엑손 캡처 및 대규모 병렬 염기 서열 종양 검체에서 체세포 유전 변경을 검출
Summary
우리는 바코드 DNA 라이브러리 및 대규모 병렬 "다음 세대"염기 서열 임상 종양 표본의 주요 암 관련 변이의 검출에 대한 후속 하이브리드 기반의 엑손 캡처의 준비에 대해 설명합니다. 대상 엑손 시퀀싱 따라서 낮은 주파수 변이를 검출하는 높은 감도를 산출, 높은 처리량, 낮은 비용, 그리고 깊은 순서 범위의 혜택을 제공합니다.
Abstract
키 종양 변이를 감지하고 조사하는 노력이 암 환자에 대한 적절한 치료를 촉진하는 중요한 입증했다. 높은 처리량의 설립, 대규모 병렬 "차세대"순서는 많은 이러한 돌연변이의 발견을 원조하고있다. 이 기술의 임상과 번역 유틸리티를 강화하기 위해, 플랫폼은 높은 처리량, 비용 효율적이며 성능이 저하되거나 손상된 DNA의 소량을 얻을 수있다 (FFPE) 조직 샘플 포함 된 포르말린 고정 파라핀과 호환되어야합니다. 여기, 우리는 대규모 병렬 염기 서열 냉동 및 FFPE 종양에서 암 관련 변이의 검출 대상 엑손 기반의 하이브리드 캡처 다음에 바코드 및 다중 DNA 라이브러리의 준비에 대해 설명합니다. 이 방법은 서열 변이의 식별을 가능하게 번호 변경을 복사하고, 모든 대상 유전자를 포함하는 구조 재 배열을 선택합니다. 대상 엑손 염기 서열은 t을 제공합니다그는 따라서 낮은 주파수 변이를 검출하는 높은 감도를 부여, 높은 처리량, 낮은 비용, 그리고 깊은 순서 범위의 혜택을 제공합니다.
Introduction
키 종양 유전자와 종양 억제 유전자의 "드라이버"종양 유전자 이벤트의 식별은 많은 암 (1)의 진단과 치료에 필수적인 역할을한다. 대규모 병렬 "차세대"염기 서열을 이용하여 대규모 연구 노력은 최근 몇 년에있는 많은 암 관련 유전자의 식별을 가능하게했다. 그러나 이러한 시퀀싱 플랫폼은 일반적으로 이와 같은 (FFPE) 종양 샘플 포함 된 포르말린 고정 파라핀 등의 보존 조직에서 DNA 돌연변이의 특성 및 분석의 주요 제한 포즈, 냉동 조직에서 분리 된 DNA의 많은 양을 필요로한다. 효율적이고 안정적으로 FFPE 종양 샘플에서 "실행 가능한"게놈 정보의 특성을 향상 노력은 이전에 둑 표본의 후 향적 분석을 가능하게하고 또한 암 관리에 대한 개별적인 접근 방식을 권장합니다.
전통적으로, 분자 Diagnostic 연구소는 DNA 돌연변이 프로파일에 대한 생어 시퀀싱 및 실시간 PCR 등의 시간이 소요되는, 낮은 처리량 방법에 의존하고있다. 더 최근에, 멀티 플렉스 PCR 또는 질량 분석 유전자형을 이용한 높은 처리량 방법은 키 암 유전자 3-5 재발 체세포 돌연변이를 조사하기 위해 개발되었다. 이러한 접근법은, 그러나, 단지 미리 지정된 "핫스팟"돌연변이는 종양 억제 유전자에서 불활 화 돌연변이를 검출하기에 부적합하게, 정량되는 것을 제한된다. 대규모 병렬 염기 서열 일반 및 희귀 모두 돌연변이 전체 엑손을 심문 할 수있는 능력, 이러한 카피 수의 이득과 손실 등 게놈 변경의 추가 클래스를 공개 할 수있는 기능, 이기종 샘플 6, 더 큰 검출 감도를 포함하여 이러한 전략을 통해 몇 가지 장점을 제공합니다 7 . 그것은 상대이지만 전체 게놈 시퀀싱은 돌연변이 발견을위한 가장 포괄적 인 접근 방식을 나타냅니다LY 비싸고는 데이터 분석 및 저장을위한 대용량 연산 요구를 초래한다.
게놈의 작은 부분이 임상 관심을 가질 수있는 임상 응용 프로그램의 경우, 시퀀싱 기술의 두 가지 특정 혁신은 변형되고있다. 첫째, 하이브리드 기반의 엑손 캡처를 통해, 하나는, 표적 돌연변이 프로파일 8 키 암 관련 유전자에 해당하는 DNA를 분리 할 수 있습니다. 둘째, 분자 바코드 (즉, DNA 서열의 길이는 6 ~ 8 개의 뉴클레오티드)의 결찰을 통해, 하나는 시퀀싱 실행 당 수백 개의 샘플을 풀 수 있고, 완전히 대규모 병렬 시퀀싱 장비 (10)의 계속 증가하는 용량을 활용할 수 있습니다. 결합하면, 이러한 혁신은 작은 전산 요구 사항 (11), 낮은 비용을 프로파일 링하는 종양을 활성화하고 높은 처리량. 또한, 특정 애플리케이션에 가장 중요한 만 유전자 시퀀스 범위를 재분배하여, 하나는 achie 수 있습니다낮은 대립 유전자 빈도 이벤트에 대한 높은 검출 감도에 큰 순서 깊이를했습니다.
여기에서 우리는 (모든 단백질 코딩 엑손를 캡처하고 279 키 암 관련 유전자의 인트론을 선택하는 사용자 지정 올리고 뉴클레오티드를 사용하여 하이브리드 화하여 바코드 일련의 라이브러리 풀에 엑손 캡처를 활용 미치는 영향 분석 (실행 가능한 암 대상의 통합 돌연변이 프로파일)를 설명하는 표 1 ). 이 전략은 돌연변이, 삽입이나 삭제, 복사 번호 변경의 식별을 가능하게하고,이 279 유전자를 포함하는 구조 재 배열을 선택합니다. 우리의 방법은 냉동과 FFPE 조직뿐만 아니라 미세 바늘 흡인 및 기타 세포 검사 표본 모두에서 고립 된 DNA와 호환됩니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리의 영향 분석은 높은 정렬 속도, 높은 곳에서 목표 속도, 높은 대상 범위 및 검출 돌연변이, 삽입이나 삭제, 및 번호 변경을 복사에 대한 높은 감도를 생산하고 있습니다. 우리는 냉동 모두의 시퀀스 DNA에 미치는 영향 분석의 능력을 증명하고 낮은 DNA 입력 FFPE 샘플을 보관했다. 키 암 관련 유전자의 엑손 타겟 시퀀싱을 수행함으로써, 하나함으로써 저주파 변이를 감지하는 능력을 최대화 이러?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
우리는 기술 지원을 박사 아그네스 알레와 MSKCC 유전체학 코어 실험실 감사합니다. 이 프로토콜은 제프리 Beene 암 연구 센터와 농부 가족 재단의 지원으로 개발되었다.
Materials
| NEBNext End Repair Module | New England Biolabs | E6050L | |
| NEBNext dA-Tailing Module | New England Biolabs | E6053L | |
| NEBNext Quick Ligation Module | New England Biolabs | E6056L | |
| Agencourt AMPure XP | Beckman Coulter Genomics | ||
| NEXTflex PCR-Free Barcodes – 24 | Bioo Scientific | 514103 | |
| HiFi Library Amplification Kit | KAPA Biosystems | KK2612 | |
| COT Human DNA, Fluorometric Grade | Roche Diagnostics | 05 480 647 001 | |
| NimbleGen SeqCap EZ Hybridization and Wash kit | Roche NimbleGen | 05 634 261 001 | |
| SeqCap EZ Library Baits | Roche NimbleGen | ||
| QIAquick PCR Purification Kit | Qiagen | 28104 | |
| Qubit dsDNA Broad Range (BR) Assay Kit | Life Technologies | Q32850 | |
| Qubit dsDNA High Sensitivity (HS) Assay Kit | Life Technologies | Q32851 | |
| Agilent DNA HS Kit | Agilent Technologies | 5067-4626, 4627 | |
| Agilent 2100 Bioanalyzer | Agilent Technologies | ||
| Covaris E220 | Covaris | ||
| Magnetic Stand-96 | Ambion | AM10027 | |
| Illumina Hi-Seq 2000 | Illumina |
References
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