Name: comprehensive dna methylation analysis using a methyl-cpg-binding domain capture-based method in chronic lymphocytic leukemia patients
Uploaded: 2017-06-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Comprehensive DNA Methylation Analysis Using a Methyl-CpG-binding Domain Capture-based Method in Chronic Lymphocytic Leukemia Patients at JoVE.com

מחקר זה נתמך על ידי מועצת המחקר השוודי, האגודה השבדית לסרטן, קרן קנוט ואליס ולנברג (KAW), ו FU VästraGötalandsregionen.

האישור המוסרי לאיסוף דגימות ה- CLL הוא בין השנים 2007-05-21, עם מספר הרישום הבא: EPN Gbg dnr 239/07. כל חולי ה- CLL אובחנו בהתאם לקריטריונים המתוקנים לאחרונה 8 , והדגימות נאספו בזמן האבחון. החולים במחקר נכללו במחלקות המטולוגיות שונות במערב שוודיה לאחר קבלת הסכמה בכתב. רק ד?...

<ol>
	<li>Kanduri, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+genome-wide+array-based+methylation+profiles+in+prognostic+subsets+of+chronic+lymphocytic+leukemia.">Differential genome-wide array-based methylation profiles in prognostic subsets of chronic lymphocytic leukemia.</a> Blood. 115 (2), 296-305 (2010).</li><li>Cahill, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=450K-array+analysis+of+chronic+lymphocytic+leukemia+cells+reveals+global+DNA+methylation+to+be+relatively+stable+over+time+and+similar+in+resting+and+proliferative+compartments.">450K-array analysis of chronic lymphocytic leukemia cells reveals global DNA methylation to be relatively stable over time and similar in resting and proliferative compartments.</a> Leukemia. 27 (1), 150-158 (2013).</li><li>Kanduri, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+transcriptional+control+in+major+immunogenetic+subsets+of+chronic+lymphocytic+leukemia+exhibiting+subset-biased+global+DNA+methylation+profiles.">Distinct transcriptional control in major immunogenetic subsets of chronic lymphocytic leukemia exhibiting subset-biased global DNA methylation profiles.</a> Epigenetics. 7 (12), 1435-1442 (2012).</li><li>Kulis, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenomic+analysis+detects+widespread+gene-body+DNA+hypomethylation+in+chronic+lymphocytic+leukemia.">Epigenomic analysis detects widespread gene-body DNA hypomethylation in chronic lymphocytic leukemia.</a> Nat Genet. 44 (11), 1236-1242 (2012).</li><li>Booth, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+sequencing+of+5-methylcytosine+and+5-hydroxymethylcytosine+at+single-base+resolution.">Quantitative sequencing of 5-methylcytosine and 5-hydroxymethylcytosine at single-base resolution.</a> Science. 336 (6083), 934-937 (2012).</li><li>Yu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Base-resolution+analysis+of+5-hydroxymethylcytosine+in+the+mammalian+genome.">Base-resolution analysis of 5-hydroxymethylcytosine in the mammalian genome.</a> Cell. 149 (6), 1368-1380 (2012).</li><li>Subhash, S., Andersson, P. O., Kosalai, S. T., Kanduri, C., Kanduri, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+DNA+methylation+profiling+reveals+new+insights+into+epigenetically+deregulated+protein+coding+and+long+noncoding+RNAs+in+CLL.">Global DNA methylation profiling reveals new insights into epigenetically deregulated protein coding and long noncoding RNAs in CLL.</a> Clin Epigenetics. 8, 106 (2016).</li><li>Hallek, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+the+diagnosis+and+treatment+of+chronic+lymphocytic+leukemia:+a+report+from+the+International+Workshop+on+Chronic+Lymphocytic+Leukemia+updating+the+National+Cancer+Institute-Working+Group+1996+guidelines.">Guidelines for the diagnosis and treatment of chronic lymphocytic leukemia: a report from the International Workshop on Chronic Lymphocytic Leukemia updating the National Cancer Institute-Working Group 1996 guidelines.</a> Blood. 111 (12), 5446-5456 (2008).</li><li>De Meyer, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quality+evaluation+of+methyl+binding+domain+based+kits+for+enrichment+DNA-methylation+sequencing.">Quality evaluation of methyl binding domain based kits for enrichment DNA-methylation sequencing.</a> PLoS One. 8 (3), e59068 (2013).</li><li>Bolger, A. M., Lohse, M., Usadel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trimmomatic:+a+flexible+trimmer+for+Illumina+sequence+data.">Trimmomatic: a flexible trimmer for Illumina sequence data.</a> Bioinformatics. 30 (15), 2114-2120 (2014).</li><li>Langmead, B., Trapnell, C., Pop, M., Salzberg, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+and+memory-efficient+alignment+of+short+DNA+sequences+to+the+human+genome.">Ultrafast and memory-efficient alignment of short DNA sequences to the human genome.</a> Genome Biol. 10 (3), R25 (2009).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Model-based+analysis+of+ChIP-Seq+(MACS).">Model-based analysis of ChIP-Seq (MACS).</a> Genome Biol. 9 (9), R137 (2008).</li><li>Quinlan, A. R., Hall, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BEDTools:+a+flexible+suite+of+utilities+for+comparing+genomic+features.">BEDTools: a flexible suite of utilities for comparing genomic features.</a> Bioinformatics. 26 (6), 841-842 (2010).</li><li>Subhash, S., Kanduri, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GeneSCF:+a+real-time+based+functional+enrichment+tool+with+support+for+multiple+organisms.">GeneSCF: a real-time based functional enrichment tool with support for multiple organisms.</a> BMC Bioinformatics. 17 (1), 365 (2016).</li><li>Liao, Y., Smyth, G. K., Shi, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=featureCounts:+an+efficient+general+purpose+program+for+assigning+sequence+reads+to+genomic+features.">featureCounts: an efficient general purpose program for assigning sequence reads to genomic features.</a> Bioinformatics. 30 (7), 923-930 (2014).</li><li>Robinson, M. D., McCarthy, D. J., Smyth, G. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=edgeR:+a+Bioconductor+package+for+differential+expression+analysis+of+digital+gene+expression+data.">edgeR: a Bioconductor package for differential expression analysis of digital gene expression data.</a> Bioinformatics. 26 (1), 139-140 (2010).</li><li>Martinelli, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ANGPT2+promoter+methylation+is+strongly+associated+with+gene+expression+and+prognosis+in+chronic+lymphocytic+leukemia.">ANGPT2 promoter methylation is strongly associated with gene expression and prognosis in chronic lymphocytic leukemia.</a> Epigenetics. 8 (7), 720-729 (2013).</li><li>Kopparapu, P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetic+silencing+of+miR-26A1+in+chronic+lymphocytic+leukemia+and+mantle+cell+lymphoma:+Impact+on+EZH2+expression.">Epigenetic silencing of miR-26A1 in chronic lymphocytic leukemia and mantle cell lymphoma: Impact on EZH2 expression.</a> Epigenetics. 11 (5), 335-343 (2016).</li><li>Robinson, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+affinity-based+genome-wide+DNA+methylation+data:+effects+of+CpG+density,+amplification+bias,+and+copy+number+variation.">Evaluation of affinity-based genome-wide DNA methylation data: effects of CpG density, amplification bias, and copy number variation.</a> Genome Res. 20 (12), 1719-1729 (2010).</li></ol>

MBD-seq הוא חסכוני, immunoprecipitation מבוסס טכניקה שניתן להשתמש בהם כדי ללמוד דפוסי מתילציה עם כיסוי גנום רחב כולו. הן MeDIP seq (immunoprecipitation DNA methylated ואחריו רצף) ו- MBD-seq התוצאה העשרה של CpG עשיר DNA methylated. עם זאת, MBD-seq מראה זיקה יותר כלפי מחייב מאוד CpG עשירים אזורים בהשוואה ל MeDIP 19</...

השימוש בטכניקות רצף הדור הבא לנתח פרופילים מתילציה דנ&quot;א גלובלי כבר יותר ויותר פופולרי בשנים האחרונות. גנום רחב מבחני מתילציה, כולל microarray- ולא מבוססי שיטות microarray, פותחו על בסיס הבאות: המרה bisulfite של DNA גנומי, מתילציה רגיש הגבלת אנזים עיכול, ואת immunoprecipitation של דנ&quot;א מתילציה באמצעות מתיל CpG ספציפי נוגדנים . מתילציה של דנ&quot;א סוטה היא אחד מסימני ההיכר של לוקמיה ולימפומות, לוקמיה לימפוציטית כוללנית (CLL). מוקדם יותר, כמה קבוצות, כולל שלנו מאופיינים פרופילים מתילציה DNA של קבוצות שונות CLL פרוגנוסטי נורמלי, בריא B- שולטת תאים באמצעות המרה bisulfite של DNA גנומי, ואחריו מיקרו מבוססי מערך שיטות או כל גנום רצף 1 , 2 , 3 , &lt;Sup class = &quot;xref&quot;&gt; 4. המרה bisulfite של הדנ&quot;א הגנומי מוביל deamination של ציטוזינים ללא שינוי כדי uracil, עוזב את ציטוסינים methylated שונה בגנום. לאחר המרה, מצב מתילציה של ה- DNA יכול להיקבע על ידי הגברה PCR ו רצף בשיטות כמותיות או איכותיות שונות, כגון מיקרו מבוסס מערך מבוסס או כל הגנום bisulfite רצף (WGBS). למרות bisulfite שיטות מבוססות המרה יש יתרונות רבים נמצאים בשימוש נרחב סוגים שונים של סרטן לנתח את רמות מתילציה DNA, יש כמה חסרונות הקשורים בטכניקה זו. רצף WGBS מאפשר רזולוציה בסיסית עם זוג אחד עם כמויות נמוכות יותר של DNA והוא האפשרות המתאימה ביותר לניתוח מספר גדול של דגימות. עם זאת, שיטה זו אינה מבדילה את השינויים בין 5 mC ו 5 רמות hmc בגנום 5 , 6 . בנוסף, שיטות מבוססות microarray לא מציעים להשלים גיתר על המידה של הגנום. במחקר שנערך לאחרונה במעבדה שלנו 7 , שיטות immunoprecipitation מבוסס, ולא המרה bisulfite, שימשו לזהות מאוד CpG עשיר, דיפרנציאלי methylated אזורים בקנה מידה עולמי בחולים CLL ובריאים בריא שולט. Inmethyl-CpG- מחייב תחום (MBD) הדור הבא רצף (MBD-seq), העשרה של DNA מקוטעת כפול תקועים תלוי במידת מתילציה CpG. שיטה זו יכולה להתגבר על החסרונות של שיטת המרה bisulfite והוא יכול גם לספק כיסוי גנום רחב של מתילציה CpG בצורה בלתי משוחדת ו- PCR עצמאית. בנוסף, בניגוד לשיטות microarray המבוססות על המרה המבוססות על bisulfite, ניתן להשתמש ב- MBD-seq כדי לנתח את מצב המתילציה של אלמנטים חוזרים, כגון אלמנטים גרעיניים ארוכים (LINE), אלמנטים גרעיניים קצרים (SINE), חוזי מסוף ארוכים (LTRS) וכו &#39; . עם זאת, לעומת שיטות המרה bisulfite,פרוטוקול MBD-seq דורש כמות גדולה יחסית של קלט DNA. כמו כן, איכות רצף קורא את הנתונים תלויים הספציפיות, זיקה, ואיכות של נוגדנים בשימוש. המחקר הנוכחי מסביר פרוטוקול מפורט MBD-Seq להעשרת דנ&quot;א methylated עבור הדור הבא רצף. היא משתמשת methylated דנ&quot;א העשרה העשרה קיט (המפורטים בטבלה חומרים ), כמו גם צינור חישובית לדמיין ולפרש נתונים רצף מתילציה לזהות CLL ספציפיים היפר ו- hypomethylated אזורים לעומת בקרות בריאים נורמליים. ביסודו של דבר, שיטה זו עושה שימוש ביכולת של MBD של אינטראקציה חלבון MBD2 האדם עם CpG מתיל כדי לחלץ דנ&quot;א מועשר עם CpGs מתיל, וזה ואחריו רצף תפוקה גבוהה של DNA מתיל.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="626">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Dneasy Blood and tissue kit</td>
			<td style="width:124px;">Qaigen</td>
			<td style="width:119px;">69504</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Lymphoprep solution</td>
			<td style="width:124px;">A X I S-S H I E L D</td>
			<td style="width:119px;">1114544</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Nano drop 2000</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="51">
			<td height="51" style="height:51px;width:216px;">TE buffer PH 8</td>
			<td style="width:124px;">Sigma aldrich</td>
			<td style="width:119px;">93283</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Bioruptor standard sonication device</td>
			<td style="width:124px;">Diagenode</td>
			<td style="width:119px;">UCD-200</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">TPX bioruptor tubes 1.5ml</td>
			<td style="width:124px;">Diagenode</td>
			<td style="width:119px;">C30010010-300</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">3 M Sodium acetate</td>
			<td style="width:124px;">Diagenode</td>
			<td>C03030002</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">E-gel iBase safe imager combo kit</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;">G6465EU</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">E-gel 2% Agarose gels</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;">G441002</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Methylminer Methylated DNA enrichment kit</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;">ME10025</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Labquake Tube Shaker/Rotators</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;">415110</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dynal MPC-S</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;">A13346</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Vortex mixer</td>
			<td style="width:124px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;">12620-848</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Absolute Ethanol</td>
			<td style="width:124px;">Any company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">70% Ethanool</td>
			<td style="width:124px;">Any company</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">DNAse free water</td>
			<td style="width:124px;">Milli Q</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">DNA precipitant (3M sodium acetate)</td>
			<td style="width:124px;">Diagenode</td>
			<td style="width:119px;">C03030002</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Safe seal 1.5ml eppendorf tubes</td>
			<td style="width:124px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:119px;">4036-3204</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Qubit dsDNA HS Assay Kit</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;">Q32851</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Qubit 0.5ml tubes</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;">Q32856</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Qubit</td>
			<td style="width:124px;">Thermo Fischersceintific</td>
			<td style="width:119px;">Q32866</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Illumina Hiseq2000 Platform</td>
			<td style="width:124px;">Illumina</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Water&#160; Bath</td>
			<td style="width:124px;">Grant</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Heat block</td>
			<td style="width:124px;">grant</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Tube rotater</td>
			<td style="width:124px;">Labquake</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

comprehensive dna methylation analysis using a methyl-cpg-binding domain capture-based method in chronic lymphocytic leukemia patients

תפקידם של RNAs ארוך noncoding (lncRNAs) בסרטן מגיע לחזית עקב העניין הגובר בהבנת הפונקציות המכניסטיות שלהם במהלך התפתחות סרטן התקדמות. למרות זאת, הרגולציה האפיגנטית העולמית של lncRNAs ורצפים חוזרים בסרטן לא נחקרה היטב, במיוחד בלוקמיה לימפוציטית כרונית (CLL). מחקר זה מתמקד בגישה ייחודית: הלכידה המבוססת על immunoprecipitation של שברי דנ&quot;א דו-תקועים, מתילציה, באמצעות חלבונים מסוג Methyl-bond (MBD), ואחריהם רצף הדור הבא (MBD-seq). דגימות CLL המשתייכות לשתי קבוצות משנה פרוגנוסטיות (5 IGVH דגימות מוטציה + 5 IGVH דגימות unmutated) שימשו במחקר זה. ניתוח גילה 5,800 hypermethylated ו 12,570 hypomethylated CLL ספציפיים דיפרנציאלי methylated גנים (cllDMGs) לעומת בקרות בריא נורמלי. חשוב לציין, תוצאות אלה זיהו מספר CLL ספציפי, lncRNAs methylated דיפרנציאלי, מחדשאלמנטים חיוניים, וגנים המקודדים חלבונים בעלי ערך פרוגנוסטי פוטנציאלי. עבודה זו מתארת ​​פרוטוקול מפורט עבור צינור MBD-seq ו bioinformatics שפותח עבור ניתוח מקיף של פרופילים מתילציה העולמי באזורים CpG עשיר מאוד באמצעות דגימות החולים CLL. לבסוף, גן מקודד חלבון ו- lncRNA אומתו באמצעות pyrosequencing, שהיא שיטה כמותית מאוד לנתח את רמות מתילציה CpG כדי לאשש את הממצאים מן הפרוטוקול MBD-seq.

MBD-seq בוצע לאחרונה על חולי CLL ומתאים, נורמלי, בריא שולטת לזהות CLL ספציפי דיפרנציאלי היפר ו- hypomethylated גנים 7 . הצינור הניסויי והביואינפורמאטי המשמש לניתוח הנתונים הנוצרים מדגימות CLL ודגימות בריאות תקינות מוצג באיור 1 א &#39; וב -...

Watch this Scientific Journal Video about Comprehensive DNA Methylation Analysis Using a Methyl-CpG-binding Domain Capture-based Method in Chronic Lymphocytic Leukemia Patients at JoVE.com

Comprehensive DNA Methylation Analysis Using a Methyl-CpG-binding Domain Capture-based Method in Chronic Lymphocytic Leukemia Patients

עבודה זו מתארת ​​פרוטוקול רצף של methyl-cpG-bonding (MBD) של פרוטוקול רצף וציר חישובי, כדי לזהות אזורים עשירים ב- CpG באופן דיפרנציאלי בחולי לוקמיה כרונית של לימפוציטים (CLL).

ניתוח מקיף מתילציה DNA באמצעות Methyl-CpG מחייב דומיין לכידת מבוסס שיטה בחולים לוקמיה לימפוציטית כרונית

The role of long noncoding RNAs (lncRNAs) in cancer is coming to the forefront due to growing interest in understanding their mechanistic functions during ...

The overall goal of this procedure is to study global methylation profiling and identify differentially methylated CpG-rich regions in chronic lymphocytic leukemia patients using next-generation sequencing. This method can help answer key questions in the epigenetics field such as identification of the potential CLL-specific signature genes disease pathogenesis, and prognosis. The main advantage of this technique is that it provides complete genome-wide coverage of CpG methylation in an unbiased and PCR-independent manner.To begin, use a commercially available DNA extraction kit to isolate genomic DNA from the patient and normal peripheral blood mononuclear cell samples according to the manufacturer's protocol. After quantifying the genomic DNA as described in the text protocol, dilute 5 micrograms of genomic DNA from each sample, to a total of 200 microliters using TE buffer, giving a final concentration of 25 nanograms per microliter. Next, perform sonication in specially-designed tubes, using a sonicator, for a total of 30 cycles of 30 seconds on and 30 seconds off.After every five cycles, briefly spin the tubes to collect the samples to the bottom. Check the sonication range for all samples using DNA electrophoresis as described in the text protocol. To prepare the magnetic streptavidin beads, first re-suspend them from the stock tube provided by the kit.Gently pipette the beads up and down to obtain a homogenous suspension. For each five micrograms of fragmented DNA sample, place 50 microliters of the beads into separate, clean and labeled 1.5-milliliter tubes. Add 50 microliters of 1X bead wash buffer to reach a final volume of 100 microliters.Place the tubes on a magnetic stand for one minute to allow all the magnetic beads to concentrate on the inner wall of the tube facing the magnet. Remove the liquid without touching the beads, using a 200 microliter pipette. Then, remove the tubes from the magnetic stand, add 250 microliters of 1X bead wash buffer, and mix the beads gently with a pipette.After repeating these steps at least four times for all samples, finally resuspend the samples in 250 microliters of 1X bead wash buffer. Keep the samples on ice. To bind the MBD-biotin protein to the washed beads, first add 35 microliters of protein to separate tubes and bring the total volume up to 250 microliters using 1X bead wash buffer.Add 250 microliters of diluted MBD protein to the 250 microliters of washed beads and leave them on end-to-end rotation at room temperature. After mixing the beads in protein for one hour, wash the protein-bound magnetic streptavidin beads by placing the tubes on the magnetic stand for one minute. Remove the liquid without touching the beads using a pipette.Then, add 250 microliters of 1X bead wash buffer and place the tubes on a rotation mixer for five minutes at room temperature. Repeat the washing step two more times before re-suspending the washed MBD-biotin beads in 200 microliters of 1X bead wash buffer, making the beads ready for methylated DNA capture. In a clean 1.5-milliliter DNase-free tube, add 100 microliters of milliliter bead wash buffer and 180 microliters of the fragmented genomic DNA.Bring the final volume to 500 microliters using DNase-free water. Add 380 microliters of DNase-free water to the remaining 20 liters of the fragmented genomic DNA. Freeze the samples to later process them further and use them as input DNA controls.Place the tubes containing washed MBD-biotin beads on a magnetic stand for one minute, and remove the liquid without disturbing the beads. Then, add 500 microliters of fragmented genomic DNA diluted in bead wash buffer. Seal all the tubes tightly with paraffin film and leave them overnight at 4 degrees Celsius on an end-to-end rotation stand at 8 to 10 rotations per minute.After the DNA and MBD bead binding reaction, place the tubes on the magnetic rack for one minute to concentrate all the beads on the inner wall of the tube. Remove the supernatant liquid with a pipette without touching the beads, and save this unbound DNA sample fraction on ice. Then add 200 microliters of 1X bead wash buffer to the beads and place the tubes on the rotating stand for three minutes at room temperature.After removing the liquid using the magnetic stand, repeat the wash another two times to remove the residual unbound DNA. After the final wash, add 200 microliters of high-salt elution buffer provided in the kit to elute the DNA. Then, place the tubes on the rotating stand for 15 minutes at room temperature.Following incubation, place them on the magnetic stand for one minute and use a pipette to carefully transfer the supernatant to a new, clean 1.5-milliliter tube. Next, add 200 microliters of high-salt elution buffer to the beads, and repeat the elution by rotating the tubes at room temperature for an additional 15 minutes. Add the second elute to the same tube containing the 200 microliters of the first elute.To precipitate the DNA, add one microliter of glycogen, 40 microliters of three molar sodium acetate, pH 5.2, and 800 microliters of ice-cold absolute ethanol to 400 microliters of eluted DNA. Also add the reagents to the previously frozen 400 microliters of input DNA control samples. Mix the tubes well by vortexing before incubating them at minus 80 degrees Celsius overnight.The next day, centrifuge the tubes at 12, 000 times g and 4 degrees Celsius for 30 minutes. Discard the supernatant carefully without disturbing the pellet. Then, add 500 microliters of 70%ethanol and vortex the tubes.After centrifuging the tubes again using the same conditions but for 15 minutes, remove the supernatant by carefully using a pipette. Then, centrifuge the tubes at maximum speed for one minute at room temperature, and remove the residual ethanol completely using a pipette tip. Air-dry the pellet for five minutes at room temperature.Finally, add 10 microliters of DNase-free water to the DNA pellet before proceeding to the methylated DNA quantification, MBD sequencing, and analysis as described in the text protocol. The analysis identified several differentially hyper-and hypomethylated regions enriched in CLL samples compared to normal controls. These differentially methylated regions were mapped to different classes of protein coding and noncoding genes.Finally, the data analysis showed significant overlap between the CLL-associated differentially methylated regions obtained from two different normal control comparisons. Here, all the CpG sites located in target regions of two differentially methylated genes were validated in a large number of CLL samples using pyrosequencing. The optimum range of sonication required for this method is illustrated here.This range of fragmented DNA is ideal and more suitable for next-generation sequencing purposes. Once mastered, this technique can be done in two days if it is done properly. While attempting this procedure, the crucial factors that affect the final DNA recovery are the quality and the amount of the input DNA used and the range of the fragmented DNA after sonication.We decided to use this method because it is the first CLL global methylation study that is based on the immunoprecipitation for enriching methylated DNA covering all the methylated regions across the genome. The implications of this technique extend towards prognosis or therapy because the identified differentially methylated signature genes could serve as global normal biomarkers and epigenetic targets for therapy. Following this procedure, the enriched methylated DNA can be used for other downstream applications like hybridizing or doing microarrays to easily compare the metalomes between two samples or disease entities using a fixed set of CpG sites present on the arrays.Finally, this is a cost-effective technique to analyze large number of patient samples for methylated sequences across the genome, including annotated sequences spanning protein-coding genes as well as non-annotated sequences spanning repetitive elements and long non-coding RNAs.

Research

JoVE Journal

Genetics

Determination of the Optimal Chromosomal Location(s) for a DNA Element in Escherichia coli Using a Novel Transposon-mediated Approach

Determination of the Optimal Chromosomal Locations for a DNA Element in Escherichia coli Using a Novel Transposon-mediated Approach

קביעת Location(s) כרומוזומלית האופטימלית עבור רכיב ה-DNA ב- Escherichia coli באמצעות גישה מוזרה בתיווך Transposon

The optimal chromosomal position(s) of a given DNA element was/were determined by transposon-mediated random insertion followed by fitness selection. In ...

Profiling DNA Replication Timing Using Zebrafish as an In Vivo Model System

Profiling DNA Replication Timing Using Zebrafish as an In Vivo Model System

פרופיל תזמון שכפול ה-DNA באמצעות דג זברה כמערכת מודל In Vivo

DNA replication timing is an important cellular characteristic, exhibiting significant relationships with chromatin structure, transcription, and DNA ...

Candidate Gene Testing in Clinical Cohort Studies with Multiplexed Genotyping and Mass Spectrometry

ג'ין המועמד בדיקות במחקרים קליניים עוקבה ועם Genotyping מרובבת ספקטרומטר מסה

Complex diseases are often underpinned by multiple common genetic variants that contribute to disease susceptibility. Here, we describe a cost-effective ...

Methodology for Accurate Detection of Mitochondrial DNA Methylation

מתודולוגיה עבור איתור מדויק של מתילציה DNA מיטוכונדריאלי

Quantification of DNA methylation can be achieved using bisulfite sequencing, which takes advantage of the property of sodium bisulfite to convert ...

Quantitative Analysis of Alternative Pre-mRNA Splicing in Mouse Brain Sections Using RNA In Situ Hybridization Assay

Quantitative Analysis of Alternative Pre-mRNA Splicing in Mouse Brain Sections Using RNA In Situ Hybridization Assay

ניתוח כמותי של שחבור חלופי Pre-mRNA בסעיפים מוח העכבר באמצעות ה-RNA בחיי עיר הכלאה Assay

Alternative splicing (AS) occurs in more than 90% of human genes. The expression pattern of an alternatively spliced exon is often regulated in a cell ...

Single-Molecule F&ouml;rster Resonance Energy Transfer Methods for Real-Time Investigation of the Holliday Junction Resolution by GEN1

Single-Molecule F&#246;rster Resonance Energy Transfer Methods for Real-Time Investigation of the Holliday Junction Resolution by GEN1

מולקולה בודדת Förster שיטות העברת אנרגיה בזמן אמת על החלטה של צומת הולידיי-GEN1

Bulk methods measure the ensemble behavior of molecules, in which individual reaction rates of the underlying steps are averaged throughout the ...

Investigation of the Transcriptional Role of a RUNX1 Intronic Silencer by CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein in Acute Myeloid Leukemia Cells

Investigation of the Transcriptional Role of a RUNX1 Intronic Silencer by CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein in Acute Myeloid Leukemia Cells

חקירת התפקיד הטרנססאני של משתיק הRUNX1 נית על ידי CRISPR/Cas9 Ribonucleoprotein בתאי לוקמיה מיאלואיד חריפה

The bulk of the human genome (~98%) is comprised of non-coding sequences. Cis-regulatory elements (CREs) are non-coding DNA sequences that contain binding ...

Use of the Pyrimidine Analog, 5-Iodo-2&prime;-Deoxyuridine (IdU) with Cell Cycle Markers to Establish Cell Cycle Phases in a Mass Cytometry Platform

Use of the Pyrimidine Analog, 5-Iodo-2&#8242;-Deoxyuridine IdU with Cell Cycle Markers to Establish Cell Cycle Phases in a Mass Cytometry Platform

שימוש באנלוגי פירימידין, 5-Iodo-2′-Deoxyuridine (IdU) עם סמני מחזור התא כדי לקבוע שלבי מחזור התא בפלטפורמת ציטומטריית מסה

The regulation of cell cycle phase is an important aspect of cellular proliferation and homeostasis. Disruption of the regulatory mechanisms governing the ...

LINE-1 Methylation Analysis in Mesenchymal Stem Cells Treated with Osteosarcoma-Derived Extracellular Vesicles

קו 1 ניתוח מתילציה בתאי גזע מסנמצ'אל מטופלים עם אוסטאוסרקומה-מסחטות שלפוחיות

Methylation-specific probe amplification (MSPA) is a simple and robust technique that can be used to detect relative differences in methylation levels of ...

Genome-wide Analysis of Histone Modifications Distribution using the Chromatin Immunoprecipitation Sequencing Method in Magnaporthe oryzae

Genome-wide Analysis of Histone Modifications Distribution using the Chromatin Immunoprecipitation Sequencing Method in Magnaporthe oryzae

ניתוח כלל-גנומי של הפצת שינויים בהיסטון באמצעות שיטת רצף האימונו-הוצאה כרומטין במגנפורטה אוריזה

Chromatin immunoprecipitation sequencing (ChIP-seq) is a powerful and widely used molecular technique for mapping whole genome locations of transcription ...