Method Article
В этой статье описывается полуавтоматизированный, микромасштабированный протокол ChIP-Seq областей ДНК, связанных с конкретной модификацией гистонов (H3K27ac) с использованием платформы обработки жидкости ChIP, с последующей подготовкой библиотеки с использованием тегментации. Процедура включает в себя контрольную оценку для целей качества и количества и может быть принята для других модификаций гистонов или факторов транскрипции.
Иммунопреципитация хроматина с последующим секвенированием (ChIP-Seq) является мощным и широко используемым подходом к профилированию ДНК хроматина, связанного со специфическими модификациями гистонов, такими как H3K27ac, чтобы помочь идентифицировать цис-регуляторные элементы ДНК. Ручной процесс завершения ChIP-Seq является трудоемким, технически сложным и часто требует большого количества клеток (>100 000 клеток). Метод, описанный здесь, помогает преодолеть эти проблемы. Подробно описана полная полуавтоматизированная, микромасштабированная процедура H3K27ac ChIP-Seq, включающая фиксацию клеток, сдвиг хроматина, иммунопреципитацию и подготовку библиотеки секвенирования, для партии из 48 образцов для ввода количества клеток менее 100 000 клеток. Полуавтономная платформа снижает техническую изменчивость, улучшает соотношение сигнал/шум и значительно сокращает трудозатраты. Таким образом, система может снизить затраты, позволяя уменьшить объемы реакции, ограничивая количество дорогостоящих реагентов, таких как ферменты, магнитные шарики, антитела и требуемое практическое время. Эти усовершенствования метода ChIP-Seq идеально подходят для крупномасштабных эпигенетических исследований клинических образцов с ограниченным количеством клеток в высоко воспроизводимым способом.
Широкое применение анализов ChIP-Seq для определения фрагментов ДНК, связанных со специфическими модификациями гистонов, отчасти обусловлено его способностью идентифицировать цис-регуляторные элементы ДНК, включая активные энхансеры, промоторы, глушители, гетерохроматин и другие1,2,3,4. Идентификация некодирующих регуляторных областей по всему геному показала ценную информацию для лучшего понимания регуляции генов в здоровье и заболеваниях4. Предыдущая работа лаборатории использовала ChIP-Seq, чтобы показать, чтоцис-регуляторныеэлементы могут играть важную роль в различных типах клеток5. Анализы транскрипционного фактора (TF) ChIP были использованы для демонстрации связанных с заболеванием рисков однонуклеотидных полиморфизмов6.
Использование ChIP-Seq с клиническими образцами человека является сложной задачей, в основном из-за ограничения количества клеток или желаемого образца ткани. В результате в этой области были предприняты согласованные усилия по улучшению и микромасштабированию этих методов, и в результате появилось несколько анализов, таких как CUT & TAG5,7,8,9,10,11,12. Этот анализ использует транспозазу для маркировки и выделения геномных областей, связанных специфическим антителом9. Этот метод смог уменьшить количество клеток до 1000 и в некоторых случаях до одной клетки, однако использование этого метода в трансляционных исследованиях и клинической установке показало ограничения из-за требований использования живых клеток для этого метода9,12. Требование живых клеток делает клинические образцы логистически трудными для обработки и может привести к пакетным эффектам, если образцы не обрабатываются одновременно. Другие оптимизировали микромасштабируемые методы для клеток, фиксированных формальдегидом, включая разработку ChIPmentation11,которая адаптирована здесь с высокой пропускной способностью. Использование фиксированных ячеек позволяет хранить образцы до сбора и последующей обработки всех образцов вместе, чтобы свести к минимуму эффекты пакетов.
Здесь описан полуавтоматизированный микромасштабированный анализ ChIP-Seq, который сокращает экспериментальное практическое время для профилирования модификаций гистонов10. Полуавтоматизированный метод позволяет проводить высокопроизводительные анализы ChIP-Seq, что позволяет полностью обработать и подготовить к секвенированию до 48 образцов всего за 5 дней, всего за 10 000 клеток на образец с использованием жидкостного обработчика ChIP. Обработчик завершает иммунопреципитацию (IP) и последующую промывку автономным образом, что помогает уменьшить изменчивость между образцами. Полуавтоматизированный метод сокращает как практическое время более чем на 15 ч для 48 образцов, так и техническую изменчивость, что позволяет проводить крупномасштабные эпигенетические исследования воспроизводимым и быстрым образом для первичных или культивируемых клеток. Протокол объясняет процесс от начала до конца для высококачественного ChIP-Seq. Если конкретные машины недоступны, протокол по-прежнему будет полезным ресурсом для настройки и устранения неполадок в экспериментах ChIP-Seq вручную.
Анализ проводился с тремя различными типами первичных иммунных клеток человека и одной культивируемой клеточной линией (HUT78 – ATCC: TIB-161). Для ясности протокол был разделен на семь разделов: фиксация клеток, сдвиг хроматина с помощью ультразвука, автоматизированная иммунопреципитация хроматина, подготовка библиотеки путем тегментации фрагментов ДНК, амплификация библиотеки, очистка библиотеки с последующей количественной оценкой ДНК. Для буферных рецептов, пожалуйста, обратитесь к Дополнительной таблице 1.
Институциональный наблюдательный совет (IRB) Института аллергии и иммунологии Ла-Хойя (LJI; Протокол IRB no. SGE-121-0714) одобрил исследование. Здоровые добровольцы были набраны и предоставлены образцы лейкафереза после письменного информированного согласия.
1. Фиксация клеток
2. Стрижка хроматина
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол оптимизирован для хроматиновой резки гранул с 0,3 до 3 х 106 клеток в трубках с низким связыванием 0,65 мл.
3. Автоматизированный ChIP-Seq для модификации гистонов
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол предназначен для работы на обработчике жидкостей ChIP. Хотя система может использовать настраиваемые буферы, все буферы поставляются с комплектом ChIP. Полосы ChIP с 8 трубками, используемые в этом разделе, специфичны для жидкостного погрузчика ChIP.
4. Транспонировать интеграцию библиотечных адаптеров для подготовки библиотек
5. Очистка помеченных фрагментов ДНК
6. Усиление и подбор размера очищенных образцов
7. Количественная оценка окончательных библиотек и образцов контроля качества с помощью флуоресцентного анализа
В качестве доказательства концепции ChIP-Seq был завершен для шести человеческих доноров с тремя наборами иммунных типов клеток: наивные CD4 Т-клетки (CD4), классические моноциты (MO) и естественные клетки-киллеры (NK), обогащенные сортировкой FACS, как описано выше13. Подчеркнутая процедура состоит из девяти различных процедур, как показано на рисунке 1.
Рисунок 1: Общая блок-схема для процедуры. (A) Карикатура на общую процедуру (сгенерированная в BioRender). (B)Блок-схема для всех основных этапов протокола и расчетное практическое и общее время, связанное с каждым днем. Секвенирование может произойти в конце 5-го дня или позже с несколькими раундами. Временная шкала также может быть сдвинута в течение недели, где последовательный день 3-4 может быть завершен несколько раз в неделю для создания 48 образцов ChIP. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
После выделения клеток методом проточной цитометрии13,отсортированные клетки центрифугировали, а клетки фиксировали и хранили, как описано выше. После того, как все образцы были собраны, образцы были лизированы и подготовлены к хроматической стрижке партиями по 12 штук, как описано выше. Для каждого образца количество циклов для достижения оптимальной обработки ультразвуком было завершено10. Количественные измерения, а также измерения размера фрагмента хроматина показали большую воспроизводимость нашего метода на трех наборах иммунных клеток(рисунок 2А). Различные иммунные клетки человека обрабатывали ультразвуком отдельными партиями и давали очень последовательно с > 70% образца между 100 - 500 bp в течение 14 циклов (16 с ON, 32 s OFF за цикл). На данный момент образцы с большими фрагментами после обработки ультразвуком (< 70% образца между 100 - 500 bp) считались несостоявшимися. Эти образцы могли либо обрабатываться ультразвуком в течение 1-2 дополнительных циклов, либо выбрасывались и заменялись позже клетками из другой гранулы. Наш метод показал, что ни один из образцов не требовал большего количества ультразвука или не был исключен, что свидетельствует об абсолютной надежности процедуры.
Рисунок 2: Примеры QC предварительного секвенирования. (A)1,2% агарозных гелей показывают воспроизводимость обработки ультразвуком. Образцы ультразвука для 6 доноров в трех типах клеток: наивные CD4 Т-клетки (CD4), классические моноциты (MO) и естественные клетки-киллеры (NK). Образцы обрабатывали ультразвуком в течение 14 циклов (16 с ON, 32 s OFF за цикл). Для каждого образца около 200 нг размещенного хроматина были загружены на 1% агарозный гель. Образцы считались хорошими, если более 70 % фрагментов находятся в пределах 100-500 bp. (B) Top - Анализ кривых усиления qPCR для определения оптимального числа циклов для усиления (Ct там, где есть 1/2 максимальной интенсивности). Идеальные образцы имеют Ct около 15 и усиление может быть завершено до 2 циклов больше измеренного Ct. Стрелка является примером плохого примера, где Ct больше 18. Внизу - Показан пример плохого набора образцов, которые имеют Ct больше 18. Эти образцы также показали более низкую интенсивность флуоресценции. (C) Слева - Следы электрофореза анализатора фрагментов показали распределение конечных помеченных библиотек после усиления и выбора размера. Образцы с более чем 85% библиотеки фрагментов, лежащей в пределах 200-1000 bp, считались хорошими образцами. Измерение пиковой интенсивности флуоресценции также рассматривается как важный параметр QC, действительно, если сигнал низкий, образец вряд ли будет хорошо секвенироваться. Справа - Приведены примеры положительных образцов в CD4, MO и NK. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
После количественной оценки образцы были запущены на жидкостном обработчике ChIP с антителами H3K27ac с последующей маркировкой ферментом транспозазы Tn5. Для определения соответствующего количества циклов усиления с помощью qPCR было использовано 10% маркированных образцов. Для определения числа циклов для усиления образцов находим цикл, при котором интенсивность образца составляет половину среднего максимума для определения цикла(рисунок 2В). Образцы со значениями Ct более 18 не показали хороших результатов после секвенирования, и их значение Ct, таким образом, указывало на неудачный выборку ChIP. Эти образцы, как правило, также давали меньшее количество ДНК после амплификации. Образцы (вход 100 000 ячеек) со значением Ct, равным или меньшим 15, были идеальными, а образцы между 15 и 18 были приемлемыми, но менее последовательными постсеквенированием. Для образцов с менее чем 100 000 входных ячеек значения Ct обычно находили между 15 и 18, но не требовалось более 18 циклов, чтобы получить достаточный продукт для секвенирования.
После амплификации, помеченной ДНК, библиотеки были очищены и выбраны по размеру для получения идеального распределения по размеру, в диапазоне от 200 до 1000 bp, для секвенирования NextGen. Оценка распределения размеров по каждой из библиотек была завершена, поскольку наилучшие данные секвенирования были получены, когда более 85% фрагментов ДНК находились в диапазоне от 200 до 1000 bp(рисунок 2C). Примечательно, что, поскольку было загружено такое же количество ДНК (измеренное количественной оценкой флуоресценции), было замечено, что образцы с более низкой интенсивностью флуоресценции обычно плохо секвенированы(рисунок 2C).
Постсеквенирование, стандартный контроль качества на основе руководящих принципов ENCODE ChIP-Seq были применены5,14,15.
Рисунок 3: Воспроизводимость образцов иммунных клеток. (A)Треки H3K27ac (UCSC Genome Browser, максимальная интенсивность, функция сглаживания 4, все с одинаково масштабированной осью Y) для 6 доноров (100 000 клеток на репликат) в каждом типе клеток (CD4, MO и NK). Показаны четыре примерных локуса, два с (локус IL2RA и PTPRC) и два без обогащения для H3K27ac (CCR4 и MS4A1). (B) Корреляция Пирсона между донорами и соответствующими корреляционными графиками, сгенерированными с использованием расширения 300 bp и окна 500 bp в пакете MEDIPS для каждого типа клеток реплицирует16. (C) Объединенные донорские файлы для каждого типа клеток, показывающие треки H3K27ac (максимальная интенсивность UCSC Genome Browser, функция сглаживания 4) в областях, специфичных для типа клеток (IL17R для CD4, CCR2 для MO и KLRC1 для NK) и домашний ген B2M, присутствующий во всех типах клеток. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Для визуального контроля качества были подготовлены дорожки обогащения H3K27ac для отображения в браузере генома UCSC. Для четырех генных локусов отдельные треки для каждого образца показали высокое качество картирования и отношение сигнал/шум, что отражает высокую согласованность и надежность нашего анализа(рисунок 3A). Два локуса слева содержат хорошо экспрессированные гены в этих типах клеток, в то время как гены в двух локусах справа не экспрессируются и служат фоновыми контрольными элементами13 (рисунок 3A). Кроме того, пакет анализа MEDIPS был использован в качестве переменной постсеквенирования для оценки индекса корреляции между техническими репликами(рисунок 3B)5,16,17,устанавливая степень корреляции для уровня обогащения считывания для 500 bp bins16. Для большинства попарных сравнений индексы корреляций Пирсона показали более 90% корреляции, что свидетельствует о высоком уровне согласованности между биологическими репликами(рисунок 3B). Реплики с приемлемой корреляцией были объединены для увеличения отношения сигнал/шум. В то время как клеточные тип-специфические локусы показали высокое обогащение в соответствующих клетках, ген домохозяйства (B2M) показал очень последовательную модификацию гистона(рисунок 3C). Для анализа слияние треков из реплик увеличит обогащение, усилит специфический сигнал, в том числе для важных энхансеров типа клеток, и уменьшит межиндивидуальную изменчивость, присущую человеческим образцам5.
Хотя для этого исследования было использовано 100 000 клеток, была высокая воспроизводимость всего для 10 000 клеток в культивируемой человеком Т-клеточной линии (HUT78). Корреляционный анализ между набором данных ChIP-Seq, выполненный из образцов с менее чем 100 000 клеток, показал высокую воспроизводимость и корреляцию до 10 000 клеток(рисунок 4A).
Рисунок 4: Воспроизводимость образцов с низким входом. (A) Примеры консистенции H3K27ac ChIP-Seq для клеток от 100 000 до 10 000 в клетках HUT-78 (клеточная линия Т-клеточной лимфомы). Треки (UCSC Genome Browser, максимальная интенсивность, функция сглаживания 4, все с одинаково масштабированной осью Y) показывают локус IL4. (B) Корреляции Пирсона реплик с использованием расширения 300 bp и окна 500 bp в пакете MEDIPS16. (C)Корреляции Пирсона между различными группами чисел клеток (100 000, 50 000 и 10 000 клеток) с использованием тех же параметров MEDIPS, что и в (B)16. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Корреляционный анализ Пирсона показал высокий корреляционный индекс (от 83% до 92%), предполагающий поддержание сигнала в образцах с низким числом клеток. Тем не менее, наблюдалось увеличение фона по мере уменьшения числа клеток, а также снижения коэффициентов корреляции(рисунок 4B). Для поддержания низких фоновых сигналов были объединены технические дубликаты, а корреляция тестировалась между группами(рисунок 4C).
10X буфер фиксации ячеек | |
Соединение | Конечная концентрация |
Раствор формальдегида | 11% |
НаКл | 100 мМ |
ЭДТА, рН 8,0 | 1 мМ |
ЭГТА, рН 8,0 | 0,5 мМ |
HEPES, pH 7,5 | 50 мМ |
Полный буфер лизиса | |
Соединение | Конечная концентрация |
Трис-HCI, рН 8,0 | 50 мМ |
ЭДТА, рН 8,0 | 10 мМ |
СДС | 0.25% |
Бутират натрия | 20 мМ |
Коктейль ингибитора протеазы | в 1 раз |
Краткосрочный буфер лизиса | |
Соединение | Конечная концентрация |
Трис-HCI, рН 8,0 | 50 мМ |
ЭДТА, рН 8,0 | 10 мМ |
СДС | 0.25% |
Тегментация Микс | |
Соединение | Конечная концентрация |
Трис-HCI, рН 8,0 | 10 мМ |
МгCl2 | 5 мМ |
N,N-диметилформамид | 10% |
Фермент тегментации Illumina | 1:24 об:об |
CtD Микс | |
Соединение | На образец (мкл) |
NextEra Индексная букварь A (25 мкМ) | 0.275 |
Индекс NextEra Букварь B (25 мкМ) | 0.275 |
2X KAPA HiFi HotStart Готовый микс | 2.75 |
1:1000 SYBR Зеленый краситель | 0.11 |
Пассивный краситель ROX | 0.11 |
Вода | Заливка до 4 мкл |
AMP Микс | |
Соединение | На образец (мкл) |
2X KAPA HiFi HotStart Готовый микс | 27.5 |
Вода | Заполнение до 31 мкл |
Дополнительная таблица 1: Буферные рецепты.
Дополнительная таблица 2: Корреляции образцов Спирмена и Пирсона для 6 доноров и каждого типа клеток. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы загрузить эту таблицу.
Описанный здесь способ расширяет процедуру11ChIPmentation, которая реализует протокол подготовки библиотеки тегментации до очистки ДНК путем автоматизации и микромасштабирования протокола. С момента появления ChIP-Seq необходимое количество клеток было резко сокращено, с примерно 20 миллионов клеток для гистонов до сотен и даже одиночных клеток1,7,10,12,18,19,20,21. Эти недавно разработанные методы позволили глубже понять, как цис-регуляторныемеханизмы работают в клетках, повышая чувствительность и позволяя тестировать редкие клинические популяции клеток5,6,12,17. Например, одна из более поздних и популярных процедур, называемая CUT&TAG, как надежная и чувствительная альтернатива ChIP-Seq9. Он производит отличное соотношение сигнал/шум, поскольку фермент Tn5 ковалентно связан с белком A и распознает цепь Fc антитела ChIP с высокой специфичностью9. Фоновая активность Tn5-фермента снижается, так как фермент не функционирует до связывания с целевым антителом9. Однако реализация этого метода в клиническом контексте ограничена, поскольку для него требуются нефиксированные, живые клетки. Кроме того, удаление фрагментов ДНК из гипотонического ядра может иметь негативные последствия для хроматина, поскольку он удаляется во время анализа. Необходимое требование для работы со свежими и живыми клетками является источником проблем для редких клинических образцов и для больших когорт образцов, поскольку большим когортам может потребоваться несколько лет, чтобы собрать5. Другой тип метода, drop-ChIP, элегантно использует устройство микрофлюидики для генерации метки на основе капель перед обработкой ChIP19. Тем не менее, он использует узкоспециализированное микрофлюидное устройство и, хотя можно завершить одноклеточный ChIP-Seq, он также ограничен использованием живых клеток7,8,9,18,19. Новые методы, основанные на ChIP-Seq, такие как PLAC-Seq или HiChIP, пытаются понять 3-мерные (3D) взаимодействия между пиками ChIP-Seq22,23. Эти 3D-методы интересны, поскольку они идентифицируют цис-регуляторныеили TF-опосредованные взаимодействия по всему геному и лучше понимают регуляцию экспрессии генов в интересующих типах клеток, в здоровых тканях и в контексте заболевания.
Есть несколько критических шагов, которые следует учитывать для успеха протокола, таких как качество ультразвукового хроматина и качество антитела. Эффективность резки имеет решающее значение, если хроматин плохо обрабатывается ультразвуком, эффективность анализа резко снижаетсяна 24. Обработка ультразвуком является сложным аспектом ChIP-Seq из-за требуемого количества клеток. На ультразвуковом аппарате, используемом в протоколе, эффективность была резко снижена до 300 000 ячеек. Это сложный аспект в ChIP-Seq, поскольку для обработки ультразвуком на этом уровне часто требуется ферментативная фрагментация, которая менее беспристрастна. В результате обработка ультразвуком является основным ограниченным фактором для истинного микромасштабирования ChIP-Seq. Другие платформы обработки ультразвуком и коммерчески доступные наборы были протестированы на обработку ультразвуком хроматина, но используемый здесь ультразвуковой аппарат имел самые надежные и воспроизводимые результаты. Еще одним преимуществом ультразвукового аппарата является отсутствие необходимости приобретать специализированные трубки для выполнения обработки ультразвуком, что снижает затраты при работе с большим количеством образцов. Для оптимальной обработки ультразвуком, во-первых, важно предварительно нагреть ультразвуковой аппарат, как описано выше. Во-вторых, чтобы лизировать гранулу, рекомендуется, чтобы наконечник пипетки касался нижней части трубки во время лизирования, чтобы разбить клетки с большим количеством физических ограничений. В-третьих, любое образование пузырьков перед обработкой ультразвуком препятствует способности образца равномерно обрабатываться ультразвуком. Если во время лизиса образовались какие-либо пузырьки, важно удалить их пипеткой. Это может быть сложной задачей без удаления большого количества образца, но если наконечник слегка прижат к пузырю, его можно медленно вытягивать без потери большого количества образца. Наконец, при определении количества циклов пройдите временной курс, где каждые три цикла образец удаляется, очищается и запускается на агарозном геле. Избегайте чрезмерной / недостаточной обработки образцов ультразвуком, так как это снижает эффективность ChIP. Если образец находится под ультразвуком, крупные фрагменты могут оказать негативное влияние на качество ChIP-Seq24. С другой стороны, если образец чрезмерно обработан ультразвуком, существует риск того, что эпитоп мишени потеряется в процессе.
Другой важной частью ChIP-Seq является качество антитела. Перед проведением любого масштабного исследования необходимо оптимизировать антитело, которое будет использоваться. Цель состоит в том, чтобы получить значительно высокое отношение сигнал/шум известных областей генома, а еще одним является воспроизводимость. Если антитело вытягивает много фонового сигнала, может быть рекомендовано использовать больший вход или попробовать другой лот / поставщика. Это добавит времени перед началом масштабного эксперимента, но это важный шаг. Для тестирования сигнал-шум рекомендуется использовать qPCR с областями, которые, как известно, являются мишенью вашего антитела, и другой областью, которая, как известно, отсутствует. Было замечено, что модификации гистонов более надежны и их легче оптимизировать, чем TF.
Протокол, описанный выше, обеспечивает надежный метод для высокопроизводительной гистон-модификации ChIP-Seq полуавтономным, микромасштабированным способом. Метод ограничивает количество практического времени и повышает воспроизводимость по сравнению с ручным ChIP-Seq. Предыдущие исследования, завершенные в лаборатории, использовали ручной ChIP на технических репликах и получили среднее значение корреляции Спирмена0,50 5,однако с полуавтоматизированной системой корреляция Спирмена между различными донорами со средним значением NK-клеток 0,66(Дополнительная таблица 2). Это также было завершено примерно на 40% меньше практического времени. Метод, описанный здесь, был оптимизирован для модификаций гистонов (H3K27ac показан здесь, но протокол не должен нуждаться в каких-либо модификациях для других) и потребует только незначительных изменений для реализации для TF ChIP-Seq. Несмотря на качество антитела, основная модификация будет касаться времени обработки ультразвуком и, возможно, буферов, используемых во время ИС. Обычно для анализов TF ChIP метод может лучше работать с немного более длинными фрагментами хроматина (с диапазоном около 350-800 bp), поскольку комплексы TF: DNA, вероятно, менее способны поддерживаться с помощью строгой обработки ультразвуком6. Буферы также могут потребоваться изменить на пользовательский микс или другие доступные в отрасли наборы, поскольку TF могут вести себя иначе, чем модификации гистонов.
Хотя автоматизированный обработчик жидкости ChIP был протестирован всего на 10 000 клеток, наблюдалось заметное снижение воспроизводимости при более низких концентрациях хроматина. Из-за этого протокол не был рекомендован менее чем 10 000 клеток, причем 100 000 клеток были оптимальными условиями. Протокол также был завершен с использованием отраслевых буферов ChIP, что было дополнительным расходом, но обеспечивало более высокое качество данных. Протокол может быть изменен в отношении условий обработки ультразвуком (при условии, что срезанный хроматин хранится в том же диапазоне), буферы могут быть настроены для иммунопреципитации (IP; может потребоваться оптимизация), или жидкостный обработчик ChIP может не использоваться. Ограничением протокола является использование жидкостного обработчика ChIP, который может быть дорогостоящей инвестицией и может запускать только 16 образцов одновременно. Обработчик жидкости ChIP ограничен мелкомасштабными реакциями, и количество клеток, превышающее один миллион, не рекомендуется. Тем не менее, протокол может быть завершен без него, выполнив шаги IP и промывки вручную. Если IP и стирки были выполнены вручную, время на завершение анализа увеличится, а воспроизводимость может уменьшиться, но это руководство все равно будет полезно при проведении высококачественного эксперимента ChIP-Seq. Следует отметить, что другие обработчики жидкости могут быть адаптированы для запуска полуавтоматизированных реакций ChIP.
Подводя итог, можно сказать, что основными преимуществами этой системы является высокая пропускная способность, поскольку этапы IP и мойки выполняются автономно. Таким образом, последовательные раунды экспериментов ChIP могут быть завершены, что позволяет полностью обработать и подготовить к секвенированию до 48 образцов за 5 дней с ограниченным практическим временем по сравнению с ручными экспериментами ChIP-Seq. Другим преимуществом является повышенная воспроизводимость, поскольку ChIP-Seq может быть трудно получить высоковоспроизводимые результаты. Другие методы либо требуют живых клеток, сложных систем микропипетирования, либо работы, которые должны быть выполнены вручную. Эта система должна быть оптимизирована для образцов с низким входом (<10 000 клеток), что в конечном итоге позволит проводить одноэлементные chIP-реакции. Система также может быть адаптирована для новых методов ChIP, таких как PLAC-Seq и HiChIP22,23.
Авторам нечего раскрывать.
Мы благодарим членов лаборатории Виджаянанд за техническую помощь и конструктивные обсуждения, а также д-ра Шаррона Скваццо и г-на Джеффри Берге из Diagenode за техническую помощь с машиной и протоколами обработки жидкости sonicator и ChIP. Эта работа была поддержана грантами NIH AI108564, R01HL114093, S10RR027366 (BD FACSAria II) и S10OD016262 (Illumina HiSeq 2500).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
200 µl tube strips (8 tubes/strip) + cap strips | Diagenode | C30020002 | Strip tubes for use on the IP Star; ChIP 8-tube strip |
AMPure XP for PCR Purification | Beckman Coulter | A63880 | SPRI beads |
Axygen 0.6 mL MaxyClear Snaplock Microcentrifuge Tube | Corning | MCT-060-C | 0.65 mL low binding tube |
Bioruptor Pico Sonicator | Diagenode | B01060010 | Sonicator used in the lab but others can be used |
ChIP DNA Clean & Concentrator (Capped Columns) | Zymo Research | D5205 | DNA clean-up kit |
Dynabeads Protein A for Immunoprecipitation | ThermoFisher | 10001D | |
EDTA (0.5 M), pH 8.0, RNase-free | ThermoFisher | AM9260G | |
EGTA pH 8.0 | Millipore Sigma | E3889-25G | |
Eppendorf ThermoMixer C | Eppendorf | 2231000667 | |
Formaldehyde solution | Millipore Sigma | 252549-1L | |
Glycine | Millipore Sigma | 50046-250G | |
H3K27ac polyclonal antibody - Premium | Diagenode | C15410196 | |
HEPES (1 M) pH 7.5 | ThermoFisher | 15630080 | |
IDT for Illumina Nextera DNA Unique Dual Indexes | Illumina | 20027213 | |
Illumina Tagment DNA Enzyme and Buffer Small Kit | Illumina | 20034197 | |
IP-Star Compact Automated System | Diagenode | B03000002 | Automated system for ChIP-Seq studies; ChIP liquid handler |
KAPA HiFi HotStart ReadyMix | Roche | KK2601 | PCR mix |
Medium reagent container for SX-8G IP-Star Compact | Diagenode | C30020003 | |
MgCl2 (magnesium chloride) (25 mM) | ThermoFisher | R0971 | |
N,N-Dimethylformamide | Millipore Sigma | D4551-250ML | CAUTION - low flash point |
NaCl (5 M), RNase-free | ThermoFisher | AM9760G | |
PBS (10X), pH 7.4 | ThermoFisher | 70011044 | |
PCR Flex-free 8-tube stripes, attached individual optical caps | USA Scientific | 1402-4700 | 8 strip tubes, 0.2 mL 8-tube strip |
Proteinase Inhibitor Cocktail | Millipore Sigma | P8340 | |
Proteinase K Solution (20 mg/mL), RNA grade | ThermoFisher | 25530049 | |
PureLink RNase A (20 mg/mL) | ThermoFisher | 12091021 | |
Quant-iT PicoGreen dsDNA Reagent | ThermoFisher | P7581 | Used in the flourescence quantification |
QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System | ThermoFisher | 4485699 | qPCR |
ROX Reference Dye | ThermoFisher | 12223012 | |
Sodium butyrate | Millipore Sigma | 303410-100G | |
SYBR Gold Nucleic Acid Gel Stain (10,000X Concentrate in DMSO) | ThermoFisher | S11494 | nucleic acid dye |
SYBR Green I Nucleic Acid Gel Stain - 10,000X concentrate in DMSO | ThermoFisher | S7563 | |
TE Buffer | ThermoFisher | 12090015 | |
Tips (bulk) | Diagenode | C30040020 | Tips for the IP Star |
True MicroChIP Kit | Diagenode | C01010130 | Contains all the buffers for the IP; ChIP kit |
UltraPure 1M Tris-HCI, pH 8.0 | ThermoFisher | 15568025 | |
UltraPure SDS Solution, 10% | ThermoFisher | 24730020 |
An erratum was issued for: A Semiautomated ChIP-Seq Procedure for Large-scale Epigenetic Studies. An author's name was updated.
The name was corrected from:
Pandurangan Vijayanad
to:
Pandurangan Vijayanand
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены