口ノイズによって覆い隠されているので、RNAのSeqとチップのSeq実験の上で常に可能ではありません。我々は、乳癌におけるERαによる直接の代謝調節を理解するために、これらの三つの独立が関連のアプローチからの情報を統合し、任意の研究を認識していません。そこで、本論文では、当社の全体的な目標は、遺伝子発現および代謝物の変化に生産的な結合事象を関連付けることです。この目標を達成するために、我々は、RNAのSeqチップ-のSeqおよびメタボロミクスの実験からのデータを統合し、代謝経路における遺伝子発現の変化をもたらすイベントを結合ERα誘導されるエストロゲンを同定しました。初めて、我々は乳房の代謝を調節する新規遺伝子回路を明らかにしたChIP-のSeq、RNA-のSeqとメタボロミクスのプロファイリングを生成し、データの統合的な分析を行うためのプロトコル( 図1)の完全なセットを提供します癌細胞株。
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RNA-のSeqサンプルの調製
ChIP-のSeqサンプルの調製
3.メタボローム測定用試料調製
4.統合的分析
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トランスクリプトミクス
E2処理によって示差的に発現する遺伝子を分析するために、我々は、RNAのSeq実験を行うことにしました。 mRNAレベルについての情報を提供することに加えて、RNA-、配列番号データは、非コードRNA(長い非コードRNA、マイクロRNA)、および選択的スプライシング事象の変化を監視するために使用することができます。我々の研究の範囲は、代謝調節のために重要な遺伝子をコードするタンパク質を同定することであるので、我々は、非コードRNAまたは代替的に転写された遺伝子の分析に関する情報を提供していませんでした。しかし、RNA-のSeqは、差動遺伝子発現イベントの情報を取得する優れた方法です。
高品質読み取り得るためには、高純度のRNAを得ることが重要です。 RNAを単離した後、我々は、RNAクリーンアップキットを用いてRNAを精製しました。残念ながら、RNAの約50%が、このプロセスの間に失われ、RNAの出発量は、cに入れな...
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本稿では、生成およびE2で処理されたMCF-7細胞からのRNA-のSeq、ChIPの-のSeqとメタボロミクスデータの統合的な分析を説明しました。私たちは、生物学的に関連の発見を生み出す最も効率的な方法でユーザーフレンドリーなソフト用品を利用するために戦略的なプロトコルのセットを開発しました。我々の知る限り、我々は、3つの異なる分析から-omicsデータを統合し、ERα直接乳癌細胞において調節新しい代謝経路を同定するための最初の研究です。
トランスクリプトミクス
成功したトランスクリプトーム解析のための高品質のRNAで開始することが重要です。グッドプラクティスは、-80℃で保存し、使用中の氷上で維持し、多くの場合、手袋を変え、RNaseフリーベンチの作成など、RNA分解の可能性を排除します。 -20ºCで一晩のインキュベーションの添加は、RNA回収を向上させます。繰り返し凍結融解のRNAを回避するために、1は、下流procedurのためのRNAを割り当てることができます単離および精製の際にエス。シークエンシングエラーの存在を、サンプルからのcDNAを用いて定量RT-PCR...
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イリノイ大学は、この補助金から給料の支援を受けたファイザー社ZMEとYCZから治験開始助成金を受けました。
この作品は、国立食糧農業研究所、米国農務省、受賞ILLU-698から909(ZME)とファイザー株式会社(ZME)からの助成金によってサポートされていました。その内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしも米国農務省の公式見解を示すものではありません。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| トリグリセリドミックス | Sigma | 17810-1AMP-S | |
| オレイン酸 | Sigma | O1257-10MG | オレイン酸水溶性粉末 |
| トリゾール試薬 | ライフテクノロジーズ | 15596-026 | |
| Dynabeads Protein A | Life テクノロジー | 10006D | |
| Dynabeads Protein G | Lifeテクノロジー | 10007D | |
| QIAquick PCR精製キット | QIAGEN | 28106 | インプットサンプルのDNA単離 |
| ZYMO ChIP-DNA単離キット | ザイモリサーチ | D5205 | ChIP DNAクリーン&濃縮器 |
| Quant-iTªピコグリーン¨dsDNAアッセイキット | Invitrogen | P7589 | DNA Quantitation |
| RNase-Free DNase Set | QIAGEN | 79254 | RNA purification |
| DEPC 処理水 | LIFE TECH | 462224 | Dnase/Rnase Free |
| Model 120 Sonic Dismembrator | フィッシャーサイエンティフィック | FB120110 | 1/8プローブ付き |
| フィッシャーサイエンティフィックサウンドエンクロージャ | フィッシャーサイエンティフィック | FB-432-A | 消音用 |
| エッペンドルフチューブ5.0ml | エッペンドルフ | 0030 119.401 | 200本(100個入り2袋) |
| ランダムプライマーミックス | NEB | S1330S | |
| DNTP MIX | NEB | N0447S | |
| M-MuLV 逆転写酵素 | NEB | M0253S | |
| FastStart SYBR Green Master | ROCHE | 4673484001 | |
| Agarose | Fisher | BP160100 | 1.5%アガロースゲル |
| Qubit RNA HS Assay Kit | Life テクノロジー | Q32852 | RNA定量(100アッセイ) |
| ホルムアルデヒド | Sigma | F8775 | |
| プロテアーゼ阻害剤錠剤 | ロシュ | 4693116001 | 各錠剤は、10 ml の溶解バッファー |
| PhosSTOP ホスファターゼ阻害剤カクテル錠 | ロシュ | 4906845001 | 10 mL の溶解バッファー |
| Qubit Assay Kits | Q32850 | For 100 assays | |
| 自動セルカウンター | ORFLO | MXZ000 | |
| tube Rotator | VWR | 10136-084 | |
| ビクター X5 マルチプル プレート リーダー | PerkinElmer | 2030-0050 | |
| 微量遠心分離機 5417R | エッペンドルフ | 22621807 | |
| 磁気スタンド | Diagenode | B04000001 | |
| 高速リアルタイムPCRシステム | 応用科学 |
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