Транспозон-опосредованный скрининг и количественное секвенирование инсерционных сайтов для обнаружения генов раковых опухолей у мышей

Разработчики

Маттиас Дж. Фридрих, Лена Рэд, Алан Брэдли, Рональд Рэд и др.

Описание технологии

Технология представляет собой транспозон-опосредованный прямой генетический скрининг с использованием мышей в качестве лабораторных животных. Данный тип генетического скрининга в последнее время превратился в мощный инструмент для обнаружения генов раковых опухолей. Он позволяет точно выяснить те определяющие развитие раковой опухоли факторы, которые трудно найти при помощи других подходов, дополняя таким образом основанный на секвенировании список генов раковых опухолей человека.

Авторы дают полную характеристику большой серии линий мышей, пригодных для инсерционного мутагенеза и совместимых с двумя системами транспозонов, PiggyBac и Sleeping Beauty, а также дают рекомендации по использованию различных биоинженерных вариантов транспозонов для конститутивного или тканесецифического скрининга с целью обнаружения генов рака. Разработан также метод полуколичественного секвенирования инсерционных сайтов транспозонов (QiSeq). В протоколе подготовки библиотеки QiSeq используется акустическая фрагментация ДНК для того, чтобы уменьшить отклонения, присущие широко используемым подходам на основе рестрикции-дигестии для амплификации инсерционных сайтов с применением лигирования. Мультиплексирование в сочетании с методами секвенирования следующего поколения позволяет получить приемлемый уровень сверхглубокого анализа инсерционных последовательностей в высокопропускном формате в течение 1 недели. Также описываются принципы анализа и интерпретации данных для определения функции гена раковой опухоли и ее генетической эволюции. Одной из преодоленных трудностей метода является процессы старения мышей, развивающиеся до того, как возникнут опухоли. В этом случае мониторинг должен учитывать особенности развивающейся опухоли и скорость наступления ожидаемых симптомов.

Практическое применение

Технология применима для изучения в эксперименте генетических механизмов раковых опухолей и поиска генов, ответственных за их развитие. Метод пригоден также для анализа генных сетей раковых опухолей и стадий эволюции злокачественных новообразований.

Одной из особенностей технологии является учет одновременно развивающегося процесса старения организма, проявления которого нередко бывают однотипными с развитием опухолей.

Лаборатории

• The Wellcome Trust Sanger Institute, Genome Campus, Hinxton/Cambridge (UK)
• Department of Medicine II, Klinikum rechts der Isar, Technische Universität München, Munich (Germany)
• German Cancer Research Center (DKFZ), Heidelberg, & German Cancer Consortium (DKTK), Heidelberg (Germany)
• Instituto de Medicina Oncológica y Molecular de Asturias (IMOMA), Oviedo (Spain)

Ссылки

Публикации

• Friedrich, M.J. et al. «Genome-wide transposon screening and quantitative insertion site sequencing for cancer gene discovery in mice." 12 Nature Protocols (2017): 289–309.
• Rad, R. et al. «A conditional piggyBac transposition system for genetic screening in mice identifies oncogenic networks in pancreatic cancer." 47 Nat. Genet. (2015): 47–56.
• Rad, R. et al. «A genetic progression model of BrafV600E-induced intestinal tumorigenesis reveals targets for therapeutic intervention." 24 Cancer Cell (2013): 15–29.