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Artigo de método

Mapeamento de genoma-larga acessível cromatina em linfócitos T humana primária pela ATAC-Seq

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DOI:

10.3791/56313

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13 de novembro de 2017

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Neste artigo

Resumo

Ensaio de cromatina Transposase-acessível, juntamente com o sequenciamento de alto rendimento (ATAC-seq) é um método de todo o genoma para descobrir a cromatina acessível. Este é um protocolo de ATAC-seq passo a passo, de molecular para última análise computacional, otimizada para linfócitos humanos (Th1/Th2). Este protocolo pode ser adotado por pesquisadores sem experiência prévia em métodos de sequenciamento de próxima geração.

Resumo

Ensaio para cromatina Transposase-acessível com arranjar em sequência do elevado-throughput (ATAC-seq) é um método usado para a identificação das regiões (acessíveis) abertas da cromatina. Essas regiões representam DNA elementos reguladores (por exemplo,promotores, melhoradores, regiões de controle de locus, isoladores) ao qual transcrição fatores bind. Mapeamento da paisagem de cromatina acessível é uma poderosa abordagem para descobrir elementos reguladores ativos através do genoma. Esta informação serve como uma abordagem imparcial para descobrir a rede de fatores de transcrição relevantes e mecanismos da estrutura da cromatina que regem os programas de expressão do gene. ATAC-seq é uma alternativa robusta e sensível à DNase eu análise de hipersensibilidade juntamente com a próxima geração sequenciamento (DNase-seq) e formaldeído-assistida isolamento de elementos reguladores (FAIRE-seq) para análise de todo o genoma da cromatina acessibilidade e para o sequenciamento de micrococcal nuclease sensíveis sites (MNase-seq) para determinar o posicionamento do nucleossoma. Apresentamos um protocolo detalhado de ATAC-seq otimizado para humano imune primária células ou seja, CD4 + linfócitos (T helper 1 (Th1) e células Th2). Este protocolo abrangente começa com a colheita da pilha, em seguida, descreve o procedimento molecular da cromatina tagmentation, preparação de amostras para sequenciamento de nova geração e também inclui métodos e considerações para as análises computacionais utilizadas para interprete os resultados. Além disso, para economizar tempo e dinheiro, introduzimos as medidas de controlo de qualidade para avaliar a biblioteca ATAC-seq antes de sequenciamento. Importante, os princípios apresentados neste protocolo permitem sua adaptação ao outro humanas imunes e não imune primária as células e linhas celulares. Estas orientações também será útil para os laboratórios que não são proficientes com métodos de sequenciamento de próxima geração.

Introdução

ATAC-seq1,2 é um método robusto que permite a identificação de regiões de cromatina aberta regulamentar3 e posicionamento nucleossoma. Esta informação é aplicada para inferir a localização, identidade e atividade de fatores de transcrição. Sensibilidade do método para a medição quantitativas variações na estrutura da cromatina permite o estudo da atividade dos fatores de cromatina, incluindo empresas de reestruturação da cromatina e modificadores, bem como a atividade transcricional do RNA polimerase II1. Assim, ATAC-seq fornece uma abordagem poderosa e imparcial....

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Protocolo

todos os procedimentos foram aprovados pelo Conselho de revisão institucional da Universidade Bar Ilan e o protocolo segue as orientações fornecidas pelo Comitê aprova os experimentos.

1. purificação da ingenuidade humana células CD4 + e polarização para T Helper 1 (Th1) e células Th2

Nota: Aqui descrevemos o procedimento a partir de células mononucleares de sangue periférico humano congelado (PBMC). O primeiro passo consiste em isolar as células CD4 + usando microbeads e colunas que normalmente dão-nos mais do que 95% das células CD4 +. No entanto, esta etapa pode variar de acordo com o protocolo preferido em c....

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Resultados

O resultado final do presente protocolo é uma biblioteca de ATAC-seq de normalmente 3-20 ng / µ l. Quando executado em um sistema para análise de integridade de DNA (ver Tabela de materiais e equipamentos), eles mostram a escada-como a aparência2 (Figura 3A). O tamanho médio dos fragmentos de DNA é tipicamente ~ 450-530 bp.

Controle de qualidade adequado das .......

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Discussão

O protocolo de ATAC-seq descrito aqui tem sido empregado com sucesso para a análise da cromatina acessível em células primárias (humano Th1, Th2 pilhas e pilhas de B) bem como as linhas de células cultivadas (células de câncer de mama humano MCF10A e células de glioblastoma U261). Aplicação de ATAC-seq para outros tipos de células pode exigir alguma otimização de protocolo, especialmente na etapa de Lise. Se a concentração de detergente não-iônico é muito alta, pode haver um maior percentual de contaminação de DNA mitoco.......

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Divulgações

Os autores não têm nada para divulgar.

Agradecimentos

Este trabalho é apoiado pela Fundação de ciência de Israel (grant 748/14), Marie Curie integração conceder (CIG) - FP7-pessoas-20013-CIG-618763 e eu-núcleo programa de planejamento e orçamento do Comité e o Israel Science Foundation concedem n º 41/11.

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Materiais


Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Tubos de 50 mLLumitronLUM-CFT011500-PPode ser de outros fornecedores.
MicrotubosAxygen IncMCT-175-CPode ser de outros fornecedores.
Pipetas sorológicas de 25 mLCorning Costar4489Podem ser de outros fornecedores.
Balão de cultura de tecidosLumitronLUM-TCF-012-250-PPode ser de outros fornecedores.
Contador de Células AutomatizadoCountes InvitrogenC10227
NucleoSpin TecidoMACHEREY-NAGEL740952.5
Células mononucleares de sangue periférico ( PBMC)ATCC  PCS­ 800 e tímido; 011Pode ser de outros fornecedores.
RPMI 1640 MediumBiological Industries01-103-1APode ser de outros fornecedores.
Solução de L-Glutamina (200 mM)Indústrias Biológicas03-020-1BPode ser de outros fornecedores.
Penicilina-EstreptomicinaIndústrias Biológicas03-031-1BPode ser de outros fornecedores.
Soro Fetal Bovino (FBS),  Inativado por calor, IndústriasBiológicas04-127-1Pode ser de outros fornecedores.
Microesferas MACS CD4, humanoMiltenyi Biotec130-045-101
MACS MS colunasMiltenyi Biotec130-042-201
Anti-Human CD4 FITCBiogems06121-50
Controle de Isotipo IgG1 de Mouse FITCBiogems44212-50
Anti-Human CD3 (OKT3)Tonbo biosciences40-0037
Anti-Human CD28 SAFIRE PurifiedBiogems10311-25
IL2 Humano RecombinantePeprotech200-02
IL4 Humano RecombinantePeprotech200-04
IL12 Humano Recombinante p70Peprotech200-12
In Vivo Ready Anti-Human IL-4 (MP4-25D2)Tonbo40-7048
LEAF  TIFN-&gama anti-humano purificado;BioLegend506513
NaCl, grau analíticoCarlo Erba479687Pode ser de outros fornecedores.
Cloreto de magnésio, hexahidratado, grau de biologia molecularCalbiochem442611Pode ser de outros fornecedores.
EDTAMP Biomedicals800682Pode ser de outros fornecedores.
Tris, ultra puro, 99,9% puroMP Biomedicals819620Pode ser de outros fornecedores.
Alternativa NP-40 (Polietilenoglicol Nonilfenil)Calbiochem492016Pode ser de outros fornecedores.
Inibidores de proteaseSigmaP2714este coquetel inibidor de protease é um pó. Para fazer 100 x solução diluída em 1 mL de água de grau de biologia molecular.
Grânulos de imobilização reversa de fase sólida magnética: Grânulos AMPure XPBeckman63881
HyLabsEX-GP200Pode ser de outros fornecedores.
Kit de Preparação para Biblioteca de DNA Nextera (TDE1 transposase e tampão TD)IlluminaFC-121-1030
NEBPróximo de Alta Fidelidade 2 x PCR Master MixNew England BioLabsM0541
NEBPróximo Q5 Hot Start HiFi PCR Master MixNew England BioLabsM0543
SYBR Green I InvitrogenS7585
  CFX Connect PCR em Tempo Real  Detecção  SistemaBio-rad185-5200Pode ser de outros fornecedores.
CFX Manager SoftwareBio-rad1845000
master mix para qPCR: iTaq Universal SYBR Green SupermixBio-rad172-5124Pode ser de outros fornecedores.
Fluorômetro Qubit 2.0InvitrogenQ32866
Qubit dsDNA HS Kit de EnsaioInvitrogenQ32854
Ímã para tubos eppendorfInvitrogen12321DPode ser de outros fornecedores.
Centrífuga de resfriamento de balde oscilante com os baldes para tubos falcon de 15 mL e tubos eppendorfThermo Scientific75004527Pode ser de outros fornecedores. É importante que tenha baldes para tubos eppendorf.
Termo-agitadorMRCPode ser de outros fornecedores.
Fita de Tela D1000 de Alta SensibilidadeAgilent Technologies5067-5584
Reagentes D1000 de Alta SensibilidadeSistema TapeStation Agilent Technologies5067-5585
4200 Plataformabaseada em fita G2991AA para eletroforese
Kit de DNA de alta sensibilidadeAgilent Technologies5067-4626Reagente para Análise TapeStation de alta sensibilidade
Nome e sequência do primerda empresa
: 5'-AATGATACGGCGACCACCGAGA
TCTACACTCGTCGGCAGCGTC
AGATGTG-3'IDT
Ad1-noMx: 5'-P5 sequência-transposase sequência-3'Ad2.1_TAAGGCGA

TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.1_expected sequência índice lida: 5'-P7 sequência-[sequência índice]-sequência de transposase-3'Ad2.2_CGTACTAG
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG
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: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
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: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
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GCTCGGAGATGT-3'IDT
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: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACG
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: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACG
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Ad2.19_expected sequência índice lida: 5'-P7 sequência-[sequência índice]-sequência de transposase-3'
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  Ad2.21_TGGGTTTC: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
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: 5'- CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[TGTGACCA]GTCTCGTGGGC
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Ad2.22_expected sequência índice lida: sequência 5'-P7-[sequência índice]-sequência de transposase-3'Ad2.23_TTGACCCT
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[AGGGTCAA]GTCTCGTGGGC
TCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.23_expected sequência índice lida: sequência 5'-P7-[sequência índice]-sequência de transposase-3'Ad2.24_CCACTCCT
: 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGA
GAT[AGGAGTGG]GTCTCGTGGG
CTCGGAGATGT-3'IDT
Ad2.24_expected sequência índice lida: sequência 5'-P7-[sequência índice]-sequência de transposase-3'F1
: 5'-CCTTTTTATTTGCCCATACACTC-3'IDT
R1: 5'-CCCAGATAGAAAGTTGGAGAGG-3'IDT
F2: 5'-TTGAGGGATGCCATAACAGTC-3'IDT
R2: 5'-CTGCTGAACAACATCCTTCAC-3'IDT
F3: 5'-GGTTTGCAGGTTGCGTTG-3'IDT
R3: 5'-AGAGGAATCTGGGAGTGACG-3'IDT
F4: 5'-TGCTCATTCCGTTTCCCTAC-3'IDT
R4: 5'-AGCCGGAAAGAAAGTTCCTG-3'IDT
de Grau Europeu Kit de purificação PCR Ad1_noMX : 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG AT[TCGCCTTA]GTCTCGTGGGC

Referências

  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.

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Reimpressões e permissões

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