Здесь мы опишем протокол для общего геномирования сайтов интеграции вирусных ретровирусных векторов мышиной лейкемии Moloney в клетках человека.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы опишем протокол для общего геномирования сайтов интеграции вирусных ретровирусных векторов мышиной лейкемии Moloney в клетках человека.
Вирусные ретровирусные векторы вируса мышиной лейкемии Moloney (MLV) преимущественно интегрируются в ацетилированные энхансеры и промоторы. По этой причине сайты интеграции mlV могут использоваться как функциональные маркеры активных регуляторных элементов. Здесь мы представляем ретровирусный сканирующий инструмент, который позволяет идентифицировать клеточные энхансеры и промоторы по всему геному. Вкратце, популяция клеток-мишеней трансдуцирована вектором, полученным из mlV, и геномную ДНК расщепляют часто режущим ферментом рестрикции. После лигирования геномных фрагментов с совместимым ДНК-линкером, линкер-опосредованная полимеразная цепная реакция (LM-PCR) позволяет амплифицировать геномные соединения вирус-хозяин. Массивное секвенирование ампликонов используется для определения профиля интеграции mLV в геноме. Наконец, кластеры рекуррентной интеграции определены для идентификации специфичных к клеткам регуляторных областей, ответственных за активацию программ транскрипции, специфичных для клеточного типа.
например, соматических стволовых клеток), у которых отсутствуют надежные маркеры для предполагаемой изоляции.
Идентичность клетки определяется экспрессией определенных наборов генов. Роль цис-регуляторных элементов, таких как промоторы и энхансеры, имеет решающее значение для активации транскрипционных программ клеточного типа. Эти регуляторные области характеризуются специфическими хроматинными особенностями, такими как специфические модификации гистонов, факторы транскрипции и связывание кофакторов, а также доступность хроматина, которые широко используются для их идентификации по всему геному в нескольких типах клеток 1 , 2 , 3 . В частности, широкоформатный профиль ацетилирования гистона Н3-лизина 27 (H3K27ac) обычно используется для определения активных промоторов, энхансеров и суперусилителей 4 , 5 , 6 .
Вирус мышиной лейкемии Молони (MLV) является гамма-ретровирусом, который широко используется для генаПеренос в клетках млекопитающих. После заражения клетки-мишени ретровирусный РНК-геном ретро-транскрибируется в двухцепочечной молекуле ДНК, которая связывает вирусные и клеточные белки, чтобы собрать преинтегрирующий комплекс (PIC). ПИК входит в ядро и связывает хроматин клетки-хозяина. Здесь, вирусная интеграза, ключевой компонент ПОС, опосредует интеграцию провирусной ДНК в геном клетки-хозяина. Интеграция mLV в геномной ДНК не является случайной, но происходит в активных цис-регуляторных элементах, таких как промоторы и энхансеры, клеточно-специфическим способом 7 , 8 , 9 , 10 . Этот специфический профиль интеграции опосредуется прямым взаимодействием между mLV интегразой и клеточными бромдоменными и внетерминальными доменами (BET) белками 11 , 12 , 13 . BET белки (BRD2, BRD3 иBRD4) действуют как мостик между хроматином хозяина и mLV PIC: через их bromodomains они распознают высокоацетилированные цис-регуляторные области, в то время как внетерминальный домен взаимодействует с mLV интегразой 11 , 12 , 13 .
Здесь мы опишем ретровирусное сканирование, новый инструмент для отображения активных цис-регуляторных областей на основе интеграционных свойств mLV. Вкратце, клетки трансдуцированы с помощью полученного из MLV ретровирусного вектора, экспрессирующего репортерный ген усиленного зеленого флуоресцентного белка (eGFP). После экстракции геномной ДНК соединения между длинным 3'-концевым повтором (LTR) вектора mLV и геномной ДНК амплифицируют с помощью линкер-опосредованной ПЦР (LM-PCR) и последовательно секвенируют. Сайты интеграции mLV отображаются на геном человека, а геномные области с высокой концентрацией митохондрий определяются как кластеры сайтов интеграции mLV.
Ретровирусное сканированиеNing был использован для определения клеточных специфических активных регуляторных элементов в нескольких первичных клетках человека 14 , 15 . MlV кластеров, совместно отображаемых с эпигенетически определенными промоторами и энхансерами, большинство из которых содержат активные гистоновые метки, такие как H3K27ac, и являются клеточно-специфичными. Ретровирусное сканирование позволяет проводить идентификацию регуляторных элементов ДНК в проспективно очищенных клеточных популяциях 7 , 14 , а также в ретроспективно определенных клеточных популяциях, таких как стволовые клетки кератиноцитов, которые не обладают эффективными маркерами для предполагаемой изоляции 15 .
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
1. Трансдукция MLV клеток человека
2. Амплификация сайтов интеграции mLV с помощью линкер-опосредованной ПЦР (LM-PCR)

3. Массивное упорядочивание сайтов интеграции mLV
ПРИМЕЧАНИЕ: LM-PCR prodUcts могут быть секвенированы с использованием коммерческих платформ (выбор подходящей пары вложенных праймеров во второй реакции ПЦР, см. Подраздел 2.5.1). Для секвенирования с помощью пироэффектной платформы Roche GS-FLX обратитесь к предыдущим статьям 7 , 14 , 15 . В этом разделе описывается недавно оптимизированный протокол для платформы секвенирования Illumina.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Рабочий процесс процедуры ретровирусного сканирования
Рабочий процесс процедуры ретровирусного сканирования схематизирован на рисунке 1 . Заселенность клеток-мишеней очищают и трансдуцируют с помощью полученного из mlV ретровирусного вектора, экспрессирующего репортерный ген eGFP. Трансген фланкирован двумя идентичными длинными терминальными повторами (5 'и 3' LTR), обеспечивающими синтез, об...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Здесь мы описали протокол для геномного картирования сайтов интеграции mlV, ретровирус, который нацелен на участки хроматина, эпигенетически обозначенные как активные промоторы и энхансеры. Критические шаги и / или ограничения протокола включают в себя: (i) трансдукцию mlV популяции клеток-мишеней; (Ii) амплификация соединений вируса-хозяина с помощью LM-PCR; (Iii) извлечение высокой доли сайтов интеграции. MLV-ретровирусные векторы эффективно трансдуцируют делящиеся клетки. Низкая эффективность трансдукции не делящихся...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана грантами Европейского исследовательского совета (ERC-2010-AdG, GT-SKIN), итальянского министерства образования, университетов и исследований (FIRB-Futuro в Ricerca 2010-RBFR10OS4G, FIRB-Futuro в Ricerca 2012-RBFR126B8I_003 , Флагманский проект EPIGEN Epigenomics), Министерство здравоохранения Италии (Молодые исследователи Call 2011 GR-2011-02352026) и Фонд Imagine Institute (Париж, Франция).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| PBS, pH 7.4 | ThermoScientific | 10010031 | или эквивалент |
| Фетальная бычья сыворотка | ThermoScientific | 16000044 | или эквивалент |
| 0,2 мл пробирки | общего лабораторного поставщика | ||
| 1,5 мл пробирки | лабораторного поставщика | ||
| QIAGEN QIAmp DNA mini Kit | QIAGEN | 51306 | или эквивалент |
| Т4 ДНК-лигазы | Новая Англия BioLabs | M0202T | |
| T4 ДНК-лигаза Реакционный буфер | Новая Англия BioLabs | M0202T | |
| Linker Plus Strand олигонуклеотид | общий лабораторный поставщик | 5'-PO4-TAGTCCCTTAAGCGGAG-3' (Степень очистки: SDS-PAGE) | |
| Линкер минус цепь олигонуклеотида | общего лабораторного поставщика | 5'-GTAATACGACTCACTATAGGGCTCCGCTTAAGGGAC-3' (Степень очистки: SDS-PAGE) | |
| Tru9I | Roche-Sigma-Aldrich | 11464825001 | |
| буфер SuRE/Cut M | Roche-Sigma-Aldrich | 11417983001 | |
| PstI | Roche-Sigma-Aldrich | 10798991001 | |
| SuRE/Cut Buffer H | Roche-Sigma-Aldrich | 11417991001 | |
| Platinum Taq DNA Polimeraза высокой точности | Invitrogen | 11304011 | |
| 10 мМ dNTP Mix | Invitrogen | 18427013 | или эквивалентный |
| ПЦР-класс вода | общий лабораторный поставщик | ||
| 96-луночный термоамплификатор (с подогреваемой крышкой) | общий лабораторный поставщик | ||
| линкер праймер | общий лабораторный поставщик | 5'-GTAATACGACTATAGGGC-3' (Степень очистки: степень ПЦР) | |
| МЛВ-3' LTR праймер | общий лабораторный поставщик | 5'-GACTTGTGGTCTCGCTGTTCCTTGG-3' (Степень очистки: степень ПЦР) | |
| линкер вложенный праймер 454 | общий лабораторный поставщик | 5'-GCCTTGCCAGCCCGCTCAG[AGGGCTCCGCTTAAGGGAC](Степень очистки: SDS-PAGE) | |
| MLV-3' LTR вложенный праймер 454 | общий лабораторный поставщик | 5'-GCCTCCCTCGCGCCATCAGTAGC[GGTCTCCTCTGAGTGATTGACTACC](Степень очистки: SDS-PAGE) | |
| линкер вложенный праймер Illumina | общий лабораторный поставщик | 5'-TCGTCGGCAGCGTCAGATGTATAAGAGACAG-[AGGGCTCCGCTTAAGGGAC](Степень очистки: SDS-PAGE) | |
| MLV-3' LTR вложенный праймер Illumina | общий лабораторный поставщик | 5'-GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTATAAGAGACAG-[GGTCTCCTCTGAGTGATTGACTACC](Класс очистки: SDS-PAGE) | |
| Раствор ацетата натрия (3M) pH 5.2 | общий лабораторный поставщик | ||
| этанол (абсолют) для молекулярной биологии | Sigma-Aldrich | E7023 | или эквивалентный |
| набор для клонирования Topo TA (с вектором pCR2.1-POMO) | Invitrogen | K4500-01 | |
| QIAquick набор для экстракции гелем | QIAGEN | 28704 | |
| Агароза | Сигма-Олдрич | A9539 | или эквивалент |
| бромида этидия | Sigma-Aldrich | E1510 | или эквивалент |
| 100.о. ДНК-лестница | Invitrogen | 15628019 | или эквивалент |
| 6x Загрузочный буфер | ThermoScientific | R0611 | или эквивалент |
| NanoDrop 2000 UV-Vis спектрофотометр | ThermoScientific | ND-2000 | |
| Nextera XT Index kit Illumina | FC-131-1001 или FC-131-1002 | ||
| 2x KAPA HiFi Горячий старт Готовый микс | KAPA Biosystems | KK2601 | |
| Dynal магнитная подставка для пробирок 2 мл | Invitrogen | 12321D | или аналог |
| Agencourt AMPure XP 60 мл набор | Beckman Coulter Genomics | A63881 | |
| Tris-HCl 10 мМ, pH 8,5 | общий лабораторный поставщик | ||
| Agilent 2200 TapeStation система | Agilent Technologies | G2964AA | или аналогичная |
| D1000 ScreenTape | Agilent Technologies | 5067-5582 | или аналог |
| D1000 Реагенты | Agilent Technologies | 5067-5583 | или аналог |
| KAPA Library Quantification Kit для платформ Illumina (ABI Prism) | KAPA Biosystems | KK4835 | |
| ABI Prism 7900HT Быстрая система для ПЦР в реальном времени | Прикладные биосистемы | 4329003 | |
| NaOH 1.0 N, молекулярный поставщик для общей | лабораторной | ||
| HT1 (буфер для гибридизации) | Illumina | Входит в состав MiSeq Reagent Kit | |
| MiSeq Reagent Kit v3 (150 циклов) | Illumina | MS-102-3001 | |
| MiSeq System | Illumina | SY-410-1003 | |
| PhiX Control v3 | Illumina | FC-110-3001 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.