Nature Methods：新方法让极少量样品也能开展ChIP-seq

2011-06-14 14:52 · Betsy

基于ChIP-seq的让极全基因组转录因子图谱分析通常需要纳克级的DNA。然而对于某些稀有细胞而言，少量纳克级的样品也DNA也很难获得。于是开展，来自法国、让极中国及荷兰的少量多位研究人员合作，开发出一种新的样品也单管式线性DNA扩增方法，使皮克级DNA也能开展ChIP-seq和reChIP-seq

基于ChIP-seq的开展全基因组转录因子图谱分析通常需要纳克级的DNA。然而对于某些稀有细胞而言，让极纳克级的少量DNA也很难获得。于是样品也，来自法国、开展中国及荷兰的让极多位研究人员合作，开发出一种新的少量单管式线性DNA扩增方法，使皮克级DNA也能开展ChIP-seq和reChIP-seq，样品也该成果发表在6月5日的《Nature Methods》在线版上。

高通量测序与传统的染色质免疫沉淀（ChIP）技术相结合，让研究人员能够了解全基因组范围的染色质修饰。尽管这项技术已得到广泛应用，但样品量仍是一个严重的限制。对于干细胞、癌症起始细胞等稀有细胞而言，纳克级的DNA也很难获得。为此，多个研究小组对ChIP的步骤进行了改善，然而，到目前为止，还未有一项技术，既能可靠扩增皮克级的复杂DNA样品，又能用于高通量测序或法医分析。

于是，法国遗传学和分子细胞生物学研究所以及深圳华大基因研究院的研究人员开发了一种新的DNA扩增方法。这种方法称为线性DNA扩增（LinDA），是一种基于T7 RNA聚合酶的单管式扩增方法，适用于低至30 pg的DNA，扩增后的DNA可用于ChIP-seq。

这种新方法在扩增时仅使用单个缓冲液，无需转管，也就最大程度地降低了样品损失的风险。整个过程分为两步，第一步添加T7引物并体外转录，第二步逆转录及合成第二条链。具体过程如下：首先用碱性磷酸酶对ChIP所获得的DNA进行去磷酸化，之后对DNA进行加尾。在混合液中加入引物，退火，延伸双链，之后体外转录成RNA，并回收。第二步利用T7引物和逆转录试剂盒开展逆转录，之后合成第二链。DNA经纯化后，用限制性内切酶消化，去除引物端，皆可直接用于Illumina测序。

研究人员经过多轮验证，确定LinDA这种技术能够可靠扩增ChIP后的DNA。LinDA-ChIP-seq步骤的修改以及测序长度的增加有望将全基因组图谱分析所需的细胞数量降至1000个以下。此外，与基于PCR的技术相比，LinDA未显示出G+C扩增偏向。

作者认为，尽管LinDA可用于扩增任何来源的DNA，但它特别适用于分析少量样本的转录因子复合物，组蛋白修饰和染色体重建。

在这项研究工作中，法国的研究人员主要设计并优化了LinDA，而华大基因研究院的Li Wang和Ning Li负责了Illumina HiSeq 2000测序和定位等工作。

 

原文检索：

Nature Methods  (2011)

doi:10.1038/nmeth.1626

Single-tube linear DNA amplification (LinDA) for robust ChIP-seq

Abstract：

Genome-wide profiling of transcription factors based on massive parallel sequencing of immunoprecipitated chromatin (ChIP-seq) requires nanogram amounts of DNA. Here we describe a high-fidelity, single-tube linear DNA amplification method (LinDA) for ChIP-seq and reChIP-seq with picogram DNA amounts obtained from a few thousand cells. This amplification technology will facilitate global analyses of transcription-factor binding and chromatin with very small cell populations, such as stem or cancer-initiating cells.

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