The authors have no acknowledgements.

1. وضع البطاقات التعريفية رد الفعل <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل استخدامها، dUTPs قبل قسامة cyanine 3 و 5 المسمى، النيوكليوتيدات غير المسماة والاشعال عشوائية في تركيزات الموصى بها الشركة المصنعة في لوحات وتخزين 96-جيدا في -20 C جاهزة للاستخدام. لأغراض هذا البروتوكول، وقسامة 10.5 ميكرولتر من dUTP المسمى الاقتضاء و 10.5 ميكرولتر النيوكليوتيدات غير المسماة والاشعال عشوائية لكل بئر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ذوبان الجليد لوحة الجاهزة للاستخدام 96-جيدا من النيوكليوتيدات والاشعال في 4 درجة مئوية لمدة 1 ساعة، محمية من الضوء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إذابة مرة واحدة، تتوازن هذه اللوحة في RT لمدة 30 دقيقة على الأقل، محمية من الضوء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تتوازن عينات من الحمض النووي في 60 درجة مئوية لمدة 15 دقيقة على الأقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الروبوت التعامل مع السائل، والاستغناء nuclease خالية من المياه إلى كل بئر من لوحة 96-جيدا. ملاحظة: إن حجم المياه تعتمد على تركيز كل عينة DNA المدخلات وينبغي أن تكون كافية لتؤدي إلى تركيز النهائي من 50 نانوغرام / UL. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام هان السائلdling الروبوت، ماصة 1 ميكروغرام من الحمض النووي في بئر من لوحة 96-جيدا (انظر 1.5)، ليصبح إجمالي حجم إلى 20 ميكرولتر. ملاحظة: يمكن استخدام أصغر كميات من الحمض النووي على الرغم من أن نوعية البيانات الناتجة يجوز المساس (للعينات الثمينة، وكميات DNA إدخال تصل إلى 400 نانوغرام يمكن استخدامها). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الروبوت التعامل مع السائل، ونقل 20 ميكرولتر من النيوكليوتيدات معايرتها والاشعال في كل بئر من لوحة من الحمض النووي المخفف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ختم لوحة 96-جيدا مع قبعات الشريط (ختم ضيق أمر بالغ الأهمية). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفسد الحمض النووي في 99 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة في جهاز PCR مع غطاء ساخنة وباردة ثم المفاجئة على الجليد لمدة 5 دقائق لالاشعال يصلب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الروبوت معالجة السائل، وإضافة 10 ميكرولتر من Klenow إكسو DNA إنزيم البلمرة على كل السلطات الوطنية المعينة ومزيج ماصة بدقة. ملاحظة: يجب أن يكون الحجم الكلي 50 ميكرولتر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ختم لوحة 96-جيدا واحتضان عند 37 درجة مئوية لمدة 16 ساعة. ملاحظة: الحضانة أقصر من 4 ساعات كافية ولكن لO / N فيcubation يمكن أن يكون أكثر ملاءمة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام الروبوت التعامل مع السائل، وإضافة 5 ميكرولتر من العازلة توقف إلى كل بئر. ملاحظة: يتم عرض موجز للالكواشف المستخدمة للتفاعل وضع العلامات في الجدول 1. </li></ol> 2. إزالة الفردية النيوكليوتيدات <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة النيوكليوتيدات الفردية باستخدام السيليكا غشاء أساس الأعمدة تدور والروبوت معالجة عمود الدوران المخصص (يمكن أيضا معالجة الأعمدة تدور يدويا). اتبع تعليمات الشركة الصانعة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل محتويات كل بئر إلى أنبوب 2 مل. قبل تسمية هذه مع إسم البائع جيدا. ملاحظة: هذه الخطوة يمكن أن يؤديها يدويا أو باستخدام يفضل التعامل مع الروبوت السائل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> في حالة استخدام عمود الدوران وتجهيز الروبوت، ثم تحميل الروبوت مع 2 مل أنابيب، والأعمدة تدور تنقية الحمض النووي ومخازن المرتبطة بها. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 250 ميكرولتر الملح عالية، والحمض النووي ملزمة عازلة (عازلة PB) إلى رد فعل التوسيم لربط الحمض النووي المسمى إلى السيليكاالغشاء. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إزالة الشوائب عن طريق غسل غشاء مرتين مع 500 ميكرولتر غسل العازلة (العازلة PE). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 15 ميكرولتر منخفض شطف العازلة الملح (العازلة EB) إلى غشاء لاسترداد، DNA النقي وصفت في حجم ~ 12 ميكرولتر. </li></ol></li></ol> 3. الجمع بين أزواج HYB <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الجمع بين الأزواج المناسبة من cyanine 3 و 5 DNA المسمى، COT-1 DNA، وهو مزيج عرقلة التي توفرها الشركة المصنعة وعازلة التهجين التي توفرها الشركة المصنعة باستخدام الروبوت التعامل مع السائل. ملاحظة: هذه الأزواج HYB يمكن أن يكون نموذج والمرجعية، أو عينة مقابل عينة إذا المشتركة التنوعات هي ليست قضية (على سبيل المثال، ونحن بشكل روتيني الزوج عينات النمط الظاهري متطابقة، مثل النمو الشاذ المريض الكلوي مقابل المريض تعظم الدروز الباكر، لأنها جدا من غير المرجح أن تحمل نفس CNV هامة سريريا). في حالة استخدام الحمض النووي المرجعية، ويوصى إمدادات DNA التجاري، وينبغي أن تتم معالجتها إلى جانب العينة. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> باستخدام معالجة السائل ريال عمانيبوت، إضافة COT-1 DNA (3333 نانوغرام / ميكرولتر)، ومنع المزيج وعازلة تهجين إلى كل بئر من لوحة 96-جيدا بحيث يكون لكل يحتوي أيضا 1.1 ميكرولتر COT-1 DNA، 4.95 ميكرولتر مزيج الحجب و24.75 التي توفرها الشركة المصنعة ميكرولتر العازلة التهجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 9.35 ميكرولتر من DNA cyanine المناسب 3 المسمى إلى كل بئر. قبل الرطب كل طرف لتعزيز pipetting لدقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 9.35 ميكرولتر من DNA cyanine المناسب 5 المسمى إلى كل بئر. قبل الرطب كل طرف لتعزيز pipetting لدقة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ختم لوحة 96-جيدا ودوامة لمدة 1 دقيقة. تدور لوحة 96-جيدا لجمع محتويات في الجزء السفلي من كل بئر. </li></ol></li></ol> 4. التهجين <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> سخن الفرن التهجين إلى 65oC وprewarm شريحة واحدة دعم واحد غرفة التهجين لكل شريحة صفيف. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفسد الحمض النووي المسمى في الحضانة ما قبل التهجين قبل أن تنطبق على المصفوفات. أداء التهجين في فرن الدورية لمدة 24 ساعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> احتضان لوحة 96-جيدا عند 70 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة ثم تترك على 37 درجة مئوية لمدة 5 دقائق على الأقل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> العمل على منصة ساخنة في 42 درجة مئوية، وتحميل كل شريحة دعم في غرفة التهجين قبل استخدامها. تأكد من أن الجزء الشفاف من الشريحة طوقا محاذاة مع الجزء &quot;إطارات&quot; للغرفة التهجين. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> الماصة 42 ميكرولتر من مزيج التهجين معدة مسبقا (انظر القسم 3) على الموقف المناسب على مجموعة دعم الشرائح. قبل الرطب كل طرف لتعزيز pipetting لدقة. الماصة ببطء على مركز كل موقف، والتأكد من السائل لا تلمس الحدود حلقة مطاطية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> وحالما يتم شغل كل المناصب على الشريحة الدعم، خفض بعناية الشريحة مجموعة على ذلك، وتجميع غرفة التهجين. تأكد من أن الجانب المصفوفة مع الكتابة على أنها تواجه الشريحة الدعم. تأكد من إحكام التهجين غرفة المسمار بالكامل. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تفقد غرفة التهجين تجميعها. Eتكفل لللا يوجد أي تسرب من مزيج التهجين خارج حدود حلقة مطاطية وكل فقاعة الهواء ~ 4 مم في الارتفاع عند استراح في غرفة التهجين على نهايته عموديا. تدوير غرفة التهجين وتحقق من عدم وجود أي فقاعات الهواء التي عالقون في موقف وعدم التحرك. إذا كان هناك أي من هذه، وإعطاء الغرفة حنفية حاد على مقاعد البدلاء. تأكد من أن جميع فقاعات الهواء تتحرك. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ضع غرفة التهجين في فرن الدورية عند 65 درجة مئوية لمدة 24 ساعة. تأكد من الدوار الفرن متوازن. استخدام غرف فارغة أخرى إذا لزم الأمر. </li></ol></li></ol> 5. غسل والشرائح الضوئي <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غسل صفائف لإزالة الزائد المسمى DNA ثم مسح لقياس مضان من كل التحقيق. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> خذ غرف التهجين من الفرن وتفكيك. سوف يكون عالقا الشرائح مجموعة وحشية معا. غمر هذه في غسل العازلة 1 واستخدام زوج من البلاستيك، وملقط فوز شقة لابعاد بينهما. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ديscard الشريحة حشية ووضع الشريحة مجموعة إلى رف المغمورة في المخزن 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> غسل الشريحة في مجموعة ~ 700 مل من غسل العازلة الطازجة 1 لمدة 5 دقائق مع التحريك بقوة (استخدام برغوث والنمام المغناطيسي). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> نقل الشريحة مجموعة إلى ~ 700 مل غسل عازلة 2 ويغسل لمدة 90 ثانية، واثارة بقوة. رفع بلطف الشرائح مجموعة من غسل العازلة 2، يجب أن ظهورها الجاف. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل الشريحة مجموعة إلى حامل الشريحة من الماسح الضوئي، وذلك باستخدام واقي الشريحة. تحميل الشريحة في مجموعة الماسح الضوئي والمسح الضوئي باتباع إرشادات الشركة المصنعة الصفيف. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Miller, D. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consensus+statement:+chromosomal+microarray+is+a+first-tier+clinical+diagnostic+test+for+individuals+with+developmental+disabilities+or+congenital+anomalies.">Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies.</a> Am. J. Hum. Genet. 86, 749-764 (2010).</li><li>Ahn, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Array+CGH+as+a+first+line+diagnostic+test+in+place+of+karyotyping+for+postnatal+referrals+-+results+from+four+years'+clinical+application+for+over+8,700+patients.">Array CGH as a first line diagnostic test in place of karyotyping for postnatal referrals - results from four years' clinical application for over 8,700 patients.</a> Mol. Cytogenet. 6 (16), 1755-8166 (2013).</li><li>Ahn, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+and+implementation+of+array+comparative+genomic+hybridisation+as+a+first+line+test+in+place+of+postnatal+karyotyping+for+genome+imbalance.">Validation and implementation of array comparative genomic hybridisation as a first line test in place of postnatal karyotyping for genome imbalance.</a> Mol. Cytogenet. 3 (9), 1755-8166 (2010).</li><li>Beaudet, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+utility+of+chromosomal+microarray+analysis+in+developmental+and+behavioral+pediatrics.">The utility of chromosomal microarray analysis in developmental and behavioral pediatrics.</a> Child Dev. 84, 121-132 (2013).</li><li>Park, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+implementation+of+whole-genome+array+CGH+as+a+first-tier+test+in+5080+pre+and+postnatal+cases.">Clinical implementation of whole-genome array CGH as a first-tier test in 5080 pre and postnatal cases.</a> Mol. Cytogenet. 4, 12 (2011).</li><li>Iafrate, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+large-scale+variation+in+the+human+genome.">Detection of large-scale variation in the human genome.</a> Nat. Genet. 36, 949-951 (2004).</li><li>Redon, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+variation+in+copy+number+in+the+human+genome.">Global variation in copy number in the human genome.</a> Nature. 444, 444-454 (2006).</li><li>Cafferkey, M., Ahn, J. W., Flinter, F., Ogilvie, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotypic+features+in+patients+with+15q11.2(BP1-BP2)+deletion:+Further+delineation+of+an+emerging+syndrome.">Phenotypic features in patients with 15q11.2(BP1-BP2) deletion: Further delineation of an emerging syndrome.</a> Am. J. Med. Genet. A. 164, 1916-1922 (2014).</li><li>Molin, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+microdeletion+syndrome+at+3q13.31+characterised+by+developmental+delay,+postnatal+overgrowth,+hypoplastic+male+genitals,+and+characteristic+facial+features.">A novel microdeletion syndrome at 3q13.31 characterised by developmental delay, postnatal overgrowth, hypoplastic male genitals, and characteristic facial features.</a> J. Med. Genet. 49, 104-109 (2012).</li><li>Tropeano, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Male-biased+autosomal+effect+of+16p13.11+copy+number+variation+in+neurodevelopmental+disorders.">Male-biased autosomal effect of 16p13.11 copy number variation in neurodevelopmental disorders.</a> PLoS One. 8, e61365 (2013).</li><li>Bon, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Further+delineation+of+the+15q13+microdeletion+and+duplication+syndromes:+a+clinical+spectrum+varying+from+non-pathogenic+to+a+severe+outcome.">Further delineation of the 15q13 microdeletion and duplication syndromes: a clinical spectrum varying from non-pathogenic to a severe outcome.</a> J. Med. Genet. 46, 511-523 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

ومجموعة [ك] لم يكشف إعادة ترتيب متوازنة أو تشوهات الصيغة الصبغية مثل تثلث الصيغة الصبغية. وعلاوة على ذلك، قد لا يتم الكشف عن الاختلالات الفسيفساء مستوى منخفض. ومع ذلك، مجموعة [ك] لديها دقة أعلى للكشف CNV من التحليل الصبغي G النطاقات الذي حل محله في العديد من المختبرات عل?...

وقد كان من المعروف لسنوات عديدة أن الحذف أو نسخ إضافية من شرائح الكروموسومات تسبب الإعاقة الفكرية، وخلل البنية؛ شوهة والتشوهات congentical، وفي بعض الحالات تسبب متلازمات وراثية 1. ومع ذلك، فإن التكنولوجيا الوحيدة المتاحة حتى منتصف 2000s للكشف على نطاق الجينوم من هذه التغييرات G-النطاقات تحليل كروموسوم، التي لديها قرار حول 5-10Mb، اعتمادا على المنطقة وطبيعة الخلل، والتي لا يمكن كشف الكروموسومات غير طبيعية حيث تم استبدال المواد من قبل المنطقة من كروموسوم مختلفة مع نمط النطاقات نفسه. كانت التقنيات الوراثية الخلوية الإضافية مثل مضان التهجين في الموقع ومتعدد ربط محددة التحقيق التضخيم في متاحة للاستجواب مواضع محددة، في حالات يشتبه الخلل المتلازمة محدد، لكنه لم يكن حتى إدخال مجموعة التهجين الجينومي المقارن (مجموعة [ك]) في الصورة الروتينية التشخيص السريريأصبح ervice 2-5 أن الكشف على نطاق الجينوم من عدد نسخ المتغيرات (التنوعات في عدد النسخ) ممكن في قرار زيادة كبيرة (عادة حوالي 120kb). وقد أظهرت أعمال الخدمة السريرية إلى جانب الدراسات البحثية أن التنوعات في عدد النسخ لبعض المناطق على نطاق واسع بين السكان العادي 6-7، في حين الآخرين التنوعات في عدد النسخ، غير قابلة للكشف في وقت سابق ترتبط مع neurodisabilities مثل التوحد والصرع 8-11. يتم استخدام بروتوكول صفها في هذه الورقة في المملكة المتحدة لدينا الخدمة الصحية الوطنية (NHS) مختبر التشخيص السريري. نستخدم استراتيجيات التهجين جديدة، واختبار دفعة والروبوتات لتقليل التكلفة في هذه الخدمة التي تمولها الدولة. قبل بروتوكول المفصلة أدناه، ينبغي استخراج DNA ذات جودة عالية من المواد الانطلاق المناسبة، عادة الدم، الخلايا المستزرعة أو عينات الأنسجة. الطيفي يمكن استخدامها لقياس تركيز (يجب أن يكون&gt; ​​50 نانوغرام / UL) وتحقق 260: 280 نسب الامتصاصية (يجب بالبريد 1،8-2،0). الكهربائي للهلام يمكن استخدامها للتحقق من أن الحمض النووي هو من ارتفاع الوزن الجزيئي دون تدهور كبير. تم تصميم هذا البروتوكول للمختبرات الإنتاجية المرتفعة التي وصفها 96 عينة في التشغيل باستخدام الآلي الروبوتات معالجة السائل. ومع ذلك، فإنه يمكن تكييفها لأقل معامل الإنتاجية دون الأتمتة.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="573">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:71px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CGH microarray 8 x 60K</td>
			<td style="width:71px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">G4126</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Array CGH wash buffers</td>
			<td style="width:71px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">5188-5226</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Array CGH hybridisation buffer</td>
			<td style="width:71px;">Agilent</td>
			<td style="width:119px;">5188-5380</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Minelute purification kit</td>
			<td style="width:71px;">Qiagen</td>
			<td align="right" style="width:119px;">28006</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Array CGH labelling kit</td>
			<td style="width:71px;">Enzo</td>
			<td style="width:119px;">ENZ-42672-0000</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

array comparative genomic hybridization (array cgh) for detection of genomic copy number variants

Array CGH for the detection of genomic copy number variants has replaced G-banded karyotype analysis. This paper describes the technology and its application in a clinical diagnostic service laboratory. DNA extracted from a patient&#8217;s sample (blood, saliva or other tissue types) is labeled with a fluorochrome (either cyanine 5 or cyanine 3). A reference DNA sample is labeled with the opposite fluorochrome. There follows a cleanup step to remove unincorporated nucleotides before the labeled DNAs are mixed and resuspended in a hybridization buffer and applied to an array comprising ~60,000 oligonucleotide probes from loci across the genome, with high probe density in clinically important areas. Following hybridization, the arrays are washed, then scanned and the resulting images are analyzed to measure the red and green fluorescence for each probe. Software is used to assess the quality of each probe measurement, calculate the ratio of red to green fluorescence and detect potential copy number variants.

وتصور كل مسبار على مجموعة المهجنة على شكل مزيج من fluorochromes الأحمر والأخضر (انظر الشكل 1). وكميا نسبة اللون الأحمر إلى إشارة الفلورسنت الخضراء لكل التحقيق بواسطة الماسح الضوئي والبرامج المرتبطة المؤامرات هذه كما نسب log2 وفقا لموقفهم الجيني، ويحدد المناطق التي ?...

Watch this Scientific Journal Video about Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants at JoVE.com

Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants

حلت محل مجموعة [ك] للكشف عن الجينومية المتغيرات في عدد النسخ تحليل النمط النووي G النطاقات. وتصف هذه الورقة التكنولوجيا وتطبيقاتها في مختبر خدمة التشخيص.

مجموعة المقارن الجينوم التهجين (صفيف [ك]) عن الكشف عن الجينوم نسخ عدد المتغيرات

Array CGH for the detection of genomic copy number variants has replaced G-banded karyotype analysis. This paper describes the technology and its ...

array-comparative-genomic-hybridization-array-cgh-for-detection

Research

JoVE Journal

Biology

Array Comparative Genomic Hybridization (Array CGH) for Detection of Genomic Copy Number Variants

19.4K Views.  Guy's & St Thomas' NHS Foundation Trust.  حلت محل مجموعة [ك] للكشف عن الجينومية المتغيرات في عدد النسخ تحليل النمط النووي G النطاقات. وتصف هذه الورقة التكنولوجيا وتطبيقاتها في مختبر خدمة التشخيص. 

Video: Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants

Isolation of Genomic DNA from Mouse Tails

عزل الحمض النووي الجينوم من الذيول ماوس

Technical Demonstration of Whole Genome Array Comparative Genomic Hybridization

Array comparative genomic hybridization (array CGH) is a method for detecting gains and losses of DNA segments or gene dosage in the genome 1. Recent advances in this technology have enabled high resolution comparison of whole genomes for the identification of genetic alterations in cancer and other genetic diseases 2. The Sub-Megabase Resolution Tiling-set array (or SMRT) array is comprised of a set of approximately thirty thousand overlapping bacterial artificial chromosome (BAC) clones that span the human genome in ~100 kilobase pair (kb) segments 2. These BAC targets are individually synthesized and spotted in duplicate on a single glass slide 2-4. Array CGH is based on the principle of competitive hybridization. Sample and reference DNA are differentially labeled with Cyanine-3 and Cyanine-5 fluorescent dyes, and co-hybridized to the array. After an incubation period the unbound samples are washed from the slide and the array is imaged. A freely available custom software package called SeeGH (www.flintbox.ca) is used to process the large volume of data collected - a single experiment generates 53,892 data points. SeeGH visualizes the log2 signal intensity ratio between the 2 samples at each BAC target which is vertically aligned with chromosomal position 5,6. The SMRT array can detect alterations as small as 50 kb in size 7. The SMRT array can detect a variety of DNA rearrangement events including DNA gains, losses, amplifications and homozygous deletions. A unique advantage of the SMRT array is that one can use DNA isolated from formalin fixed paraffin embedded samples. When combined with the low input requirements of unamplified DNA (25-100ng) this allows profiling of precious samples such as those produced by microdissection 7,8. This is attributed to the large size of each BAC hybridization target that allows the binding of sufficient labeled samples to produce signals for detection. Another advantage of this platform is the tolerance of tissue heterogeneity, decreasing the need for tedious tissue microdissection 8. This video protocol is a step-by-step tutorial from labeling the input DNA through to signal acquisition for the whole genome tiling path SMRT array.

This video is a technical demonstration of the hybridization protocol for whole genome tiling path array CGH, which scans the entire human genome using only 25-100 ng of DNA that can be isolated from a variety of sources, including archival formalin fixed material.

تظاهرة فنية من الجامعة التهجين الجينومي المقارن صفيف الجينوم

Array comparative genomic hybridization (array CGH) is a method for detecting gains and losses of DNA segments or gene dosage in the genome 1.  Recent ...

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

Chronic recording of large populations of neurons is a valuable technique for studying the function of neuronal circuits in awake behaving rats. Lightweight recording devices carrying a high density array of tetrodes allow for the simultaneous monitoring of the activity of tens to hundreds of individual neurons. Here we describe a protocol for the fabrication of a micro-drive array with twenty one independently movable micro-drives. This device has been used successfully to record from hippocampal and cortical neurons in our lab. We show how to prepare a custom designed, 3-D printed plastic base that will hold the micro-drives. We demonstrate how to construct the individual micro-drives and how to assemble the complete micro-drive array. Further preparation of the drive array for surgical implantation, such as the fabrication of tetrodes, loading of tetrodes into the drive array and gold-plating, is covered in a subsequent video article.

Micro-drive Array for Chronic in vivo Recording: Drive Fabrication

In this protocol we demonstrate how to fabricate a micro-drive array for chronic electrophysiological recordings in rats.

الجزئي للمحرك صفيف المزمنة في الجسم الحي تسجيل : تصنيع محرك

Chronic recording of large populations of neurons is a valuable technique for studying the function of neuronal circuits in awake behaving rats. ...

Large Insert Environmental Genomic Library Production

The vast majority of microbes in nature currently remain inaccessible to traditional cultivation methods. Over the past decade, culture-independent environmental genomic (i.e. metagenomic) approaches have emerged, enabling researchers to bridge this cultivation gap by capturing the genetic content of indigenous microbial communities directly from the environment. To this end, genomic DNA libraries are constructed using standard albeit artful laboratory cloning techniques. Here we describe the construction of a large insert environmental genomic fosmid library with DNA derived from the vertical depth continuum of a seasonally hypoxic fjord. This protocol is directly linked to a series of connected protocols including coastal marine water sampling [1], large volume filtration of microbial biomass [2] and a DNA extraction and purification protocol [3]. At the outset, high quality genomic DNA is end-repaired with the creation of 5 -phosphorylated blunt ends. End-repaired DNA is subjected to pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) for size selection and gel extraction is performed to recover DNA fragments between 30 and 60 thousand base pairs (Kb) in length. Size selected DNA is purified away from the PFGE gel matrix and ligated to the phosphatase-treated blunt-end fosmid CopyControl vector pCC1 (EPICENTRE <a href="http://www.epibio.com/item.asp?ID=385">http://www.epibio.com/item.asp?ID=385</a>). Linear concatemers of pCC1 and insert DNA are subsequently headfull packaged into phage particles by lambda terminase, with subsequent infection of phage-resistant E. coli cells. Successfully transduced clones are recovered on LB agar plates under antibiotic selection and archived in 384-well plate format using an automated colony picking robot (Qpix2, GENETIX). The current protocol draws from various sources including the CopyControl Fosmid Library Production Kit from EPICENTRE and the published works of multiple research groups [4-7]. Each step is presented with best practice in mind. Whenever possible we highlight subtleties in execution to improve overall quality and efficiency of library production. The whole process of fosmid library production and automated colony picking takes at least 7-10 days as there are many incubation steps included. However, there are several stopping points possible which are mentioned within the protocol.

Construction of a fosmid library with environmental genomic DNA isolated from the vertical depth continuum of a seasonally hypoxic fjord is described. The resulting clone library is picked into 384-well plates and archived for downstream sequencing and functional screening by the application of an automated colony picking system.

مكتبة كبيرة إدراج الجينوم البيئية الإنتاج

The vast majority of microbes in nature currently remain inaccessible to traditional cultivation methods. Over the past decade, culture-independent ...

DNA Microarrays: Sample Quality Control, Array Hybridization and Scanning

Microarray expression profiling of the nervous system provides a powerful approach to identifying gene activities in different stages of development, different physiological or pathological states, response to therapy, and, in general, any condition that is being experimentally tested1. Expression profiling of neural tissues requires isolation of high quality RNA, amplification of the isolated RNA and hybridization to DNA microarrays. In this article we describe protocols for reproducible microarray experiments from brain tumor tissue2. We will start by performing a quality control analysis of isolated RNA samples with Agilent's 2100 Bioanalyzer "lab-on-a-chip" technology. High quality RNA samples are critical for the success of any microarray experiment, and the 2100 Bioanalyzer provides a quick, quantitative measurement of the sample quality. RNA samples are then amplified and labeled by performing reverse transcription to obtain cDNA, followed by in vitro transcription in the presence of labeled nucleotides to produce labeled cRNA. By using a dual-color labeling kit, we will label our experimental sample with Cy3 and a reference sample with Cy5. Both samples will then be combined and hybridized to Agilent's 4x44 K arrays. Dual-color arrays offer the advantage of a direct comparison between two RNA samples, thereby increasing the accuracy of the measurements, in particular for small changes in expression levels, because the two RNA samples are hybridized competitively to a single microarray. The arrays will be scanned at the two corresponding wavelengths, and the ratio of Cy3 to Cy5 signal for each feature will be used as a direct measurement of the relative abundance of the corresponding mRNA. This analysis identifies genes that are differentially expressed in response to the experimental conditions being tested.

We demonstrate the use of DNA microarrays for expression profiling of the nervous system. We describe RNA quality control, sample labeling, and array hybridization and scanning.

ميكروأرس] DNA : نموذج مراقبة الجودة ، وتهجين صفيف والمسح الضوئي

Microarray expression profiling of the nervous system provides a powerful approach to identifying gene activities in different stages of development, ...

Genomic MRI - a Public Resource for Studying Sequence Patterns within Genomic DNA

Non-coding genomic regions in complex eukaryotes, including intergenic areas, introns, and untranslated segments of exons, are profoundly non-random in their nucleotide composition and consist of a complex mosaic of sequence patterns. These patterns include so-called Mid-Range Inhomogeneity (MRI) regions -- sequences 30-10000 nucleotides in length that are enriched by a particular base or combination of bases (e.g. (G+T)-rich, purine-rich, etc.). MRI regions are associated with unusual (non-B-form) DNA structures that are often involved in regulation of gene expression, recombination, and other genetic processes (Fedorova &amp; Fedorov 2010). The existence of a strong fixation bias within MRI regions against mutations that tend to reduce their sequence inhomogeneity additionally supports the functionality and importance of these genomic sequences (Prakash et al. 2009).
Here we demonstrate a freely available Internet resource -- the Genomic MRI program package -- designed for computational analysis of genomic sequences in order to find and characterize various MRI patterns within them (Bechtel et al. 2008). This package also allows generation of randomized sequences with various properties and level of correspondence to the natural input DNA sequences. The main goal of this resource is to facilitate examination of vast regions of non-coding DNA that are still scarcely investigated and await thorough exploration and recognition.

We present a public computational web site for the analysis of genomic sequences. It detects DNA sequence patterns with various non-random nucleotide compositions. This resource also generates randomized sequences with diverse levels of complexity.

الجينومية MRI -- وهو من الموارد العامة للدراسة أنماط تسلسل الحمض النووي داخل الجينوم

Non-coding genomic regions in complex eukaryotes, including intergenic areas, introns, and untranslated segments of exons, are profoundly non-random in ...

Competitive Genomic Screens of Barcoded Yeast Libraries

By virtue of advances in next generation sequencing technologies, we have access to new genome sequences almost daily. The tempo of these advances is accelerating, promising greater depth and breadth. In light of these extraordinary advances, the need for fast, parallel methods to define gene function becomes ever more important. Collections of genome-wide deletion mutants in yeasts and E. coli have served as workhorses for functional characterization of gene function, but this approach is not scalable, current gene-deletion approaches require each of the thousands of genes that comprise a genome to be deleted and verified. Only after this work is complete can we pursue high-throughput phenotyping. Over the past decade, our laboratory has refined a portfolio of competitive, miniaturized, high-throughput genome-wide assays that can be performed in parallel. This parallelization is possible because of the inclusion of DNA 'tags', or 'barcodes,' into each mutant, with the barcode serving as a proxy for the mutation and one can measure the barcode abundance to assess mutant fitness. In this study, we seek to fill the gap between DNA sequence and barcoded mutant collections. To accomplish this we introduce a combined transposon disruption-barcoding approach that opens up parallel barcode assays to newly sequenced, but poorly characterized microbes. To illustrate this approach we present a new Candida albicans barcoded disruption collection and describe how both microarray-based and next generation sequencing-based platforms can be used to collect 10,000 - 1,000,000 gene-gene and drug-gene interactions in a single experiment.

We have developed comprehensive, unbiased genome-wide screens to understand gene-drug and gene-environment interactions. Methods for screening these mutant collections are presented.

الجينوم شاشات التنافسية للمكتبات الخميرة Barcoded

By virtue of advances in next generation sequencing technologies, we have access to new genome sequences almost daily.  The tempo of these advances is ...

Detection of Rare Genomic Variants from Pooled Sequencing Using SPLINTER

As DNA sequencing technology has markedly advanced in recent years2, it has become increasingly evident that the amount of genetic variation between any two individuals is greater than previously thought3. In contrast, array-based genotyping has failed to identify a significant contribution of common sequence variants to the phenotypic variability of common disease4,5. Taken together, these observations have led to the evolution of the Common Disease / Rare Variant hypothesis suggesting that the majority of the "missing heritability" in common and complex phenotypes is instead due to an individual's personal profile of rare or private DNA variants6-8. However, characterizing how rare variation impacts complex phenotypes requires the analysis of many affected individuals at many genomic loci, and is ideally compared to a similar survey in an unaffected cohort. Despite the sequencing power offered by today's platforms, a population-based survey of many genomic loci and the subsequent computational analysis required remains prohibitive for many investigators.
To address this need, we have developed a pooled sequencing approach1,9 and a novel software package1 for highly accurate rare variant detection from the resulting data. The ability to pool genomes from entire populations of affected individuals and survey the degree of genetic variation at multiple targeted regions in a single sequencing library provides excellent cost and time savings to traditional single-sample sequencing methodology. With a mean sequencing coverage per allele of 25-fold, our custom algorithm, SPLINTER, uses an internal variant calling control strategy to call insertions, deletions and substitutions up to four base pairs in length with high sensitivity and specificity from pools of up to 1 mutant allele in 500 individuals. Here we describe the method for preparing the pooled sequencing library followed by step-by-step instructions on how to use the SPLINTER package for pooled sequencing analysis (<a href="http://www.ibridgenetwork.org/wustl/splinter" target="_blank">http://www.ibridgenetwork.org/wustl/splinter</a>). We show a comparison between pooled sequencing of 947 individuals, all of whom also underwent genome-wide array, at over 20kb of sequencing per person. Concordance between genotyping of tagged and novel variants called in the pooled sample were excellent. This method can be easily scaled up to any number of genomic loci and any number of individuals. By incorporating the internal positive and negative amplicon controls at ratios that mimic the population under study, the algorithm can be calibrated for optimal performance. This strategy can also be modified for use with hybridization capture or individual-specific barcodes and can be applied to the sequencing of naturally heterogeneous samples, such as tumor DNA.

Pooled DNA sequencing is a fast and cost-effective strategy to detect rare variants associated with complex phenotypes in large cohorts. Here we describe the computational analysis of pooled, next-generation sequencing of 32 cancer-related genes using the SPLINTER software package. This method is scalable, and applicable to any phenotype of interest.

الكشف عن المتغيرات الجينية النادرة من تسلسل المجمعة عن طريق سبلينتر

As DNA sequencing technology has markedly advanced in recent years2, it has become increasingly evident that the amount of genetic variation between any ...

Genomic Transformation of the Picoeukaryote Ostreococcus tauri

Common problems hindering rapid progress in Plant Sciences include cellular, tissue and whole organism complexity, and notably the high level of genomic redundancy affecting simple genetics in higher plants. The novel model organism Ostreococcus tauri is the smallest free-living eukaryote known to date, and possesses a greatly reduced genome size and cellular complexity1,2, manifested by the presence of just one of most organelles (mitochondrion, chloroplast, golgi stack) per cell, and a genome containing only ~8000 genes. Furthermore, the combination of unicellularity and easy culture provides a platform amenable to chemical biology approaches. Recently, Ostreococcus has been successfully employed to study basic mechanisms underlying circadian timekeeping3-6. Results from this model organism have impacted not only plant science, but also mammalian biology7. This example highlights how rapid experimentation in a simple eukaryote from the green lineage can accelerate research in more complex organisms by generating testable hypotheses using methods technically feasible only in this background of reduced complexity. Knowledge of a genome and the possibility to modify genes are essential tools in any model species. Genomic1, Transcriptomic8, and Proteomic9 information for this species is freely available, whereas the previously reported methods6,10 to genetically transform Ostreococcus are known to few laboratories worldwide.
In this article, the experimental methods to genetically transform this novel model organism with an overexpression construct by means of electroporation are outlined in detail, as well as the method of inclusion of transformed cells in low percentage agarose to allow selection of transformed lines originating from a single transformed cell. Following the successful application of Ostreococcus to circadian research, growing interest in Ostreococcus can be expected from diverse research areas within and outside plant sciences, including biotechnological areas. Researchers from a broad range of biological and medical sciences that work on conserved biochemical pathways may consider pursuing research in Ostreococcus, free from the genomic and organismal complexity of larger model species.

Genomic Transformation of the Picoeukaryote Ostreococcus tauri

This article describes genetic transformation of the unicellular marine alga Ostreococcus tauri by electroporation. This eukaryotic organism is an effective model platform for higher plants, possesing greatly reduced genomic and cellular complexity and being readily amenable to both cell culture and chemical biology.

الجينومية التحول من Picoeukaryote<em&gt; Ostreococcus tauri</em

Common problems hindering rapid progress in Plant Sciences include cellular, tissue and whole organism complexity, and notably the high level of genomic ...

Selective Capture of 5-hydroxymethylcytosine from Genomic DNA

5-methylcytosine (5-mC) constitutes ~2-8% of the total cytosines in human genomic DNA and impacts a broad range of biological functions, including gene expression, maintenance of genome integrity, parental imprinting, X-chromosome inactivation, regulation of development, aging, and cancer1. Recently, the presence of an oxidized 5-mC, 5-hydroxymethylcytosine (5-hmC), was discovered in mammalian cells, in particular in embryonic stem (ES) cells and neuronal cells2-4. 5-hmC is generated by oxidation of 5-mC catalyzed by TET family iron (II)/&alpha;-ketoglutarate-dependent dioxygenases2, 3. 5-hmC is proposed to be involved in the maintenance of embryonic stem (mES) cell, normal hematopoiesis and malignancies, and zygote development2, 5-10. To better understand the function of 5-hmC, a reliable and straightforward sequencing system is essential. Traditional bisulfite sequencing cannot distinguish 5-hmC from 5-mC11. To unravel the biology of 5-hmC, we have developed a highly efficient and selective chemical approach to label and capture 5-hmC, taking advantage of a bacteriophage enzyme that adds a glucose moiety to 5-hmC specifically12.
Here we describe a straightforward two-step procedure for selective chemical labeling of 5-hmC. In the first labeling step, 5-hmC in genomic DNA is labeled with a 6-azide-glucose catalyzed by &beta;-GT, a glucosyltransferase from T4 bacteriophage, in a way that transfers the 6-azide-glucose to 5-hmC from the modified cofactor, UDP-6-N3-Glc (6-N3UDPG). In the second step, biotinylation, a disulfide biotin linker is attached to the azide group by click chemistry. Both steps are highly specific and efficient, leading to complete labeling regardless of the abundance of 5-hmC in genomic regions and giving extremely low background. Following biotinylation of 5-hmC, the 5-hmC-containing DNA fragments are then selectively captured using streptavidin beads in a density-independent manner. The resulting 5-hmC-enriched DNA fragments could be used for downstream analyses, including next-generation sequencing.
Our selective labeling and capture protocol confers high sensitivity, applicable to any source of genomic DNA with variable/diverse 5-hmC abundances. Although the main purpose of this protocol is its downstream application (i.e., next-generation sequencing to map out the 5-hmC distribution in genome), it is compatible with single-molecule, real-time SMRT (DNA) sequencing, which is capable of delivering single-base resolution sequencing of 5-hmC.

Described is a two-step labeling process using &beta;-glucosyltransferase (&beta;-GT) to transfer an azide-glucose to 5-hmC, followed by click chemistry to transfer a biotin linker for easy and density-independent enrichment. This efficient and specific labeling method enables enrichment of 5-hmC with extremely low background and high-throughput epigenomic mapping via next-generation sequencing.

انتقائية لقطة من hydroxymethylcytosine-5 من الحمض النووي الجيني

5-methylcytosine (5-mC) constitutes ~2-8% of the total cytosines in human genomic DNA and impacts a broad range of biological functions, including gene ...