Funding was provided by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (SPP1230, grant of the Tumor Center Heidelberg/Mannheim), by the Bundesministerium f&#252;r Bildung und Forschung (iGene), by the VIth + VIIth Framework Programs of the European Commission (CONSERT, CLINIGENE and PERSIST). We thank Ina Kutschera for demonstrating the protocol technique in the video.

링커 카세트 1. 준비 (LC) <ol><li> LC1 올리고 뉴클레오티드 (표 1), (적절한 제한 효소 오버행 표 1) LC2 올리고, 110 ㎕의 트리스 - 염산 (100 ㎜, 산도 7.5), 10 ㎕의 250 mM의 MgCl2를 40 μL의 40 μl를 섞는다. </li><li> 5 분 95 ° C에서 품어 반응이 실온으로 천천히 냉각 할 수 있습니다. 300 μL의 H 2 O를 추가하고 원심 분리 필터에 dsLinker-DNA를 집중한다. 0.2 PCR 튜브에 준비 링커 카세트의 용출액과 나누어지는 10 μL에 80 μL의 H 2 O를 추가합니다. </li></ol> 벡터 게놈 접합 2. 프리 앰프 <ol><li> 분석 할 수있는 모든 샘플은 50 ㎕의 PCR 반응을 준비합니다. <ol><li> DNA 샘플의 농도를 결정합니다. 피펫은 X μL (1-1,000이 nrLAM에 겨 LAM/100-1, 000 겨) 0.2 ML PCR 튜브에 DNA의. DNA의 양이 각각의 샘플과 RAN에서 동일해야합니다0.5-25 μL의 GE. </li><li> 표 2에 설명 된대로 PCR 마스터 믹스를 준비 믹스 (50 - X). 0.2 ML PCR 튜브에 각각의 DNA 샘플과 마스터 믹스 μL. </li></ol></li><li> PCR을 완료 한 후. 표 2에 예시 된 PCR 조건을 사용하여 프리 앰프를 벡터 게놈 접합 각 PCR 튜브를 다시 실행 PCR 프로그램의 Taq 중합 효소 μL 0.5을 추가합니다. PCR 제품은 -20 ° C에서 최대 4 일 ~ 장기 4 ° C에 저장할 수 있습니다 </li></ol> PCR 제품의 3. 자기 분리 <ol><li> 자석 구슬의 준비 <ol><li> 피펫 (20) 1.5 ML 튜브에 스트렙 타비 딘 코팅 자석 구슬의 μL (200 μg) 및 상온에서 자성 입자 분리기 (MPS)에 1 분간 노출. 상층 액을 버린다. </li><li> MPS에서 튜브를 제거하고 40 ㎕의 PSB / 0.1 % BSA (산도 7.5)에 자석 구슬을 재현 탁. 1 분 동안 MPS에 노출하고 상층 액을 버린다. 일단이 단계를 반복합니다. </li><li> 워시 무선 비즈3 M의 LiCl 용액 20 μL 번째 (3 M LiCl을, 10 mM 트리스 - 염산, 1 ㎜ EDTA)은 1 분 동안 MPS에 노출하고 상층 액을 버린다. 6 M의 LiCl 용액 (6 M LiCl을, 10 mM 트리스 - 염산, 1 ㎜ EDTA)의 50 μL에 재현 탁 구슬. </li></ol></li><li> 준비 자석 구슬의 50 μL와 2.2 단계에서 전체 PCR 반응을 섞는다. 적어도 실온에서 2 시간 동안 수평 진탕 기 (300 RPM)에 품어. 이 단계는 코팅 된 비즈 (구슬 DNA 복합체를) 스트렙 타비 딘에 바이오틴 PCR 제품의 결합을 할 수 있습니다. DNA 구슬 복잡한 하룻밤 진탕 배양 또는 최대 4 일 동안 4 ° C에 저장할 수 있습니다. </li><li> 실온에서 1 분 동안 MPS에 DNA 비드 복잡한 노출, 상층 액을 제거하고 100 μL의 H 2 O의 DNA 비드 복잡한을 재현 탁 즉시 LAM 또는 nrLAM을위한 5 단계에 대해 4 단계를 진행합니다. </li></ol> 4. LAM-절차 <ol><li> 이중 가닥 DNA (dsDNA) 합성 (LAM 전용) <ol><li> 1 분 및 표시에 대한 MPS 단계 3.3에서 DNA 비드 복잡한 노출카드 뜨는. 8.25 H 2 O의 μL, 1 μL 배 hexanucleotide 버퍼 0.25 μL의의 dNTPs (10 ㎜) 0.5 μL (2 U) 클레 나우 중합 효소를 추가합니다. 1 시간 동안 37 ℃에서 배양한다. </li><li> H 2 O의 90 μl를 추가하고 1 분 동안 MPS에 노출. 100 μL의 H 2 O에 뜨는에 resuspend DNA 비드 복잡한 폐기 </li></ol></li><li> 제한 다이제스트 <ol><li> 1 분 동안 MPS에 DNA 비드 복잡한을 노출하고 상층 액을 버린다. 8.5 μL의 H 2 O, 1 ㎕의 10 배 제한 효소 버퍼와 제한 효소의 0.5 μl를 추가하고 1 시간 동안 반응을 품어. 4.1.2 단계를 반복합니다. 참고 : 제한 효소의 제조업체에서 권장하는 온도에서 반응을 품어. 제한 사이트 내에 존재하는 또는 관심의 DNA에 프리 앰프에 사용되는 프라이머 결합 부위의 다운 스트림이 없는지 확인합니다. 적당한 제한 효소 / 제한 효소 조합의 선택을 위해 9를 참조하십시오. </li></ol></li><li> 결찰 DS의 링커 (LK) <ol><li> 1 분 동안 MPS에 DNA 비드 복잡한을 노출하고 상층 액을 버린다. 5 μL의 H 2 O, 1 ㎕의 10 배 FastLink 버퍼, 1 μL의 ATP (10 ㎜), 단계 1.2 ~ 2 μL 링커 카세트, 1 ㎕를 고속 링크 DNA 리가 제 (2 U / μL)를 추가합니다. 5 분 동안 실온에서 배양한다. 4.1.2 단계를 반복합니다. </li></ol></li><li> 신시 dsDNA의 변성 <ol><li> 1 분 동안 MPS에 DNA 비드 복잡한을 노출하고 상층 액을 버린다. 5 ㎕를 0.1 N 수산화 나트륨에 재현 탁 DNA 비드 복잡한. 가로 통에 실온에서 5 분 알을 품다. </li><li> 1 분 동안 MPS에 DNA 비드 복잡한을 노출하고 새로운 1.5 ML 튜브에 뜨는을 포함 증폭 된 벡터 게놈 접합을 수집합니다. 즉시 -20 ℃에서 6 단계 또는 저장 상층 액을 진행 </li></ol></li></ol> 5. nrLAM - 절차 <ol><li> 단일 가닥 링커의 결찰 (SSLC) (nrLAM 만) <ol><li> MPS에 단계 3.3에서 DNA 비드 복잡한 노출1 분 및 폐기 뜨는하십시오. 6.5 μL의 H 2 O를 추가, 1 ㎕의 10 배 반응 버퍼, CircLigase 0.5 ㎕의 MnCl 2 (50 ㎜), 0.5 ATP (1 ㎜) μL, 1 μL의 ssLinker 올리고 0.5 μL의 CircLigase (100 U / μL). 1 시간 동안 60 ° C에서 알을 품다. </li><li> H 2 O의 90 μl를 추가하고 1 분 동안 MPS에 노출. 뜨는을 취소하고 100 μL의 H 2 O의 DNA 비드 복잡한 세척 다시 10 μL의 H 2 O에서 1 분, 폐기 뜨는에 resuspend DNA 비드 복잡한에 대한 MPS에 노출 </li></ol></li></ol> 6. 지수 증폭 I <ol><li> 분석 할 수있는 모든 샘플은 50 ㎕의 PCR 반응을 준비합니다. <ol><li> 피펫 2 μL 템플릿 (단계 4.4.2 (LAM부터) 또는 5.1.2 (nrLAM)) DNA 0.2 ml의 PCR 튜브에. </li><li> 표 3에 설명 된대로 PCR 마스터 믹스를 준비합니다. 단계 6.1.1에서 각각의 샘플에 마스터 믹스 48 μl를 추가하고 PCR 컨디셔닝 시스템에 의해 벡터 게놈 접합을 증폭표 3에 예시 된 NS는. PCR 제품은 -20 ° C에서 최대 4 일 ~ 장기 4 ° C에 저장할 수 있습니다 </li></ol></li></ol> PCR 제품의 7. 자기 분리 <ol><li> 3.1.3 - 3.1.1 단계에 예시 된 바와 같이 자석 구슬을 준비합니다. (LAM에 대한) 20 μL 6 M의 LiCl 용액 (6 M LiCl을, 10 mM 트리스 - 염산, 1 ㎜ EDTA)의 (nrLAM에 대한) 50 μL에 재현 탁 구슬. 20 μL (LAM) 또는 준비 자석 구슬 단계 6.1.2에서 PCR 반응 (단계 7.1) 50 μL (nrLAM)를 혼합하고 실온에서 2 시간 동안 수평 진탕 기 (300 RPM)에 품어. DNA 구슬 복잡한 하룻밤 진탕 배양 또는 최대 4 일 동안 4 ° C에 저장할 수 있습니다. </li><li> 1 분 MPS에 DNA 비드 복잡한 노출, 상층 액을 제거하고 100 μL의 H 2 O의 DNA 비드 복잡한을 재현 탁 1 분 동안 MPS에 DNA 비드 복잡한을 노출하고 상층 액을 버린다. </li><li> 20 μL (LAM) 또는 5 μL (nrLAM) 0.1 N 수산화 나트륨에 재현 탁 DNA 비드 복잡한. 인큐가로 통에 실온에서 10 분 동안 BATE는 1 분 MPS에 노출 새로운 1.5 ML 튜브에서 증폭 된 DNA가 포함 상층 액을 수집합니다. 즉시 -20 ℃에서 8.1 단계 또는 저장 상층 액을 진행 </li></ol> 8. 지수 증폭 II <ol><li> 분석 할 수있는 모든 샘플은 50 ㎕의 PCR 반응을 준비합니다. <ol><li> 0.2 ML PCR 튜브에 (단계 7.3) 피펫 2 μL 템플릿 DNA. </li><li> 표 4에 설명 된대로 PCR 마스터 믹스를 준비합니다. 단계 8.1.1에서 각각의 샘플에 마스터 믹스 48 μl를 추가하고 표 4에 예시 PCR 조건에 벡터 게놈 접합을 증폭. PCR 제품은 최대 4 동안 4 ° C에 저장할 수 있습니다 -20 ° C에서 일 또는 장기 </li></ol></li><li> 시각화 (NR) LAM-PCR 제품, 2 % 아가로 오스 겔상에서 단계 8.1.2의 PCR 생성물의 부하 10 μL. 밴드가 보이지 않는 경우, 고해상도 겔 LAM-PCR 생성물의 10 μl를 분석한다. 주의 : 잇hidium 브로마이드 변이원성이다. 매우 신중하게 작업하고 항상 적절한 장갑을 착용하십시오. </li></ol> 높은 처리량 시퀀싱 9. 준비 <ol><li> (NR) LAM-PCR 제품의 정제 <ol><li> 실내 온도 AMPure XP 자석 구슬의 44 μL와 단계 8.1.2에서 40 ㎕의 PCR-제품을 섞는다. 실온에서 5 분을 품어 추가로 2 분 동안 MPS에 노출. </li><li> 뜨는을 취소하고 MPS에 200 ㎕의 70 % EtOH로 두 번 씻어. </li><li> 30 μL의 H 2 O에 뜨는에 resuspend DNA 비드 복잡한 폐기 신선한 0.2 ML 튜브에 1 분 및 전송 뜨는을 품어. 정제 된 DNA의 농도를 결정합니다. </li></ol></li><li> Fusionprimer PCR은 특정 어댑터를 시퀀싱 추가 할 수 있습니다. <ol><li> 분석 할 수있는 모든 샘플은 50 ㎕의 PCR 반응을 준비합니다. </li><li> 0.2 ML PCR 튜브에 DNA의 피펫 X μL (40 NG). DNA의 양이 각각의 샘플과 0.5-25 μL의 범위에서 동일해야합니다. </li><li> 표 5에 설명 된대로 PCR 마스터 믹스를 준비 추가 (50 - X). 단계 9.2.2에서 각 샘플에 대한 마스터 믹스 ㎕의 표 5 PCR 제품에 예시 PCR 조건에 따라 (NR) LAM-PCR 제품 시퀀싱 어댑터를 소개합니다. -20 ° C에서 최대 4 일 ~ 장기 4 ° C에 저장할 수 있습니다 </li><li> Fusionprimer-PCR 제품 부하에게 2 % 아가 로스 겔상에서 단계 9.2.3의 PCR 생성물의 10 μL를 시각화. 9.1.3 - 9.1.1 단계에 설명 된대로 나머지 PCR 제품을 정화. 정확하게 Fusionprimer-PCR 제품의 농도 및 단편의 크기를 정량화하는 자동화 된 고해상도 전기 영동 장치에 단계 9.4에서 1 ㎕의 정제 된 PCR 생성물을 분석한다. </li></ol></li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

LAM-PCR 기술은 공지 된 DNA 영역의 측면 불명 DNA 서열을 식별한다. 때문에 공지 된 DNA 서열에 특이 적 프라이머의 혼성화와 접합부의 증폭 량으로 인해 고감도, 그것은 단일 세포 수준까지조차 희귀 접합을 증폭 및 검출 할 수있다. 반대로, 클론 상황에서 LAM-PCR은 하나의 반응에 다른 접합의 수천을 증폭 할 수 있습니다. 그러나, 제한의 사용으로 인해이 integrome 만 하위 성분마다...

선형 증폭 PCR (LAM-PCR)을 매개하는 모든 근원의 알려진 DNA에 인접한 알 수없는 측면에서는 DNA를 식별하고 특성화 할 수 있습니다. 보다 구체적으로, LAM-PCR은 숙주 게놈 내에서 1,2 (IS) 바이러스 벡터의 삽입 부위를 집중하기 위해 개발되었다. 레트로 바이러스 나 트랜스포존과 같은 유전 적 요소는 (반) 임의의 방식 3-6 호스트 게놈에 자신의 게놈을 통합 할 수 있습니다. 많은 경우에 이러한 벡터가 통합 정확하게 위치를 알고 결정적이다. LAM-PCR은 결찰 매개 PCR 7 및 그 변종 또는 역 PCR 8와 같은 대체 기술에 우수한 것으로 입증되었습니다. 이 방법의 감도와 견고성은 벡터 게놈 접합 증폭 PCR 제품의 자기 선택의 최초의 프리 앰프에서 발생한다. 언급 된 다른 방법과 마찬가지로, LAM-PCR은 9-11의 검색 능력에 편견을 도입, 제한 효소의 사용에 의존한다. 따라서,IS 레퍼토리 (integrome)의 서브 세트 만이 하나의 반응에서 검출 될 수있다. 이 바이어스는 제한 효소 (9)의 최적의 조합을 사용하여 주어진 샘플의 병렬 분석을 통해 최소화된다. 최근 기술의 변형은 제한 효소의 사용을 우회 한 번의 반응 9,12있는 샘플의 공정한 게놈 넓은 해석을 허용하는 LAM-PCR (nrLAM-PCR)이 개발되었다 비 제한 칭했다. 과거에는, LAM-PCR은 원인 레트로 바이러스가 유전자 치료 임상 시험 13 ~ 15에서 몇 환자에서 백혈병에 상승을주고 식별하는 데 사용되었습니다. 그 이후로, LAM-PCR을 식별하기에 적합 한 다른 통합 벡터 (렌티 바이러스 벡터, 트랜스포존) 또한 수동적으로 아데노 - 관련 벡터 (AAV) 또는 인테그라 불량 렌티 바이러스 벡터 (IDLV)와 같은 벡터를 통합하는 통합 패턴을 식별 할 수에서 (16) -21. LAM-PCR의 응용 프로그램은 광범위한 확산되어 기존의LY,이 기술은 널리 유전자 치료를받은 환자에서 유전자 변형 세포의 클론 구성을 공부하거나 통합 문제 15,16,22-24을 탈피하여 새로운 벡터 시스템의 바이오 안전성을 평가하는 데 사용됩니다. 최근, LAM-PCR은 IDLV 트래핑 분석 (25)에 의해 특이 디자이너 클레아의 오프 대상 활동을 결정하는 사용. 또한, LAM-PCR 쉽게 유기체에서 시간이 지남에 형질 세포의 운명을 수행 할 수 있습니다. 이 프로토 암 유전자뿐만 아니라 종양 억제 유전자를 확인하고 또한 조혈 또는 암 줄기 세포 생물학 26-28을 연구 할 수 있습니다. 마지막으로 적어도, LAM-PCR은 인간 29 (및 게시되지 않은 데이터)에 T-세포 수용체의 다양성을 연구하기 위해 적응했다. 기술의 본질적인 힘은 단일 염기 R과 함께 알 수없는 측면에서는 DNA의 수백만의 특성을 허용 깊은 시퀀싱 기술과 방법을 연결하여 강화전체 게놈의 esolution. 다음과 같은 프로토콜에서, 우리는 단계별로 증폭 및 렌티 바이러스 벡터입니다 확인하는 예시 적으로 알 수없는 DNA를 측면에서는 식별을 설명합니다. 프로토콜에 사용 된 올리고 뉴클레오티드. 어떤 소스의 추출 된 DNA 또는 cDNA를이 LAM-PCR 및 nrLAM-PCR을위한 DNA 템플릿으로 이용 될 수는 표 1에 나타내었다.

<table><tbody><tr><td>Taq DNA Polymerase</td><td>Genaxxon Bioscience GmbH</td><td>M3001.5000</td><td>Alternative Taq Polymerases may be used</td></tr><tr><td>PCR Buffer</td><td>Qiagen</td><td>201203</td><td>Use of this buffer is recommended</td></tr><tr><td>dNTP-Mixture</td><td>Genaxxon Bioscience GmbH</td><td>M3015.4020</td><td>or any other dNTPs</td></tr><tr><td>Oligonucleotides (Primers)</td><td>MWG Biotech</td><td></td><td>HPLC purified</td></tr><tr><td>Dynabeads M-280 Streptavidin&amp;nbsp;</td><td>Invitrogen</td><td>11206D</td><td></td></tr><tr><td>PBS</td><td>Gibco</td><td>14190-086</td><td>0.1% wt/vol BSA</td></tr><tr><td>6 M LiCl</td><td>Roth</td><td>3739.1</td><td>10 mM Tris-HCl (pH 7.5)/1 mM EDTA</td></tr><tr><td>Tris-HCl, pH 7.5</td><td>USB Corporation&amp;nbsp;</td><td>22637</td><td>or any other supplier</td></tr><tr><td>EDTA</td><td>Applichem</td><td>A1103,0250</td><td>or any other supplier</td></tr><tr><td>Klenow Polymerase</td><td>Roche Diagnostics</td><td>10104523001</td><td></td></tr><tr><td>Hexanucleotide mixture</td><td>Roche Diagnostics</td><td>11277081001</td><td></td></tr><tr><td>Restriction endonuclease</td><td>NEB</td><td></td><td>or any other supplier</td></tr><tr><td>Fast-Link DNA ligation kit</td><td>Epicentre Biotechnologies</td><td>LK11025</td><td></td></tr><tr><td>CircLigase ssDNA Ligase Kit</td><td>Epicentre Biotechnologies</td><td>CL4111K</td><td></td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>72068</td><td>or any other supplier</td></tr><tr><td>Agarose LE</td><td>Roche Diagnostics</td><td>11685660001</td><td>or any other supplier</td></tr><tr><td>TBE buffer</td><td>Amresco</td><td>0658</td><td>or any other supplier</td></tr><tr><td>Ethidium bromide</td><td>Applichem</td><td>A2273,0005</td><td>Ethidium bromide is mutagenic</td></tr><tr><td>100 bp DNA Ladder</td><td>Invitrogen</td><td>15628-050</td><td>or any other DNA ladder</td></tr><tr><td>20 mM NaCl</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>71393-1L</td><td>or any other supplier</td></tr><tr><td>Magna-Sep Magnetic Particle Separator&amp;nbsp;</td><td>Life Technologies</td><td>K158501</td><td>for use with 1.5 ml Tubes</td></tr><tr><td>Magna-Sep Magnetic Particle Separator</td><td>Life Technologies</td><td>K158696</td><td>for use with 96-well plates</td></tr><tr><td>Amicon Ultra-0.5, Ultracel-30 membrane</td><td>Millipore</td><td>UFC503096</td><td></td></tr><tr><td>PerfectBlue Gelsystem Midi S</td><td>PeqLab</td><td>40-1515</td><td>or other electrophoresis system&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>TProfessional 96</td><td>Biometra</td><td>050-551</td><td>or other Thermocycler for 96-well plates</td></tr><tr><td>Orbital shaker KS 260 basic</td><td>IKA</td><td>2980200</td><td>or other horizontal shaker</td></tr><tr><td>PCR softtubes 0.2 ml</td><td>Biozym Scientific GmbH</td><td>711082</td><td>or other 0.2 ml PCR tubes</td></tr><tr><td>1.5 ml tubes</td><td>Eppendorf</td><td>12682</td><td>or other 1.5 ml tubes</td></tr><tr><td>Gel documentation system</td><td>PeqLab</td><td></td><td>or any other gel documentation system</td></tr><tr><td>Nanodrop ND-1000 spectrophotometer</td><td>Thermo Scientific</td><td>ND-1000</td><td></td></tr><tr><td>Spreadex EL1200 precast gel</td><td>Elchrom Scientific</td><td>3497</td><td></td></tr><tr><td>Submerged gel electrophoresis apparatus SEA 2000&amp;nbsp;</td><td>Elchrom Scientific</td><td>2001E</td><td></td></tr><tr><td>2100 Electrophoresis Bioanalyzer</td><td>Agilent Technologies</td><td>G2939AA</td><td></td></tr></tbody></table>

linear amplification mediated pcr &#8211; localization of genetic elements and characterization of unknown flanking dna

Linear-amplification mediated PCR (LAM-PCR) has been developed to study hematopoiesis in gene corrected cells of patients treated by gene therapy with integrating vector systems. Due to the stable integration of retroviral vectors, integration sites can be used to study the clonal fate of individual cells and their progeny. LAM- PCR for the first time provided evidence that leukemia in gene therapy treated patients originated from provirus induced overexpression of a neighboring proto-oncogene. The high sensitivity and specificity of LAM-PCR compared to existing methods like inverse PCR and ligation mediated (LM)-PCR is achieved by an initial preamplification step (linear PCR of 100 cycles) using biotinylated vector specific primers which allow subsequent reaction steps to be carried out on solid phase (magnetic beads). LAM-PCR is currently the most sensitive method available to identify&#160;unknown DNA which is located in the proximity of known DNA. Recently, a variant of LAM-PCR has been developed that circumvents restriction digest thus abrogating retrieval bias of integration sites and enables a comprehensive analysis of provirus locations in host genomes. The following protocol explains step-by-step the amplification of both 3&#8217;- and 5&#8217;- sequences adjacent to the integrated lentiviral vector.

LAM-PCR 각 접합에 대한 정의 조각의 크기와 벡터 게놈 접합의 증폭 결과. 각각의 PCR 단편의 크기는 게놈 DNA의 공지 된 위치와 가장 가까운 제한 효소 인식 부위 사이의 거리에 의존한다. 이 겔 전기 영동에 의해 분석 샘플 예에서 증폭 접합 다양성을 시각화한다. 단지 단일 (모노클로 날), 몇개 (올리고 클론), 또는 다수의 (폴리 클로 날) 밴드는 겔에 존재하는 경우. LAM-PCR의 결과는 가장 높은 ?...

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Linear Amplification Mediated PCR &#8211; Localization of Genetic Elements and Characterization of Unknown Flanking DNA

선형 증폭 중재 (LAM)-PCR은 게놈에 바이러스 벡터를 통합의 정확한 위치를 식별하기 위해 개발 된 방법입니다. 이 기술은 유전자 치료 환자 등 새로운 벡터 기술, T-세포의 다양성, 암 줄기 세포 모델의 바이오 안전성에 클론 역학을 공부하는 우수한 방법으로 진화하고있다

선형 증폭 매개 PCR - 알 수없는 측면에서는 DNA의 유전 적 요소와 특성의 현지화

Linear-amplification mediated PCR (LAM-PCR) has been developed to study hematopoiesis in gene corrected cells of patients treated by gene therapy with ...

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Research

JoVE Journal

Biology

30.1K 조회수.  National Center for Tumor Diseases (NCT) and German Cancer Research Center (DKFZ).  선형 증폭 중재 (LAM)-PCR은 게놈에 바이러스 벡터를 통합의 정확한 위치를 식별하기 위해 개발 된 방법입니다. 이 기술은 유전자 치료 환자 등 새로운 벡터 기술, T-세포의 다양성, 암 줄기 세포 모델의 바이오 안전성에 클론 역학을 공부하는 우수한 방법으로 진화하고있다 

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Single Droplet Digital Polymerase Chain Reaction for Comprehensive and Simultaneous Detection of Mutations in Hotspot Regions

Droplet digital polymerase chain reaction (ddPCR) is a highly sensitive quantitative polymerase chain reaction (PCR) method based on sample fractionation into thousands of nano-sized water-in-oil individual reactions. Recently, ddPCR has become one of the most accurate and sensitive tools for circulating tumor DNA (ctDNA) detection. One of the major limitations of the standard ddPCR technique is the restricted number of mutations that can be screened per reaction, as specific hydrolysis probes recognizing each possible allelic version are required. An alternative methodology, the drop-off ddPCR, increases throughput, since it requires only a single pair of probes to detect and quantify potentially all genetic alterations in the targeted region. Drop-off ddPCR displays comparable sensitivity to conventional ddPCR assays with the advantage of detecting a greater number of mutations in a single reaction. It is cost-effective, conserves precious sample material, and can also be used as a discovery tool when mutations are not known a priori.

Here, we present a protocol to accurately quantify multiple genetic alterations of a target region in a single reaction using drop-off ddPCR and a unique pair of hydrolysis probes.

하나의 물방울 디지털 연쇄 반응 핫스팟 지역에서 돌연변이의 포괄적이 고 동시 검색

Droplet digital polymerase chain reaction (ddPCR) is a highly sensitive quantitative polymerase chain reaction (PCR) method based on sample fractionation ...

연구

유전학

Use of Alu Element Containing Minigenes to Analyze Circular RNAs

In addition to linear mRNAs, many eukaryotic genes generate circular RNAs. Most circular RNAs are generated by joining a 5&#39; splice site with an upstream 3&#39; splice site within a pre-mRNA, a process called back-splicing. This circularization is likely aided by secondary structures in the pre-mRNA that bring the splice sites into close proximity. In human genes, Alu elements are thought to promote these secondary RNA structures, as Alu elements are abundant and exhibit base complementarities with each other when present in opposite directions in the pre-mRNA. Here, we describe the generation and analysis of large, Alu element containing reporter genes that form circular RNAs. Through optimization of cloning protocols, reporter genes with up to 20 kb insert length can be generated. Their analysis in co-transfection experiments allows the identification of regulatory factors. Thus, this method can identify RNA sequences and cellular components involved in circular RNA formation.

Use of Alu Element Containing Minigenes to Analyze Circular RNAs

We clone and analyze reporter genes generating circular RNAs. These reporter genes are larger than constructs to analyze linear splicing and contain Alu elements. To investigate the circular RNAs, the constructs are transfected into cells and resulting RNA is analyzed using RT-PCR after removal of linear RNA.

원형 RNA를 분석하기 위해 미니유전자를 포함하는 Alu 요소 사용

In addition to linear mRNAs, many eukaryotic genes generate circular RNAs. Most circular RNAs are generated by joining a 5&#39; splice site with an ...

생화학

2D and 3D Chromosome Painting in Malaria Mosquitoes

Fluorescent in situ hybridization (FISH) of whole arm chromosome probes is a robust technique for mapping genomic regions of interest, detecting chromosomal rearrangements, and studying three-dimensional (3D) organization of chromosomes in the cell nucleus. The advent of laser capture microdissection (LCM) and whole genome amplification (WGA) allows obtaining large quantities of DNA from single cells. The increased sensitivity of WGA kits prompted us to develop chromosome paints and to use them for exploring chromosome organization and evolution in non-model organisms. Here, we present a simple method for isolating and amplifying the euchromatic segments of single polytene chromosome arms from ovarian nurse cells of the African malaria mosquito Anopheles gambiae. This procedure provides an efficient platform for obtaining chromosome paints, while reducing the overall risk of introducing foreign DNA to the sample. The use of WGA allows for several rounds of re-amplification, resulting in high quantities of DNA that can be utilized for multiple experiments, including 2D and 3D FISH. We demonstrated that the developed chromosome paints can be successfully used to establish the correspondence between euchromatic portions of polytene and mitotic chromosome arms in An. gambiae. Overall, the union of LCM and single-chromosome WGA provides an efficient tool for creating significant amounts of target DNA for future cytogenetic and genomic studies.

Chromosome painting is a useful method for studying organization of the cell nucleus and evolution of the karyotype. Here, we demonstrate an approach to isolate and amplify specific regions of interest from single polytene chromosomes that are subsequently used for two- and three-dimensional fluorescent in situ hybridization (FISH).

말라리아 모기의 2D 및 3D 염색체 페인팅

Fluorescent in situ hybridization (FISH) of whole arm chromosome probes is a robust technique for mapping genomic regions of interest, detecting ...

면역학 및 감염병학

암 조직 샘플의 종양 유발 요인에 대한 FISH 분석 개선

Robust Detection of Gene Amplification in Formalin-Fixed Paraffin-Embedded Samples by Fluorescence In Situ Hybridization

Focal gene amplification, such as extrachromosomal DNA (ecDNA), plays an important role in cancer development and therapy resistance. While sequencing-based methodologies enable an unbiased identification of ecDNA, cytogenetic-based techniques, such as fluorescence in situ hybridization (FISH), remain time and cost-effective for identifying ecDNA in clinical specimens. The application of FISH in formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue samples offers a unique avenue for detecting amplified genes, particularly when viable specimens are not available for karyotype examination. However, there is a lack of consensus procedures for this technique. This protocol provides comprehensive, fully optimized, step-by-step instructions for conducting FISH to detect gene amplification, including ecDNA, in FFPE tissue samples which present unique challenges that this protocol aims to overcome and standardize. By following this protocol, researchers can reproducibly acquire high-quality imaging data to assess gene amplification.

저자 스포트라이트: 암 표본에서 정확한 유전자 증폭 평가를 위한 도구로서의 FISH

This protocol provides a reproducible method to visualize gene amplification in formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissue specimens.

Fluorescence In Situ hybridization에 의한 포르말린 고정 파라핀 포매 시료에서 유전자 증폭의 강력한 검출

Focal gene amplification, such as extrachromosomal DNA (ecDNA), plays an important role in cancer development and therapy resistance. While ...

암 연구학

An Allele-specific Gene Expression Assay to Test the Functional Basis of Genetic Associations

The number of significant genetic associations with common complex traits is constantly increasing. However, most of these associations have not been understood at molecular level. One of the mechanisms mediating the effect of DNA variants on phenotypes is gene expression, which has been shown to be particularly relevant for complex traits1.
This method tests in a cellular context the effect of specific DNA sequences on gene expression. The principle is to measure the relative abundance of transcripts arising from the two alleles of a gene, analysing cells which carry one copy of the DNA sequences associated with disease (the risk variants)2,3. Therefore, the cells used for this method should meet two fundamental genotypic requirements: they have to be heterozygous both for DNA risk variants and for DNA markers, typically coding polymorphisms, which can distinguish transcripts based on their chromosomal origin (Figure 1). DNA risk variants and DNA markers do not need to have the same allele frequency but the phase (haplotypic) relationship of the genetic markers needs to be understood. It is also important to choose cell types which express the gene of interest. This protocol refers specifically to the procedure adopted to extract nucleic acids from fibroblasts but the method is equally applicable to other cells types including primary cells.
DNA and RNA are extracted from the selected cell lines and cDNA is generated. DNA and cDNA are analysed with a primer extension assay, designed to target the coding DNA markers4. The primer extension assay is carried out using the MassARRAY (Sequenom)5 platform according to the manufacturer's specifications. Primer extension products are then analysed by matrix-assisted laser desorption/ionization time of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF/MS). Because the selected markers are heterozygous they will generate two peaks on the MS profiles. The area of each peak is proportional to the transcript abundance and can be measured with a function of the MassARRAY Typer software to generate an allelic ratio (allele 1: allele 2) calculation. The allelic ratio obtained for cDNA is normalized using that measured from genomic DNA, where the allelic ratio is expected to be 1:1 to correct for technical artifacts. Markers with a normalised allelic ratio significantly different to 1 indicate that the amount of transcript generated from the two chromosomes in the same cell is different, suggesting that the DNA variants associated with the phenotype have an effect on gene expression. Experimental controls should be used to confirm the results.

Genetic associations often remain unexplained at a functional level. This method aims to assess the effect of phenotype-associated genetic markers on gene expression by analyzing cells heterozygous for transcribed SNPs. The technology allows accurate measurement by MALDI-TOF mass spectrometry to quantify allele-specific primer extension products.

유전자 협회의 기능 기초를 테스트하는 Allele 특정 유전자 발현 분석

The number of significant genetic associations with common complex traits is constantly increasing. However, most of these associations have not been ...

생물학

Associated Chromosome Trap for Identifying Long-range DNA Interactions

Genetic information encoded by DNA is organized in a complex and highly regulated chromatin structure. Each chromosome occupies a specific territory, that may change according to stage of development or cell cycle. Gene expression can occur in specialized transcriptional factories where chromatin segments may loop out from various chromosome territories, leading to co-localization of DNA segments which may exist on different chromosomes or far apart on the same chromosome. The Associated Chromosome Trap (ACT) assay provides an effective methodology to identify these long-range DNA associations in an unbiased fashion by extending and modifying the chromosome conformation capture technique. The ACT assay makes it possible for us to investigate mechanisms of transcriptional regulation in trans, and can help explain the relationship of nuclear architecture to gene expression in normal physiology and during disease states.

The associated chromosome trap (ACT) assay is a novel unbiased method for identifying long-range DNA interactions. The characterization of long range DNA interactions will allow us to determine the relationship of nuclear architecture to gene expression in both normal physiology and in diseased states.

장거리 DNA의 상호 작용을 확인을위한 관련 염색체 트랩

Genetic information encoded by DNA is organized in a complex and highly regulated chromatin structure.  Each chromosome occupies a specific territory, ...

Multiplex PCR and Reverse Line Blot Hybridization Assay (mPCR/RLB)

Multiplex PCR/Reverse Line Blot Hybridization assay allows the detection of up to 43 molecular targets in 43 samples using one multiplex PCR reaction followed by probe hybridization on a nylon membrane, which is re-usable. Probes are 5' amine modified to allow fixation to the membrane. Primers are 5' biotin modified which allows detection of hybridized PCR products using streptavidin-peroxidase and a chemiluminescent substrate via photosensitive film. With low setup and consumable costs, this technique is inexpensive (approximately US$2 per sample), high throughput (multiple membranes can be processed simultaneously) and has a short turnaround time (approximately 10 hours). 
The technique can be utilized in a number of ways. Multiple probes can be designed to detect sequence variation within a single amplified product, or multiple products can be amplified
simultaneously, with one (or more) probes used for subsequent detection. A combination of both approaches can also be used within a single assay. The ability to include multiple probes for a single target sequence makes the assay highly specific.
Published applications of mPCR/RLB include detection of antibiotic resistance genes1,2, typing of methicillin-resistant Staphylococcus aureus3-5 and Salmonella sp6, molecular serotyping of Streptococcus pneumoniae7,8, Streptococcus agalactiae9 and enteroviruses10,11, identification of Mycobacterium sp12, detection of genital13-15 and respiratory tract16 and other17 pathogens and detection and identification of mollicutes18. However, the versatility of the technique means the applications are virtually limitless and not restricted to molecular analysis of micro-organisms.
The five steps in mPCR/RLB are a) Primer and Probe design, b) DNA extraction and PCR amplification c) Preparation of the membrane, d) Hybridization and detection, and e) Regeneration of the Membrane.

Multiplex PCR and Reverse Line Blot Hybridization Assay mPCR/RLB

An inexpensive, high throughput method for simultaneous detection of up to 43 molecular targets is described. Applications of mPCR/RLB include microbial typing and detection of multiple pathogens from clinical samples.

멀티 플렉스 PCR 및 역방향 라인 얼룩 하이브리드화 분석 (mPCR / RLB)

Multiplex PCR/Reverse Line Blot Hybridization assay allows the detection of up to 43 molecular targets in 43 samples using one multiplex PCR reaction ...

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.

파편을 사용하여 풀링된 장면에서 드문 게놈 변종의 탐지

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

선형 증폭 매개 PCR - 알 수없는 측면에서는 DNA의 유전 적 요소와 특성의 현지화

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원형 RNA를 분석하기 위해 미니유전자를 포함하는 Alu 요소 사용

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Fluorescence In Situ hybridization에 의한 포르말린 고정 파라핀 포매 시료에서 유전자 증폭의 강력한 검출

Fluorescence In Situ hybridization에 의한 포르말린 고정 파라핀 포매 시료에서 유전자 증폭의 강력한 검출

Fluorescence In Situ hybridization에 의한 포르말린 고정 파라핀 포매 시료에서 유전자 증폭의 강력한 검출

유전자 협회의 기능 기초를 테스트하는 Allele 특정 유전자 발현 분석

장거리 DNA의 상호 작용을 확인을위한 관련 염색체 트랩

멀티 플렉스 PCR 및 역방향 라인 얼룩 하이브리드화 분석 (mPCR / RLB)

파편을 사용하여 풀링된 장면에서 드문 게놈 변종의 탐지