Генерация высших шаблона ДНК хроматина Качество Иммунопреципитация для высокопроизводительного секвенирования (чип-след)
Summary
Сочетание иммунопреципитации хроматина и сверхвысокой пропускной последовательности (чип-далее) может определять и белок-ДНК взаимодействия в данной линии ткани или клетки. Изложенные в том, как генерировать высокое качество щепы шаблон для последующего секвенирования, используя опыт с TCF7L2 транскрипционный фактор в качестве примера.
Abstract
Обломок-последовательности (чип-далее) методы непосредственно предложить целого генома охвата, где объединение иммунопреципитации хроматина (чип) и массивных параллельных последовательностей могут быть использованы для идентификации репертуара млекопитающих ДНК связаны факторов транскрипции в естественных условиях. "Следующего поколения" секвенирование генома технологии обеспечивают 1-2 порядков увеличение количества последовательностей, которые могут быть экономически эффективно генерируются на старые технологии что позволяет чип-далее методы для непосредственного предоставления целого генома покрытия для эффективного профилированию млекопитающего белок-ДНК взаимодействий.
Для успешного чип-последующие подходы, необходимо генерировать высокое качество чип ДНК-матрицы для получения наилучших результатов секвенирования. Описание основано вокруг опыт работы с белкового продукта гена наиболее сильно вовлечены в патогенез сахарного диабета 2 типа, а именно транскрипции фактора транскрипции фактора 7-подобный 2 (TCF7L2). Этот фактор также вовлечен в различные виды рака.
Изложенные в том, как генерировать высокое качество щепы ДНК-матрице, полученные из клеточной линии колоректального рака, HCT116, в целях создания высокого разрешения карты по виртуализации, чтобы определить гены связаны TCF7L2, давая дальнейшее понимание в свою ключевую роль в патогенезе сложных признаков.
Introduction
На протяжении многих лет наблюдается неудовлетворенная потребность определить набор генов связаны и регулируются геном данного белка широко, в частности, в классе фактора транскрипции.
Одом и соавт. 1 использован иммунопреципитацию хроматина (чип) в сочетании с промоутером микрочипов в систематическом выявлении генов занимают заранее оговоренное транскрипционных регуляторов в человеческой печени и панкреатических островков. Впоследствии Джонсон и др.. 2 разработана крупномасштабная хроматин иммунопреципитации на основе прямых ультра высокой пропускной секвенирования ДНК (чип-след), чтобы всесторонне карту белок-ДНК взаимодействия по всей геномах млекопитающих. В качестве теста случае, они отображаются в естественных условиях связывания нейронов-ограничительные глушителем фактора (NRSF) до 1946 мест в геноме человека. Отображаемые данные высоким разрешением связывания позиции (+ 50 пар оснований), что способствовало как яsolation мотивов и выявления NRSF-связывающих мотивов. Эти чипсеты-SEQ данных также была высокой чувствительностью и специфичностью и статистической достоверности (p <10 -4), свойств, которые важны для выведения новых взаимодействий кандидата.
Робертсон и др.. 3 также используется чип-SEQ с целью картирования STAT1 цели в γ-интерферона (IFN-γ) стимулировали и нестимулированных человека HeLa S3 клетки в живом организме. Чип-SEQ, используя 15,1 и 12,9 млн. однозначно отображается последовательность читает, и, по оценкам, ложных открытие менее 0,001, они определили 41 582 и 11 004 предполагаемых STAT1-связывающие области в стимулированных и стимулированных клеток соответственно. Из 34 локусов как известно, содержат STAT1-интерферона реагировать сайты связывания 4-8, чип-далее найдены 24 (71%). Обломок-SEQ цели были обогащены последовательности похожи на известные STAT1 связывающие мотивы. Сравнения с двумя существующими чип-PCR наборы данных предложеночто чип-сл чувствительность была между 70% и 92%, а специфичность была по крайней мере 95%. Кроме того, было ясно, что чип-SEQ предлагает как низкий аналитической сложности и чувствительности, которая увеличивается с глубиной секвенирования.
Таким образом, геном "следующего поколения" секвенирования технологии обеспечивают 1-2 порядков увеличение количества последовательностей, которые могут быть экономически эффективно генерируются на старых технологий 9. Обломок-SEQ методами таким образом, напрямую обеспечит целого генома для эффективного охвата профилирование млекопитающих белок-ДНК взаимодействия 3.
В 2006 году в сильной ассоциации из вариантов фактора транскрипции 7-подобный 2 (TCF7L2) гена с диабетом 2 типа был обнаружен 10. Другие исследователи уже самостоятельно реплицировать этот вывод в разных национальностей и, что интересно, с первого генома широкие исследования ассоциации диабета 2 типа опубликованы в Nature 11,12 </sвверх>, науки и в других местах 13-15 16,17, самая сильная связь была действительно с TCF7L2; этого в настоящее время считается наиболее значительные генетические нахождения в сахарный диабет 2 типа на сегодняшний день 18-20. Кроме того, TCF7L2 была связана с риском рака 21,22, более того, эта связь стала более очевидной, когда локус 8q24 выявленные геномом широкого исследования ассоциативного ряда злокачественных опухолей, включая колоректальный рак, было показано, что в связи с крайним вверх TCF7L2-связывающим элементом, вызывающим транскрипции MYC 23,24. Таким образом, существует огромный интерес в определении нижестоящих генов регулируется настоящим ключевым фактором транскрипции.
На основе опыта TCF7L2 как пример методологии, в настоящем документе описывается, как генерировать высокое качество чип ДНК. Чип проводили в толстой клеточной линии карциномы, НСТ116, для последующего секвенирования с целью создания высокого резольногоution карту генов связаны TCF7L2 25 в попытке получить дальнейшее понимание в свою ключевую роль в патогенезе сложных признаков.
Protocol
Representative Results
Discussion
Это теперь возможно проводить генома профиля белок-ДНК взаимодействия ассоциации с помощью чип-далее, как было недавно продемонстрировано с другими факторами транскрипции 2,3. Ключ к успешным результатам секвенирования поколения высокого качества шаблона хроматина ДНК иммуноп?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Работа выполнена при поддержке Института развития премию из Детской больницы Филадельфии.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | |
| QIAquick PCR Purification Kit | Qiagen | 28104 | |
| EZ-ChIP Kit | Millipore | 17-371 | |
| GoTaq Hot Start Polymerase | Promega | M5001 | |
| Misonix Sonicator | Qsonica | XL-2000 | |
| NanoDrop 1000 Spectrophotometer | Thermo-Scientific | ||
| Positive control primer sequences (TCF7L2-1) Forward- 5′-TCGCCCTGTCAATAATCTCC-3′ Reverse- 5′-GCTCACCTCCTGTATCTTCG-3′ Negative control primer sequences (CTRL-1) Forward-5′-ATGTGGTGTGGCTGTGATGGGAAC-3′ Reverse- 5′-CGAGCAATCGGTAAATAGGTCTGG-3′ |
References
- Odom, D. T., et al. Control of pancreas and liver gene expression by HNF transcription factors. Science. 303, 1378-1381 (2004).
- Johnson, D. S., Mortazavi, A., Myers, R. M., Wold, B. Genome-wide mapping of in vivo protein-DNA interactions. Science. 316, 1497-1502 (2007).
- Robertson, G., et al. Genome-wide profiles of STAT1 DNA association using chromatin immunoprecipitation and massively parallel sequencing. Nature Methods. 4, 651-657 (2007).
- Reich, N. C., Liu, L. Tracking STAT nuclear traffic. Nat. Rev. Immunol. 6, 602-612 (2006).
- Lodige, I., et al. Nuclear export determines the cytokine sensitivity of STAT transcription factors. The Journal of Biological Chemistry. 280, 43087-43099 (2005).
- Schroder, K., Sweet, M. J., Hume, D. A. Signal integration between IFNgamma and TLR signalling pathways in macrophages. Immunobiology. 211, 511-524 (2006).
- Vinkemeier, U. Getting the message across, STAT! Design principles of a molecular signaling circuit. The Journal of Cell Biology. 167, 197-201 (2004).
- Brierley, M. M., Fish, E. N. Stats: multifaceted regulators of transcription. J. Interferon Cytokine Res. 25, 733-744 (2005).
- Bentley, D. R. Whole-genome re-sequencing. Current Opinion in Genetics & Development. 16, 545-552 (2006).
- Grant, S. F., et al. Variant of transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) gene confers risk of type 2 diabetes. Nature Genetics. 38, 320-323 (2006).
- Sladek, R., et al. A genome-wide association study identifies novel risk loci for type 2 diabetes. Nature. 445, 881-885 (2007).
- . Wellcome Trust Case Control Consortium. Genome-wide association study of 14,000 cases of seven common diseases and 3,000 shared controls. Nature. 447, 661-678 (2007).
- Saxena, R., et al. Genome-wide association analysis identifies loci for type 2 diabetes and triglyceride levels. Science. 316, 1331-1336 (2007).
- Zeggini, E., et al. Replication of genome-wide association signals in UK samples reveals risk loci for type 2 diabetes. Science. 316, 1336-1341 (2007).
- Scott, L. J., et al. A genome-wide association study of type 2 diabetes in Finns detects multiple susceptibility variants. Science. 316, 1341-1345 (2007).
- Steinthorsdottir, V., et al. A variant in CDKAL1 influences insulin response and risk of type 2 diabetes. Nature Genetics. 39, 770-775 (2007).
- Salonen, J. T., et al. Type 2 Diabetes Whole-Genome Association Study in Four Populations: The DiaGen Consortium. American Journal of Human Genetics. 81, 338-345 (2007).
- Zeggini, E., McCarthy, M. I. TCF7L2: the biggest story in diabetes genetics since HLA. Diabetologia. 50, 1-4 (2007).
- Weedon, M. N. The importance of TCF7L2. Diabet. Med. 24, 1062-1066 (2007).
- Hattersley, A. T. Prime suspect: the TCF7L2 gene and type 2 diabetes risk. The Journal of Clinical Investigation. 117, 2077-2079 (2007).
- Yochum, G. S., et al. Serial analysis of chromatin occupancy identifies beta-catenin target genes in colorectal carcinoma cells. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104, 3324-3329 (2007).
- Duval, A., Busson-Leconiat, M., Berger, R., Hamelin, R. Assignment of the TCF-4 gene (TCF7L2) to human chromosome band 10q25.3. Cytogenet. Cell Genet. 88, 264-265 (2000).
- Pomerantz, M. M., et al. The 8q24 cancer risk variant rs6983267 shows long-range interaction with MYC in colorectal cancer. Nature Genetics. 41, 882-884 (2009).
- Tuupanen, S., et al. The common colorectal cancer predisposition SNP rs6983267 at chromosome 8q24 confers potential to enhanced Wnt signaling. Nature Genetics. 41, 885-890 (2009).
- Zhao, J., Schug, J., Li, M., Kaestner, K. H., Grant, S. F. Disease-associated loci are significantly over-represented among genes bound by transcription factor 7-like 2 (TCF7L2) in vivo. Diabetologia. 53, 2340-2346 (2010).
- Benjamini, Y., Yekutieli, D. Quantitative trait Loci analysis using the false discovery rate. Génétique. 171, 783-790 (2005).
