We thank the Ligue contre le Cancer de C&#244;te d&#8217;Or and the Centre Georges-Fran&#231;ois Leclerc for their financial support. We thank Philip Bastable for the editing of the manuscript.

<ol>
	<li>Cornelisse, C. J., Cornelis, R. S., Devilee, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+responsible+for+familial+breast+cancer.">Genes responsible for familial breast cancer.</a> Pathol. Res. Pract. 192 (7), 684-693 (1996).</li><li>Culver, J., Lowstuter, K., Bowling, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessing+breast+cancer+risk+and+BRCA1/2+carrier+probability.">Assessing breast cancer risk and BRCA1/2 carrier probability.</a> Breast Dis. 27, 5-20 (2007).</li><li>Cox, D. G., 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=Common+variants+of+the+BRCA1+wild-type+allele+modify+the+risk+of+breast+cancer+in+BRCA1+mutation+carriers.">Common variants of the BRCA1 wild-type allele modify the risk of breast cancer in BRCA1 mutation carriers.</a> Hum. Mol. Genet. 20 (23), 4732-4747 (2011).</li><li>Maia, A. 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=Effects+of+BRCA2+cis-regulation+in+normal+breast+and+cancer+risk+amongst+BRCA2+mutation+carriers.">Effects of BRCA2 cis-regulation in normal breast and cancer risk amongst BRCA2 mutation carriers.</a> Breast Cancer Res. 14 (2), 63 (2012).</li><li>Anczuk&#243;w, O., 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=BRCA2+deep+intronic+mutation+causing+activation+of+a+cryptic+exon:+opening+toward+a+new+preventive+therapeutic+strategy.">BRCA2 deep intronic mutation causing activation of a cryptic exon: opening toward a new preventive therapeutic strategy.</a> Clin. Cancer Res. 18 (18), 4903-4909 (2012).</li><li>Brewster, B. L., 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=Identification+of+fifteen+novel+germline+variants+in+the+BRCA1+3'UTR+reveals+a+variant+in+a+breast+cancer+case+that+introduces+a+functional+miR-103+target+site.">Identification of fifteen novel germline variants in the BRCA1 3'UTR reveals a variant in a breast cancer case that introduces a functional miR-103 target site.</a> Hum. Mutat. 33 (12), 1665-1675 (2012).</li><li>Roy, R., Chun, J., Powell, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BRCA1+and+BRCA2:+different+roles+in+a+common+pathway+of+genome+protection.">BRCA1 and BRCA2: different roles in a common pathway of genome protection.</a> Nat Rev Cancer. 12 (1), 68-78 (2012).</li><li>Ma, X. D., 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=First+evidence+for+the+contribution+of+the+genetic+variations+of+BRCA1-interacting+protein+1+(BRIP1)+to+the+genetic+susceptibility+of+cervical+cancer.">First evidence for the contribution of the genetic variations of BRCA1-interacting protein 1 (BRIP1) to the genetic susceptibility of cervical cancer.</a> Gene. 524 (2), 208-213 (2013).</li><li>Haanp&#228;&#228;, M., Pylk&#228;s, K., Moilanen, J. S., Winqvist, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+need+for+routine+clinical+testing+of+PALB2+c.1592delT+mutation+in+BRCA+negative+Northern+Finnish+breast+cancer+families.">Evaluation of the need for routine clinical testing of PALB2 c.1592delT mutation in BRCA negative Northern Finnish breast cancer families.</a> BMC Med. Genet. 14, 82 (2013).</li><li>Southey, M. C., Teo, Z. L., Winship, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PALB2+and+breast+cancer:+ready+for+clinical+translation.">PALB2 and breast cancer: ready for clinical translation.</a> Appl. Clin. Genet. 6, 43-52 (2013).</li><li>Ulahannan, D., Kovac, M. B., Mulholland, P. J., Cazier, J. B., Tomlinson, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Technical+and+implementation+issues+in+using+next-generation+sequencing+of+cancers+in+clinical+practice.">Technical and implementation issues in using next-generation sequencing of cancers in clinical practice.</a> Br. J. Cancer. 109, 827-835 (2013).</li><li>Hernan, I., Borr&#224;s, E., de Sousa Dias, M., Gamundi, M. J., Ma&#241;&#233;, B., Llort, G., Ag&#250;ndez, J. A., Blanca, M., Carballo, M. <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+genomic+variations+in+BRCA1+and+BRCA2+genes+by+long-range+PCR+and+next-generation+sequencing.">Detection of genomic variations in BRCA1 and BRCA2 genes by long-range PCR and next-generation sequencing.</a> J. Mol. Diagn. 14, 286-293 (2012).</li><li>Knierim, E., Lucke, B., Schwarz, J. M., Schuelke, M., Seelow, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+comparison+of+three+methods+for+fragmentation+of+long-range+PCR+products+for+next+generation+sequencing.">Systematic comparison of three methods for fragmentation of long-range PCR products for next generation sequencing.</a> Plos One. 6, e28240 (2011).</li><li>de Sousa Dias, M., Hernan, I., Pascual, B., Borr&#224;s, E., Ma&#241;&#233;, B., Gamundi, M. J., Carballo, M. <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+novel+mutations+that+cause+autosomal+dominant+retinitis+pigmentosa+in+candidate+genes+by+long-range+PCR+amplification+and+next-generation+sequencing.">Detection of novel mutations that cause autosomal dominant retinitis pigmentosa in candidate genes by long-range PCR amplification and next-generation sequencing.</a> Mol. Vis. 19, 654-664 (2013).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Breast+Cancer+Linkage+Consortium.+Cancer+Risks+in+BRCA2+Mutation+Carriers.">The Breast Cancer Linkage Consortium. Cancer Risks in BRCA2 Mutation Carriers.</a> J. Natl. Cancer Inst. 91, 1310-1316 (1999).</li><li>Levy-Lahad, E., Friedman, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cancer+risks+among+BRCA1+and+BRCA2+mutation+carriers.">Cancer risks among BRCA1 and BRCA2 mutation carriers.</a> Br. J. Cancer. 96 (1), 11-15 (2007).</li><li>Risch, H. A., 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=Population+BRCA1+and+BRCA2+mutation+frequencies+and+cancer+penetrances:+a+kin-cohort+study+in+Ontario,+Canada.">Population BRCA1 and BRCA2 mutation frequencies and cancer penetrances: a kin-cohort study in Ontario, Canada.</a> J. Natl. Cancer Inst. 98 (23), 1694-1706 (2006).</li><li>Slater, E. P., 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=PALB2+mutations+in+European+familial+pancreatic+cancer+families.">PALB2 mutations in European familial pancreatic cancer families.</a> Clin. Genet. 78, 490-494 (2010).</li><li>Brennan, G. T., Relias, V., Saif, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BRCA+and+pancreatic+cancer.">BRCA and pancreatic cancer.</a> J.O.P. 14 (4), 325-328 (2013).</li></ol>

The authors have no conflicts of interest to declare.

El uso generalizado de dispositivos y tecnologías NGS ha proporcionado nuevas oportunidades en el estudio del cáncer y los trastornos genéticos. Además de la secuenciación del genoma entero o secuenciación de ARN, el análisis de una gran cantidad de secuencias de gDNA seleccionados en numerosos pacientes simultáneamente ofrece grandes perspectivas en el diagnóstico. Aquí, hemos desarrollado un diseño específico (disponible bajo demanda) utilizando la tecnología Nextera para estudiar 11 genes completos en 24 pacientes simultáneamente con un dispositivo de secuenciación de rendimiento medio (Tabla de Materiales / Equipos). Este protocolo permite la generación rápida de datos que permite una respuesta rápida a las preocupaciones de los pacientes con un bajo riesgo de error. Como se ilustra en la Figura 6, todas las variaciones genéticas detectadas con la secuenciación de Sanger también se detectaron mediante el kit de preparación a base de transposasa. Este método es fiable y fácil de interpretar, especialmente para indel complejas alteraciones que se analizan directamente. Sin embargo, es importanteseñalar que para genes localizados en el capítulo menos, es necesario para complementar (sin invertir) nucleótidos. El presente trabajo se llevó a cabo con un diseño para el análisis de 11 genes completos, pero el protocolo es el mismo cualquiera que sea el diseño elegido. Tecnología basada en transposasa también se puede utilizar para la preparación de la biblioteca de largo alcance 12 productos de la PCR. De hecho, el algoritmo (desarrollado por el fabricante) utilizada para el diseño (herramienta web del fabricante, consulte la Tabla de Materiales / Equipos) se dedica específicamente para este protocolo. Además de la tecnología a base de transposasa, otros dos mecanismos de fragmentación del ADN antes de la preparación de la biblioteca también están disponibles: la fragmentación mecánica y fragmentación enzimática. La fragmentación del ADN mecánica es reproducible, pero necesita un ultrasonicador, y la preparación de la biblioteca es más caro y consume más tiempo. La fragmentación del ADN enzimática menudo induce problemas para la captura de ADN debido a la ubicación de los sitios de enzimas de restricción, dando como resultadoen una falta de cobertura de secuencia diana. Sin embargo, cada estrategia para la fragmentación del ADN tiene ventajas y desventajas, pero parece dar resultados bastante similares, al menos para la gama larga fragmentación producto de la PCR 13. El uso de un nuevo cóctel de enzimas parecía proporcionar los mismos resultados que los obtenidos con la fragmentación del ADN mecánica 14. La tecnología basada en transposasa necesita ADN de alta calidad (no aplicable para el ADN extraído de tejidos FFPE). Por otra parte, la actividad de la transposasa necesita fragmentos de más de 300 pb, lo que sugiere que los fragmentos de interés deben ser más largos que esta longitud. Esta especificidad explica la necesidad de una alta calidad, el ADN no-fragmentada. Hasta ahora, las variaciones genéticas de BRCA1 y BRCA2 se han estudiado en mama familiar y cáncer de ovario. Sin embargo, la participación de los genes BRCA, y especialmente BRCA2, ahora se sospecha en otros tipos de cáncer, particularmente en páncreas 15, de próstata16, y los cánceres de testículo 17. La alteración genética de PALB2, un socio de los genes BRCA, también se asocia con el cáncer de páncreas 18. Por otra parte, recientemente apareció que los pacientes con mutaciones BRCA, y en menor medida las mutaciones PALB2, mostraron una mejor respuesta de su cáncer de páncreas a los inhibidores de PARP 19. Como BRCA1, BRCA2, y PALB2 se asocian con un riesgo familiar de cáncer, y posiblemente asociadas con la susceptibilidad a tratamientos específicos, parece importante explorar los BRCA1 y BRCA2 socios en la detección de riesgo de cáncer familiar y en la detección de la respuesta al tratamiento del cáncer. A partir de estos datos, el análisis de genes relacionados con la reparación de rotura de ADN parece ser importante no sólo para la detección de la susceptibilidad sino también para un indicador putativa de la respuesta al tratamiento. Por otra parte, el análisis de genes completa propuesta con este protocolo podría cover todas las alteraciones que podrían ser congénitamente presente (y presente en las células cancerosas), tales como mutaciones en el promotor, sitios de corte y empalme o de los sitios de corte y empalme reguladoras localizadas en intrones. Hasta la fecha, las alteraciones en las secuencias de genes no codificante no se han estudiado en profundidad, pero el desarrollo de los estudios de asociación del genoma podrían poner de relieve las funciones importantes de estas secuencias. En conclusión, el diseño basado en transposasa desarrollado en este trabajo es una manera interesante de explorar las anormalidades genéticas en los genes de susceptibilidad al cáncer que participan en la reparación del daño en el ADN. La posibilidad de secuenciar 11 genes completos para 24 pacientes a la vez es una ventaja importante en comparación con el método de secuenciación de Sanger, que es una técnica bastante difícil para el cribado.

En 2010, cerca de 1,5 millones de personas (fundamentalmente mujeres) desarrollaron cáncer de mama en todo el mundo. Se estima que del 5 al 10% de estos casos eran hereditarios. Hace casi 20 años, BRCA1 y BRCA2 fueron identificados como implicados en la mama hereditario y el cáncer de ovario 1. Desde hace unos 15 años, las regiones de codificación de BRCA1 y BRCA2 han sido secuenciados para determinar la predisposición genética al cáncer de mama y ovario. Las alteraciones en los genes BRCA1 y BRCA2 se detectan en el 10 a 20% de las familias seleccionadas 2 sugieren que el análisis de estas regiones no es suficiente para la detección eficaz. Recientemente, el análisis de las secuencias no codificantes (promotor, intrones, 3-&#39;UTR) de BRCA1 y BRCA2 destacó que las nuevas mutaciones / variantes podrían estar relacionados con un mayor riesgo de cáncer de mama 3-6. Proteínas BRCA1 y BRCA2 están implicados en la reparación de recombinación homóloga (HHR), que se completa con numerosos socios 7. Mientras que las alteraciones en los genes BRCA1 o BRCA2 inducen defectos en la reparación del ADN, los otros socios también pueden afectar el riesgo de cáncer de seno. Esta hipótesis parece haber sido validada desde BRIP1 8 y 9 PALB2 tener un impacto demostrado sobre el cáncer de cuello de útero y de mama, respectivamente. Además, otros dos genes de susceptibilidad al cáncer de mama &quot;riesgo moderado&quot;, ATM y CHEK2, también pueden ser estudiados de forma rutinaria 10. A raíz de estos estudios, decidimos desarrollar un protocolo para analizar 11 genes (ATM, BARD1, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CHEK2, PALB2, RAD50, RAD51C, RAP80 y TP53) en 24 pacientes simultáneamente usando un muy fácil y relativamente protocolo rápido basado en la tecnología de la transposasa, con el enriquecimiento y la secuenciación en un dispositivo de rendimiento medio. Graciasa esta técnica, hemos secuenciado genes completos desde el inicio del promotor hasta el final de 3&#39;-UTR, a excepción de RAP80, para los que no estaba cubierto de una región intrónica de 2500 pb (chr5: 176,381,588-176,390,180). Esto representa un total de aproximadamente 1.000.300 pb estudiado con 2.734 sondas. Por lo general, BRCA1 y BRCA2 exonic secuencias se analizan por secuenciación de Sanger, que necesita 1,5 meses por menos de 20 pacientes. Con el presente protocolo (Figura 1), en el mismo tiempo, se pudieron analizar 11 genes completas para más de 75 pacientes.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>MiSeq</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>SY-410-1001</td>
			<td>Sequencing/medium throughput device</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nextera Enrichment kit</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>FC-123-1208</td>
			<td>Transposase based technology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>300 cycle cartridge</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>15033624</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AMPure beads</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>A63881</td>
			<td>Magnetic purification beads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stand</td>
			<td>Alpaqua</td>
			<td>A32782</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well plates</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>4306737</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MIDI 96-well plates</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>AB0859</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microseal A</td>
			<td>Biorad</td>
			<td>MSA-5001</td>
			<td>This seal is necessary only for PCR amplification. Other standard seals can be used throughout the experiment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MiSeq</td>
			<td>Illumina</td>
			<td></td>
			<td>Provided with the sequencing device 
			Experiment Manager software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Illumina</td>
			<td></td>
			<td>Internet adress: http://designstudio.illumina.com/NexteraRc/project/new&#62; 
			Manufacturer website tool</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

gdna enrichment by a transposase-based technology for ngs analysis of the whole sequence of brca1, brca2, and 9 genes involved in dna damage repair

El uso generalizado de la Next Generation Sequencing ha abierto nuevas vías para la investigación y el diagnóstico de cáncer. NGS traerá enormes cantidades de nuevos datos sobre el cáncer, y especialmente la genética del cáncer. Los conocimientos actuales y futuros descubrimientos harán necesario estudiar un gran número de genes que podrían estar implicados en la predisposición genética al cáncer. En este sentido, hemos desarrollado un diseño Nextera para estudiar 11 genes completos implicadas en la reparación el daño del ADN. Este protocolo fue desarrollado para estudiar con seguridad 11 genes (ATM, BARD1, BRCA1, BRCA2, BRIP1, CHEK2, PALB2, RAD50, RAD51C, RAD80, y TP53) del promotor de 3&#39;-UTR en 24 pacientes simultáneamente. Este protocolo, basado en la tecnología de transposasa y enriquecimiento gDNA, da una gran ventaja en términos de tiempo para el diagnóstico genético gracias a la muestra de multiplexación. Este protocolo se puede utilizar de manera segura con gDNA sangre.

Resultados del control de calidad de la muestra La capacidad de este método para determinar secuencias de genes diana se basa en la calidad de la ADNg (Figura 2A) y la calidad de la etapa de tagmentation. Si el tagmentation no es suficiente (Figura 2B, panel superior), la secuenciación no será satisfactoria. Como se mencionó anteriormente, después de la purificación tagmentation, el gDNA debe tagmented en fragmentos de 150 pb a 1000 pb con la mayoría de los fragmentos de alrededor de 300 pb (Figura 2B, panel inferior). Al final de la preparación de la biblioteca, la calidad de la biblioteca se comprueba utilizando un Bioanalyser. El perfil obtenido debe ser aproximadamente la misma que después de tagmentation pero con un mayor número de fragmentos (Figura 2C). Si la calidad de la biblioteca no es idéntica a la Figura 1C, no se debe realizar la secuenciación. Una vez que la secuencia se inicia enel dispositivo de secuenciación, la puntuación de la agrupación está disponible después de 9 ciclos y debe estar entre 800.000 y 1.100.000 racimos / mm ² (Figura 3A). Si este número es menor, la secuenciación no será satisfactoria, especialmente en profundidad de lectura. Si es mayor, las imágenes se ven borrosas (Figura 3B), y ningún análisis se hará debido a la imposibilidad de diferenciar grupos. Al final de la carrera, es importante comprobar el nivel de calidad. Al seguir el protocolo detallado anteriormente, la puntuación de calidad de la carrera corresponderá a la Figura 4. La calidad de la secuenciación se representa por una puntuación Q (Q-30). Para validar el experimento, por lo menos alrededor del 75% de las secuencias (clústeres) debe tener un Q-score superior o igual a 30. Resultados de secuenciación Este experimento se diseñó para estudiar las anomalías genéticas constitucionales. En este caso, la anomalía genética es present al 50% en el genoma. Debido a esto, la profundidad de secuenciación no es muy importante. En esto, hemos preparado y secuenciado de forma simultánea 2 bibliotecas de 12 pacientes durante 11 genes completos. Para obtener una alta profundidad de secuenciación, el número de pacientes multiplexados tiene que ser disminuida. Como enriquecimiento gDNA se basa en la captura por las sondas, el enriquecimiento no es homogénea (Figura 5). Con nuestro protocolo, que generó cerca de 6 Gb de lecturas, inducir una cobertura media de 150 lecturas por cada base, con un mínimo de 20 y un máximo de 330 lecturas. Estas profundidades de lectura son de conformidad con el uso de NGS en la práctica clínica 11. A pesar de la heterogeneidad de las profundidades de lectura, debido probablemente al enriquecimiento gDNA por captura, y no el más importante de reordenamiento de los genes, es importante señalar que la Q-marcador era siempre superior a 30 (Figura 5), validando así la secuenciación. Sin embargo, es importante para validar la tecnología comparando el resultados obtenidos con los obtenidos con la secuenciación de Sanger. En los 17 pacientes secuenciados por tanto secuenciación Sanger y la tecnología basada transposasa (secuencias de los genes BRCA1 y BRCA2 de codificación), que hemos detectado las mismas 330 variaciones genéticas (SNP y mutaciones). Como ejemplo, una mutación puntual en el gen BRCA1 (Figura 6 izquierda) y una deleción de 4 bases en el gen BRCA2 (Figura 6 derecha) se detectaron tanto por Sanger y métodos basados ​​en la transposasa. Como BRCA1 está en la cadena inversa del cromosoma 13, es importante tener en cuenta que es necesario para complementar (pero no invertir) la secuencia obtenida, mientras que para BRCA2 (en el capítulo adelante), la secuencia obtenida no necesita ser complementado . Como se indica en la Figura 5, la tecnología NGS da una frecuencia estimada de la variación genética, mientras que el método de Sanger no lo hace. Por otra parte, especialmente para variaciones indel, la interpretación es más fácil con NGTecnología S. Como se muestra en la Figura 6 derecha, las secuencias de variación indel aparecen como un electroferograma revueltos que necesita la secuenciación directa e inversa para descifrar la secuencia insertada o eliminada. Con el análisis de NGS, la secuencia insertada o eliminada se determina directamente, reduciendo así el riesgo de interpretación errónea. Por último, la tecnología basada transposasa nos permitió analizar un mayor número de genes diana, y encontramos muchas nuevas secuencias de variación genética que no estaban cubiertos por la secuenciación de Sanger. Estos resultados serán publicados en otros lugares. <img alt="Figura 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51902/51902fig1highres.jpg" width="600" /> Figura 1 Esquema del flujo de trabajo del procedimiento. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51902/51902fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> Figura 2. controles de calidad antes y después de la preparación de la biblioteca. A. perfil espectrofotométrico de ADNg que se puede utilizar de forma segura durante tagmentation. El rendimiento de ADN debe ser superior a 5 ng / l, 260/280 y 260/230 proporciones debe ser superior a 1,8 y 2, respectivamente. Perfiles analizador B. Fragmento de tagmented gDNA. Panel superior representa insuficientemente tagmented gDNA. El panel inferior muestra una muestra perfectamente tagmented. Perfil analizador C. Fragmento de la biblioteca preparada justo antes de lanzamiento de secuenciación. Tamaño del fragmento es el mismo que gDNA tagmented (B, panel inferior), pero con una cantidad amplificada. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51902/51902fig2large.jpg" target="_blank">Por favor haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> &gt; <img alt="Figura 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51902/51902fig3highres.jpg" width="600" /> Figura generación clúster 3. Comprobación. A. Captura de pantalla del dispositivo de secuenciación durante la carrera. Densidad Cluster debe estar entre 800 y 1.000 K / mm ². B. Diferentes imágenes corresponden a baja densidad (panel superior), de alta densidad (panel inferior) y la densidad perfecta (panel central). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51902/51902fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta cifra .</a> <img alt="Figura 4" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51902/51902fig4highres.jpg" width="600" /> Figura 4 Comprobación de la Q-score. Al final de la carrera, la secuenciación validado debe tener por lo menos el 75% de los clusters generados con un Q-score superior a 30.jpg &quot;target =&quot; _blank &quot;&gt; Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. <img alt="Figura 5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51902/51902fig5highres.jpg" width="600" /> Figura 5 Representación de los datos de cobertura y su correspondiente Q-score. La profundidad de lectura es heterogénea a lo largo del gen cubierto. Sin embargo, el Q-score de regiones cubiertas es siempre superior a la Q-30. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51902/51902fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 6" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/51902/51902fig6highres.jpg" width="600" /> Figura 6. resultados representativos obtenidos con la secuenciación Sanger y con tecnología basada en la transposasa. Todas las variaciones genéticas observadas con la secuenciación Sanger se detected con la tecnología basada en transposasa. Mientras que las mutaciones puntuales son fáciles de interpretar, alteraciones indel son a veces muy difíciles de estudiar con el método de Sanger. Con la tecnología basada en transposasa asociado con un dispositivo de rendimiento medio, alteraciones indel son fáciles de descubrir. Sin embargo, es importante tener en cuenta que es necesario para complementar (pero no invertir) secuencias obtenidas cuando el gen diana se encuentra en el capítulo menos (aquí el gen BRCA1). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/51902/51902fig6large.jpg" target="_blank">Por favor, haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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gDNA Enrichment by a Transposase-based Technology for NGS Analysis of the Whole Sequence of BRCA1, BRCA2, and 9 Genes Involved in DNA Damage Repair

gDNA enrichment for NGS sequencing is an easy and powerful tool for the study of constitutional mutations. In this article, we present the procedure to analyse simply the complete sequence of 11 genes involved in DNA damage repair.

gDNA Enriquecimiento por una tecnología basada en la transposasa de Análisis NGS de la secuencia entera de<em&gt; BRCA1</em&gt;,<em&gt; BRCA2</em&gt;, y 9 genes involucrados en la reparación del ADN daños

The widespread use of Next Generation Sequencing has opened up new avenues for cancer research and diagnosis. NGS will bring huge amounts of new data on ...

gdna-enrichment-transposase-based-technology-for-ngs-analysis-whole

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Biology

gDNA Enrichment by a Transposase-based Technology for NGS Analysis of the Whole Sequence of BRCA1, BRCA2, and 9 Genes Involved in DNA Damage Repair

12.2K vistas.  Centre Georges-François Leclerc. gDNA enrichment for NGS sequencing is an easy and powerful tool for the study of constitutional mutations. In this article, we present the procedure to analyse simply the complete sequence of 11 genes involved in DNA damage repair. 

Video: gDNA Enrichment by a Transposase-based Technology for NGS Analysis of the Whole Sequence of BRCA1, BRCA2, and 9 Genes Involved in DNA Damage Repair

Double Whole Mount in situ Hybridization of Early Chick Embryos

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ideal tool for studying  gene expression in brain, neural tube, somite and heart primordia formation. This video demonstrates the different steps in 2-color whole mount in situ hybridization; First, the embryo is dissected from the egg and fixed in paraformaldehyde. Second, the embryo is processed for prehybridization. The embryo is then hybridized with two different probes, one coupled to DIG, and one coupled to FITC.  Following overnight hybridization, the embryo is incubated with DIG coupled antibody. Color reaction for DIG substrate is performed, and the region of interest appears blue. The embryo is then incubated with FITC coupled antibody. The embryo is processed for color reaction with FITC, and the region of interest appears red. Finally, the embryo is fixed and processed for phtograph and sectioning. A troubleshooting guide is also presented.

This video demonstrates 2-color whole mount in situ hybridization, a method by which the spatial and temporal expression pattern of 2 different genes can be visualized in young chick embryos. This method was originally introduced by David Wilkinson, Domingos Henrique, Phil Ingham and David Ish -Horowicz.

Monte doble entero hibridación in situ de embriones de pollo temprano

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ...

Investigación

Biología

Method for Whole Mount Antibody Staining in Chick

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ideal tool for studying antibody expression in developing brain, neural tube and somite. This video demonstrates the different steps in whole-mount antibody staining using HRP conjugated secondary antibodies; First, the embryo is dissected from the egg and fixed in paraformaldehyde. Second, endogenous peroxidase is inactivated; The embryo is then exposed to primary antibody. After several washes, the embryo is incubated with secondary antibody conjugated to HRP. Peroxidase activity is revealed using reaction with diaminobenzidine substrate. Finally, the embryo is fixed and processed for photography and sectioning. The advantage of this method over the use of fluorescent antibodies is that embryos can be processed for wax sectioning, thus enabling the study of antigen sites in cross section. This method was originally introduced by Jane Dodd and Tom Jessell 1.

This video demonstrates whole mount immunohistochemistry, a method by which the spatial and temporal expression pattern of an antigen can be visualized in young chick embryos. This method was originally introduced by Jane Dodd and Tom Jessell.

Método para la tinción de anticuerpos enteros en el monte del polluelo

Imaging Mismatch Repair and Cellular Responses to DNA Damage in Bacillus subtilis

Both prokaryotes and eukaryotes respond to DNA damage through a complex set of physiological changes. Alterations in gene expression, the redistribution of existing proteins, and the assembly of new protein complexes can be stimulated by a variety of DNA lesions and mismatched DNA base pairs. Fluorescence microscopy has been used as a powerful experimental tool for visualizing and quantifying these and other responses to DNA lesions and to monitor DNA replication status within the complex subcellular architecture of a living cell. Translational fusions between fluorescent reporter proteins and components of the DNA replication and repair machinery have been used to determine the cues that target DNA repair proteins to their cognate lesions in vivo and to understand how these proteins are organized within bacterial cells. In addition, transcriptional and translational fusions linked to DNA damage inducible promoters have revealed which cells within a population have activated genotoxic stress responses. In this review, we provide a detailed protocol for using fluorescence microscopy to image the assembly of DNA repair and DNA replication complexes in single bacterial cells. In particular, this work focuses on imaging mismatch repair proteins, homologous recombination, DNA replication and an SOS-inducible protein in Bacillus subtilis. All of the procedures described here are easily amenable for imaging protein complexes in a variety of bacterial species.

Imaging Mismatch Repair and Cellular Responses to DNA Damage in Bacillus subtilis

A detailed protocol is described for imaging the real time formation of DNA repair complexes in Bacillus subtilis cells.

Imágenes de reparación del ADN y la respuesta celular al daño del ADN en Bacillus subtilis</em

Both prokaryotes and eukaryotes respond to DNA damage through a complex set of physiological changes. Alterations in gene expression, the redistribution ...

Analysis of DNA Double-strand Break (DSB) Repair in Mammalian Cells

DNA double-strand breaks are the most dangerous DNA lesions that may lead to massive loss of genetic information and cell death. Cells repair DSBs using two major pathways: nonhomologous end joining (NHEJ) and homologous recombination (HR). Perturbations of NHEJ and HR are often associated with premature aging and tumorigenesis, hence it is important to have a quantitative way of measuring each DSB repair pathway. Our laboratory has developed fluorescent reporter constructs that allow sensitive and quantitative measurement of NHEJ and HR. The constructs are based on an engineered GFP gene containing recognition sites for a rare-cutting I-SceI endonuclease for induction of DSBs. The starting constructs are GFP negative as the GFP gene is inactivated by an additional exon, or by mutations. Successful repair of the I-SceI-induced breaks by NHEJ or HR restores the functional GFP gene. The number of GFP positive cells counted by flow cytometry provides quantitative measure of NHEJ or HR efficiency.

Analysis of DNA Double-strand Break DSB Repair in Mammalian Cells

This article describes GFP-based fluorescence in vivo assays that separately quantify homologous recombination and nonhomologous end joining in mammalian cells.

El análisis de ADN de doble cadena Break (OSD) de reparación en células de mamífero

DNA double-strand breaks are the most dangerous DNA lesions that may lead to massive loss of genetic information and cell death.  Cells repair DSBs using ...

Analysis of Schwann-astrocyte Interactions Using In Vitro Assays

Schwann cells are one of the commonly used cells in repair strategies following spinal cord injuries. Schwann cells are capable of supporting axonal regeneration and sprouting by secreting growth factors 1,2 and providing growth promoting adhesion molecules 3 and extracellular matrix molecules 4. In addition they myelinate the demyelinated axons at the site of injury 5.
However following transplantation, Schwann cells do not migrate from the site of implant and do not intermingle with the host astrocytes 6,7. This results in formation of a sharp boundary between the Schwann cells and astrocytes, creating an obstacle for growing axons trying to exit the graft back into the host tissue proximally and distally. Astrocytes in contact with Schwann cells also undergo hypertrophy and up-regulate the inhibitory molecules 8-13.
In vitro assays have been used to model Schwann cell-astrocyte interactions and have been important in understanding the mechanism underlying the cellular behaviour.
These in vitro assays include boundary assay, where a co-culture is made using two different cells with each cell type occupying different territories with only a small gap separating the two cell fronts. As the cells divide and migrate, the two cellular fronts get closer to each other and finally collide. This allows the behaviour of the two cellular populations to be analyzed at the boundary. Another variation of the same technique is to mix the two cellular populations in culture and over time the two cell types segregate with Schwann cells clumped together as islands in between astrocytes together creating multiple Schwann-astrocyte boundaries.
The second assay used in studying the interaction of two cell types is the migration assay where cellular movement can be tracked on the surface of the other cell type monolayer 14,15. This assay is commonly known as inverted coverslip assay. Schwann cells are cultured on small glass fragments and they are inverted face down onto the surface of astrocyte monolayers and migration is assessed from the edge of coverslip.
Both assays have been instrumental in studying the underlying mechanisms involved in the cellular exclusion and boundary formation. Some of the molecules identified using these techniques include N-Cadherins 15, Chondroitin Sulphate proteoglycans(CSPGs) 16,17, FGF/Heparin 18, Eph/Ephrins19.
This article intends to describe boundary assay and migration assay in stepwise fashion and elucidate the possible technical problems that might occur.

Analysis of Schwann-astrocyte Interactions Using In Vitro Assays

This article intends to describe in stepwise fashion the commonly used in vitro assays used in studying Schwann cell-asrtocyte interactions.

El análisis de Schwann-astrocito interacciones utilizando In Vitro Ensayos

Schwann cells are one of the commonly used cells in repair strategies following spinal cord injuries. Schwann cells are capable of supporting axonal ...

Fluorescence-microscopy Screening and Next-generation Sequencing: Useful Tools for the Identification of Genes Involved in Organelle Integrity

This protocol describes a fluorescence microscope-based screening of Arabidopsis seedlings and describes how to map recessive mutations that alter the subcellular distribution of a specific tagged fluorescent marker in the secretory pathway. Arabidopsis is a powerful biological model for genetic studies because of its genome size, generation time, and conservation of molecular mechanisms among kingdoms. The array genotyping as an approach to map the mutation in alternative to the traditional method based on molecular markers is advantageous because it is relatively faster and may allow the mapping of several mutants in a really short time frame. This method allows the identification of proteins that can influence the integrity of any organelle in plants. Here, as an example, we propose a screen to map genes important for the integrity of the endoplasmic reticulum (ER). Our approach, however, can be easily extended to other plant cell organelles (for example see1,2), and thus represents an important step toward understanding the molecular basis governing other subcellular structures.

A fundamental quest in cell biology is to define the mechanisms that underlie the identity of the organelles that make eukaryotic cells. Here we propose a method to identify the genes responsible for the morphological and functional integrity of plant organelles using fluorescence microscopy and next-generation sequencing tools.

Fluorescencia microscopia de Selección y secuenciación de próxima generación: Herramientas útiles para la identificación de genes implicados en la integridad de los Orgánulos

This protocol describes a fluorescence microscope-based screening of Arabidopsis seedlings and describes how to map recessive mutations that alter the ...

Using RNA-mediated Interference Feeding Strategy to Screen for Genes Involved in Body Size Regulation in the Nematode C. elegans

Double-strand RNA-mediated interference (RNAi) is an effective strategy to knock down target gene expression1-3. It has been applied to many model systems including plants, invertebrates and vertebrates. There are various methods to achieve RNAi in vivo4,5. For example, the target gene may be transformed into an RNAi vector, and then either permanently or transiently transformed into cell lines or primary cells to achieve gene knockdown effects; alternatively synthesized double-strand oligonucleotides from specific target genes (RNAi oligos) may be transiently transformed into cell lines or primary cells to silence target genes; or synthesized double-strand RNA molecules may be microinjected into an organism. Since the nematode C. elegans uses bacteria as a food source, feeding the animals with bacteria expressing double-strand RNA against target genes provides a viable strategy6. Here we present an RNAi feeding method to score body size phenotype. Body size in C. elegans is regulated primarily by the TGF- &beta; - like ligand DBL-1, so this assay is appropriate for identification of TGF-&beta; signaling components7. We used different strains including two RNAi hypersensitive strains to repeat the RNAi feeding experiments. Our results showed that rrf-3 strain gave us the best expected RNAi phenotype. The method is easy to perform, reproducible, and easily quantified. Furthermore, our protocol minimizes the use of specialized equipment, so it is suitable for smaller laboratories or those at predominantly undergraduate institutions.

Using RNA-mediated Interference Feeding Strategy to Screen for Genes Involved in Body Size Regulation in the Nematode C. elegans

We demonstrate how to use the RNAi feeding technique to knock down target genes and score body size phenotype in C. elegans. This method could be used for a large scale screen to identify potential genetic components of interest, such as those involved in body size regulation by DBL-1/TGF-&beta; signaling.

El uso de ARN de interferencia mediada estrategia de alimentación para la detección de genes implicados en la regulación del cuerpo Tamaño del nematodo<em&gt; C. elegans</em

Double-strand RNA-mediated interference (RNAi) is an effective strategy to knock down target gene expression1-3. It has been applied to many model systems ...

Imaging Cell Membrane Injury and Subcellular Processes Involved in Repair

The ability of injured cells to heal is a fundamental cellular process, but cellular and molecular mechanisms involved in healing injured cells are poorly understood. Here assays are described to monitor the ability and kinetics of healing of cultured cells following localized injury. The first protocol describes an end point based approach to simultaneously assess cell membrane repair ability of hundreds of cells. The second protocol describes a real time imaging approach to monitor the kinetics of cell membrane repair in individual cells following localized injury with a pulsed laser. As healing injured cells involves trafficking of specific proteins and subcellular compartments to the site of injury, the third protocol describes the use of above end point based approach to assess one such trafficking event (lysosomal exocytosis) in hundreds of cells injured simultaneously and the last protocol describes the use of pulsed laser injury together with TIRF microscopy to monitor the dynamics of individual subcellular compartments in injured cells at high spatial and temporal resolution. While the protocols here describe the use of these approaches to study the link between cell membrane repair and lysosomal exocytosis in cultured muscle cells, they can be applied as such for any other adherent cultured cell and subcellular compartment of choice.

The process of healing injured cells involves trafficking of specific proteins and subcellular compartments to the site of cell membrane injury. This protocol describes assays to monitor these processes.

Imágenes de células lesión de la membrana y procesos subcelulares implicadas en la reparación

The ability of injured cells to heal is a fundamental cellular process, but cellular and molecular mechanisms involved in healing injured cells are poorly ...

Detection and Analysis of DNA Damage in Mouse Skeletal Muscle In Situ Using the TUNEL Method

Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) deoxyuridine triphosphate (dUTP) nick end labeling (TUNEL) is the method of using the TdT enzyme to covalently attach a tagged form of dUTP to 3&#8217; ends of double- and single-stranded DNA breaks in cells. It is a reliable and useful method to detect DNA damage and cell death in situ. This video describes dissection, tissue processing, sectioning, and fluorescence-based TUNEL labeling of mouse skeletal muscle. It also describes a method of semi-automated TUNEL signal quantitation. Inherent normal tissue features and tissue processing conditions affect the ability of the TdT enzyme to efficiently label DNA. Tissue processing may also add undesirable autofluorescence that will interfere with TUNEL signal detection. Therefore, it is important to empirically determine tissue processing and TUNEL labeling methods that will yield the optimal signal-to-noise ratio for subsequent quantitation. The fluorescence-based assay described here provides a way to exclude autofluorescent signal by digital channel subtraction. The TUNEL assay, used with appropriate tissue processing techniques and controls, is a relatively fast, reproducible, quantitative method for detecting apoptosis in tissue. It can be used to confirm DNA damage and apoptosis as pathological mechanisms, to identify affected cell types, and to assess the efficacy of therapeutic treatments in vivo.

Detection and Analysis of DNA Damage in Mouse Skeletal Muscle In Situ Using the TUNEL Method

This video describes dissection, tissue processing, sectioning, and fluorescence-based TUNEL labeling of mouse skeletal muscle. It also describes a method for semi-automated analysis of TUNEL labeling.

Detección y análisis de daño del ADN en el ratón músculo esquelético<em&gt; In Situ</em&gt; Con el método TUNEL

Terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT) deoxyuridine triphosphate (dUTP) nick end labeling (TUNEL) is the method of using the TdT enzyme to covalently ...

Visualization of DNA Repair Proteins Interaction by Immunofluorescence

Mammalian cells are constantly exposed to chemicals, radiations, and naturally occurring metabolic by-products, which create specific types of DNA insults. Genotoxic agents can damage the DNA backbone, break it, or modify the chemical nature of individual bases. Following DNA insult, DNA damage response (DDR) pathways are activated and proteins involved in the repair are recruited. A plethora of factors are involved in sensing the type of damage and activating the appropriate repair response. Failure to correctly activate and recruit DDR factors can lead to genomic instability, which underlies many human pathologies including cancer. Studies of DDR proteins can provide insights into genotoxic drug response and cellular mechanisms of drug resistance.
There are two major ways of visualizing&#160;proteins in vivo: direct observation, by tagging the protein of interest with a fluorescent protein and following it by live imaging, or indirect immunofluorescence on fixed samples. While visualization of fluorescently tagged proteins allows precise monitoring over time, direct tagging in N- or C-terminus can interfere with the protein localization or function. Observation of proteins in their unmodified, endogenous version is preferred. When DNA repair proteins are recruited to the DNA insult, their concentration increases locally and they form groups, or &#8220;foci&#8221;, that can be visualized by indirect immunofluorescence using specific antibodies.
Although detection of protein foci does not provide a definitive proof of direct interaction, co-localization of proteins in cells indicates that they regroup to the site of damage and can inform of the sequence of events required for complex formation. Careful analysis of foci spatial overlap in cells expressing wild type or mutant versions of a protein can provide precious clues on functional domains important for DNA repair function. Last, co-localization of proteins indicates possible direct interactions that can be verified by co-immunoprecipitation in cells, or direct pulldown using purified proteins.

Following DNA damage, human cells activate essential repair pathways to restore the integrity of their genome. Here, we describe the method of indirect immunofluorescence as a means to detect DNA repair proteins, analyze their spatial and temporal recruitment, and help interrogate protein-protein interaction at the sites of DNA damage.