Method Article
אנו מציגים immunoprecipitation ששונה כרומטין יליד רצף (צ'יפ-seq) מתודולוגיה לדור של רצף datasets מתאים נוקלאוזום צפיפות שבב-seq מסגרת אנליטית שילוב נגישות נוקלאז micrococcal (MNase) עם מדידות שינוי היסטון.
אנו מציגים immunoprecipitation ששונה כרומטין מקורית של רצף (צ'יפ-seq) נסיוני תואם עם תערובת גאוסיאנית ההפצה מבוססת ניתוח מתודולוגיה (צפיפות נוקלאוזום שבב-seq; ndChIP-seq) המאפשר את הדור של מדידות משולב של נוקלאז micrococcal (MNase) נגישות עם שינוי היסטון הגנום כולו. נוקלאוזום עמדה צפיפות המקומי ואת השינוי posttranslational של subunits שלהם היסטון, לפעול בהופעה לווסת את הברית שעתוק מקומיים. מדידות קומבינטורית של נוקלאוזום נגישות עם שינוי היסטון שנוצר על ידי ndChIP-seq מאפשר החקירה בו זמנית של תכונות אלה. המתודולוגיה ndChIP-seq ישימה על מספר קטן של תאים ראשי נגיש cross-linking מבוסס שבב-seq פרוטוקולים. יחדיו, ndChIP-seq מאפשר מדידת שינוי היסטון בשילוב עם צפיפות נוקלאוזום מקומיים כדי להשיג תובנות משותפות מנגנונים המסדירים שעתוק RNA בתוך התא הראשי נדיר אוכלוסיות חדשות.
הגנום האיקריוטים נארז לתוך כרומטין באמצעות חזרה על מבנים נוקלאוזום המורכבים של שני עותקים של חלבוני היסטון ארבע (למשל, H2A, ויזת עבודה H2B, H3 ו- H4) ומוקפת על ידי 146 זוגות הבסיס של ה-DNA1,2. כרומטין שיפוץ מכלולי שליטה נוקלאוזום מיקום בתוך גבולות יזם ג'ין, להשתתף ברגולציה של ביטוי גנים על ידי שינוי הנגישות של ה-DNA גורמי שעתוק, מכונות RNA פולימראז3, 4.
אמינו מסוף זנבות של שינויים היסטוניים בתוך נוקלאוזום. נתונים למגוון שינויים קוולנטיות, כולל acetylation, מתילציה, זרחון, ubiquitylation, sumoylation, formylation ו hydroxylation של חומצות אמינו ספציפיות5 , 6 , 7 , 8. תפקידים ודרגות לבצע שינויים אלה להכתיב מצב כרומטין המשפיעים על מבנה כרומטין וגישה שליטה של מתחמי מולקולרית לאפשר הפעלה של שעתוק7. בהתחשב בכך שינוי צפיפות, היסטון בשני נוקלאוזום לשחק תפקיד שליטה מקומית של שעתוק גנים, פיתחנו בגישה צ'יפ מקורי המאפשרת את המדידה בו זמנית של נוקלאוזום צפיפות ו- שינוי היסטון9, 10.
צ'יפ מקורי-seq מנצל נוקלאז micrococci endonuclease (MNase) לעכל כרומטין ללא פגע במצבו המקורי בתוך גרעין11,12, שאותו יש כבר ממונף למפות נוקלאוזום מיקום13 , 14 , 15. צפיפות נוקלאוזום שבב-seq (ndChIP-seq) מנצל המאפיין של גישה מועדף של MNase כדי לפתוח את מחוזות כרומטין ליצירת מדידות המשלבות MNase נגישות עם שינוי היסטון10. ndChIP-seq מתאים פרופיל בדבר שינוי היסטון נדיר ראשי תאים, רקמות, תאים בתרבית. כאן, אנו מציגים את פרוטוקול מפורט המאפשר את הדור של רצף datasets מתאים עבודה מסגרת אנליטית שתואר לעיל10 המשלבת פרגמנט גודל פוסט immunoprecipitation, נקבע על ידי לזווג-end להקריא את גבולות, במקביל לחקור MNase נגישות עם מדידות שינוי היסטון. בעבר, יישום של פרוטוקול זה על דם טבורי אנושי ראשוני 10,000 נגזר CD34+ תאים של תאי גזע עובריים חשף ייחודי קשרי הגומלין בין שינויים במבנה ואת היסטון כרומטין בתוך אלה תא סוגי10 . בהתחשב ביכולת למדוד בו זמנית נוקלאוזום נגישות והסבת היסטון, ndChIP-seq הוא מסוגל לחשוף epigenomic תכונות בקרב אוכלוסיה תא ברמה נוקלאוזום יחיד, ופתרון חתימות הטרוגנית לתוך שלהם היסודות המרכיבים. דוגמה של חקר אוכלוסיות הטרוגניות הסלולר על-ידי ndChIP-seq הוא חקירה של היזמים טרינארית, איפה הן H3K4me3, סימן פעיל H3K27me3, סימן הדיכוי, הן נוכח10.
הערה: הקלט המינימלי עבור פרוטוקול זה הוא 10,000 תאים לכל תגובה חיסונית יחיד-משקעים (IP). להדפיס את גליון העבודה ניסיוני שסופקו ולנצל כקו מנחה כדי לתכנן הניסוי. Incubations בטמפרטורת החדר ההשעה ב ~ 22 ° c כולכם מהמתכונים מאגר ניתנים טבלה 1. כל של מאגרי צריך להיות מאוחסן ב 4 ° C, שמרה על קרח במהלך ההליך, אלא אם צוין אחרת.
1. תא הכנה
2. יום 1: ndChIP-seq
3. יום 2: ndCHIP-seq
4. יום 3: ספריית בנייה
כרומטין עיכול פרופילים
אופטימיזציה של עיכול MNase חיוני להצלחת פרוטוקול זה. זה קריטי ליצירת פרופיל עיכול נשלט על ידי יחיד נוקלאוזום פרגמנט גדלים, כל עוד לא מעוכל יתר על המידה, כדי לאפשר התאוששות של קטעים נוקלאוזום סדר גבוהה יותר. פרופיל אידיאלי העיכול מורכבת רוב של שברי נוקלאוזום יחיד עם חלק קטן המייצגים שברים קטנים יותר, גדול יותר נוקליאוזומים יחיד. איור 1 מציג דוגמאות של פרופילים הפצה גודל אידיאלי יתר מעוכל, תחת-מעוכלים. שימו לב כי העיכול תת אופטימלית של כרומטין גם יהיה גלוי בפרופיל של הספרייה רצף הנוצר מתוך החומר IP (איור 2).
אימות באיכות ספריית ndChIP-seq מאת qPCR
qPCR היא שיטה ומבוססת על הערכה של האיכות של שבב18,19,20. בעת ביצוע ndChIP-seq על 10,000 תאים את התשואה של חומצת גרעין אחרי IP יהיה מתחת 1 ng. לכן, חיוני לבצע qPCR לאחר בניית ספריה כדי להעריך את העשרת היחסיים אזורי היעד על רקע. כדי לספק הערכה רקע, נוצרים ספריות בנוי על MNase מתעכל כרומטין (קלט). עבור כל ספריית ה-IP, נדרשים שני סטים של צבעי יסוד (ראו המשלימיםטבלה 3 לקבלת רשימה של צבעי יסוד סימני היסטון נפוץ). סט פריימר אחד צריך להיות ספציפי עבור אזור גנומית משויכת באופן עקבי השינוי היסטון עניין (יעד חיובי) ואזור אחר שאינו מסומן עם השינוי היסטון עניין (יעד שלילי). האיכות של הספרייה שבב-seq ייבחנו כמו לקפל העשרה ביחס ספריית קלט. קיפול העשרה ניתן לחשב באמצעות המשוואה הבאה כי ההנחה הגברה מעריכית של אזור היעד גנומית: 2Ctקלט-CtIP. מותאמים אישית שלנו עשוי חבילת תוכנה סטטיסטית R, qcQpcr_v1.2, היא מתאימה לניתוח העשרה qPCR של נמוך קלט יליד שבב-seq ספריות (קובצי קוד משלים). איור 3 מייצג תוצאה qPCR עבור ספריות שבב-seq ושנכשלו. הערך העשרה קיפול הצפוי המינימלי עבור ספריות ndChIP-seq באיכות טובה הם 16 עבור סימני צר, כגון H3K4me3 ו- 7 עבור סימני רחבה, לדוגמה H3K27me3.
מידול MNase נגישות
ניתוח חישובית של שבב-seq הוא מורכב וייחודי עבור כל הגדרה ניסיוני. סט של הנחיות נוסדה על ידי הבינלאומי האנושי Epigenomic Consortium (IHEC), האנציקלופדיה של ה-DNA אלמנטים (קידוד) ניתן להשתמש כדי להעריך את האיכות של ספריות שבב-seq21. חשוב לציין כי העומק רצף של הספריות משפיע את זיהוי והרזולוציה של אזורים מועשר20. מספר פסגות זוהה גידול ואת הגישות מישור כמו עומק קריאה בעליות. אנו ממליצים ndChIP-seq ספריות שנקבע בהתאם להמלצות IHEC של 50 מיליון לזווג-סינכרוניות (25 מיליון רסיסים) עבור סימני צרים (למשל, H3K4me3) וקורא 100 מיליון לזווג-(50 מיליון רסיסים) עבור סימני רחבה ( למשל, H3K27me3) קלט22. במעמקי רצף אלה מספקים היישורים רצף מספקת לצורך זיהוי של הפסגות המשמעותי ביותר תוך שימוש נרחב בשימוש שבב-seq המתקשרים שיא, כגון MACS2 והומר, בלי להגיע רוויה23,24. ספרייה ndChIP יונקים-seq באיכות גבוהה יש שיעור כפולות ה-PCR של < 10% והפניה הגנום יישור שיעור > 90% (כולל קריאות כפולים). NdChIP מוצלחת-seq ספריות יכיל משכפל מאוד מתואם עם חלק ניכר (> 40%) של קריאות מיושר בתוך MACS222 מזוהה מועשר פסגות ו פיקוח הקריאות מיושר על דפדפן הגנום לחשוף באופן חזותי enrichments לזיהוי בהשוואה הספרייה קלט (איור 4). בנוסף, ניתן להשתמש ndChIP-seq להעריך נוקלאוזום בצפיפות על ידי שימוש באלגוריתם הפצה תערובת לפי עקומת גאוס (w1 * n(x; Μ 1,σ1) + w2 * n(x; μ2, σ2) = 1) ב- MACS2 לזהות אזורים מועשר דגם נוקלאוזום לדחיסות כפי שהוגדרו על ידי גבולות נגיש MNase. במודל זה, w1 מייצג מונו-נוקלאוזום חלוקת משקל ו- w2 מייצג משקל הפצה di-נוקלאוזום. איפה w1 הוא גדול מ- w2, יש דומיננטיות של קטעים מונו-נוקלאוזום ולהיפך. ניתוח זה דורש כי ספריות היה לסדרם אופנה לזווג-קצה כך גדלים פרגמנט יכולה להיות מוגדרת. כדי להחיל את האלגוריתם הפצה תערובת לפי עקומת גאוס, אזורים מועשר סטטיסטית מזוהים לראשונה. אנו ממליצים להתקשר שיא עם MACS2 באמצעות קלט כפקד, עם הגדרות ברירת המחדל עבור סימני צר על קיצוץ ערך q של 0.01 עבור סימני רחבה. מספר החבילות הסטטיסטיות העסקת באלגוריתם התפלגות לפי עקומת גאוס תערובת של חבילות תוכנה סטטיסטית בשימוש נרחב זמינים. ניצול גודל ממוצע פרגמנט, נקבע על-ידי גבולות קריאה לזווג-end הדגימות עזרת, הפצות-MACS2 זיהה היזמים מועשר ולאחר באלגוריתם התפלגות לפי עקומת גאוס תערובת שניתן להחיל על כל יזם באמצעות החבילה R-סטטיסטי Mclust בגירסה 3.025 לחישוב התפלגות משוקלל. ביישום זה, אנו ממליצים על ביטול היזמים המכיל פחות מ 30 קטעים מיושר כי מתחת לסף זה המשקל וכתוצאה מכך הערכות להיות לא אמינים. ספרייה ndChIP-seq באיכות טובה יוצרת התפלגות לפי עקומת גאוס תערובת מורכבת משני רכיבים עיקריים עם רשע ערכים המייצגים מונו-, די-נוקלאוזום שבר אורכי.
איור 1 : הערכה של MNase העיכול לפני דור הספרייה. פרופילים מבוססי שבב אלקטרופורזה נימי מנתח של MNase האופטימלית (A), תחת מעוכל (B), מתעכל יתר מתעכל כרומטין (C). משכפל ביולוגי מוצגים עקבות, אדום, ירוק וכחול. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 2 : הערכה של MNase העיכול אחרי דור הספרייה. (א) פוסט ספריית פרופילים הבנייה של קלט מתעכל בצורה אופטימלית (משכפל ביולוגי; אדום, ירוק, שחור) ו- IP (משכפל הביולוגית; טורקיז, סגול, כחול) קלט תת אופטימלית (B) (משכפל ביולוגי; אדום, ירוק, כחול) ו- IP ( משכפל ביולוגי; ספריות ציאן, סגול, כתום). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 3 : פוסט הבנייה ספריית ה-PCR כמותי יכול לשמש כדי להעריך את האיכות של ספריות ndChIP seq. קיפול העשרה של H3K4me3 IP ספריות ביחס ספריות קלט מחושב כ- 2(Ct של קלט - Ct של IP) עבור מטרות חיוביות ושליליות באמצעות qcQpcr_v1.2. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
איור 4 : הספרייה ndChIP נציג-seq נבנה מ- 10,000 CD34 ראשי+ כבל כדוריות דם. מתאם פירסון H3K4me3 אות (קורא לכל מיליון קריאות ממופה) מחושבת באופן היזמים (TSS + /-2Kb) בין משכפל ביולוגית 3, שכפול (א) 1 ו-2, (B) לשכפל 1 ו- 3, שכפול (ג) 2 ו- 3. (ד) UCSC בתצוגת דפדפן של אשכול גנים HOXA של שבב צולבים-seq שנוצר מתאי 1 מיליון לפי IP, ndChIP מוצלחת-seq מתאי 10,000 לכל IP ו- ndChIP לא מוצלח-seq מתאי 10,000 לכל IP. (אדום: H3K27me3, ירוק: H3K4me3, ושחור: קלט). (E) שבר הקריאות ממופה בתוך MACS2 לזהות אזורים מועשר של H3K4me3 (שחור), H3K27me3 (אפור). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
מאגר הרכב |
A.1-מאגר Immunoprecipitation (IP) |
20 מ מ טריס-HCl pH 7.5 |
2 מ מ EDTA |
150 מ מ NaCl |
0.1% טריטון X-100 |
0.1% Deoxycholate |
Butyrate נתרן 10 מ מ |
שטיפת מלח נמוכה מאגר A.2. |
20 מ מ טריס-HCl pH 8.0 |
2 מ מ EDTA |
150 מ מ NaCl |
1% טריטון X-100 |
0.1% מרחביות |
שטיפת מלח גבוהה מאגר A.3. |
20 מ מ טריס-HCl pH 8.0 |
2 מ מ EDTA |
500 מ מ NaCl |
1% טריטון X-100 |
0.1% מרחביות |
• תנאי שבב מאגר A.4. |
NaHCO 100 מ מ3 |
1% מרחביות |
A.5-1 x פירוק מאגר – 1 מ"ל |
0.1% טריטון |
0.1% Deoxycholate |
Butyrate נתרן 10 מ מ |
A.6-Ab דילול מאגר |
0.05% (w/v) אזיד |
0.05% בספקטרום רחב מיקרוביאלית (למשל ProClin 300) |
ב- PBS |
A.7-30% פתרון חרוז מגנטי של פג / 1M NaCl (הפניה16) |
30% פג |
NaCl 1 מ' |
10 מ מ טריס HCl pH 7.5 |
1 מ מ EDTA |
1 מ"ל של חרוזים פאראמגנטיים סופר שטף |
A.8. 20% פתרון חרוז מגנטי של פג / 1M NaCl (הפניה16) |
30% פג |
NaCl 1 מ' |
10 מ מ טריס HCl pH 7.5 |
1 מ מ EDTA |
1 מ"ל של חרוזים פאראמגנטיים סופר שטף |
טבלה 1: ndChIP-seq מאגר הרכב.
שינוי היסטון | ריכוז (µg/µL) |
H3K4me3 | 0.125 |
H3K4me1 | 0.25 |
H3K27me3 | 0.125 |
H3K9me3 | 0.125 |
H3K36me3 | 0.125 |
H3K27ac | 0.125 |
טבלה 2: כמות נוגדנים הדרושים עבור ndChIP-תת סעיף.
Reganet | נפח (µL) |
מים טהורים אולטרה | 478 |
ז טריס-HCl 1 pH 7.5 | 10 |
0.5 EDTA מ' | 10 |
NaCl 5 מ' | 2 |
גליצרול | 500 |
הנפח הכולל | 1,000 |
טבלה 3: מתכון MNase דילול מאגר.
מגיב | נפח (µL) |
מים טהורים אולטרה | 13 |
20 מ מ DTT | 1 |
10 x MNase מאגר | 4 |
20 U/µl Mnase | 2 |
הנפח הכולל | 20 |
טבלה 4: מתכון מיקס מאסטר MNase.
מגיב | נפח (µL) |
• תנאי מאגר | 30 |
מאגר G2 | 8 |
פרוטאז | 2 |
הנפח הכולל | 40 |
טבלה 5: מתכון מיקס מאסטר טיהור DNA.
מגיב | נפח (µL) |
מים טהורים אולטרה | 3.3 |
10 x מאגר הגבלת Endonuclease (למשל NEBuffer) | 5 |
25 מ מ ATP | 2 |
dNTPs 10 מ מ | 2 |
T4 Polynucleotide קינאז (U 10/µl) | 1 |
T4 DNA פולימראז (U 3/µl) | 1.5 |
Dna פולימראז אני, שבר גדול (Klenow) (U 5/µl) | 0.2 |
הנפח הכולל | 15 |
טבלה 6: מתכון סוף תיקון מאסטר מיקס.
מגיב | נפח (µL) |
מים טהורים אולטרה | 8 |
10 x מאגר הגבלת Endonuclease (למשל NEBuffer) | 5 |
10 מ מ dATP | 1 |
Klenow (3 - 5' exo-) | 1 |
הנפח הכולל | 15 |
טבלה 7: מתכון מיקס מאסטר א-עוקב.
מגיב | נפח (µL) |
מים טהורים אולטרה | 4.3 |
5 x מאגר מצדו מהירה | 12 |
T4 DNA ליגאז (2000 U/µl) | 6.7 |
הנפח הכולל | 23 |
טבלה 8: מתכון מיקס מאסטר מצדו מתאם.
מגיב | נפח (µL) |
מים טהורים אולטרה | 7 |
25. PCR פריימר 1.0 | 2 |
5 x מאגר HF | 12 |
דימתיל סולפוקסיד | 1.5 |
DNA פולימראז | 0.5 |
הנפח הכולל | 23 |
טבלה 9: מתכון מיקס מאסטר PCR.
שמתוכננים (° C) | משך (s) | מספר מחזורי |
98 | 60 | 1 |
98 | 30 | |
65 | 15 | 10 |
72 | 15 | |
72 | 300 | 1 |
4 | . תחזיק | . תחזיק |
טבלה 10: PCR להפעיל שיטה.
Oligo | רצף | השינוי |
PE_adapter 1 | 5'-/ 5Phos/גת CGG AAG AGC GGT TCA GCA לשממ יניינעל ילבולגה דרשמה ATG CCG AG-3' | 5. שינוי: זירחון |
PE_adapter 2 | 5' - ACA CTC TTT CCC טק ACG ACG CTC TTC CGA TC * T - 3' | 3' שינוי: * T הוא קשר phosphorothioate |
משלימה טבלה 1: רצפים Oligo לדור של מתאם PE.
פריימר שם | רצף | אינדקס | IndexRevC (שישמש עבור רצף) | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 1 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCGTGATCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CGTGAT | atcacg | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 2 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCTGATCCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CTGATC | gatcag | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 3 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATGGGGTTCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | GGGGTT | aacccc | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 4 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCTGGGTCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CTGGGT | acccag | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 5 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATAGCGCTCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | AGCGCT | agcgct | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 6 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCTTTTGCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CTTTTG | caaaag | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 7 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATTGTTGGCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | TGTTGG | ccaaca | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 8 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATAGCTAGCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | AGCTAG | ctagct | |||||||
PCR הפוכה פריימר אינדקס 9 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATAGCATCCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | AGCATC | gatgct | |||||||
PCR הפוך אינדקס תחל 10 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCGATTACGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CGATTA | taatcg | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 11 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCATTCACGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CATTCA | tgaatg | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 12 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATGGAACTCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | GGAACT | agttcc | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 13 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATACATCGCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | ACATCG | cgatgt | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 14 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATAAGCTACGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | AAGCTA | tagctt | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 15 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCAAGTTCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CAAGTT | aacttg | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 16 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATGCCGGTCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | GCCGGT | accggc | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 17 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCGGCCTCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CGGCCT | aggccg | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 18 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATTAGTTGCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | TAGTTG | caacta | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 19 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATGCGTGGCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | GCGTGG | ccacgc | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 20 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATGTATAGCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | GTATAG | ctatac | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 21 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATCCTTGCCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | CCTTGC | gcaagg | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 22 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATGCTGTACGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | GCTGTA | tacagc | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 23 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATATGGCACGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | ATGGCA | tgccat | |||||||
PCR הפוך אינדקס פריימר 24 | CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATTGACATCGGTCTCGGCATTCCTGCTGAACCGCTCTTCCGATCT | TGACAT | atgtca |
משלימה בטבלה 2: ה-PCR הפוך אינדקס פריימר רצפים.
תחל | רצף | |
ZNF333_genic_H3K9me3_F | 5'-AGCCTTCAATCAGCCATCATCCCT-3' | |
ZNF333_genic_H3K9me3_R | 5'-TCTGGTATGGGTTCGCAGATGTGT-3' | |
HOXA9-10_F | 5'-ACTGAAGTAATGAAGGCAGTGTCGT-3' | |
HOXA9-10_R | 5'-GCAGCAYCAGAACTGGTCGGTG-3' | |
GAPDH_genic_H3K36me3_F | 5'-AGGCAACTAGGATGGTGTGG-3' | |
GAPDH_genic_H3K36me3_R | 5'-TTGATTTTGGAGGGATCTCG-3' | |
GAPDH-F | 5'-TACTAGCGGTTTTACGGGCG-3' | |
GAPDH-R | 5'-TCGAACAGGAGGAGCAGAGAGCGA-3' | |
שינוי היסטון | מטרה חיובית | היעד שלילי |
H3K4me3 | GAPDH | HOXA9-10 |
H3K4me1 | GAPDH_genic | ZNF333 |
H3K27me3 | HOXA9-10 | ZNF333 |
H3K27ac | GAPDH | ZNF333 |
H3K9me3 | ZNF333 | HOXA9-10 |
H3K36me3 | GAPDH_genic | ZNF333 |
3 טבלה משלימה: רשימה של צבעי יסוד סימני היסטון נפוץ (H3K4me3, H3K4me1, H3K27me3, H3K27ac, H3K9me3 ו- H3K36me3).
משלימה קובץ 1: גליון ndChIP-seq. אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקובץ.
קובצי קוד משלים: qcQpcr_v1.2. R חבילת תוכנה סטטיסטית לניתוח העשרה qPCR של ספריות נמוך שבב-seq קלט מקורית. אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקובץ.
בהתחשב באופי קומבינטורית כרומטין השינוי ואת נוקלאוזום מיצוב בתקנה תעתיק, שיטה המאפשרת מדידות סימולטני של תכונות אלה סביר לספק תובנות חדשות תקנה epigenetic. פרוטוקול ndChIP-seq המוצג כאן הוא פרוטוקול שבב-seq יליד ממוטבת כדי לאפשר חקירה סימולטני של שינוי היסטון וצפיפות נוקלאוזום תאי יסוד נדיר9,10. ndChIP-seq מנצל עיכול אנזימטי של כרומטין, כאשר מצמידים רצף מקביל בנפט לזווג-end ודגם הפצה תערובת לפי עקומת גאוס, מאפשר השינויים היסטון החקירה ברמה נוקלאוזום יחיד ו deconvolution של פרופילים epigenomic מונע על ידי הטרוגניות בתוך אוכלוסיה. באמצעות פרוטוקול זה, אנחנו דיווחו בעבר כי התפלגות ייחודיים בגדלים פרגמנט זירז חיסונית, נקבע על ידי זיווג-end לקרוא גבולות, שקשורות במדינות כרומטין ספציפיים שהוגדרו על-ידי ChromHMM10,24.
האיכות של ספרייה ndChIP-seq תלוי גורמים רבים, כגון ירידה לפרטים נוגדן, רגישות, תנאים אופטימליים של עיכול MNase איכות כרומטין. יחודיות של הנוגדנים בשימוש חיוני בהפקת ספריית ndChIP מוצלחת-seq. נוגדן אידיאלי מראה זיקה גבוהה נגד epitope עניין עם תגובתיות צלב קטן עם epitopes אחרים. חשוב לא פחות לבחור beads מגנטי עם האהדה הגבוהה הנוגדן של בחירה.
MNase עיכול הוא תגובה קריטיות ולא זמן הריכוז-והרגיש של פרוטוקול זה. לכן, בעת עיבוד הדגימות מרובים, זה חשוב כי כל תגובה מודגרת למשך כמות שווה של זמן (ראה שלב 2.2). האיכות של כרומטין היא גורם נוסף המשפיע באופן משמעותי את התוצאה של ndChIP-תת סעיף Fragmented כרומטין מוביל פרופיל תת אופטימלית של מערכת העיכול MNase ותוצאות בספריות עם קליטה נמוכה יחס הרעש. דוגמאות ראשי עם נמוך תא הכדאיות או מושפל כרומטין, כמו פורמלין-תיקון רקמות (FFPE) פרפין-מוטבע לא מומלצים עבור פרוטוקול זה.
התוספת של PIC במהלך החילוץ כרומטין מפחית לא רצויות (קרי, אקראי) כרומטין ולהפיק שומר על תקינות היסטון זנבות. ככזה, PIC צריך להוסיף מאגר פירוק ומאגר immunoprecipitation רגע לפני השימוש. בעת בחירת תאים באמצעות cytometry זרימה, בחר עבור התאים קיימא ולהבטיח תאים ממוינים בספיקה נמוכה כדי להגביר את הדיוק של הערכת מספר התא ואת הכדאיות של תאים. הימנע מיון תאי ישירות לתוך מאגר פירוק. המאגר נדן לדלל את המאגר פירוק ומונע permeabilization יעיל של קרום התא כדי MNase. בהתאם לסוג תאים או אורגניזם, טיטור של MNase עשויים להידרש לקבל לעיכול אופטימלי.
ndChIP-seq בתאי יונקים מחייב רצף מינימלי לעומק של 50 מיליון לזווג-סינכרוניות (25 מיליון רסיסים) עבור סימני צר וקורא 100 מיליון לזווג-(50 מיליון רסיסים) עבור קלט וסימוני רחבה. האלגוריתם התפלגות לפי עקומת גאוס תערובת לא יבצע בצורה אופטימלית על ספריות יש כבר וסודרו לעומק באופן משמעותי להלן המלצה זו. ndChIP-seq לא תסווג היזמים עם מעט הפרדה בין ערך משוקלל הפצה עבור מונו - ו di-נוקלאוזום שבר אורכי לתוך מונו - או di-נוקלאוזום נשלט היזמים. לכן, אלה היזמים להסירו בניתוח עוקבות. ניתן להפיק משכפל ביולוגי כדי להגביר את האמון התפלגויות חזויות וזהה השתנות טכני בבניית לעיכול, ספריית MNase.
בניגוד חזרות הקודם של יליד שבב-seq פרוטוקולים, ndChIP-seq מספק את האמצעים כדי לחקור את השפעת שינוי המבנה של היסטון כרומטין קומבינטורית על ידי ניצול פרגמנט גודל פוסט immunoprecipitation לשלב נוקלאוזום צפיפות, נקבע על ידי נגישות MNase, עם מדידות שינוי היסטון. יישום של ndChIP-seq על ראשי תאים ורקמות לספק הרומן תובנות לגבי טבע אינטגרטיבית של תקנה epigenetic, מאפשר זיהוי של חתימות epigenetic בשל הטרוגניות בתוך האוכלוסייה.
המחברים מצהירים כי יש להם אינטרסים כלכליים אין מתחרים.
א. ל נתמכה על ידי מלגה לתואר שני קנדי מן המכון הקנדי של בריאות המחקר. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים קולומביה הבריטית הגנום והמחקרים קנדי מוסדות של בריאות (CIHR-120589) כחלק אפיגנטיקה הקנדי, הסביבה ועל הבריאות מחקר קונסורציום היוזמה על ידי התוכנית מכון מחקר פוקס טרי פרוייקט גרנט #TFF-122869 מ. ה, מכון המחקר של שועל טרי חדש החוקר פרס (גרנט # 1039) ל מ. ה
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1M Tris-HCl –pH 7.5 | Thermo Scientific | 15567-027 | |
1M Tris-HCl –pH 8 | Thermo Scientific | 15568-025 | |
0.5M EDTA | Thermo Scientific | AM9260G | |
5M NaCl | Sigma | 1001385276 | |
Triton X-100 | Sigma | 1001412354 | |
Sodium-Deoxycholate | Sigma | 1001437582 | |
SDS | Thermo Scientific | 15525-017 | |
Sodium-Bicarbonate | Fisher Scientific | S233-500 | |
100% EtOH | NA | NA | |
V-bottom 96 well plate (AB 1400) | Thermo Scientific | AB-1400-L | |
Gilson P2 pipetman | Mandel | F144801 | |
Gilson P10 pipetman | Mandel | F144802 | |
Gilson P20 pipetman | Mandel | F123600 | |
Gilson P100 pipetman | Mandel | F123615 | |
Gilson P200 pipetman | Mandel | F123601 | |
Gilson P1000 pipetman | Mandel | F123603 | |
Micrococcal Nuclease | NEB | M0247S | |
Thermo Mixer C (Heating block mixer) | Eppendorf | 5382000023 | |
Multi 12-channel Pippet P20 | Rainin | 17013803 | |
Multi 12-channel Pippet P200 | Rainin | 17013805 | |
1.5 ml LoBind tube | Eppendorf | 22431021 | |
0.5 ml LoBind tube | Eppendorf | 22431005 | |
Plastic Plate Cover | Edge Bio | 48461 | |
PCR cover | Bio Rad | MSD-1001 | |
Aluminum Plate Cover | Bio Rad | MSF-1001 | |
Elution buffer (EB buffer) | Qiagen | 19086 | |
1M DTT | Sigma | 646563 | |
Eppendorf 5810R centrifuge | Eppendorf | 22625004 | |
Ultrapure water | Thermo Scientific | 10977-015 | |
Protein G dynabeads | Thermo Scientific | 10001D | |
Protein A dynabeads | Thermo Scientific | 10001D | |
Protease inhibitor Cocktail | Calbiochem | 539134 | |
Rotating platform | Mandel | 1b109-12052010 | |
Plate magnet | Alpaqua | 2523 | |
Domed 12-cap strip | Bio Rad | TCS1201 | |
Buffer G2 | Qiagen | 1014636 | |
Protease | Qiagen | 19155 | |
Tube Magnet (DynaMag-2) | Thermo Scientific | 12321D | |
Tube Magnet (DynaMag-2) | LabCore | 730-006 | |
V shape Plastic reservoir | Mandel | S0100A | |
Vortex | Mandel | C1801 | |
Mini Fuge | Mettler Toledo | XS2035 | |
Analytical scale | Mandel | LB109-12052010 | |
Quick Ligation Reaction Buffer, 5X | NEB | B6058S | |
DNA Polymerase I, Large (Klenow) Fragment | NEB | M0210S | |
Klenow Fragment (3'-5' exo) | NEB | M0212S | |
T4 DNA Polymerase | NEB | M0203S | |
T4 Polynucleotide Kinase | NEB | M0201S | |
Deoxynucleotide Solution mix, 10mM | NEB | N0447S | |
dATP Solution 10mM | NEB | N0440S | |
Quick T4 DNA Ligase | NEB | M0202T | |
Adenosine 5'-Triphosphate (ATP), 25mM | NEB | P0756S | |
DNA Polymerase | Thermo Scientific | F549L | |
NEBuffer 2 | NEB | B7002S | |
Hank's buffered salt solution | Thermo Scientific | 14025076 | |
Fetal bovine serum | Thermo Scientific | A3160702 | |
phosphate buffer saline | Thermo Scientific | 10010023 | |
H3K4me3 | Cell Signaling | 9751S | |
H3K4me1 | Diagenode | C15410037 | |
H3K27me3 | Diagenode | pAb-069-050 | |
H3K36me3 | Abcam | ab9050 | |
H3K9me3 | Diagenode | C15410056 | |
SeraMag super-paramagnetic beads |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved