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Method Article
gDNA enrichment for NGS sequencing is an easy and powerful tool for the study of constitutional mutations. In this article, we present the procedure to analyse simply the complete sequence of 11 genes involved in DNA damage repair.
L'uso diffuso di Next Generation Sequencing ha aperto nuove strade per la ricerca sul cancro e la diagnosi. NGS porterà enormi quantità di nuovi dati sul cancro, e soprattutto la genetica del cancro. Le conoscenze attuali e future scoperte renderà necessario studiare un gran numero di geni che potrebbero essere coinvolti in una predisposizione genetica al cancro. A questo proposito, abbiamo sviluppato un progetto Nextera per studiare 11 geni completi coinvolti nella riparazione del DNA danni. Questo protocollo è stato sviluppato per studiare in modo sicuro 11 geni (ATM, BARD1, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CHEK2, PALB2, RAD50, RAD51C, RAD80, e TP53) dal promotore a 3'-UTR in 24 pazienti contemporaneamente. Questo protocollo, basato sulla tecnologia trasposasi e gDNA arricchimento, dà un grande vantaggio in termini di tempo per la diagnosi genetica grazie a campione multiplexing. Questo protocollo può essere utilizzato in modo sicuro con gDNA sangue.
Nel 2010, quasi 1,5 milioni di persone (essenzialmente donne) hanno sviluppato il cancro al seno in tutto il mondo. Si stima che dal 5 al 10% di questi casi erano ereditarie. Quasi 20 anni fa, BRCA1 e BRCA2 sono stati identificati come coinvolti in seno ereditario e tumori ovarici 1. Da circa 15 anni fa, BRCA1 e BRCA2 regioni codificanti sono stati sequenziati per determinare la predisposizione genetica al cancro della mammella e dell'ovaio. Alterazioni in BRCA1 e BRCA2 sono rilevati in 10 al 20% delle famiglie selezionate 2 suggeriscono che l'analisi di queste regioni non è sufficiente per lo screening efficace. Recentemente, l'analisi di sequenze non codificanti (introni, promotore, 3-'UTR) di BRCA1 e BRCA2 ha sottolineato che le nuove mutazioni / varianti potrebbero essere collegati ad un più elevato rischio di cancro al seno 3-6.
Proteine BRCA1 e BRCA2 sono coinvolti nella ricombinazione omologa Repair (HHR), che è completato da numerosi partner 7. Mentre le alterazioni in BRCA1 o BRCA2 indurre difetti nella riparazione del DNA, gli altri partner possono anche influenzare il rischio di cancro al seno. Questa ipotesi sembra essere stato convalidato dal BRIP1 8 e 9 PALB2 avere un impatto provato sul cancro del collo dell'utero e della mammella, rispettivamente. Inoltre, due altri geni di suscettibilità "rischio moderato" cancro al seno, ATM e CHEK2, possono anche essere studiati sistematicamente 10.
A seguito di questi studi, abbiamo deciso di sviluppare un protocollo per l'analisi di 11 geni (ATM, BARD1, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CHEK2, PALB2, rad50, RAD51C, RAP80, e TP53) in 24 pazienti simultaneamente utilizzando un programma molto semplice e relativamente protocollo veloce basato sulla tecnologia trasposasi, con l'arricchimento e il sequenziamento su un dispositivo di throughput medio. Graziea questa tecnica, abbiamo sequenziato i geni completi dall'inizio del promotore al fine di 3'-UTR, tranne RAP80, per cui una regione intronic di 2.500 bp non era coperto (Chr5: 176,381,588-176,390,180). Questo rappresenta un totale di circa 1.000.300 bp studiato con 2.734 sonde. Di solito, BRCA1 e BRCA2 sequenze exonic vengono analizzati da Sanger sequenziamento, che ha bisogno di 1,5 mesi per meno di 20 pazienti. Con la presente protocollo (Figura 1), nello stesso tempo, 11 geni completi per più di 75 pazienti potrebbero essere analizzati.
1. Valutazione di gDNA (DNA genomico) Rendimento
2 gDNA Arricchimento: Giorno 1, Mattina
3 gDNA Arricchimento: Giorno 1, Pomeriggio
4 gDNA Arricchimento: Day 2, Mattina
5 gDNA Arricchimento: Day 2, Pomeriggio
6 gDNA Arricchimento: Day 3
Analisi dei dati 7.
Tabella 1. condizioni di PCR
Programma | Temperatura | Tempo | Num. di ripetizioni |
1 | 72 ° C | 3 min | 1 |
98 ° C | 30 sec | 1 | |
98 ° C | 10 sec | 10 | |
60 ° C | 30 sec | ||
72 ° C | 30 sec | ||
72 ° C | 5 min | 1 | |
10 ° C | illimitato | ||
2 | 95 ° C | 10 min | 1 |
93 ° C | 1 min | 1 | |
91 ° C | 1 min | 1 | |
89 ° C | 1 min | 1 | |
87 ° C | 1 min | 1 | |
85 ° C | 1 min | 1 | |
83 ° C | 1 min | 1 | |
81 ° C | 1 min | 1 | |
79 ° C | 1 min | 1 | |
77 ° C | 1 min | 1 | |
75 ° C | 1 min | 1 | |
71 ° C | 1 min | 1 | |
69 ° C | 1 min | 1 | |
67 ° C | 1 min | 1 | |
65 ° C | 1 min | 1 | |
63 ° C | 1 min | 1 | |
61 ° C | 1 min | 1 | |
59 ° C | 1 min | 1 | |
58 ° C | 1 min | 16-18 hr | |
3 | 98 ° C | 30 sec | 1 |
98 ° C | 10 sec | 10 | |
60 ° C | 30 sec | ||
72 ° C | 30 sec | ||
72 ° C | 5 min | 1 | |
10 ° C | illimitato | ||
4 | 95 ° C | 10 min | 1 |
95 ° C | 15 sec | 40 | |
60 ° C | 1 min |
Risultati campione di QC
La capacità di questo metodo per determinare sequenze di geni bersaglio si basa sulla qualità del gDNA (Figura 2A) e la qualità del passo tagmentation. Se il tagmentation non è sufficiente (Figura 2B, pannello superiore), il sequenziamento non sarà soddisfacente. Come accennato in precedenza, dopo la purificazione tagmentation, il gDNA opportuno tagmented in frammenti da 150 bp a 1.000 bp con la maggior parte dei frammenti di circa...
L'uso diffuso di dispositivi e tecnologie NGS ha fornito nuove opportunità nello studio dei tumori e malattie genetiche. Oltre al sequenziamento dell'intero genoma o RNA sequenziamento, l'analisi di una grande quantità di sequenze di gDNA selezionati in numerosi pazienti contemporaneamente offre grandi prospettive nella diagnosi. Qui, abbiamo sviluppato uno specifico progetto (disponibile su richiesta), utilizzando la tecnologia Nextera per studiare 11 geni completi in 24 pazienti contemporaneamente con un...
The authors have no conflicts of interest to declare.
We thank the Ligue contre le Cancer de Côte d’Or and the Centre Georges-François Leclerc for their financial support. We thank Philip Bastable for the editing of the manuscript.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
MiSeq | Illumina | SY-410-1001 | Sequencing/medium throughput device |
Nextera Enrichment kit | Illumina | FC-123-1208 | Transposase based technology |
300 cycle cartridge | Illumina | 15033624 | |
AMPure beads | Beckman Coulter | A63881 | Magnetic purification beads |
Magnetic stand | Alpaqua | A32782 | |
96-well Plates | Life Technologies | 4306737 | |
MIDI 96-well plates | Biorad | AB0859 | |
Microseal A | Biorad | MSA-5001 | This seal is necessary only for PCR amplification. Other standard seals can be used throughout the experiment |
MiSeq | Illumina | Provided with the sequencing device Experiment Manager software Internet adress: http://designstudio.illumina.com/NexteraRc/project/new Manufacturer website tool |
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