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Nous présentons ici un protocole pour effectuer un test pour la transposase accessible chromatine séquençage (ATAC-seq) sur activé CD4 + lymphocytes humains. Le protocole a été modifié pour réduire au minimum la contamination mitochondrial DNA lectures de 50 % à 3 % grâce à l’introduction d’une nouvelle mémoire tampon de lyse.
ATAC-seq est devenu une méthode largement utilisée dans l’étude de l’épigénétique en raison de son approche simple et rapide à la cartographie de la chromatine accessible de tout le génome. Dans cet article, nous présentons un protocole ATAC-seq amélioré qui réduit la contamination lectures d’ADN mitochondriales. Alors que les précédents protocoles ATAC-seq ont lutté avec une moyenne de 50 % la contamination de l’ADN mitochondrial se lit, le tampon de lyse optimisé présenté dans le présent protocole réduit la contamination d’ADN mitochondriale à une moyenne de 3 %. Ce protocole de ATAC-seq amélioré permet de presque 50 % de réduction dans le coût du séquençage. Nous démontrons comment ces bibliothèques ATAC-seq de haute qualité peuvent être préparés de lymphocytes CD4 + activés, fournissant des instructions étape par étape de CD4 + isolation de lymphocytes du sang total par le biais de l’analyse des données. Ce protocole ATAC-seq amélioré a été validé dans un large éventail de types de cellules et sera d’une utilité immédiate aux chercheurs qui étudient l’accessibilité de la chromatine.
Le dosage pour la transposase accessible chromatine séquençage (ATAC-seq) est rapidement devenu la principale méthode pour interroger l’architecture de la chromatine. ATAC-seq peut identifier les régions de chromatine accessible à travers le processus de tagmentation, la fragmentation et le marquage de l’ADN par la même enzyme, pour produire des bibliothèques avec laquelle séquençage peut déterminer l’accessibilité de la chromatine dans un génome entier. Ce processus de tagmentation est médié par la transposase Tn5 hyperactif, qui ne coupe que les régions ouvertes de la chromatine en raison de l’encombrement stérique nucleosomic. Qui le touche, la transposase Tn5 insère également des adaptateurs de séquençage qui permettent la construction rapide de bibliothèque par PCR et génération séquençage du génome de chromatine accessible1,2.
ATAC-seq est devenue la méthode préférée pour déterminer les régions de l’accessibilité de la chromatine en raison du protocole relativement simple et rapide, la qualité et la quantité d’information qui peut être déterminée de ses résultats et une petite quantité de matériel requis de départ. Par rapport à DNase-seq3 (qui mesure également l’accessibilité de la chromatine génome-large), MNase-seq4 (qui détermine les positions des nucléosomes dans régions génomiques ouvert), et le formaldéhyde-mediated FAIRE-seq5, ATAC-seq est plus rapide, moins cher et plus reproductible1. Il est aussi plus sensible, avec matériel d’aussi peu que 500 noyaux, par rapport aux 50 millions requis pour DNase-seq3noyaux de départ. ATAC-seq a également la possibilité de fournir plus d’informations sur l’architecture de la chromatine que d’autres méthodes, y compris les régions de liaison de facteur de transcription, positionnement des nucléosomes et régions de chromatine ouverte1. Efficaces, monocellulaires ATAC-seq protocoles ont été validés, fournissant des informations sur l’architecture de la chromatine à la cellule unique niveau6,7.
ATAC-seq a été utilisé pour caractériser l’architecture de la chromatine dans un large éventail de types de cellules et de la recherche, y compris les plantes8humains9et beaucoup d’autres organismes. Il a également été essentiel dans l’identification de régulation épigénétique de la maladie États7. Cependant, le plus largement utilisé du protocole ATAC-seq inclut l’inconvénient majeur de contamination lectures de séquençage de l’ADN mitochondrial. Dans certaines bases de données, ce niveau de contamination peut être aussi haut que 60 % de séquencer les résultats1. Il y a un effort concerté dans le domaine de réduire ces contaminants lectures mitochondriales afin de permettre l’application plus efficace de ATAC-seq7,10,11. Nous présentons ici un protocole ATAC-seq amélioré qui réduit le taux de contamination de l’ADN mitochondrial, à seulement 3 %, permettant de réduire d’environ 50 % de coûts de séquençage10. Ceci est rendu possible par un processus simplifié de CD4 + lymphocytes d’isolement et d’activation et un tampon de lyse améliorée qui est essentielle pour réduire au minimum la contamination de l’ADN mitochondriale.
Ce protocole modifiedATAC-seq a été validé avec une large gamme de cellules primaires, y compris le sang périphérique primaire humain cellules mononucléaires (PBMC)10, des monocytes humains primaires et les cellules dendritiques de souris (non publiées). Il a également été utilisé avec succès pour interroger des lignées de cellules de mélanome dans un écran régulièrement dois‑je courts palindromes répétitions (CRISPR) en cluster de non-codage éléments11. En outre, le progiciel d’analyse de données décrites dans le présent protocole et fourni sur GitHub fournit des chercheurs débutants et expérimentés avec des outils pour analyser les données de l’ATAC-seq. ATAC-seq est le dosage plus efficace pour cartographier l’accessibilité de la chromatine dans un génome entier, et les modifications au protocole existant qui sont introduites ici permettra aux chercheurs de produire des données de haute qualité avec une faible contamination de l’ADN mitochondriale, réduction des coûts de séquençage et améliorant le débit ATAC-seq.
Ce protocole amélioré fournit des instructions détaillées pour l’exécution de ATAC-seq des lymphocytes CD4 +, de la matière première de sang grâce à l’analyse de données (Figure 1).
1. isolement des cellules de T CD4 + du sang total
Remarque : Le produit de départ pour ce protocole est de 15 mL de sang total frais prélevé à l’aide de procédures standards, permettant à la source des matières premières à être sélectionné issu des besoins de recherche. L’échelle du protocole selon les besoins. Réchauffez en solution saline tamponnée au phosphate (PBS) + sérum de veau foetal de 2 % (FCS) à température ambiante (RT) et ajustez la centrifugeuse pour RT avant de commencer la procédure d’enrichissement de cellules T CD4 +.
2. activer et purifier les cellules T CD4 +
Remarque : Ce protocole rapid pour l’activation et la purification de cellules T CD4 + seulement requiert 48 h et les résultats dans 95 % viable, activé les cellules T CD4 +. Cool le centrifuger à 4 ° C avant de commencer le protocole.
3. ATAC-seq
Remarque : Dans cette étape, les noyaux sont isolés de lymphocytes T CD4 + activés pour ATAC-suiv. Le tampon de lyse utilisé dans le présent protocole a été amélioré pour être plus doux sur les noyaux, ce qui entraîne une digestion plus efficace et des résultats de qualité supérieures. Toutes les étapes de centrifugation à l’article 3 sont effectuées avec une centrifugeuse à angle fixe maintenue à 4 ° C. Cool la centrifugeuse avant de commencer le protocole.
4. ATAC-seq bibliothèque analyse de la qualité
Remarque : Il est important de valider la qualité et la quantité des bibliothèques ATAC-seq avant séquençage nouvelle génération. La qualité et la quantité des bibliothèques devraient être évalués à l’aide de trousses disponibles dans le commerce (voir Table des matières).
5. le séquençage et l’analyse des données
Remarque : Ce pipeline analyse permet aux utilisateurs de contrôler la qualité des lectures mappage de procédure, ajuster les coordonnées pour la conception expérimentale et appeler les pics pour l’analyse en aval. Voici les lignes de commandes et l’explication de l’exécution. Le package d’analyse de données est disponible à (https://github.com/s18692001/bulk_ATAC_seq).
A partir de 15 mL de sang total frais, ce protocole génère une moyenne de 1 million de cellules T CD4 +. Ceux-ci peuvent être congelés pour un traitement ultérieur ou utilisés immédiatement. La viabilité des cellules T CD4 +, fraîches ou décongelées, était systématiquement > 95 %. Cette méthode d’isolement de cellules T CD4 + permet une flexibilité dans le temps de matériel et de la collection source. Ce protocole ATAC-seq amélioré produit une bibliothèque finale sup?...
ATAC-seq mis à jour le protocole présenté dans cet article fournit des résultats reproductibles avec une contamination ADN mitochondriale minimale. Le protocole a été avec succès utilisé pour caractériser l’architecture de la chromatine des humains primaires PBMC10, des monocytes, cellules dendritiques de souris (non publiées) et cellules de mélanome cultivées les lignes11. Nous prévoyons que cette amélioration lyse condition a la possibilité de travailler ...
Les auteurs n’ont rien à divulguer.
Nous remercions Atsede Siba pour le support technique. C.S.C. est pris en charge par les NIH grant 1R61DA047032.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1X PBS, Sterile | Gibco | 10010023 | Can use other comparable products. |
5810/5810 R Swing Bucket Refrigerated Centrifuge with 50 mL, 15 mL, and 1.5 mL Tube Buckets | Eppendorf | 22625501 | Can use other comparable products. |
96 Well Round Bottom Plate | Thermo Scientific | 163320 | Can use other comparable products. |
Agilent 4200 Tape Station System | Agilent | G2991AA | Suggested for quality assessment. |
Cryotubes | Thermo Scientific | 374081 | Can use other comparable products. |
DMSO | Sigma | D8418 | Can use other comparable products. |
Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28 | Invitrogen Life Technologies | 11131D | Critical Component |
Dynabeads Untouched Human CD4 T Cells Kit | Invitrogen Life Technologies | 11346D | Critical Component |
Dynamagnet | Invitrogen Life Technologies | 12321D | Critical Component |
FCS | Gemini Bio Products | 100-500 | Can use other comparable products. |
High Sensitivity DNA Kit | Agilent | 50674626 | Suggested for quality assessment. |
Magnesium Chloride, Hexahydrate, Molecular Biology Grade | Sigma | M2393 | Can use other comparable products. |
MinElute PCR Purification Kit (Buffer PB, Buffer PE, Elution Buffer) | Qiagen | 28004 | Critical Component |
Mr. Frosty | Thermo Scientific | 5100-0001 | Can use other comparable products. |
NaCl, Molecular Biology Grade | Sigma | S3014 | Can use other comparable products. |
NEBNext High Fidelity 2X PCR Master Mix | New England BioLabs | M0541 | Critical Component |
Nextera DNA Library Preparation Kit (2X TD Buffer, Tn5 Enzyme) | Illumina | FC1211030 | Critical Component |
Nuclease Free Sterile dH20 | Gibco | 10977015 | Can use other comparable products. |
Polysorbate 20 (Tween20) | Sigma | P9416 | Can use other comparable products. |
PowerUp SYBR Green Master Mix | Applied Biosystems | A25780 | Critical Component |
Precision Water Bath | Thermo Scientific | TSGP02 | Can use other comparable products. |
QIAquick PCR Purification Kit | Qiagen | 28104 | Critical Component |
Qubit dsDNA HS Assay Kit | Invitrogen Life Technologies | Q32851 | Suggested for quality assessment. |
Qubit FlouroMeter | Invitrogen Life Technologies | Q33226 | Suggested for quality assessment. |
Rosette Sep Human CD4+ Density Medium | Stem Cell Technologies | 15705 | Critical Component |
Rosette Sep Human CD4+ Enrichment Cocktail | Stem Cell Technologies | 15022 | Critical Component |
RPMI-1640 | Gibco | 11875093 | Can use other comparable products. |
Sterile Resevoir | Thermo Scientific | 8096-11 | Can use other comparable products. |
T100 Thermocycler with Heated Lid | BioRad | 1861096 | Can use other comparable products. |
Tris-HCL | Sigma | T5941 | Can use other comparable products. |
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