ここでは、活性化 cd4 人間リンパ球を (ATAC seq) をシーケンス処理トランスポザーゼ アクセス クロマチンのアッセイを実行するプロトコルを提案します。プロトコルは、新しい換散バッファーの導入により 3% に 50% からミトコンドリア DNA の読み取りの汚染を最小限に変更されています。
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ここでは、活性化 cd4 人間リンパ球を (ATAC seq) をシーケンス処理トランスポザーゼ アクセス クロマチンのアッセイを実行するプロトコルを提案します。プロトコルは、新しい換散バッファーの導入により 3% に 50% からミトコンドリア DNA の読み取りの汚染を最小限に変更されています。
ATAC seq ゲノムワイド アクセス クロマチンのマッピングへの迅速かつ簡単なアプローチによるエピジェネティクスの研究で広く使われている方法論となっています。本稿ではミトコンドリア DNA の読み取りを汚染を減らす向上の ATAC seq プロトコルを提案する.以前の ATAC seq プロトコルに苦労している間ミトコンドリア DNA の汚染 50% の平均を読み取ると、この議定書で導入された最適化された換散バッファー 3% の平均にミトコンドリア DNA の汚染を軽減します。この改良の ATAC seq プロトコルは、シーケンシング コストに近い 50% 削減できます。データの分析を通じて全血からの cd 4 + リンパ球の隔離からのステップバイ ステップの手順を提供する活性化 cd4 リンパ球からこれらの高品質の ATAC seq ライブラリを準備できる方法を紹介します。改良されたこの ATAC seq プロトコルは細胞のタイプの広い範囲で検証されている、クロマチン接近性を勉強して研究者にすぐに使用されます。
トランスポザーゼ アクセス クロマチン (ATAC seq) をシーケンス用急速にクロマチン アーキテクチャを尋問のため主要な方法となっています。ATAC seq は tagmentation、断片化、シーケンスが全ゲノムにわたってクロマチン アクセシビリティを判断できますライブラリを生成する、同じ酵素によって DNA のタグ付けのプロセスを介してアクセス可能なクロマチン領域を識別できます。この tagmentation プロセスは、のみ nucleosomic 立体障害によるクロマチンの開いている領域をカット非常に活発の Tn5 トランスポサーゼによって媒介されます。それはカット、Tn5 トランスポザーゼはまたを可能にする PCR による迅速なライブラリ構築およびゲノムワイド アクセス クロマチン1,2次世代シーケンス シーケンス アダプターを挿入します。
ATAC seq クロマチン アクセシビリティ比較的単純で高速なプロトコル、品質とその結果、および開始に必要な材料の少量から判断できる情報の範囲のための領域を特定する最寄りの方法となっています。MNase seq4 (オープン ゲノム領域のヌクレオソームの位置が決まります)、(これはまたゲノム クロマチン接近性を測定) DNase seq3と比較して、ホルムアルデヒドを介した FAIRE seq5、ATAC seq はより速く、安く、そして再現性1。また、出発の数として DNase seq3に必要な 5000 万の核と比較して 500 の核物質の使用より敏感です。ATAC seq クロマチン アーキテクチャの詳細については、転写因子結合、ヌクレオソームの配置、クロマチン領域1の地域を含む他の方法よりもを提供することがあります。効果的な単一セルの ATAC seq プロトコルが検証されて、単一細胞レベル6,7クロマチン アーキテクチャに関する情報の提供します。
ATAC seq はクロマチン アーキテクチャを特徴づける植物8人間9、および他の多くの有機体を含む研究と細胞のタイプの広い範囲にわたって使用されています。また病気状態7のエピジェネティック制御を識別するに重要だった。しかし、最も広く使用されている ATAC seq プロトコルには、ミトコンドリア DNA から汚染シーケンス読み込みの主な欠点が含まれています。一部のデータ セットでこの汚染レベルは配列結果1の 60% と高いすることができます。ATAC seq7,10,11のより効率的なアプリケーションを可能にするためにこれらの汚染のミトコンドリアの読み取りを削減するフィールドに協調された努力があります。ご紹介わずか 3% にミトコンドリアの DNA 混入率を減らす向上の ATAC seq プロトコル シーケンス コスト10で約 50% の削減をできるようにします。これはミトコンドリアの DNA 汚染を最小限に抑える重要な改善の換散バッファーと活性化 cd 4 + リンパ球の隔離の合理化されたプロセスによって可能です。
この modifiedATAC seq プロトコルは、初代培養細胞、ひとの主な末梢血単核球 (PBMCs)10、人間の主要な球 (未発表) マウス樹状細胞などの広い範囲で検証されています。要素の非コード11クラスター化定期的に空間の短い回文繰り返し (CRISPR) 画面の悪性黒色腫細胞を尋問する正常にそれ使用されているも。さらに、このプロトコルで記述されている、GitHub 上で提供されるデータ分析パッケージは、ATAC seq データを分析するツールと新しいと経験豊富な研究者を提供します。ATAC seq クロマチン接近性を全体のゲノム全体マップに最も効果的な試金、ここで紹介されている既存のプロトコルに変更になります低のミトコンドリア DNA 汚染と高品質なデータを生成する研究者シーケンス処理のコストを削減し、ATAC seq のスループットの向上します。
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この改良されたプロトコルは、データ解析 (図 1) による全血の原料から cd4 陽性リンパ球の ATAC seq を実行するための手順を説明します。
1. 全血からの cd 4 + T 細胞の分離
注:このプロトコルのための開始材料は研究の要件に基づいて選択する開始材料の源の標準手続きを使用して収集した新鮮な全血の 15 mL です。必要に応じて、プロトコルをスケールします。リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) + 2% ウシ胎仔血清 (FCS) 部屋の温度 (RT) をあらかじめ暖かいし、cd4 陽性 T 細胞濃縮手順を開始する前に RT する遠心分離機を調整します。
2. アクティブにし、cd 4 + T 細胞を浄化
注:48 h なり、95%、活性化 cd 4 + T 細胞を活性化し、cd4 陽性 T 細胞のみを浄化のこの急速なプロトコルが必要です。プロトコルを開始する前に、4 ° C に遠心分離機をクールします。
3. ATAC seq
注:この手順では、核は、atac 試験シーケンスの活性化 cd4 陽性 T 細胞から分離このプロトコルで使用する換散バッファーはより効率的な消化と質の高い成果の結果、核で穏やかに改善されました。4 ° C で維持固定角度の遠心分離機のセクション 3 ですべての遠心分離手順を実行します。プロトコルを開始する前に、遠心分離機をクールします。
4. ATAC seq ライブラリの品質分析
注:次世代シーケンスの前に ATAC seq ライブラリの量と質を検証することが重要です。ライブラリの量と質は、市販キット (材料の表を参照) を使用して評価する必要があります。
5. シーケンス データ解析
注:この解析パイプラインでは、手順のマッピングの読み取りの品質を制御し、実験的なデザインの座標を調整する下流解析のためのピークを呼び出すことができます。コマンド行と実行の説明を次に示します。データ分析パッケージ (https://github.com/s18692001/bulk_ATAC_seq) で可能です。
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新鮮な全血の 15 mL からは、このプロトコルは 100 万の cd4 陽性 T 細胞の平均を生成します。これらは、後で処理するため冷凍またはすぐに使用できます。新鮮なまたは解凍、cd 4 + T 細胞の生存率は一貫して > 95%。Cd4 陽性 T 細胞分離のこの方法は、柔軟性、ソースの材料とコレクションの時間この改良の ATAC seq プロトコル シーケンスの 1 ng/μ L を超える最後のライブラリを生成します。市販のシステムを用いて品質管理は、200 〜 1000 bp (図 2) との間の DNA のフラグメントを示す必要があります。シーケンスは、高品質ライブラリでのみ実行してください。
すべてのライブラリは、4000 万サンプルあたりを読む以上の平均深さに配列されました。ミトコンドリア DNA 配列読み取り1合計の 50%...
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この記事で紹介した修正の ATAC seq プロトコルは、最小限のミトコンドリア DNA 汚染で再現性のある結果を提供します。人間プライマリ PBMCs10、ひと単球 (未発表) マウス樹状細胞のクロマチン アーキテクチャの特性し、培養メラノーマ細胞線11正常にプロトコルが使用されています。この改良の換散を見込んで条件他のセルタイプのために働く可能性があります。それはまたこの核の隔離のプロトコルが単一核 ATAC seq プロトコル、シーケンス処理の結果を改善するために、ミトコンドリアの DNA 汚染を最小限に抑えることと互換性があることが予想されます。
この修正されたプロトコルの追加の利点は、患者サンプルの可用性に応じて異なる時点で PBMCs から孤立した cd4 陽性 T 細胞のバッチを凍結する能力です。すべてのサンプルに合わせて ATAC seq が同時に実行されることができます、潜在的なバッチ効果バイアス トランスポザーゼ反応とシーケンスは最小
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テクニカル サポート Atsede Siba にありがちましょう。C.S.C. は、NIH グラント 1R61DA047032 によってサポートされます。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 1x PBS、滅菌済み | Gibco | 10010023 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| 5810/5810 R Swing Bucket 50 mL、15 mL、1.5 mLチューブバケット付き冷蔵遠心分離機 | Eppendorf | 22625501 | 他の同等の製品を使用することができます。 |
| 96ウェル丸底プレート | Thermo Scientific | 163320 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| Agilent 4200テープステーションシステム | Agilent | G2991AA | 品質評価に推奨されます。 |
| クライオチューブ | Thermo Scientific | 374081 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| DMSO | Sigma | D8418 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| Dynabeads ヒト T-アクチベーター CD3/CD28 | Invitrogen Life Technologies | 11131D | クリティカルコンポーネント |
| Dynabeads 手つかずのヒト CD4 T 細胞キット | Invitrogen Life Technologies | 11346D | クリティカルコンポーネント |
| ダイナマグネット | Invitrogen Life Technologies | 12321D | クリティカルコンポーネント |
| FCS | Gemini Bio Products | 100-500 | 他の同等のものを使用できますプロダクツ。 |
| 高感度DNAキット | アジレント | 50674626 | 品質評価に推奨されます。 |
| 塩化マグネシウム、六水和物、分子生物学グレード | シグマ | M2393 | 同等の製品を使用できます。 |
| MinElute PCR Purification Kit (Buffer PB, Buffer PE, Elution Buffer) | Qiagen | 28004 | クリティカルコンポーネント |
| Mr. Frosty | Thermo Scientific | 5100-0001 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| NaCl、分子生物学グレード | シグマ | S3014 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| NEBNext High Fidelity 2x PCR Master Mix | New England BioLabs | M0541 | クリティカルコンポーネント |
| Nextera DNA ライブラリ調製キット (2x TD バッファー、Tn5 酵素) | Illumina | FC1211030 | クリティカルコンポーネント |
| ヌクレアーゼフリー 滅菌 dH20 | Gibco | 10977015 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| ポリソルベート20(Tween20) | Sigma | P9416 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| PowerUp SYBR Green Master Mix | Applied Biosystems | A25780 | クリティカルコンポーネント |
| プレシジョンウォーターバス | Thermo Scientific | TSGP02 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| QIAquick PCR精製キット | Qiagen | 28104 | クリティカルコンポーネント |
| Qubit dsDNA HS Assay Kit | Invitrogen Life Technologies | Q32851 | 品質評価に推奨されます。 |
| Qubit FlouroMeter | Invitrogen Life Technologies | Q33226 | 品質評価に推奨されます。 |
| ロゼット Sep Human CD4+ Density Medium | Stem Cell Technologies | 15705 | クリティカルコンポーネント |
| ロゼット Sep Human CD4+ Enrichment Cocktail | Stem Cell Technologies | 15022 | クリティカルコンポーネント |
| RPMI-1640 | Gibco | 11875093 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| 滅菌済み Resevoir | Thermo Scientific | 8096-11 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| T100 サーモサイクラー 加熱蓋付き | BioRad | 1861096 | 他の同等の製品を使用できます。 |
| Tris-HCL | Sigma | T5941 | 他の同等の製品を使用できます。 |
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