Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.

Methodenartikel

Toewijzing genoom-brede toegankelijk chromatine in primaire menselijke T lymfocyten door ATAC-Seq

17.7K weergaven

DOI:

10.3791/56313

13 november 2017

In dit artikel

Samenvatting

Assay voor Transposase-toegankelijk chromatine in combinatie met high-throughput sequencing (ATAC-seq) is een genoom-brede methode aan het licht brengen van toegankelijke chromatine. Dit is een stapsgewijze ATAC-seq-protocol, van moleculaire aan computationele uiteindelijk geoptimaliseerd voor menselijke lymfocyten (Th1/Th2). Dit protocol kan worden aangenomen door onderzoekers zonder voorafgaande ervaring in volgorde van volgende-generatie methoden.

Samenvatting

Assay voor Transposase-toegankelijk chromatine met hoge gegevensdoorvoer sequencing (ATAC-seq) is een methode die wordt gebruikt voor de identificatie van open (toegankelijk) regio's van de chromatine. Deze regio's vertegenwoordigen regelgevende DNA elementen (bijvoorbeeld, initiatiefnemers, versterkers, locus controle regio's, isolatoren) welke transcriptie factoren binden. Toewijzing van het landschap toegankelijk chromatine is een krachtige aanpak voor blootleggen actieve regelgevende elementen over het genoom. Deze informatie dient als een onbevooroordeelde benadering voor het ontdekken van het netwerk van relevante transcriptiefactoren en mechanismen van de structuur van de chromatine waaraan gen expressie programma's. ATAC-seq is een robuuste en gevoelige alternatief voor DNase ik overgevoeligheid analyse in combinatie met de volgende-generatie sequentie (DNase-seq) en formaldehyde-bijgewoonde isolatie van regelgevende elementen (FAIRE-seq) voor genoom-brede analyse van de chromatine toegankelijkheid en de sequencing van micrococcal nuclease-gevoelige sites (MNase-seq) om te bepalen nucleosoom positionering. We presenteren een gedetailleerde ATAC-seq protocol geoptimaliseerd voor menselijke primaire immune d.w.z. CD4 +-lymfocyten cellen (T-helper 1 (Th1) en Th2 cellen). Dit uitgebreide protocol begint met de oogst van de cel, dan beschrijft de moleculaire procedure van chromatine tagmentation, bereiding van de monsters voor de volgende generatie sequencing, en bevat ook methoden en overwegingen voor de computationele analyses gewend het interpreteren van de resultaten. Bovendien, om te besparen tijd en geld, introduceerden we kwaliteitscontrole maatregelen voor de beoordeling van de bibliotheek van de ATAC-seq voorafgaand aan het rangschikken. Nog belangrijker is, kunnen de beginselen die in dit protocol gepresenteerd de aanpassing ervan aan andere menselijke immuun en niet-immuun primaire cellen en cellijnen. Deze richtsnoeren zullen ook bruikbaar zijn voor laboratoria die niet vakkundig met de volgorde van de volgende generatie methoden zijn.

Inleiding

ATAC-seq1,2 is een krachtige methode waarmee identificatie van regelgevende3 open chromatine-regio's en nucleosoom positionering. Deze informatie wordt afgeleid van de locatie, identiteit en activiteiten van transcriptiefactoren toegepast. De gevoeligheid van de methode voor het meten van kwantitatieve verschillen in de structuur van de chromatine maakt de studie van de activiteit van de chromatine factoren, met inbegrip van chromatine remodelers modifiers, alsmede de transcriptionele activiteit van RNA polymerase II1. ATAC-seq biedt dus een krachtige en onbevoor....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

alle procedures werden goedgekeurd door institutionele review board van Bar-Ilan Universiteit en het protocol volgt de richtsnoeren van de Commissie houdende goedkeuring van de experimenten.

1. zuivering van naïeve menselijke CD4 + cellen en polarisatie tot T-Helper 1 (Th1) en Th2 cellen

Opmerking: hier beschrijven we de procedure vanaf bevroren perifere bloed mononucleaire cellen (PBMCs). De eerste stap bestaat uit het isoleren van CD4 + cellen met behulp van microbeads en kolommen die normaal gesproken geven ons meer dan 95% van CD4 +-cellen. Deze stap kan echter variëren volgens het voorkeursprotocol voor in ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

Het eindresultaat van dit protocol is een bibliotheek van de ATAC-seq van meestal 3-20 ng/µL. Wanneer uitvoeren op een systeem voor de analyse van de integriteit van het DNA (Zie Tabel van materialen/uitrusting), ze tonen ladder-achtige verschijning2 (figuur 3A). De gemiddelde grootte van DNA-fragmenten is meestal ~ 450-530 bp.

Goede controle van de kwaliteit.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Het protocol van de ATAC-seq hier beschreven is met succes werkzaam zijn voor de analyse van toegankelijk chromatine in primaire cellen (menselijke Th1, Th2 cellen en B-cellen) alsmede de gekweekte cellijnen (MCF10A van menselijke borstkankercellen en U261 glioblastoma cellen). ATAC-seq toe te passen op andere celtypes kan eisen sommige protocolverbetering, vooral in de lysis stap. Als de concentratie van niet-ionogene wasmiddel te hoog is, is er mogelijk een hoger percentage van mitochondriaal DNA besmetting. Dit kan wo.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

Dit werk wordt ondersteund door de Israël Science Foundation (grant 748/14), Marie Curie integratie verlenen (CIG) - FP7-mensen-20013-CIG-618763 en CORE programma van de Planning en budgettering Comité en The Israel Science Foundation verlenen nr. 41/11.

....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
50 mL tubesLumitronLUM-CFT011500-PKan van andere leveranciers zijn.
MicrotubesAxygen IncMCT-175-CKan van andere leveranciers zijn.
25 mL serologische pipettenCorning Costar4489Kan van andere leveranciers zijn.
WeefselkweekkolfLumitronLUM-TCF-012-250-PKan van andere leveranciers zijn.
Countes Automated Cell CounterInvitrogenC10227
NucleoSpin TissueMACHEREY-NAGEL740952.5
Perifere mononucleaire bloedcellen (PBMC)ATCC PCS­800­011Kan van andere leveranciers zijn.
RPMI 1640 MediumBiological Industries01-103-1AKan van andere leveranciers zijn.
L-Glutamine-oplossing (200 mM)Biological Industries03-020-1BKan van andere leveranciers zijn.
Penicilline-StreptomycineBiological Industries03-031-1BKan van andere leveranciers zijn.
Fetaal bovien serum (FBS), Hitte-geïnactiveerd, Europese kwaliteitBiological Industries04-127-1Kan van andere leveranciers zijn.
MACS CD4 microbeads, humanMiltenyi Biotec130-045-101
MACS MS columnsMiltenyi Biotec130-042-201
Anti-Human CD4 FITCBiogems06121-50
Mouse IgG1 Isotype Control FITCBiogems44212-50
Anti-Human CD3 (OKT3)Tonbo biosciences40-0037
Anti-Human CD28 SAFIRE PurifiedBiogems10311-25
Recombinant Human IL2Peprotech200-02
Recombinant Human IL4Peprotech200-04
Recombinant Human IL12 p70Peprotech200-12
In Vivo Ready Anti-Human IL-4 (MP4-25D2)Tonbo40-7048
LEAF Purified anti-human IFN-γBioLegend506513
NaCl, analytische kwaliteitCarlo Erba479687Kan van andere leveranciers zijn.
Magnesiumchloride, hexahydraat, moleculaire biologie kwaliteitCalbiochem442611Kan van andere leveranciers zijn.
EDTAMP Biomedicals800682Kan van andere leveranciers zijn.
Tris, ultra zuiver, 99,9% zuiverMP Biomedicals819620Kan van andere leveranciers zijn.
NP-40 alternatief (Nonylfenyl Polyethyleen Glycol)Calbiochem492016Kan van andere leveranciers zijn.
Protease InhibitorsSigmaP2714Deze protease-remmercocktail is een poeder. Om een 100 x oplossing te maken, verdun in 1 mL water van moleculaire biologie kwaliteit.
Magnetic solid phase reverse immobilization beads: AMPure XP beadsBeckman63881
PCR-zuiveringskitHyLabsEX-GP200Kan van andere leveranciers zijn.
Nextera DNA Library Preparation Kit (TDE1 transposase en TD buffer)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 Real-Time PCR Detection SystemBio-rad185-5200Kan van andere leveranciers zijn.
CFX Manager SoftwareBio-rad1845000
mastermix voor qPCR: iTaq Universal SYBR Green SupermixBio-rad172-5124Kan van andere leveranciers zijn.
Qubit fluorometer 2.0InvitrogenQ32866
Qubit dsDNA HS Assay KitInvitrogenQ32854
Magneet voor eppendorfbuisjesInvitrogen12321DKan van andere leveranciers zijn.
Zwenkbokaalcentrifuge met de emmers voor 15 mL falconbuisjes en eppendorfbuisjesThermo Scientific75004527Kan van andere leveranciers zijn. Het is belangrijk dat het emmers voor eppendorfbuisjes heeft.
Thermo-shakerMRCKan van andere leveranciers zijn.
High Sensitivity D1000 ScreenTapeAgilent Technologies5067-5584
High Sensitivity D1000 ReagentsAgilent Technologies5067-5585
4200 TapeStation systeemAgilent TechnologiesG2991AATape-based platform voor  elektroforese
High Sensitivity DNA kitAgilent Technologies5067-4626Reagens voor hooggevoelige TapeStation-analyse
Primernaam en -sequentieBedrijf
Ad1_noMX: 5'-AATGATACGGCGACCACCGAGA
TCTACACTCGTCGGCAGCGTC
AGATGTG-3'
IDTAd1-noMx: 5'-P5 sequentie-transposase sequentie-3'
Ad2.1_TAAGGCGA: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG
AT[TCGCCTTA]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'
IDTAd2.1_verwachte indexsequentie-lezen: 5'-P7 sequentie-[indexsequentie]-transposase sequentie-3'
Ad2.2_CGTACTAG: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG
AT[CTAGTACG]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'
IDTAd2.2_verwachte indexsequentie-lezen: 5'-P7 sequentie-[indexsequentie]-

Referenties

  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.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

Chromatine toegankelijkheidprimaire T lymfocytenisolatie van kernentranspositiereactielibrary amplificatiekwaliteitscontrolemaatregelenpeak calling analyseDNA reinigingsstapzuivering met magnetische korrels