Random transgene integration is a powerful tool for developing new genome-wide screening approaches. These techniques have already been used for functional gene annotation by transposon-insertion sequencing, for identif ication of transcription factor binding sites and regulatory sequences, and for dissecting chromatin position effects. Precise localization of transgenes and accurate artifact f iltration are essential for this type of method. To date, many mapping assays have been developed, including Inverse-PCR, TLA, LAM-PCR, and splinkerette PCR. However, none of them is able to ensure localization of both transgene's f lanking regions simultaneously, which would be necessary for some applications. Here we proposed a cheap and simple NGS-based approach that overcomes this limitation. The developed assay requires using intentionally designed vectors that lack recognition sites of one or a set of restriction enzymes used for DNA fragmentation. By looping and sequencing these DNA fragments, we obtain special data that allows us to link the two f lanking regions of the transposon. This can be useful for precise insertion mapping and for screening approaches in the f ield of chromosome engineering, where chromosomal recombination events between transgenes occur in a cell population. To demonstrate the method's feasibility, we applied it for mapping SB transposon integration in the human HAP1 cell line. Our technique allowed us to eff iciently localize genomic transposon integrations, which was conf irmed via PCR analysis. For practical application of this approach, we proposed a set of recommendations and a normalization strategy. The developed method can be used for multiplex transgene localization and detection of rearrangements between them.
Полногеномные скрининговые методы, основанные на случайной интеграции экзогенных генетических конструкций, – новейший класс инструментов, открывающий возможности для изучения широкого спектра геномных процессов. Данный подход уже был применен к функциональному аннотированию генов млекопитающих, скринингу приспособленности бактерий, определению сайтов связывания факторов транскрипции, идентификации регуляторных генетических элементов и исследованию хромосомного эффекта положения. Все эти эксперименты требуют точной локализации трансгенов в геноме. Существующие на сегодняшний день методы картирования, такие как Inverse-PCR, TLA, splinkerette PCR и LAM-PCR, не позволяют одновременно определять оба участка генома, фланкирующие одну интеграцию трансгена, что ограничивает применимость подходов, в том числе связанных с хромосомной инженерией. В настоящей работе мы предлагаем метод, с помощью которого можно преодолеть это ограничение. Разработанная технология основана на фрагментации геномной ДНК, не затрагивающей интеграции трансгена. Это достигается путем исключения из последовательности вектора сайтов узнавания одного или нескольких ферментов рестрикции. Затем, как и в Inverse-PCR, были закольцованы молекулы лигированием в разбавленной смеси и секвенированы. Полученные данные дают возможность с высокой точностью идентифицировать перестройки и отделить их от артефактов лигирования, и, кроме того, отследить события транслокаций между интеграциями трансгенов. Это может быть использовано в экспериментах по изучению индуцируемых хромосомных перестроек. Для доказательства применимости метода мы с его помощью картировали интеграции транспозона Sleeping Beauty в клетки человека линии Hap1. Картированные интеграции были валидированы с помощью ПЦР-анализа. В статье приведен ряд рекомендаций для практического использования этого метода в экспериментах по множественной локализации интеграций трансгенных конструкций.
Keywords: genome-wide screening; sleeping beauty transposon; transgene mapping; transgenesis.
Copyright © AUTHORS.