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Article de méthode

Détermination de l'échelle du génome de Timing de réplication mammalienne par l'ADN Mesure Contenu

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DOI :

10.3791/55157

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19 janvier 2017

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Dans cet article

Résumé

Nous décrivons ici une approche relativement rapide et simple pour cartographier le moment de la réplication des mammifères à l’échelle du génome, de l’isolement cellulaire à l’analyse de base des résultats de séquençage. Une carte génomique d’un programme de réplication représentatif sera fournie conformément au protocole.

Résumé

La réplication du génome se produit pendant la phase S du cycle cellulaire dans un processus hautement régulé qui assure la fidélité de la duplication de l'ADN. Chaque région génomique est répliqué à un moment distinct lors de la phase S par l'activation simultanée de multiples origines de réplication. Temps de réplication (TDR) est en corrélation avec de nombreuses caractéristiques génomiques et épigénétiques et est liée à des taux de mutation et le cancer. Comprendre la vue complète du génome du programme de réplication, de la santé et de la maladie est un objectif de l'avenir et un défi.

Cet article décrit en détail le "Rapport de copie Nombre de S / G1 pour la cartographie Temps génomique de réplication" méthode (appelée ici: CNR-TdR), une approche simple pour cartographier le génome large TdR de cellules de mammifères. La méthode est basée sur les différences de nombre de copies entre les cellules en phase S et les cellules en phase G1. La méthode CNR-TdR est effectué en 6 étapes: 1. Préparation des cellules et la coloration avec l'iodure de propidium (PI); 2. Sørting G1 et des cellules en phase S à l'aide de cellules activées par fluorescence (FACS); 3. purification d'ADN; 4. sonication; 5. préparation et séquençage Bibliothèque; et 6. L'analyse bioinformatique. La méthode CNR-TdR est une approche simple et rapide qui se traduit par des cartes de réplication détaillées.

Introduction

la réplication de l'ADN de mammifère est étroitement régulée pour garantir la réplication précise de chaque chromosome exactement une fois au cours du cycle cellulaire. La réplication se produit selon un ordre très réglementé - plusieurs grandes régions génomiques (~ Mb) répliquent au début de la phase S (réplication précoce des domaines) , tandis que d' autres régions génomiques reproduisent plus tard , au milieu ou en phase S tardive (milieu et fin répliquant les domaines) 1. La majeure partie du génome réplicats en même temps dans tous les tissus (domaines TdR constitutifs), tandis que 30% - 50% du génome, change TdR entre les tissu....

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Protocole

Remarque: TdR peut être mesurée uniquement sur la croissance, les cellules non synchronisées. La procédure devrait commencer avec au moins 1 - 2 x 10 6 cellules à croissance rapide, ce qui se traduira généralement en ~ 1 x 10 5 cellules en phase S (l'étape de limitation du débit). Il est recommandé d'effectuer chaque expérience en utilisant deux ou trois répétitions. L'ensemble du processus CNR-TdR peut être complété en une semaine - deux jours devraient être consacrées à toutes les étapes jusqu'à la préparation bibliothèque, un à deux jours sont nécessaires pour le séquençage et une journée supplémentaire est nécessaire pour l&#....

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Résultats

Une carte typique TdR est représenté sur la figure 3 pour les fibroblastes embryonnaires de souris (MEF). Cette figure montre le processus d'analyse, car il montre à la fois les points, qui sont le rapport E / G1 normalisé S pour les fenêtres individuelles (étape 8.3), ainsi que la ligne qui résulte du lissage cubique et d'interpolation (étape 8.5).

Ces cartes capturent l'organisation du programme .......

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Discussion

CNR-TdR peut être effectuée , en principe , sur une population de cellules proliférantes eucaryote qui peut être divisé par FACS à S et les phases G1 (examinées par Rhind N. et Gilbert 20 DM). La méthode décrite ici a été ajusté pour les cellules de mammifères avec une taille de génome de ~ 3 Gb tels que l'homme et la souris. De petits changements dans le protocole CNR-TdR (en préparation cellulaire et de la profondeur de séquençage) sont nécessaires, afin de l'adapter à d'autres euca.......

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Déclarations de divulgation

Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Remerciements

Nous remercions Oriya Vardi pour l'aide à générer des chiffres. Le travail dans le groupe IS a été soutenu par la Fondation Israël Science (subvention n ° 567/10 du) et le Conseil européen de la recherche Starting Grant (# 281306).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
PBSBI (Biological Industries)02-023-1A
Trypsine-EDTABI (Biological Industries)03-052-1B
Tube conique de 15 mLCorning430790
5 mL Tube inférieur rond en polystyrène avec capuchon de crépine de cellule  ;BD-Falcon352235
ÉthanolGadot64-17-5
RNAse-A 10 mg/mLSigmaR4875
Iodure propidiome 1 mg/mLSigmaP4170
ParafilmParafilm PM-996
1,5 mL DNA LoBind Eppendorf tubes  ;Eppendorf22431021
BSASigmaA7906
1,7 mL MaxyClear tube  ;AxygenMCT-175-C
perles magnétiques - Agencourt AMPure XP  ;Beckman CoulterA63881
UltrasoniseurCovarisM-series  ; -530092
50 µ ; L microTUBE AFA Fiber Screw-Cap 6 x 16 mmFluorimètre Covaris520096
QubitInvitrogen
Qubit dsDNA Kit de dosage haute sensibilité (HS)InvitrogenQ32854
Electrophoresis 2200 Système de station de bandeAgilentD1000 ScreenTape
Seqeuncing - Illumina Système NextSeqIlluminaSY-415-1001
Kit Dneasy pour la purification de l’ADNQiagen69504
PureProteom Magnetic StandMilliporeLSKMAGS08
Anti-BrdU/FITCDAKOF7210
FACS sorteurBDFACSARIA III
FACS softwareBDFACSDiva v 8.0.1

Références

  1. Farkash-Amar, S., Simon, I. Genome-wide analysis of the replication program in mammals. Chromosome Res. 18 (1), 115-125 (2010).
  2. Yaffe, E., et al. Comparative analysis of DNA replication timing reveals conserved large-scale chromosomal architecture.<....

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Réimpressions et autorisations

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