Name: array comparative genomic hybridization (array cgh) for detection of genomic copy number variants
Uploaded: 2015-02-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 16 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants at JoVE.com

The authors have no acknowledgements.

1. 라벨 반응 <ol><li> 사용할 준비가 -20 C에서 접시와 상점 96 웰으로 제조업체가 권장하는 농도에서, 미리 나누어지는 메틴 3, 5 표지 dUTPs, 레이블이없는 뉴클레오티드 랜덤 프라이머를 사용하기 전에. 이 프로토콜, 분취 적절한 표지 된 dUTP의 10.5 μL 10.5 μL 뉴클레오티드와 표지되지 않은 각 웰 랜덤 프라이머의 목적. </li><li> 빛으로부터 보호는 약 1 시간 동안 12 ° C에서 뉴클레오티드 프라이머가 즉시 사용 96 웰 플레이트를 해동. </li><li> 해동 후, 빛으로부터 보호 적어도 30 분 동안 실온에서 평형이 플레이트. </li><li> 적어도 15 분 동안 60 ° C에서 DNA 샘플을 평형. </li><li> 액체 핸들링 로봇을 이용하여 96 웰 플레이트의 각 웰에 클레아없는 물을 분배. 주 : 물의 부피는 각각의 입력 샘플 DNA의 농도에 의존 할 것이다 NG 50 / UL의 최종 농도 야기하기에 충분해야한다. </li><li> 액체 한 사용dling 로봇, 96- 웰 플레이트의 웰에 피펫 1 μg의 DNA가 (1.5 참조) 20 μL에 전량을 가지고. 주 : 결과 데이터의 품질이 저하 될 수 있지만, DNA의 소량이 사용될 수있다 (귀중한 샘플 400 NG 아래로 입력 DNA 량을 사용할 수있다). </li><li> 액체 핸들링 로봇을 이용하여 DNA의 희석 플레이트의 각 웰에 평형화 뉴클레오티드 프라이머의 20 μl를 옮긴다. </li><li> 스트립 캡 (단단히 밀착이 중요하다)와 함께 96 웰 플레이트를 밀봉합니다. </li><li> 가열 뚜껑 PCR 기계에서 10 분 동안 99 ° C에서 DNA를 변성하고 어닐링 프라이머 5 분 동안 얼음 냉각 스냅. </li><li> 액체 핸들링 로봇을 이용하여 각 DNA를 철저히 혼합하고 피펫으로 엑소 클레 나우 DNA 폴리머 라제 효소의 10 μL를 추가한다. 참고 : 전체 볼륨이 50 μl를해야한다. </li><li> 96 웰 플레이트를 밀봉하고 16 시간 동안 37 ° C에서 품어. 참고 : 4 시간의 짧은 배양 그러나의 O / N 충분하다cubation 더 편리 할 수​​ 있습니다. </li><li> 액체 처리 로봇을 사용하여, 각 웰에 정지 버퍼의 5 μl를 추가합니다. 주 : 라벨에 사용되는 반응 시약의 개요를 표 1에 나타낸다. </li></ol> 비법 인 뉴클레오티드 2. 제거 <ol><li> 실리카 막 기반 스핀 열 및 전용 스핀 열 처리 로봇 (스핀 열을 수동으로 처리 될 수있다)를 사용하여 비법 인 뉴클레오티드를 제거합니다. 제조업체의 지침을 따르십시오. <ol><li> 웰 2 ㎖의 튜브에 각각의 내용을 전송; 잘 ID 년대와 사전 라벨이는. 주 :이 단계는 액체 핸들링 로봇을 이용하여 수동으로 또는 바람직하게 수행 될 수있다. </li><li> 스핀 컬럼 처리 로봇을 사용하면, 2 ㎖의 튜브, DNA 정제 스핀 컬럼과 연관된 버퍼와로드 로봇. </li><li> 실리카에 표시된 DNA에 결합하는 라벨링 반응 250 ㎕의 높은 소금, DNA 결합 버퍼 (완충 PB)를 추가합니다막. </li><li> 500 μL 세척 버퍼 (PE 버퍼)로 두 번 막을 세척하여 불​​순물을 제거합니다. </li><li> ~ 12 μL의 부피 정제, 표지 된 DNA를 회수하는 막에 15 μL 저염 용출 완충액 (EB 버퍼)에 추가. </li></ol></li></ol> 3. 그리고, Hyb 쌍을 결합 <ol><li> 시아닌 3, 5 표지 DNA의 적절한 쌍을 결합, COT-1 DNA, 제조업체에서 제공 차단 믹스와 액체 처리 로봇을 사용하여 제조업체에서 제공 하이브리드 버퍼입니다. 참고 : 공유 CNVs는 문제가되지 않습니다 경우 이러한 HYB 쌍 (예를 들어, 우리가 일상적으로 그들은 매우만큼, 같은 두개골 조기 유합 환자 대 신 이형성증 환자 등의 표현형 - 일치하지 않는 샘플을, 쌍 샘플 대 샘플과 기준, 또는 샘플이 될 수 있습니다 ) 같은 임상 적으로 유의 CNV 운반 가능성. 기준 DNA를 사용하는 경우, 상용 전원 DNA를 권장하고, 시료와 함께 처리되어야한다. <ol><li> 액체 취급 RO 사용로봇, COT-1 DNA (3333 NG / μL)을 추가 제조업체 제공 각 웰 1.1 μL의 COT-1 DNA, 4.95 ㎕의 블로킹 믹스 24.75 포함되도록 96 웰 플레이트의 각 웰에 혼합하고 혼성화 블로킹 완충액 μL 하이브리드 버퍼입니다. </li><li> 각 웰에 해당 시아닌 3 표지 DNA의 9.35 μl를 추가합니다. 사전 젖은 각각의 팁은 정확성을 피펫 팅 향상. </li><li> 각 웰에 해당 시아닌 5 표지 DNA의 9.35 μl를 추가합니다. 사전 젖은 각각의 팁은 정확성을 피펫 팅 향상. </li><li> 1 분 동안 96 웰 플레이트와 소용돌이 인감. 각 웰의 바닥에 내용을 수집하기 위해 96- 웰 플레이트 스핀. </li></ol></li></ol> 4. 하이브리드 <ol><li> 65oC에 하이브리드 오븐을 예열 한 백업 슬라이드 및 각 배열 슬라이드 한 하이브리드 챔버를 prewarm. <ol><li> 배열에 적용되기 전에 미리 하이브리드 배양에 표시된 DNA를 변성. 24 시간 동안 회전 오븐에서 하이브리드를 수행합니다. </li><li> 30 분 동안 70 ° C에서 96 웰 플레이트를 인큐베이션 후 적어도 5 분 동안 37 ° C에서 떠난다. </li><li> 42 ° C에서 가열 된 플랫폼에서 작업 사용하기 전에 하이브리드 실에 각각의 백업 슬라이드를로드합니다. 가스켓 슬라이드의 투명한 부분은 하이브리드 챔버의 &#39;윈도 윙&#39;부분과 정렬되었는지 확인합니다. </li><li> 피펫 이전에 제조 된 하이브리드 믹스의 42 μl의 슬라이드를 백업 어레이의 적절한 위치에 (섹션 3 참조). 사전 젖은 각각의 팁은 정확성을 피펫 팅 향상. 피펫 천천히 확인하고 각 위치의 중심에 액상 고무 링 경계를 만지지 않습니다. </li><li> 백업 슬라이드에 모든 위치가 작성되면,주의 깊게에 배열 슬라이드를 낮추고 하이브리드 챔버를 조립한다. 그것을 쓰기로 배열의 측면 등판이 슬라이드를 향하고 있는지 확인하십시오. 완전히 하이브리드 실 나사를 조이십시오. </li><li> 조립 된 하이브리드 챔버를 검사합니다. E이 고무 링 경계 외부 혼성화 믹스의 누설이없고, 혼성화 챔버의 수직 단부에 얹혀 때마다 기포 높이 ~ 4mm로되어 nsure. 하이브리드 챔버를 돌려 위치 및 이동되지 붙어있는 기포가 없는지 확인합니다. 이들 중 하나라도있을 경우, 챔버를 벤치에 예리한 탭을 준다. 모든 기포가 이동하고 있는지 확인하십시오. </li><li> 24 시간 동안 65 ° C에서 회전 오븐에 하이브리드 챔버를 놓습니다. 오븐 로터가 균형을 확인하십시오; 필요한 경우 다른 빈 챔버를 사용합니다. </li></ol></li></ol> 5. 세탁 스캔 슬라이드 <ol><li> 초과 표지 DNA를 제거한 다음 각 프로브의 형광을 측정하기 위해 스캔 배열을 씻으십시오. <ol><li> 오븐과 분해에서 하이브리드 챔버를 가져 가라. 배열 및 가스켓 슬라이드 붙어됩니다; 세척 버퍼 1이 잠수함과 간격을 캐 내려고 플라스틱, 평면 깨끗 포셉 한 쌍을 사용합니다. </li><li> 디가스켓 슬라이드를 scard 버퍼 1에 잠긴 랙에 배열 슬라이드를 배치합니다. </li><li> 격렬하게 교반, 5 분 동안 신선한 세척 버퍼 1 ~ 700 ml의에 배열 슬라이드를 씻으 (벼룩과 자석 교반기를 사용). </li><li> ~ 700 ml의 세척 버퍼 (2)에 배열 슬라이드를 전송하고 격렬하게 교반, 90 초 동안 세척한다. 부드럽게 세척 버퍼 2 중 배열 슬라이드를 올려, 그들은 건조 등장한다. </li><li> 슬라이드 방지기를 사용하여 스캐너의 슬라이드 홀더에 배열 슬라이드를 넣습니다. 배열 스캐너로 슬라이드를 넣고 배열 ​​제조업체의 지침에 따라 검사합니다. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Miller, D. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Consensus+statement:+chromosomal+microarray+is+a+first-tier+clinical+diagnostic+test+for+individuals+with+developmental+disabilities+or+congenital+anomalies.">Consensus statement: chromosomal microarray is a first-tier clinical diagnostic test for individuals with developmental disabilities or congenital anomalies.</a> Am. J. Hum. Genet. 86, 749-764 (2010).</li><li>Ahn, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Array+CGH+as+a+first+line+diagnostic+test+in+place+of+karyotyping+for+postnatal+referrals+-+results+from+four+years'+clinical+application+for+over+8,700+patients.">Array CGH as a first line diagnostic test in place of karyotyping for postnatal referrals - results from four years' clinical application for over 8,700 patients.</a> Mol. Cytogenet. 6 (16), 1755-8166 (2013).</li><li>Ahn, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+and+implementation+of+array+comparative+genomic+hybridisation+as+a+first+line+test+in+place+of+postnatal+karyotyping+for+genome+imbalance.">Validation and implementation of array comparative genomic hybridisation as a first line test in place of postnatal karyotyping for genome imbalance.</a> Mol. Cytogenet. 3 (9), 1755-8166 (2010).</li><li>Beaudet, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+utility+of+chromosomal+microarray+analysis+in+developmental+and+behavioral+pediatrics.">The utility of chromosomal microarray analysis in developmental and behavioral pediatrics.</a> Child Dev. 84, 121-132 (2013).</li><li>Park, S. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Clinical+implementation+of+whole-genome+array+CGH+as+a+first-tier+test+in+5080+pre+and+postnatal+cases.">Clinical implementation of whole-genome array CGH as a first-tier test in 5080 pre and postnatal cases.</a> Mol. Cytogenet. 4, 12 (2011).</li><li>Iafrate, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+large-scale+variation+in+the+human+genome.">Detection of large-scale variation in the human genome.</a> Nat. Genet. 36, 949-951 (2004).</li><li>Redon, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Global+variation+in+copy+number+in+the+human+genome.">Global variation in copy number in the human genome.</a> Nature. 444, 444-454 (2006).</li><li>Cafferkey, M., Ahn, J. W., Flinter, F., Ogilvie, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenotypic+features+in+patients+with+15q11.2(BP1-BP2)+deletion:+Further+delineation+of+an+emerging+syndrome.">Phenotypic features in patients with 15q11.2(BP1-BP2) deletion: Further delineation of an emerging syndrome.</a> Am. J. Med. Genet. A. 164, 1916-1922 (2014).</li><li>Molin, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+microdeletion+syndrome+at+3q13.31+characterised+by+developmental+delay,+postnatal+overgrowth,+hypoplastic+male+genitals,+and+characteristic+facial+features.">A novel microdeletion syndrome at 3q13.31 characterised by developmental delay, postnatal overgrowth, hypoplastic male genitals, and characteristic facial features.</a> J. Med. Genet. 49, 104-109 (2012).</li><li>Tropeano, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Male-biased+autosomal+effect+of+16p13.11+copy+number+variation+in+neurodevelopmental+disorders.">Male-biased autosomal effect of 16p13.11 copy number variation in neurodevelopmental disorders.</a> PLoS One. 8, e61365 (2013).</li><li>Bon, B. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Further+delineation+of+the+15q13+microdeletion+and+duplication+syndromes:+a+clinical+spectrum+varying+from+non-pathogenic+to+a+severe+outcome.">Further delineation of the 15q13 microdeletion and duplication syndromes: a clinical spectrum varying from non-pathogenic to a severe outcome.</a> J. Med. Genet. 46, 511-523 (2009).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

어레이 CGH는 triploidy로 균형 재 배열 또는 배수성 이상을 감지하지 않습니다. 또한, 낮은 수준의 모자이크 불균형을 감지 할 수없는 문제점이있다. 그러나, 배열 CGH는 많은 세포 유전학 실험실에서 대체하고 G 줄무늬 염색체 분석보다 CNV 검출을위한 높은 해상도를 가지고있다. 따라서 게놈 전체의 CNV 감지를위한 황금의 현재 표준입니다. 이것은 향후 차세대 시퀀싱 기술로 대체 될 수 있지만, 현재, 그 비용 및 기술적 인 복잡성이 아직 임상 사용에 적합하지 않은 것으로 의미 CNV 감지 판독 짧은 사용과 관련된. 여기에 설명 된 프로토콜은 임상 서비스 실험실에서 일상적인 사용 중입니다. 96 샘플을 각각 두 실행은 액체 처리 로봇과 전용 실리카 막 스핀 열 처리 로봇을 사용하여 각 주에 처리됩니다. 자동화는 매우 일관성을 개선하고 품질을 유지하는 것이 좋습니다. DNA 혈액에서 추출타액, 산전 샘플 (예, 융모 또는 양수) 또는 조직 샘플이 될 수 있으며, 통상적으로되고,이 프로토콜에 사용. 오존은 시아닌 염료를 저하하는 것으로 알려져있다 따라서 오존 모니터링 및 보호하는 것이 좋습니다. 오존 농도의 계절 변화는 일반적입니다. 지속적으로 우리의 실험실 감시 및 기록 오존 수준. 벽걸이 오존 제거 장치는 오존 농도와의 프로토콜, 특히 민감한 부분을 줄이기 위해 사용된다 (즉, 세정 및 주사 어레이) 오존 자유로운 후드에서 수행된다. 가능하면, 오존 수준은 5ppb 이하로 유지된다. 대부분의 시약은 효과적으로 품질 관리를 아웃소싱하는 제조업체의 키트로 구입하고 있습니다; 이것은 효과적인 전략으로 입증했다. 그러나,이 품질 관리가 필요하지 않음을 의미하지 않는다. 사실, 품질 메트릭을주의 깊게 이상에 대한 모니터링 : LOG2 비율 (DLRS)의 파생 표준 편차가 ㄱ해야0.2 elow, 시아닌 3, 5 신호 강도보다 큰 500는 시아닌 (3, 5) 신호 잡음 비율&gt; (30)를해야하는 것입니다. 이 메트릭은 스캔 소프트웨어에 의해 주사 프로토콜의 일부로서 생성되고, 장기간 모니터링을 위해 기록된다.

이것은 염색체 결실 또는 세그먼트들의 추가 복사본들이 지적 장애, 및 dysmorphism congentical 기형을 일으킬 그 수년 동안 알려져 있고, 어떤 경우에는 하나의 유전 적 증후군을 야기하고있다. 그러나 이러한 변화의 게놈 전체의 검출을위한 2000 년대 중반까지 사용할 수있는 유일한 기술은 할 수없는 불균형의 지역 및 특성에 따라 5-10Mb 주위의 해상도를 가지고 염색체 분석을, 줄무늬 G, 그리고 어떤 재료가 동일한 밴딩 패턴 다른 염색체 영역에 의해 대체 된 염색체 이상을 검출한다. 이러한 현장 하이브리드 멀티 플렉스 결찰 특정 프로브 증폭 형광 등의 보조 세포 유전 학적 기술이 의심되는 특정 syndromic 불균형의 경우, 특정 유전자좌의 심문에 사용할 수 있었지만,이 배열 비교 게놈 교잡의 도입까지이지 않았다 (배열 CGH) 일상적인 임상 진단의에카피 수의 게놈 넓은 감지 (CNVs) 변종 서 비 스 2-5 (일반적으로 1백20킬로바이트 정도) 크게 증가 해상도로 가능하게되었다. 일부 지역은 일반 인구의 6-7에 널리 퍼져에 대한 조사 연구와 함께 임상 서비스 작업은 다른 CNVs 반면, 이전에 발견 할 수없는, 자폐증과 간질 8-11로 neurodisabilities과 관련된, CNVs 것으로 나타났습니다. 이 문서에 설명 된 프로토콜은 우리의 영국 국민 건강 서비스 (NHS) 임상 진단 실험실에서 사용된다 우리는이 국가 재정 지원 서비스 비용을 최소화하기 위해 새로운 하이브리드 전략, 배치 테스트 및 로봇을 사용합니다. 아래 설명 프로토콜 이전에, 고품질의 DNA가 적절한 출발 물질, 일반적으로 혈액, 세포 배양 또는 조직 샘플로부터 추출한다. 280 흡광도 비 (B한다 :이 측정법 농도를 측정하는데 사용될 수 있고 (260)을 확인 (&gt; 50 NG / UL이 있어야한다)전자 1.8 ~ 2.0). 젤 전기 영동은 DNA가 크게 저하없이 높은 분자량 있는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다. 이 프로토콜은 자동화 된 액체 처리 로봇을 사용하여 런타임 당 96 샘플에 레이블 높은 처리량 실험실을 위해 설계되었습니다. 그러나, 낮은 처리량없이 자동화 실험실 위해 적응 될 수있다.

<table><tbody><tr><td>CGH microarray 8 x 60K</td><td>Agilent</td><td>G4126</td><td></td></tr><tr><td>Array CGH wash buffers</td><td>Agilent</td><td>5188-5226</td><td></td></tr><tr><td>Array CGH hybridisation buffer</td><td>Agilent</td><td>5188-5380</td><td></td></tr><tr><td>Minelute purification kit</td><td>Qiagen</td><td>28006</td><td></td></tr><tr><td>Array CGH labelling kit</td><td>Enzo</td><td>ENZ-42672-0000</td><td></td></tr></tbody></table>

array comparative genomic hybridization (array cgh) for detection of genomic copy number variants

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&#8217;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.

혼성화 된 각 프로브 어레이에 적색, 녹색의 형광체의 혼합물로서 가시화된다 (도 1 참조). 각 프로브에 대한 녹색 형광 신호에 빨간색의 비율은 스캐너에 의해 정량화하고 관련 소프트웨어는 자신의 게놈 위치에 따라 LOG2 비율 이러한 플롯, 외부 프리셋 경계 떨어지는 영역을 식별합니다. 결과 배열 트레이스는 genomically 불균형으로 식별 영역의 해석을 할 수 있습니다. 예를 들어, 윌리엄스 증후군, 염색체 7의 인접 지역에서 낮은 복사 반복에 의해 매개 되풀이 microdeletion 증후군을 가진 아이의 추적이 그림 2에 도시되어있다.이 불균형은 소프트웨어에 의해 확인되었다 빨간 선으로 표시. 게놈의 정상 영역에 대한 1 : 1의 녹색 / 적색의 비율을 나타내는,도 2에 도시 된 바와 같이 형광 로그 비율은, 0 주위에 클러스터링한다 밀접 프로브. 흩어져 배열 흔적 resul 수 있습니다<html> 부정확 비정상 영역 호출, 또는 게놈 불균형을 식별 할 때 실패 t (도 3 참조). 이러한 산란은 DNA 불량한 품질, 또는 오존 분위기에서의 상승 수준의 존재를 포함하여 다수의 인자에 의해 야기 될 수있다. 오존 수준의 모니터링을 권장하고, 상승 된 오존 수준에 문제가있는 전용 오존 제외 캐비닛을 사용할 수 있습니다; 이러한 캐비넷의 사용은 일반적으로 현저하게 개선 된 어레이 품질을 초래한다. <img alt="그림 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51718/51718fig1highres.jpg" width="600" /> 배열 다음 하이브리드의 그림 1. 이미지. 흰색 상자 빨간색 프로브 및 녹색 프로브는 노란색 프로브의 배경에 대해, (이 프로브로 표시되는 지역에 대한 불균형을 나타내는) 시각화 할 수있는 확대 된 영역을 보여줍니다 (밸런스 게놈 영역을 나타내는 ). ontent &quot;fo를하는 것은 : 유지-together.within 페이지를 =&quot;항상 &quot;&gt; <img alt="그림 2" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51718/51718fig2highres.jpg" width="600" /> 43 연속 프로브 -0.8의 평균 비율로 나타낸 1.7MB 삭제와 샘플, 염색체 7 그림 2. (A) 예 추적. 이 경우, 삭제 된 영역은 추형 기능, 심장 결함 및 지적 장애의 조회 지시와 일치 윌리엄스 Beuren 증후군과 관련된다. (B) USCS 게놈 브라우저에 표시되는 상기 삭제 된 영역 삭제 내의 유전자를 도시 지역. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51718/51718fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51718/51718fig3highres.jpg" width="600" /> 그림 3.가난한 하이브리드와 샘플에서 염색체 7 흩어져 배열 추적의 예. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/51718/51718fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> 시약 </td><td> 볼륨 (μL) </td></tr><tr><td> 프라이머 및 반응 버퍼 </td><td align="right"> (20) </td></tr><tr><td> DNA (1μg) + 물 </td><td align="right"> (20) </td></tr><tr><td> 엑소 뉴 클레 나우 DNA 폴리머 라 </td><td align="right"> (10) </td></tr></tbody></table> 표지 반응에 사용되는 시약의 표 1에 요약.

Watch this Scientific Journal Video about Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants at JoVE.com

Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants

유전자 복제 수 변이의 검출을위한 어레이 CGH는 G-밴드 핵형 분석을 대체하고있다. 이 문서는 기술 및 진단 서비스 실험실에서의 응용 프로그램을 설명합니다.

게놈 복사 번호 변종의 탐지를위한 배열 비교 게놈 교잡 (배열 CGH)

Array CGH for the detection of genomic copy number variants has replaced G-banded karyotype analysis. This paper describes the technology and its ...

array-comparative-genomic-hybridization-array-cgh-for-detection

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Biology

Array Comparative Genomic Hybridization (Array CGH) for Detection of Genomic Copy Number Variants

19.5K 조회수.  Guy's & St Thomas' NHS Foundation Trust.  유전자 복제 수 변이의 검출을위한 어레이 CGH는 G-밴드 핵형 분석을 대체하고있다. 이 문서는 기술 및 진단 서비스 실험실에서의 응용 프로그램을 설명합니다. 

비디오: Array Comparative Genomic Hybridization Array CGH for Detection of Genomic Copy Number Variants

Detection of Copy Number Alterations Using Single Cell Sequencing

Detection of genomic changes at single cell resolution is important for characterizing genetic heterogeneity and evolution in normal tissues, cancers, and microbial populations. Traditional methods for assessing genetic heterogeneity have been limited by low resolution, low sensitivity, and/or low specificity. Single cell sequencing has emerged as a powerful tool for detecting genetic heterogeneity with high resolution, high sensitivity and, when appropriately analyzed, high specificity. Here we provide a protocol for the isolation, whole genome amplification, sequencing, and analysis of single cells. Our approach allows for the reliable identification of megabase-scale copy number variants in single cells. However, aspects of this protocol can also be applied to investigate other types of genetic alterations in single cells.

Single cell sequencing is an increasingly popular and accessible tool for addressing genomic changes at high resolution. We provide a protocol that uses single cell sequencing to identify copy number alterations in single cells.

단일 셀 시퀀싱을 사용하여 복사 번호 수선의 검출

Detection of genomic changes at single cell resolution is important for characterizing genetic heterogeneity and evolution in normal tissues, cancers, and ...

연구

유전학

Serum and Plasma Copy Number Detection Using Real-time PCR

Serum and plasma cell free DNA (cfDNA) has been shown as an informative, non-invasive source of biomarkers for cancer diagnosis, prognosis, monitoring, and prediction of treatment resistance. Starting from the hypothesis that androgen receptor (AR) gene copy number (CN) gain is a frequent event in metastatic castration resistance prostate cancer (mCRPC), we propose to analyze this event in cfDNA as a potential predictive biomarker.
We evaluated AR CN in cfDNA using 2 different real-time PCR assays and 2 reference genes (RNaseP and AGO1). DNA amount of 60 ng was used for each assay combination. AR CN gain was confirmed using Digital PCR as a more accurate method. CN variation analysis has already been demonstrated to be informative for the prediction of treatment resistance in the setting of mCRPC, but it could be useful also for other purposes in different patient settings. CN analysis on cfDNA has several advantages: it is non-invasive, rapid and easy to perform, and it starts from a small volume of serum or plasma material.

This manuscript describes the copy number variation analysis performed in serum or plasma DNA using real-time PCR approach. This method is suitable for the prediction of drug resistance in castration resistant prostate cancer patients, but it could be informative also for other diseases.

혈 청 및 혈장 복사 번호 검출 실시간 PCR를 사용 하 여

Serum and plasma cell free DNA (cfDNA) has been shown as an informative, non-invasive source of biomarkers for cancer diagnosis, prognosis, monitoring, ...

암 연구학

An Array-based Comparative Genomic Hybridization Platform for Efficient Detection of Copy Number Variations in Fast Neutron-induced Medicago truncatula Mutants

Mutants are invaluable genetic resources for gene function studies. To generate mutant collections, three types of mutagens can be utilized, including biological such as T-DNA or transposon, chemical such as ethyl methanesulfonate (EMS), or physical such as ionization radiation. The type of mutation observed varies depending on the mutagen used. For ionization radiation induced mutants, mutations include deletion, duplication, or rearrangement. While T-DNA or transposon-based mutagenesis is limited to species that are susceptible to transformation, chemical or physical mutagenesis can be applied to a broad range of species. However, the characterization of mutations derived from chemical or physical mutagenesis traditionally relies on a map-based cloning approach, which is labor intensive and time consuming. Here, we show that a high-density genome array-based comparative genomic hybridization (aCGH) platform can be applied to efficiently detect and characterize copy number variations (CNVs) in mutants derived from fast neutron bombardment (FNB) mutagenesis in Medicago truncatula, a legume species. Whole genome sequence analysis shows that there are more than 50,000 genes or gene models in M. truncatula. At present, FNB-induced mutants in M. truncatula are derived from more than 150,000 M1 lines, representing invaluable genetic resources for functional studies of genes in the genome. The aCGH platform described here is an efficient tool for characterizing FNB-induced mutants in M. truncatula.

An Array-based Comparative Genomic Hybridization Platform for Efficient Detection of Copy Number Variations in Fast Neutron-induced Medicago truncatula Mutants

This protocol provides experimental steps and information about reagents, equipment, and analysis tools for researchers who are interested in carrying out whole genome array-based comparative genomic hybridization (CGH) analysis of copy number variations in plants.

어레이 기반 비교 Genomic 교 잡 플랫폼 효율적인 탐지의 복사 번호 유사 빠른 중성자 유도 개자리속 truncatula 돌연변이에 대 한

Mutants are invaluable genetic resources for gene function studies. To generate mutant collections, three types of mutagens can be utilized, including ...

Detection of a CDH1 Rare Transcript Variant in Fresh-frozen Gastric Cancer Tissues by Chip-based Digital PCR

CDH1a, a non-canonical transcript of the CDH1 gene, has been found to be expressed in some gastric cancer (GC) cell lines, whereas it is absent in normal gastric mucosa. Recently, we detected CDH1a transcript variant in fresh-frozen tumor tissues obtained from patients with GC. The expression of this variant in tissue samples was investigated by the chip-based digital PCR (dPCR) approach presented here. dPCR offers the potential for an accurate, robust, and highly sensitive measurement of nucleic acids and is increasingly utilized for many applications in different fields. dPCR is capable of detecting rare targets; in addition, dPCR offers the possibility for absolute and precise quantification of nucleic acids without the need for calibrators and standard curves. In fact, the reaction partitioning enriches the target from the background, which improves amplification efficiency and tolerance to inhibitors. Such characteristics make dPCR an optimal tool for the detection of the CDH1a rare transcript.

Detection of a CDH1 Rare Transcript Variant in Fresh-frozen Gastric Cancer Tissues by Chip-based Digital PCR

The manuscript describes a chip-based digital PCR assay to detect a rare CDH1 transcript variant (CDH1a) in fresh-frozen normal and tumor tissues obtained from patients with gastric cancer.

칩 기반 디지털 PCR에 의해 신선한 냉동 위 암 조직에서 CDH1 드문 사본 이체의 탐지

CDH1a, a non-canonical transcript of the CDH1 gene, has been found to be expressed in some gastric cancer (GC) cell lines, whereas it is absent in normal ...

Technical Demonstration of Whole Genome Array Comparative Genomic Hybridization

Array comparative genomic hybridization (array CGH) is a method for detecting gains and losses of DNA segments or gene dosage in the genome 1. Recent advances in this technology have enabled high resolution comparison of whole genomes for the identification of genetic alterations in cancer and other genetic diseases 2. The Sub-Megabase Resolution Tiling-set array (or SMRT) array is comprised of a set of approximately thirty thousand overlapping bacterial artificial chromosome (BAC) clones that span the human genome in ~100 kilobase pair (kb) segments 2. These BAC targets are individually synthesized and spotted in duplicate on a single glass slide 2-4. Array CGH is based on the principle of competitive hybridization. Sample and reference DNA are differentially labeled with Cyanine-3 and Cyanine-5 fluorescent dyes, and co-hybridized to the array. After an incubation period the unbound samples are washed from the slide and the array is imaged. A freely available custom software package called SeeGH (www.flintbox.ca) is used to process the large volume of data collected - a single experiment generates 53,892 data points. SeeGH visualizes the log2 signal intensity ratio between the 2 samples at each BAC target which is vertically aligned with chromosomal position 5,6. The SMRT array can detect alterations as small as 50 kb in size 7. The SMRT array can detect a variety of DNA rearrangement events including DNA gains, losses, amplifications and homozygous deletions. A unique advantage of the SMRT array is that one can use DNA isolated from formalin fixed paraffin embedded samples. When combined with the low input requirements of unamplified DNA (25-100ng) this allows profiling of precious samples such as those produced by microdissection 7,8. This is attributed to the large size of each BAC hybridization target that allows the binding of sufficient labeled samples to produce signals for detection. Another advantage of this platform is the tolerance of tissue heterogeneity, decreasing the need for tedious tissue microdissection 8. This video protocol is a step-by-step tutorial from labeling the input DNA through to signal acquisition for the whole genome tiling path SMRT array.

This video is a technical demonstration of the hybridization protocol for whole genome tiling path array CGH, which scans the entire human genome using only 25-100 ng of DNA that can be isolated from a variety of sources, including archival formalin fixed material.

전체 게놈 배열 비교 게놈 하이브 리다이 제이션의 기술의 데모

Array comparative genomic hybridization (array CGH) is a method for detecting gains and losses of DNA segments or gene dosage in the genome 1.  Recent ...

생물학

Pre-Implantation Genetic Testing for Aneuploidy on a Semiconductor Based Next-Generation Sequencing Platform

Next-generation sequencing has gained increasing importance in the clinical application in the determination of genetic variants. In the pre-implantation genetic test, this technique has its unique advantages in scalability, throughput, and cost. For the pre-implantation genetic test for aneuploidy analysis, the semiconductor-based next-generation sequencing (NGS) system presented here provides a comprehensive approach to determine structural genetic variants at a minimum resolution of 8 Mb. From sample acquisition to the final report, the working process requires multiple steps with close adherence to protocols. Since various critical steps could determine the outcome of amplification, quality of the library, coverage of reads, and output of data, descriptive information with visual demonstration other than words could offer more detail to the operation and manipulation, which may have a great impact on the results of all critical steps. The methods presented herein will display the procedures involved in whole genome amplification (WGA) of biopsied Trophectoderm (TE) cells, genomic library construction, sequencer management, and finally, generating copy number variants' reports.

The protocol presents the overall in-lab procedures required in pre-implantation genetic testing for aneuploidy on a semiconductor-based next-generation sequencing platform. Here we present the detailed steps of whole genome amplification, DNA fragment selection, library construction, template preparation, and sequencing working flow with representative results.

반도체 기반 차세대 시퀀싱 플랫폼에서 Aneuploidy에 대한 이식 전 유전자 검사

Next-generation sequencing has gained increasing importance in the clinical application in the determination of genetic variants. In the pre-implantation ...

Comparative Lesions Analysis Through a Targeted Sequencing Approach

Assessing intra-tumoral heterogeneity (ITH) is of paramount importance to anticipate failure of targeted therapies and design accordingly effective anti-tumor strategies. Although concerns are frequently raised due to differences in sample processing and depth of coverage, next-generation sequencing of solid tumors have unraveled a highly variable degree of ITH across tumor types. Capturing the genetic relatedness between primary and metastatic lesions through the identification of clonal and subclonal populations is critical to the design of therapies for advance-stage diseases. Here, we report a method for comparative lesions analysis that allows for the identification of clonal and subclonal populations among different specimens from the same patient. The experimental approach described here integrates three well-established approaches: histological analysis, high-coverage multi-lesion sequencing, and immunophenotypic analyses. In order to minimize the effects on the detection of subclonal events by inappropriate sample processing, we subjected tissues to careful pathological examination and neoplastic cell enrichment. Quality controlled DNA from neoplastic lesions and normal tissues was then subjected to high coverage sequencing, targeting the coding regions of 409 relevant cancer genes. While only looking at a limited genomic space, our approach enables evaluating the extent of heterogeneity among somatic alterations (single-nucleotide mutations and copy-number variations) in distinct lesions from a given patient. Through comparative analysis of sequencing data, we were able to distinguish clonal vs. subclonal alterations. The majority of ITH is often ascribed to passenger mutations; therefore, we also used immunohistochemistry to predict functional consequences of mutations. While this protocol has been applied to a specific tumor type, we anticipate that the methodology described here is broadly applicable to other solid tumor types.

This article describes a method to identify clonal and subclonal alterations among different specimens from a given patient. Although the experiments described here focus on a specific tumor type, the approach is broadly applicable to other solid tumors.

표적 시퀀싱 접근법을 통한 비교 병변 분석

Assessing intra-tumoral heterogeneity (ITH) is of paramount importance to anticipate failure of targeted therapies and design accordingly effective ...

행동분석학

DNA Microarrays: Sample Quality Control, Array Hybridization and Scanning

Microarray expression profiling of the nervous system provides a powerful approach to identifying gene activities in different stages of development, different physiological or pathological states, response to therapy, and, in general, any condition that is being experimentally tested1. Expression profiling of neural tissues requires isolation of high quality RNA, amplification of the isolated RNA and hybridization to DNA microarrays. In this article we describe protocols for reproducible microarray experiments from brain tumor tissue2. We will start by performing a quality control analysis of isolated RNA samples with Agilent's 2100 Bioanalyzer "lab-on-a-chip" technology. High quality RNA samples are critical for the success of any microarray experiment, and the 2100 Bioanalyzer provides a quick, quantitative measurement of the sample quality. RNA samples are then amplified and labeled by performing reverse transcription to obtain cDNA, followed by in vitro transcription in the presence of labeled nucleotides to produce labeled cRNA. By using a dual-color labeling kit, we will label our experimental sample with Cy3 and a reference sample with Cy5. Both samples will then be combined and hybridized to Agilent's 4x44 K arrays. Dual-color arrays offer the advantage of a direct comparison between two RNA samples, thereby increasing the accuracy of the measurements, in particular for small changes in expression levels, because the two RNA samples are hybridized competitively to a single microarray. The arrays will be scanned at the two corresponding wavelengths, and the ratio of Cy3 to Cy5 signal for each feature will be used as a direct measurement of the relative abundance of the corresponding mRNA. This analysis identifies genes that are differentially expressed in response to the experimental conditions being tested.

We demonstrate the use of DNA microarrays for expression profiling of the nervous system. We describe RNA quality control, sample labeling, and array hybridization and scanning.

의 DNA Microarrays : 샘플 품질 제어, 배열 하이브 리다이 제이션 및 스캔

Microarray expression profiling of the nervous system provides a powerful approach to identifying gene activities in different stages of development, ...

Detecting Somatic Genetic Alterations in Tumor Specimens by Exon Capture and Massively Parallel Sequencing

Efforts to detect and investigate key oncogenic mutations have proven valuable to facilitate the appropriate treatment for cancer patients. The establishment of high-throughput, massively parallel "next-generation" sequencing has aided the discovery of many such mutations. To enhance the clinical and translational utility of this technology, platforms must be high-throughput, cost-effective, and compatible with formalin-fixed paraffin embedded (FFPE) tissue samples that may yield small amounts of degraded or damaged DNA. Here, we describe the preparation of barcoded and multiplexed DNA libraries followed by hybridization-based capture of targeted exons for the detection of cancer-associated mutations in fresh frozen and FFPE tumors by massively parallel sequencing. This method enables the identification of sequence mutations, copy number alterations, and select structural rearrangements involving all targeted genes. Targeted exon sequencing offers the benefits of high throughput, low cost, and deep sequence coverage, thus conferring high sensitivity for detecting low frequency mutations.

We describe the preparation of barcoded DNA libraries and subsequent hybridization-based exon capture for detection of key cancer-associated mutations in clinical tumor specimens by massively parallel "next generation" sequencing. Targeted exon sequencing offers the benefits of high throughput, low cost, and deep sequence coverage, thus yielding high sensitivity for detecting low frequency mutations.

엑손 캡처 및 대규모 병렬 염기 서열 종양 검체에서 체세포 유전 변경을 검출

Efforts  to detect and investigate key oncogenic mutations have proven valuable to  facilitate the appropriate treatment for cancer patients. The ...

DNA Microarrays

Microarrays are high-throughput and relatively inexpensive assays that can be automated to analyze large quantities of data at a time. They are used in genome-wide studies to compare gene or protein expression under two varied conditions, such as healthy and diseased states. Microarrays consist of glass or silica slides on which probe molecules are covalently attached through surface functionalization. Most commonly, the slides are prepared through the chemisorption of silanes to silica surfaces.
While DNA microarrays are used to monitor gene expression, protein microarrays detect biologically relevant interactions of a fluorescently labeled protein with other proteins, DNA, or small molecules.
DNA microarray slides are often called gene chips or DNA chips. DNA chips are widely used to profile thousands of genes parallelly. Other than gene expression, they are also used in studying microRNA expression, DNA copy numbers, and single-nucleotide polymorphism detection. Commercially, these chips are used in biotechnology, forensics, toxicology, drug discovery, and targeted therapy for infectious and genetic diseases.
The chemically stable nature of DNA probes makes DNA chips the most popular of the microarray technologies. The covalently bound single-stranded DNA probe retains its native interactions despite harsh chemicals and temperatures that are used during probe loading and chip preparation.
The most obvious shortcoming of DNA microarrays is the prerequisite of a known target sequence. Because DNA microarray probes are designed to complement the target cDNA sequence, the sequence of the mRNA from which the cDNA is copied must be known. This makes the technology unusable while looking for novel mRNA sequences. For such purposes, RNASeq is the preferred albeit expensive option.

DNA Microarrays: High-throughput Gene Expression Profiling

DNA 마이크로어레이

Microarrays are high-throughput and relatively inexpensive assays that can be automated to analyze large quantities of data at a time. They are used in ...