Matriz Hibridização Genômica Comparativa (Array CGH) para a detecção de Genomic copiar o número de variantes

Summary

Matriz CGH para a detecção de variantes do número de cópia genômicas substituiu análise do cariótipo G-unida. Este artigo descreve a tecnologia e sua aplicação em um laboratório de serviço de diagnóstico.

Abstract

Array CGH for the detection of genomic copy number variants has replaced G-banded karyotype analysis. This paper describes the technology and its application in a clinical diagnostic service laboratory. DNA extracted from a patient’s sample (blood, saliva or other tissue types) is labeled with a fluorochrome (either cyanine 5 or cyanine 3). A reference DNA sample is labeled with the opposite fluorochrome. There follows a cleanup step to remove unincorporated nucleotides before the labeled DNAs are mixed and resuspended in a hybridization buffer and applied to an array comprising ~60,000 oligonucleotide probes from loci across the genome, with high probe density in clinically important areas. Following hybridization, the arrays are washed, then scanned and the resulting images are analyzed to measure the red and green fluorescence for each probe. Software is used to assess the quality of each probe measurement, calculate the ratio of red to green fluorescence and detect potential copy number variants.

Introduction

Ficou conhecido por muitos anos que deleções ou cópias extras de segmentos cromossômicos causam deficiência intelectual, dismorfismo e malformações congentical e, em alguns casos, causar síndromes genéticas ^1. No entanto, a única tecnologia disponível até meados dos anos 2000 para a detecção de todo o genoma dessas mudanças foi G-unida análise cromossômica, que tem uma resolução de cerca de 5-10Mb, dependendo da região e da natureza do problema, e que não pode detectar cromossomas anormais onde o material foi substituída por uma região de um cromossoma diferente, com o mesmo padrão de bandas. Técnicas de citogenética auxiliares, tais como hibridização fluorescente in situ e multiplex amplificação sonda específica para a ligação ter sido disponível para o interrogatório de loci específico, em casos de suspeita de desequilíbrio sindrômica específico, mas não foi até a introdução da matriz de hibridização genômica comparativa (array CGH) na rotina clínica de diagnóstico service ^2-5 que a detecção de todo o genoma do número de cópias variantes (CNVs) tornou-se possível a um grande aumento da resolução (normalmente em torno de 120kb). Trabalho de serviço clínico ao lado de estudos de pesquisa têm mostrado que CNVs para algumas regiões são mais prevalentes na população normal de ^6-7, ao passo que outros CNVs, anteriormente indetectável, estão associados com neurodisabilities como o autismo e epilepsia ^8-11.

O protocolo descrito neste documento é utilizado em nosso UK National Health Service (NHS) laboratório de diagnóstico clínico; usamos novas estratégias de hibridização, ensaios de lotes e robótica para minimizar o custo neste serviço financiado pelo Estado.

Antes de o protocolo detalhado abaixo, o ADN de alta qualidade devem ser extraídos a partir do material de partida apropriado, vulgarmente sangue, células de cultura ou amostras de tecido. Espectrofotometria pode ser utilizado para medir a concentração (deve ser> 50 ng / ul) e vá 260: 280 razão de absorvância (b deveme 1,8-2,0). A electroforese em gel pode ser usado para verificar que o ADN é de elevado peso molecular sem degradação significativa.

Este protocolo é projetado para laboratórios de maior rendimento que estão rotulando 96 amostras por execução usando a robótica automatizados de movimentação de líquidos. No entanto, ele pode ser adaptado para laboratórios de rendimento inferiores sem automação.

Protocol

Reação 1. Rotulagem Antes de usar, dUTPs pré-aliquota de cianina 3 e 5 nucleótidos marcados, não marcados e iniciadores aleatórios para as concentrações recomendadas pelo fabricante em placas e armazenamento de 96 poços a -20 ° C prontas para utilização. Para efeitos do presente protocolo, alíquota de 10,5 mL da dUTP marcado adequado e 10,5 ul nucleotídeos não marcados e iniciadores aleatórios a cada poço. Descongelar o prato pronto-para-uso de 96 poços de nucleótidos e os iniciad…

Representative Results

Cada sonda numa matriz hibridado é visualizado como uma mistura de vermelho e verde fluorocromos (ver Figura 1). A relação do vermelho ao sinal verde fluorescente para cada sonda é quantificado pelo scanner e software associado traça estes como rácios log2 acordo com sua posição genômica, e identifica regiões abrangidas limites predefinidos fora. Os traços da matriz resultantes permitem a interpretação de regiões identificadas como genomicamente desequilibrado. Por exemplo, o rastreio a pa…

Discussion

Matriz CGH não vai detectar rearranjos equilibrados ou anormalidades ploidy como triploidy. Além disso, o baixo nível de desequilíbrios do mosaico não pode ser detectado. No entanto, array CGH tem uma resolução maior para a detecção CNV de análise cromossômica G-unida qual substituiu em muitos laboratórios de citogenética. É, por conseguinte, o padrão de ouro para detecção de corrente de CNV de todo o genoma. Ele pode ser substituído por tecnologias de sequenciamento de próxima geração no futuro, ma…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
CGH microarray 8 x 60K	Agilent	G4126
Array CGH wash buffers	Agilent	5188-5226
Array CGH hybridisation buffer	Agilent	5188-5380
Minelute purification kit	Qiagen	28006
Array CGH labelling kit	Enzo	ENZ-42672-0000