High-Throughput Optical Mapping of Replicating DNA

Autor: Francesco De Carli, Valérie Barbe, Wahiba Berrabah, Olivier Hyrien, Auguste Genovesio, Nikita Menezes
Přispěvatelé: Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Récepteurs nucléaires, maladies cardiovasculaires et diabète - U 1011 (RNMCD), Institut Pasteur de Lille, Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Université de Lille-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Réseau International des Instituts Pasteur (RIIP)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Lille-Centre Hospitalier Régional Universitaire [Lille] (CHRU Lille), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
0301 basic medicine
[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology
Computer science
[SDV]Life Sciences [q-bio]
Xenopus
Genomics
[SDV.CAN]Life Sciences [q-bio]/Cancer
Computational biology
[SDV.BDLR.RS]Life Sciences [q-bio]/Reproductive Biology/Sexual reproduction
Bacteriophage
03 medical and health sciences
Endonuclease
chemistry.chemical_compound
0302 clinical medicine
Gene mapping
Optical mapping
[SDV.BBM.GTP]Life Sciences [q-bio]/Biochemistry
Molecular Biology/Genomics [q-bio.GN]
General Materials Science
Throughput (business)
ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
030304 developmental biology
0303 health sciences
biology
DNA replication
Robustness (evolution)
Chromosome
General Chemistry
biology.organism_classification
Replication (computing)
030104 developmental biology
[SDV.BDD.EO]Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis
chemistry
biology.protein
030217 neurology & neurosurgery
DNA
Zdroj: Small Methods
Small Methods, Wiley, 2018, 2 (9), pp.1800146. ⟨10.1002/smtd.201800146⟩
Small Methods, 2018, 2 (9), pp.1800146. ⟨10.1002/smtd.201800146⟩
ISSN: 2366-9608
DOI: 10.1002/smtd.201800146⟩
Popis: DNA replication is a crucial process for the universal ability of living organisms to reproduce. Existing methods to map replication genome-wide use large cell populations and therefore smooth out variability between chromosomal copies. Single-molecule methods may in principle reveal this variability. However, current methods remain refractory to automated molecule detection and measurements. Their low throughput has therefore precluded genome-wide analyses. Here, we have repurposed a commercial optical DNA mapping device, the Bionano Genomics Irys system, to map the replication signal of single DNA molecules onto genomic position at high throughput. Our methodology (HOMARD) combines fluorescent labelling of replication tracks and nicking endonuclease (NE) sites with DNA linearization in nanochannel arrays and dedicated image processing. We demonstrate the robustness of our approach by providing an ultra-high coverage (23,311 x) replication map of bacteriophage λ DNA in Xenopus egg extracts. HOMARD opens the way to genome-wide analysis of DNA replication at the single-molecule level.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: