Name: an integrated platform for genome-wide mapping of chromatin states using high-throughput chip-sequencing in tumor tissues
Uploaded: 2018-04-05T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Integrated Platform for Genome-wide Mapping of Chromatin States Using High-throughput ChIP-sequencing in Tumor Tissues at JoVE.com

Vi tackar Marcus Coyle, Curtis Gumbs, SMF kärna på MDACC för sekvensering stöd. Det arbete som beskrivs i denna artikel stöddes av bidrag från NIH bidraget (CA016672) till SMF kärna och NCI awards (1K99CA160578 och R00CA160578) till K. R.

Alla kliniska prover erhölls efter riktlinjerna i institutionella Review Board.
1. buffert förberedelse
<ol><li>Gör 200 mL TE buffert (10 mM Tris-HCl, 10 mM etylendiamintetraättiksyra (EDTA) syra pH 8,0).</li>
	<li>Gör 200 mL STE buffert (10 mM Tris-HCl, 10 mM EDTA pH 8,0, 140 mM NaCl).</li>
	<li>200 mL av 2,0 M glycin (37.52 g av glycin i 200 mL vatten) och värm den till 65 ° C.</li>
	<li>Gör 200 mL 5% natrium deoxicholat (DOC) lösning (10 g av DOC i 200 mL vatten).</li>
	<li>Gör ...

<ol>
	<li>Rao, S. 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=A+3D+map+of+the+human+genome+at+kilobase+resolution+reveals+principles+of+chromatin+looping.">A 3D map of the human genome at kilobase resolution reveals principles of chromatin looping.</a> Cell. 159 (7), 1665-1680 (2014).</li><li>Hnisz, D., Day, D. S., Young, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insulated+Neighborhoods:+Structural+and+Functional+Units+of+Mammalian+Gene+Control.">Insulated Neighborhoods: Structural and Functional Units of Mammalian Gene Control.</a> Cell. 167 (5), 1188-1200 (2016).</li><li>Dixon, J. R., 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=Topological+domains+in+mammalian+genomes+identified+by+analysis+of+chromatin+interactions.">Topological domains in mammalian genomes identified by analysis of chromatin interactions.</a> Nature. 485 (7398), 376-380 (2012).</li><li>Sanyal, A., Lajoie, B. R., Jain, G., Dekker, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+long-range+interaction+landscape+of+gene+promoters.">The long-range interaction landscape of gene promoters.</a> Nature. 489 (7414), 109-113 (2012).</li><li>Wang, X., 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=SMARCB1-mediated+SWI/SNF+complex+function+is+essential+for+enhancer+regulation.">SMARCB1-mediated SWI/SNF complex function is essential for enhancer regulation.</a> Nat Genet. 49 (2), 289-295 (2017).</li><li>Hnisz, 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=Activation+of+proto-oncogenes+by+disruption+of+chromosome+neighborhoods.">Activation of proto-oncogenes by disruption of chromosome neighborhoods.</a> Science. 351 (6280), 1454-1458 (2016).</li><li>J&#228;ger, R., 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=Capture+Hi-C+identifies+the+chromatin+interactome+of+colorectal+cancer+risk+loci.">Capture Hi-C identifies the chromatin interactome of colorectal cancer risk loci.</a> Nat Commun. 6, 6178 (2015).</li><li>Krijger, P. H., de Laat, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+disease-associated+gene+expression+in+the+3D+genome.">Regulation of disease-associated gene expression in the 3D genome.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 17 (12), 771-782 (2016).</li><li>Mansour, M. R., 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=Oncogene+regulation.+An+oncogenic+super-enhancer+formed+through+somatic+mutation+of+a+noncoding+intergenic+element.">Oncogene regulation. An oncogenic super-enhancer formed through somatic mutation of a noncoding intergenic element.</a> Science. 346 (6215), 1373-1377 (2014).</li><li>Weischenfeldt, 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=Pan-cancer+analysis+of+somatic+copy-number+alterations+implicates+IRS4+and+IGF2+in+enhancer+hijacking.">Pan-cancer analysis of somatic copy-number alterations implicates IRS4 and IGF2 in enhancer hijacking.</a> Nat Genet. 49 (1), 65-74 (2017).</li><li>Herz, H. M., Hu, D., Shilatifard, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancer+malfunction+in+cancer.">Enhancer malfunction in cancer.</a> Mol Cell. 53 (6), 859-866 (2014).</li><li>Kouzarides, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+modifications+and+their+function.">Chromatin modifications and their function.</a> Cell. 128 (4), 693-705 (2007).</li><li>Tan, 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=Identification+of+67+histone+marks+and+histone+lysine+crotonylation+as+a+new+type+of+histone+modification.">Identification of 67 histone marks and histone lysine crotonylation as a new type of histone modification.</a> Cell. 146 (6), 1016-1028 (2011).</li><li>Strahl, B. D., Allis, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+language+of+covalent+histone+modifications.">The language of covalent histone modifications.</a> Nature. 403 (6765), 41-45 (2000).</li><li>Ernst, 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=Mapping+and+analysis+of+chromatin+state+dynamics+in+nine+human+cell+types.">Mapping and analysis of chromatin state dynamics in nine human cell types.</a> Nature. 473 (7345), 43-49 (2011).</li><li>Consortium, E. P., 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=An+integrated+encyclopedia+of+DNA+elements+in+the+human+genome.">An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome.</a> Nature. 489 (7414), 57-74 (2012).</li><li>Rivera, C. M., Ren, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mapping+human+epigenomes.">Mapping human epigenomes.</a> Cell. 155 (1), 39-55 (2013).</li><li>Stergachis, A. B., 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=Developmental+fate+and+cellular+maturity+encoded+in+human+regulatory+DNA+landscapes.">Developmental fate and cellular maturity encoded in human regulatory DNA landscapes.</a> Cell. 154 (4), 888-903 (2013).</li><li>Xie, W., 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+of+multilineage+differentiation+of+human+embryonic+stem+cells.">Epigenomic analysis of multilineage differentiation of human embryonic stem cells.</a> Cell. 153 (5), 1134-1148 (2013).</li><li>Chen, L., 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=Transcriptional+diversity+during+lineage+commitment+of+human+blood+progenitors.">Transcriptional diversity during lineage commitment of human blood progenitors.</a> Science. 345 (6204), 1251033 (2014).</li><li>Saeed, 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=Epigenetic+programming+of+monocyte-to-macrophage+differentiation+and+trained+innate+immunity.">Epigenetic programming of monocyte-to-macrophage differentiation and trained innate immunity.</a> Science. 345 (6204), 1251086 (2014).</li><li>Bernstein, B. E., 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=The+NIH+Roadmap+Epigenomics+Mapping+Consortium.">The NIH Roadmap Epigenomics Mapping Consortium.</a> Nat Biotechnol. 28 (10), 1045-1048 (2010).</li><li>Roadmap Epigenomics, C., 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=Integrative+analysis+of+111+reference+human+epigenomes.">Integrative analysis of 111 reference human epigenomes.</a> Nature. 518 (7539), 317-330 (2015).</li><li>Ernst, J., Kellis, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ChromHMM:+automating+chromatin-state+discovery+and+characterization.">ChromHMM: automating chromatin-state discovery and characterization.</a> Nat Methods. 9 (3), 215-216 (2012).</li><li>Feng, J., Liu, T., Qin, B., Zhang, Y., Liu, X. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+ChIP-seq+enrichment+using+MACS.">Identifying ChIP-seq enrichment using MACS.</a> Nat Protoc. 7 (9), 1728-1740 (2012).</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>Landt, S. G., 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=ChIP-seq+guidelines+and+practices+of+the+ENCODE+and+modENCODE+consortia.">ChIP-seq guidelines and practices of the ENCODE and modENCODE consortia.</a> Genome Res. 22 (9), 1813-1831 (2012).</li><li>O'Neill, L. P., VerMilyea, M. D., Turner, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epigenetic+characterization+of+the+early+embryo+with+a+chromatin+immunoprecipitation+protocol+applicable+to+small+cell+populations.">Epigenetic characterization of the early embryo with a chromatin immunoprecipitation protocol applicable to small cell populations.</a> Nat Genet. 38 (7), 835-841 (2006).</li><li>Dahl, J. A., Collas, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Q2ChIP,+a+quick+and+quantitative+chromatin+immunoprecipitation+assay,+unravels+epigenetic+dynamics+of+developmentally+regulated+genes+in+human+carcinoma+cells.">Q2ChIP, a quick and quantitative chromatin immunoprecipitation assay, unravels epigenetic dynamics of developmentally regulated genes in human carcinoma cells.</a> Stem Cells. 25 (4), 1037-1046 (2007).</li><li>Zhang, B., 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=Allelic+reprogramming+of+the+histone+modification+H3K4me3+in+early+mammalian+development.">Allelic reprogramming of the histone modification H3K4me3 in early mammalian development.</a> Nature. 537 (7621), 553-557 (2016).</li><li>Dahl, J. A., 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=Broad+histone+H3K4me3+domains+in+mouse+oocytes+modulate+maternal-to-zygotic+transition.">Broad histone H3K4me3 domains in mouse oocytes modulate maternal-to-zygotic transition.</a> Nature. 537 (7621), 548-552 (2016).</li><li>Shen, 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=H3K4me3+epigenomic+landscape+derived+from+ChIP-Seq+of+1,000+mouse+early+embryonic+cells.">H3K4me3 epigenomic landscape derived from ChIP-Seq of 1,000 mouse early embryonic cells.</a> Cell Res. 25 (1), 143-147 (2015).</li><li>Flanagin, S., Nelson, J. D., Castner, D. G., Denisenko, O., Bomsztyk, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microplate-based+chromatin+immunoprecipitation+method,+Matrix+ChIP:+a+platform+to+study+signaling+of+complex+genomic+events.">Microplate-based chromatin immunoprecipitation method, Matrix ChIP: a platform to study signaling of complex genomic events.</a> Nucleic Acids Res. 36 (3), e17 (2008).</li><li>Nelson, J. D., Denisenko, O., Sova, P., Bomsztyk, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+chromatin+immunoprecipitation+assay.">Fast chromatin immunoprecipitation assay.</a> Nucleic Acids Res. 34 (1), e2 (2006).</li><li>Lerdrup, M., Johansen, J. V., Agrawal-Singh, S., Hansen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+interactive+environment+for+agile+analysis+and+visualization+of+ChIP-sequencing+data.">An interactive environment for agile analysis and visualization of ChIP-sequencing data.</a> Nat Struct Mol Biol. 23 (4), 349-357 (2016).</li><li>Afgan, E., 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=The+Galaxy+platform+for+accessible,+reproducible+and+collaborative+biomedical+analyses:+2016+update.">The Galaxy platform for accessible, reproducible and collaborative biomedical analyses: 2016 update.</a> Nucleic Acids Res. 44 (W1), W3-W10 (2016).</li><li>Blecher-Gonen, R., 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=High-throughput+chromatin+immunoprecipitation+for+genome-wide+mapping+of+in+vivo+protein-DNA+interactions+and+epigenomic+states.">High-throughput chromatin immunoprecipitation for genome-wide mapping of in vivo protein-DNA interactions and epigenomic states.</a> Nat Protoc. 8 (3), 539-554 (2013).</li><li>Tang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=pyflow-ChIPseq:+a+snakemake+based+ChIP-seq+pipeline.">pyflow-ChIPseq: a snakemake based ChIP-seq pipeline.</a> Zenodo. , (2017).</li><li>Koster, J., Rahmann, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Snakemake--a+scalable+bioinformatics+workflow+engine.">Snakemake--a scalable bioinformatics workflow engine.</a> Bioinformatics. 28 (19), 2520-2522 (2012).</li><li>Ramirez, F., 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=deepTools2:+a+next+generation+web+server+for+deep-sequencing+data+analysis.">deepTools2: a next generation web server for deep-sequencing data analysis.</a> Nucleic Acids Res. 44 (W1), W160-W165 (2016).</li><li>Bailey, 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=Practical+guidelines+for+the+comprehensive+analysis+of+ChIP-seq+data.">Practical guidelines for the comprehensive analysis of ChIP-seq data.</a> PLoS Comput Biol. 9 (11), e1003326 (2013).</li><li>Fiziev, P., 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=Systematic+Epigenomic+Analysis+Reveals+Chromatin+States+Associated+with+Melanoma+Progression.">Systematic Epigenomic Analysis Reveals Chromatin States Associated with Melanoma Progression.</a> Cell Rep. 19 (4), 875-889 (2017).</li><li>Liu, 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=Broad+chromosomal+domains+of+histone+modification+patterns+in+C.+elegans.">Broad chromosomal domains of histone modification patterns in C. elegans.</a> Genome Res. 21 (2), 227-236 (2011).</li><li>Egelhofer, T. A., 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=An+assessment+of+histone-modification+antibody+quality.">An assessment of histone-modification antibody quality.</a> Nat Struct Mol Biol. 18 (1), 91-93 (2011).</li><li>Rai, 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=Dual+Roles+of+RNF2+in+Melanoma+Progression.">Dual Roles of RNF2 in Melanoma Progression.</a> Cancer Discov. , (2015).</li><li>Cotney, J. L., Noonan, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatin+immunoprecipitation+with+fixed+animal+tissues+and+preparation+for+high-throughput+sequencing.">Chromatin immunoprecipitation with fixed animal tissues and preparation for high-throughput sequencing.</a> Cold Spring Harb Protoc. (2), 191-199 (2015).</li><li>Cejas, P., 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=Chromatin+immunoprecipitation+from+fixed+clinical+tissues+reveals+tumor-specific+enhancer+profiles.">Chromatin immunoprecipitation from fixed clinical tissues reveals tumor-specific enhancer profiles.</a> Nat Med. 22 (6), 685-691 (2016).</li></ol>

Det här protokollet beskriver en komplett och heltäckande hög genomströmning ChIP-seq modul för genome-wide mappning av kromatin staterna i mänsklig tumörvävnad och cellinjer. I ChIP-seq protokoll är en av de viktigaste stegen antikropp specificitet. Här, illustrerar denna metod immunoprecipitation villkor för beskrivs sex Histon ändringarna, varav alla är ChIP-grad och tidigare har validerats i våra och andra laboratorier42,44,<sup class...

Flesta däggdjur genomen (98-99%) består av icke-kodande sekvens, och dessa nocoding regioner innehåller reglerande element känt att delta i kontrollen av genuttryck och kromatin organisation1,2. I en normal cell är specifika montering av genomisk DNA i komprimerade kromatinstruktur avgörande för rumslig organisation, reglering och exakt timing av olika DNA-associerade processer3,4,5. I en cancercell dock kan kromatin modifieringar av avvikande epigenetiska mekanismer leda till felaktig organisation av kromatinstruktur, inklusive tillgång till föreskrivande element, kromosomala looping system och gen uttryck mönster6, 7,8,9,10.
Trots senaste framsteg, har vi begränsad förståelse av epigenetiska förändringar som är associerade med tumör progression eller terapeutiskt svar. Epigenomet består av en rad ändringar, inklusive Histon märken och DNA-metylering, som tillsammans bildar ett dynamiskt tillstånd (kallad kromatin staten) som inkräktar på gen uttryck nätverk och andra processer som är kritiska för att upprätthålla cellulära identitet. Förändringar i förstärkare har nyligen visats i flera maligniteter genom att studera H3K27Ac profiler11. Även om sådana studier ger insikt om sambandet mellan isolerade epigenetiska varumärken, mer än 100 epigenetiska förändringar har varit identifierade12,13 utan tydlig förståelse av deras biologiska roller och ömsesidigt beroende. Dessutom finns ett ännu större antal möjliga kombinatoriska mönster av dessa Histon och DNA ändringar, och det är dessa kombinatoriska mönster - inte enskilda ändringar - som dikterar epigenetiska staterna14. Därför finns det enorma behovet av att identifiera förändringar i dessa kromatin stater under cancer progression eller Svaren till terapi. Omfattande kunskap av epigenomet förändringar i cancer har halkat delvis på grund av tekniska (t.ex. generationen av storskaliga data från liten mängd kliniska material/enstaka celler) och analytisk (e.g. algoritmer att definiera kombinatoriska staterna) utmaningar. Därför finns det kritiska behov av robusta hög genomströmning metoder för profilering stort antal Histon modifiering märken från kliniska material och lätt att implementera beräkningsvetenskapliga metoder att förutsäga kombinatoriska mönster som kommer att underlätta bestämning av epigenetiska stater associerade med olika stadier av uppkomst och terapeutiska motstånd. Ytterligare, data finns från senaste epigenomet profilering studier15,16,17,18,19,20,21, 22,23 i normal vävnad och cellinjer kan integreras med kromatin profiler av tumörer för ytterligare insikter epigenomet bidrag till tumörbiologi.
Kromatin profilering har blivit ett kraftfullt verktyg för att identifiera de globala bindande mönster av olika kromatin ändringar15,24. Under de senaste åren har ChIP-seq blivit den ”gyllene standarden” för att studera DNA-protein interaktioner på en global skala25,26,27. För någon ChIP-seq experiment finns det kritiska steg krävs för dess framgång, inklusive vävnad behandling och avståndstagande, fastställelser optimal ultraljudsbehandling villkor, fastställelser optimal antikroppskoncentration för nederbörd, bibliotek förberedelse, efter sekvensering databehandling och efterföljande analys. Dessa steg innehåller viktiga kvalitetskontroll kontrollpunkter, och tillsammans, är avgörande för att korrekt identifiera potentiella mål för funktionella validering. Genom innovation i stegen, har flera tidigare studier utvecklat metoder för att utföra ChIP eller ChIP-Seq från liten mängd vävnader28,29,30,31,32 . Vidare tyder vissa studier protokoll för hög genomströmning ChIP experiment följt av PCR baserat kvantitering33,34. Slutligen finns nu vissa offentligt tillgängliga analys plattformar för ChIP-Seq data såsom Easeq35 och Galaxy36. En integrerad plattform för att utföra ChIP-Seq i en hög genomströmning mode i kombination med en computational pipeline att utföra enda varumärke samt kromatin staten analyser har dock saknats.
Det här protokollet beskriver ett komplett och omfattande ChIP-seq arbetsflöde för genome-wide mappning av kromatin staterna i tumörvävnad och cellinjer, med lätt för att följa riktlinjer som omfattar alla steg som krävs för ett lyckat experiment. Genom att anta en hög genomströmning metod tidigare beskrivits av Blecher-Gonen o.a. 37, detta protokoll kan utföras på dussintals prover parallellt och har tillämpats på cancer cellinjer och mänskliga tumörer såsom melanom, kolon, prostata och glioblastoma multiforme. Vi visar metoden för sex core Histon ändringar som representerar viktiga komponenter av epigenetiska reglerande landskap i mänskliga melanom cell linjer och tumörprover. Dessa ändringar inkluderar H3K27ac (smakförstärkare), H3K4me1 (aktiva och balanserande smakförstärkare), H3K4me3 (initiativtagare), H3K79me2 (transkriberas regioner), H3K27me3 (polycomb förtryck), och H3K9me3 (heterochromatic förtryck). Dessa märken kan användas antingen ensamt eller i kombination för att identifiera funktionellt distinkta kromatin stater som representerar både repressiva och aktiva domäner.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>ChIP-grade H3K4me1 antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab8895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChIP-grade H3K27ac antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab4729</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChIP-grade H3K4me3 antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab8580</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChIP-grade H3K79me2 antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab3594</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChIP-grade H3K27me3 antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab6002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChIP-grade H3K9me3 antibody</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab8898</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1M Tris HCl, pH 8.0</td>
			<td>Teknova</td>
			<td>T1080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E9884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S7653</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glycine</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G8898</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium deoxycholate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>30970</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DPBS</td>
			<td>Sigma - Life Sciences</td>
			<td>D8537-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SDS</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>74255</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton-X</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>X100-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LiCl</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>746460</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NP-40</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td>492016-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1% TWEEN-20</td>
			<td>Fisher Bioreagents</td>
			<td>BP337-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BSA - IgG-free</td>
			<td>Sigma - Life Sciences</td>
			<td>A2058-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HBSS</td>
			<td>Gibo</td>
			<td>14025092</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GentleMACS C tube</td>
			<td>GentleMACS</td>
			<td>120-008-466</td>
			<td>disassociation tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>16% Formaldehyde</td>
			<td>Peierce</td>
			<td>28906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>miniProtease inhibitor&#160;</td>
			<td>Roche Diagnostics</td>
			<td>11836153001</td>
			<td>protease inhibitor tablets</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dynabeads Protein G&#160;</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10009D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioruptor NGS tubes 0.65 mL</td>
			<td>Diagenode</td>
			<td>C30010011</td>
			<td>sonication tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DynaMag - 96 Side Skirted</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>120.27</td>
			<td>96-well magnetic stand</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TE buffer</td>
			<td>Promega</td>
			<td>V6231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNase A</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>12091021</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteinase K</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>100005393</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AMPure XP beads</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>A63882</td>
			<td>paramagnetic beads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>E7023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit ds DNA High Sensitivity Assay Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>Q32854</td>
			<td>high sensitivity DNA reagents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEBNext Ultra II DNA Library Prep Kit</td>
			<td>New England BioLabs</td>
			<td>E7645L</td>
			<td>DNA Library Prep Kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nuclease-free water</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>AM9932</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High sensitivity D1000 ScreenTape</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-5584</td>
			<td>high sensitivity DNA reagents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High sensitivity D1000 reagents</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-5585</td>
			<td>high sensitivity DNA reagents</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multiplex Oligos (Index primers- Set 1)</td>
			<td>New England BioLabs</td>
			<td>E7335L</td>
			<td>Multiplex Oligos&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multiplex Oligos (Index primers- Set 2)</td>
			<td>New England BioLabs</td>
			<td>E7500L</td>
			<td>Multiplex Oligos&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TapeStation 4200</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>G2991AA</td>
			<td>high sensitivity DNA electropherogram instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bioruptor Pico sonication device&#160;</td>
			<td>Diagenode</td>
			<td>B01060001</td>
			<td>water bath disruputor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mixer</td>
			<td>Nutator</td>
			<td>421105</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bio-Rad C1000 Touch Thermal Cycler</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>1851196</td>
			<td>PCR Thermal cycler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water Bath</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>2322</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multichannel Pipet</td>
			<td>Denville</td>
			<td>1003123</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tube Revolver</td>
			<td>Thermo-Scientific</td>
			<td>88881001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-Well Skirted Plate</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>47744-110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allegra X-12R Centrifuge&#160;</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>A99464</td>
			<td>benchtop centrifuge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge 5424</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>22620461</td>
			<td>tabletop centrifuge</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical tube strips (8x Strip)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>401428</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical tube strip caps (8x strip)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>401425</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Loading Tips, 10 Pk</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-5599</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IKA MS3 vortex</td>
			<td>IKA</td>
			<td>3617000</td>
			<td>vortex</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an integrated platform for genome-wide mapping of chromatin states using high-throughput chip-sequencing in tumor tissues

Histon ändringar utgör en viktig del av epigenomet och spelar en viktig reglerande roll i fastställande av transkriptionell status för associerade loci. Dessutom har förekomsten av särskilda modifikationer använts för att bestämma position och identitet icke-kodande funktionselement som smakförstärkare. Under de senaste åren har kromatin immunoprecipitation följt av nästa generations sekvensering (ChIP-seq) blivit ett kraftfullt verktyg vid fastställandet av genome-wide profiler för enskilda Histon ändringar. Det har dock blivit allt tydligare att den kombinatoriska mönstren av kromatin modifieringar, kromatin stater, fastställa identitet och karaktär det associera genomisk locus. Därför arbetsflöden som består av stabila hög genomströmning (HT) metoder för profilering ett antal Histon modifiering märken, liksom computational analyser rörledningar kan hantera myriader av ChIP-Seq profilering datamängder, behövs för omfattande bestämning av epigenetisk staterna i stort antal prover. Den HT-ChIP-Seq arbetsflöde presenteras här består av två moduler: 1) ett experimentellt protokoll för profilering flera Histon ändringar från små mängder tumörprover och cellinjer i en 96-väl format; och 2) en computational data analys pipeline som kombinerar befintliga verktyg för att beräkna både enskilt varumärke beläggning och kombinatoriska kromatin staten mönster. Tillsammans underlättar dessa två moduler lätt bearbetning av hundratals ChIP-Seq prover på ett snabbt och effektivt sätt. Arbetsflödet presenteras här används för att härleda kromatin staten mönster från 6 Histon mark profiler i melanom tumörer och cellinjer. Sammantaget presenterar vi ett omfattande ChIP-seq-arbetsflöde som kan tillämpas på dussintals människors tumörprover och cancer cellinjer att bestämma epigenetisk avvikelser i olika maligniteter.

Detta protokoll tillåter immunoprecipitation från fryst tumörvävnad och cellinjer som kan utföras på dussintals prover parallellt med en hög genomströmning metod (figur 1A). Kromatin fragment bör variera mellan ~ 200-1000 bps för optimal immunoprecipitation. Vi har noterat att den tid som behövs för att uppnå samma klippning längd varierar för olika vävnader och celltyper. Framgången för ChIP från små mängder vävnad bero...

Watch this Scientific Journal Video about An Integrated Platform for Genome-wide Mapping of Chromatin States Using High-throughput ChIP-sequencing in Tumor Tissues at JoVE.com

An Integrated Platform for Genome-wide Mapping of Chromatin States Using High-throughput ChIP-sequencing in Tumor Tissues

En integrerad plattform för Genome-wide mappning av kromatin stater med hög genomströmning ChIP-sekvensering i tumörvävnad

Här beskriver vi en optimerad hög genomströmning ChIP-sekvensering protokoll och computational analyser pipeline för bestämning av genome-wide kromatin staten mönster från fryst tumörvävnad och cellinjer.

Histone modifications constitute a major component of the epigenome and play important regulatory roles in determining the transcriptional status of ...

Research

JoVE Journal

Cancer Research

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

The Drosophila Imaginal Disc Tumor Model: Visualization and Quantification of Gene Expression and Tumor Invasiveness Using Genetic Mosaics

De<em&gt; Drosophila</em&gt; Imaginal skiva Tumör Modell: Visualisering och kvantifiering av genuttryck och tumör invasiv använda genetiska mosaiker

Drosophila melanogaster has emerged as a powerful experimental system for functional and mechanistic studies of tumor development and progression in the ...

The Establishment of a Lung Colonization Assay for Circulating Tumor Cell Visualization in Lung Tissues

Inrättandet av en Lung Colonization analys för cirkulerande tumör Cell visualisering i lungvävnad

Metastasis is the major cause of cancer death. The role of circulating tumor cells (CTCs) in promoting cancer metastasis, in which lung colonization by ...

Genome-wide RNAi Screening to Identify Host Factors That Modulate Oncolytic Virus Therapy

Genome-wide RNAi Screening att identifiera värd faktorer som modulerar onkolytisk Virus terapi

High-throughput genome-wide RNAi (RNA interference) screening technology has been widely used for discovering host factors that impact&#160;virus ...

Native Chromatin Immunoprecipitation Using Murine Brain Tumor Neurospheres

Infödda kromatin Immunoprecipitation använder murina hjärnan tumören Neurospheres

Epigenetic modifications may be involved in the development and progression of glioma. Changes in methylation and acetylation of promoters and regulatory ...

Generation of High-Throughput Three-Dimensional Tumor Spheroids for Drug Screening

Generation av High-Throughput tredimensionella tumör Spheroids för drogkontroll

Cancer cells have routinely been cultured in two dimensions (2D) on a plastic surface. This technique, however, lacks the true environment a tumor mass is ...

Digital Polymerase Chain Reaction Assay for the Genetic Variation in a Sporadic Familial Adenomatous Polyposis Patient Using the Chip-in-a-tube Format

Digitala polymeras Chain Reaction Assay för den genetiska variationen i en sporadisk familjär adenomatös polypos Patient med formatet Chip-i-ett-rör

The quantitative analysis of human genetic variation is crucial for understanding the molecular characteristics of serious medical conditions, such as ...

In Vitro Assay to Study Tumor-macrophage Interaction

In vitro-analys för att studera interaktion med tumör-makrofage

Tumor associated macrophages (TAMs) account for a large percentage of cells in the tumor mass for different types of cancers. Glioblastoma (GBM), a ...

Establishment and Characterization of Small Bowel Neuroendocrine Tumor Spheroids

Etablering och karakterisering av små tarm neuroendokrina tumör spheroids

Small bowel neuroendocrine tumors (SBNETs) are rare cancers originating from enterochromaffin cells of the gut. Research in this field has been limited ...

Genome-Wide Analysis of DNA Methylation in Gastrointestinal Cancer

Genom-wide Analys av DNA-metylering i mag-tarmcancer

DNA methylation is an important epigenetic change that is biologically meaningful and a frequent focus of cancer research. Genome-wide DNA methylation is ...

Patient-Derived Tumor Explants As a "Live" Preclinical Platform for Predicting Drug Resistance in Patients

Patient-härledda tumör explanter som en "levande" preklinisk plattform för att förutsäga läkemedelsresistens hos patienter

An understanding of drug resistance and the development of novel strategies to sensitize highly resistant cancers rely on the availability of suitable ...