Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы описываем пошаговую стратегию изоляции малых РНК, обогащения микроРНК и подготовки образцов для секвенирования высокой пропускной способности. Затем мы описываем, как обрабатывать последовательность читает и выравнивать их к микроРНК, используя инструменты с открытым исходным кодом.
Половина всех человеческих стенограмм, как полагают, регулируется микроРНК. Таким образом, количественные выражения микроРНК может выявить основные механизмы в состоянии болезни и обеспечить терапевтические цели и биомаркеры. Здесь мы подробно описываем, как точно количественно осмотреть микроРНК. Вкратце, этот метод описывает изоляцию микроРНК, привязывая их к адаптерам, пригодным для секвенирования высокой пропускной способности, усилению конечных продуктов и подготовке библиотеки образцов. Затем мы объясняем, как выровнять полученные считывания последовательности с микроРНК шпильками, а также количественно, нормализовать и вычислить их дифференциальную экспрессию. Универсальный и надежный, этот комбинированный экспериментальный рабочий процесс и биоинформатический анализ позволяет пользователям начать с извлечения тканей и закончить с количественной микроРНК.
Впервые обнаружен в 1993году 1, в настоящее время оценивается, что почти 2000 микроРНК присутствуют в геноме человека2. МикроРНК представляют небольшие некодивающие РНК, которые, как правило, 21-24 нуклеотидов в длину. Они являются посттранскрипционными регуляторами экспрессии генов, часто связывающимися с дополнительными участками в 3-непереведенном регионе (3-UTR) генов-мишеней для подавления экспрессии белка и деградации мРНК. Количественная микроРНК может дать ценную информацию о экспрессии генов и несколько протоколов были разработаны для этой цели3.
Мы разработали определенный, воспроизводимый и давний протокол для мелкого секвенирования РНК, а также для анализа нормализованных считываний с использованием инструментов биоинформатики с открытым исходным кодом. Важно отметить, что наш протокол позволяет одновременно идентифицировать как эндогенные микроРНК, так и экзогенно доставленные конструкции, которые производят микроРНК-подобные виды, при этом минимизируя считывая эту карту другим малым видам РНК, включая рибосомные РНК ( РНК), передачи РНК-производных малых РНК (tsRNAs), повторных полученных малых РНК, и мРНК продуктов деградации. К счастью, микроРНК 5-фосфорилированных и 2-3 гидроксилированных4, функция, которая может быть использована, чтобы отделить их от этих других небольших РНК и мРНК продуктов деградации. Существует несколько коммерческих вариантов клонирования и секвенирования микроРНК, которые зачастую быстрее и проще в мультиплексе; однако, запатентованные характер реагентов комплекта и их частые изменения делают сравнение проб работает сложной задачей. Наша стратегия оптимизирует сбор только правильный размер микроРНК с помощью акриламида и шагов по очищению агарозного геля. В этом протоколе мы также описываем процедуру выравнивания последовательности считывается на микроРНК с помощью инструментов с открытым исходным кодом. Этот набор инструкций будет особенно полезен для начинающих пользователей информатики, независимо от того, используется наш метод подготовки библиотеки или коммерческий метод.
Этот протокол был использован в нескольких опубликованных исследованиях. Например, он использовался для определения механизма, с помощью которого фермент Dicer расщепляет небольшие ШПильки РНК на расстоянии двух нуклеотидов от внутренней петли структуры стволовой петли - так называемого "правила подсчета петли"5. Мы также следовали этим методам, чтобы определить относительное изобилие доставленных небольших РНК шпильки (SHRNA), выраженных от рекомбинантных адено-ассоциированных вирусных векторов (rAAVs), чтобы определить порог экспрессии shRNA, которые могут быть переновлены до печени токсичность, связанная с избыточным выражением shRNA6. Используя этот протокол, мы также определили микроРНК в печени, которые реагируют на отсутствие микроРНК-122 - высоко выраженной печеночной микроРНК - в то же время характеризуя узор деградации этой микроРНК7. Поскольку мы последовательно использовали наш протокол в многочисленных экспериментах, мы смогли наблюдать за пробными препаратами продольно и видеть, что нет заметных эффектов партии.
При совместном использовании этого протокола, наша цель заключается в том, чтобы позволить пользователям генерировать высокое качество, воспроизводимую количественную оценку микроРНК практически в любой ткани или клеточной линии, используя доступное оборудование и реагенты, а также бесплатные инструменты биоинформатики.
Эксперименты на животных были санкционированы Институциональным комитетом по уходу за животными и использованию Университета Вашингтона.
Подготовка библиотеки малой РНК
1. Изоляция РНК
2. 3' перевязка адаптера
3. 5' перевязка связующим звеном
4. Обратная транскрипция (RT)
5. Усиление ПЦР
6. Очищение геля Агарозе
Небольшая выравнивание последовательности РНК и биоинформатика
7. Загрузка данных
8. Удаление адаптора, сортировка штрих-кода и отделка
9. Выравнивание считываемых считываемых смикроРН
Схема шагов, связанных с подготовкой библиотеки
Общая схема мелкой экстракции РНК, секвенирования и выравнивания изложена на рисунке 2.
Образцы печени одного самца и одной самки мыши были собраны и заморожены в жидком азоте. Всего РНК была ?...
Несмотря на выявление микроРНК более 20 лет назад13, процесс секвенирования микроРНК остается трудоемким и требует специализированного оборудования, препятствуя лабораториям от регулярного принятия внутренних протоколов14. Другие методы могут одновременно о?...
Авторам нечего раскрывать.
Мы хотели бы поблагодарить сотрудников лабораторий Эндрю Файр и Марка Кей за рекомендации и предложения.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
100 bp DNA ladder | NEB | N3231 | |
19:1 bis-acrylamide | Millipore Sigma | A9926 | |
25 bp DNA step ladder | Promega | G4511 | |
Acid phenol/chloroform | ThermoFisher | AM9720 | |
Acrylamide RNA loading dye | ThermoFisher | R0641 | |
Ammonium persulfate (APS) | Biorad | 161-0700 | |
Bioanalyzer instrument | Agilent | G2991AA | For assessing RNA quality and concentration |
Chloroform | Fisher Scientific | C298-500 | |
Ethanol (100%) | Sigma | E7023 | |
Gel Loading Buffer II | ThermoFisher | AM8547 | |
GlycoBlue | ThermoFisher | AM9516 | Blue color helps in visualizing pellet |
HCl | Sigma | 320331 | |
KOH | Sigma | P5958 | |
Maxi Vertical Gel Box 20 x 20cm | Genesee | 45-109 | |
miRVana microRNA isolation kit | ThermoFisher | AM1560 | |
miSeq system | Illumina | SY-410-1003 | For generating small RNA sequencing data |
NaCl | Fisher Scientific | S271-500 | |
Nusieve low-melting agarose | Lonza | 50081 | |
Parafilm (laboratory sealing film) | Millipore Sigma | P7793 | |
Poly-ethylene glycol 8000 | NEB | included with M0204 | |
ProtoScript II First strand cDNA Synthesis Kit | NEB | E6560S | |
QIAquick Gel Extraction kit | Qiagen | 28704 | |
Qubit Fluorometer | ThermoFisher | Q33226 | For quantifying DNA concentration |
Qubit RNA HS Assay kit | ThermoFisher | Q32855 | |
Razor Blades | Fisher Scientific | 12640 | |
Siliconized Low-Retention 1.5 ml tubes | Fisher Scientific | 02-681-331 | |
T4 RNA ligase 1 | NEB | M0204 | |
T4 RNA Ligase 2, truncated K227Q | NEB | M0351S | |
TapeStation | Agilent | G2939BA | For assessing RNA quality and concentration |
Taq DNA Polymerase | NEB | M0273X | |
TEMED | Biorad | 161-0800 | |
Tris Base pH 7.5 | Sigma | 10708976001 | |
Tris-buffered EDTA | Sigma | T9285 | |
Trizol | ThermoFisher | 15596026 | |
UltraPure Ethidium bromide (10 mg/ml) | Invitrogen | 15585-011 | |
Universal miRNA cloning linker | NEB | S1315S | |
Urea | Sigma | U5378 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены