Burada T7 lineer RNA amplifikasyon dayalı gen ekspresyon analizi için iki tek okudum ve eşleştirilmiş sonuna Illumina mRNA Seq sıralama kütüphaneler hazırlanması için bir yöntem açıklanmaktadır. Bu protokol, toplam RNA başlayan sadece 10 nanogram gerektirir ve tüm transkript temsil eden son derece tutarlı bir kütüphane oluşturur.
MRNA Seq ile Tüm transcriptome sıralama artık global gen ekspresyonu, mutasyon, allel spesifik ifadesi ve diğer genom analizleri gerçekleştirmek için yaygın olarak kullanılır. mRNA-Seq bile olmayan sıralı genomların gen ekspresyon analizi için kapı açılır. mRNA-Seq yüksek hassasiyet ve geniş dinamik aralık sunar ve bir örnek transkript kopya numaraları ölçümünü sağlar. Illumina Kullanıcı genom analizörü, bir tek uzun okuma neyin "eşleştirilmiş sonuna" bir yaklaşım, hem de kendi biter sıralı.. Bir büyük nispeten kısa dizisi sayısı (> 10 7) (<150 bp) okur sıralama yapar alternatif ek kavşakları izleme sağlar , eklemeler ve silmeler, ve de novo transcriptome montaj için yararlıdır.
Araştırmacılar tarafından karşılaştığı en önemli sorunlardan biri de sınırlı bir miktarda malzeme başlangıç. Örneğin, deneylerde hücreler lazer mikro-diseksiyonu, hasat başlangıç total RNA mnanogram ölçü ay. MRNA Seq kütüphaneler bu tür numunelerin hazırlanması 1, 2 tarif edilmiştir ancak önyargı tanıtmak önemli PCR içerir. Minimal PCR ile RNA Sıra kütüphane yapım prosedürleri, 3, 4 yayınlanmış olmasına rağmen, toplam RNA başlayan mikrogram miktarlarda ihtiyaç var.
Burada önemli PCR önler ve total RNA sadece 10 nanogram gerektirir kütüphane hazırlanması için mRNA Seq sıralama için Illumina Genom Analyzer II platformu için bir protokol. Bu protokol tanıtan önemli bir amplifikasyon önyargı olmadan yönlü kütüphaneleri üretmek için gösterilen tek sonunda sıralama 5, daha önce açıklanan ve onaylanmıştır olmasına karşın, biz burada eşleştirilmiş bir protokol olarak kullanmak için daha da doğrulamak. Biz seçici icat "T7, T7 tabanlı Eberwine doğrusal amplifikasyon yöntemi kullanılarak toplam RNA başlayarak polyadenylated haberci RNA'lar yükseltmekLA "(T7 lineer amplifikasyon). Amplifiye poli-A mRNA'ların parçalanmış, transkripsiyonu ve adaptör final sıralama kütüphanesi üretmek için bağlandı tersine her ikisi de tek bir okuma ve eşli sonuna çalışır, diziler insan transcriptome 6 eşleştirilir ve böylece normalize birden çok çalışır verileri mukayese edilebilir. numuneleri 7 karşılaştırırken RPKM üstün bir ölçü, bir milyon kişi başına transkript birimlerinde gen ekspresyonu ölçümü (TPM), rapor .
1. Toplam RNA ayırma
2. Çift iplikli cDNA hazırlayın
16 2 saat inkübe ° C 1 ul T4 DNA Polimeraz sonra ve 16 ek 10 dakika inkübe ° C
3. In vitro transkripsiyon poli-A mRNA Amplify
4. Amplifiye poli-A mRNA parçalanması
5. RNA kadar temiz
6. cDNA sentezi
Tek okunan kütüphane için ilk iplikçik sentezi:
PCR içinde 5 dakika buz üzerinde hızlı chill 70 ° C'de inkübe edin. Noti Nonamer Primer (5'-TGAATTCGCGGCCGCTCAAGCAGAAGACGGCATACGAGCTCTTCCGATCT NNNNNNNNN -3 '). Rasgele bölgeye kadar sonraki sıra Chip-Seq kiti Illumina adaptörü Yatak sırası ters tamamlayıcısı ise 5 'proksimal sıra Noti kısıtlama sitesinde.
42 az 2 dakika boyunca PCR koyun ° C, 1 ul Üst Simge III ters transkriptaz ekleyin ve 1hr için 42 ° C'de inkübe edin.
* Bunun yerine dCTP, 5-metil dCTP dNTP karışımı kullanıldı.
Eşleştirilmiş sonunda kütüphane için ilk iplikçik sentezi:
PCR içinde 5 dakika buz üzerinde hızlı chill 65 ° C'de inkübe edin.
45 1 dakika için PCR koyun ° C, Üst Simge III ters transkriptaz 1 ul ekleyin ve 1 saat boyunca 45 ° C'de inkübe.
İkinci iplikçik sentezi (iki kütüphaneler için):
Tersine çevirerek karıştırın tüp, 2 saat için 16 yaşında kısa bir spin ve inkübe ° C vermek.
7. CDNA arındırın
8. Sona onarım
Tek okuma kütüphanesi için:
(Illumina Chip-Seq örnek hazırlık kiti kullanın)
20, 30 dakika boyunca termal cycler inkübe ° C
Eşleştirilmiş sonuna kütüphanesi için:
(Eşleştirilmiş Illumina sonunda numune hazırlık kiti kullanın)
20, 30 dakika boyunca termal cycler inkübe ° C
9 - cDNA temizleme
10. DNA parçalarının 3 'sonuna kadar' A 'üsleri ekle
Tek okuma kütüphanesi için:
37 az 30 dakika boyunca inkübe ° C
Eşleştirilmiş sonuna kütüphanesi için:
37 az 30 dakika boyunca inkübe ° C
11. cDNA temizleme
12. Adaptör ligasyonu
jove_step "> tek okumak kütüphane için:(Illumina Chip-Seq örnek hazırlık kiti kullanın)
Oda sıcaklığında 15 dakika inkübe edin. Adaptörler buz ve sulandırılmış 01:20 çözdürülmelidir.
Eşleştirilmiş sonuna kütüphanesi için:
(Eşleştirilmiş Illumina sonunda numune hazırlık kiti kullanın)
15 dakika boyunca inkübe 20 ° C Adaptörler buz ve sulandırılmış 01:20 çözdürülmelidir.
13. Ligasyon reaksiyonu kadar temiz
Noti sindirim gerçekleştirin, SADECE tek okuma kitaplığı için
37 ° C ve zymo sütunu kullanarak arındırır tepki gecede 2 saat süreyle inkübe edin. 6 tampon EB ul Zehir 5 ul EB ile ikinci bir elüsyon izledi.
14. Boyutu seçimi / Jel arıtma
Invitrogen% 2 SYBR Güvenli E-Jel kullanarak aşağıdaki gerçekleştirin.
15. Zehir DNA jel dilim
16. PCR
Tek okuma kütüphanesi için:
(Illumina Chip-Seq örnek hazırlık kiti kullanın)
Aşağıdaki PCR protokolü kullanın:
* Kiti kullanılmaktadır ilk kez, EB tamponu ile PCR primerleri 01:02 sulandırmak.
Eşleştirilmiş sonuna kütüphanesi için:
(Eşleştirilmiş Illumina sonunda numune hazırlık kiti kullanın)
Aşağıdaki PCR protokolü kullanarak Amplify:
* Kiti kullanılmaktadır ilk kez, EB tamponu ile PCR primerleri 01:02 sulandırmak.
17. Kütüphane kadar temiz
18. Asitli kütüphane
19. Veri analizi
Papyon 6 map RefSeq gen seti (NCBI Yapı 36.1) okur. Tek sona okur (30 nükleotidler) ve çift gen seti 10 maçı sağlayan ve okuma başına iki uyumsuzlukları için izin sonunda eşlenmiş (42 nükleotidler) okur. Başına Milyon (TPM) değerleri Transkriptler RSEM 7 (Beklenti maksimizasyonu ile RNA-Seq) kullanılarak gen ekspresyonu ölçmek için elde edilmiştir.
20. Temsilcisi Sonuçlar: Biz, her ikisi de tek okuma ve eşli sonunda toplam RNA (Şekil 1) başlayarak 1 mg, 100 mg, 10 mg, 1 mg ve 100 pg çalışan T7LA kütüphaneler yaptı . Bizim protokol değerlendirilmesi için, biz, tek asgari amplifikasyon var, "MinAmp" olarak adlandırılan 10 mg total RNA Bu kontrol kütüphaneler, başlangıç T7 RNA amplifikasyon olmadan sonuna kütüphaneler okudum ve eşleştirilmiş. Tabi sadece amplifikasyon Illumina sıralama adaptörleri, tüm kütüphaneler için ortak bir adım Arter PCR protokol sonuna yakın 10 döngüleri vardır. Tüm RNA kullanılan H14 izole edildiinsan embriyonik kök hücreleri 8.
Önce çeşitli kütüphaneleri (Tablo 1 ve Ek Tablo 1) tarafından tespit edilen genlerin sayısı değerlendirildi. 10 ng T7LA kütüphaneler, her ikisi de tek bir okuma ve eşli sonuna kitaplıkları için 10 veya daha fazla bir TPM ile 10 mikrogram MinAmp kütüphaneler gibi hemen hemen aynı sayıda gen belirledi. Tek okuma kütüphanelerin durumda, 10 ng T7LA kütüphane, 10 mikrogram Yükseltilmemiş kütüphane tarafından belirlenen 8500 genlerin% 100 belirledi. 10 ng T7LA kütüphane eşleştirilmiş son kitaplıkları için, 10 mg Yükseltilmemiş kitaplığı (9267 genlerin 7961) tarafından tespit edilen genlerin% 86 belirledi. Az 10 ng yapılan Kütüphaneler birçok genler olarak tespit etmek mümkün değildi. Örneğin, tek okuma protokolü, 1 ng kütüphane sadece tespit ~ 10 mg MinAmp kütüphane tarafından belirlenen genlerin% 50, bize T7LA protokolü 10 ng ile kullanmak için en düşük toplam RNA miktarını sınırlamak isteyen. Ayrıca, housekeeping gen haritalama, GAPDH (Şekil 2), en azından başlangıç RNA 10ng ile yapılan bütün T7LA kütüphaneler aşırı 5 'ekson dahil olmak üzere, tüm ekzon tespit olduğunu gösterir. MinAmp kütüphaneleri ile 10 ng T7LA tek okudum ve eşleştirilmiş sonuna kütüphaneler Karşılaştırılması, yüksek bir benzerlik derecesi (sırasıyla Spearman korelasyon katsayısı, R = 0.90 ve 0.95, Şekil 3a ve b) gösterir. Ayrıca 10 ng toplam RNA yapılan iki tek okudum ve eşleştirilmiş sonuna kütüphaneler karşılaştırılmış ve her iki kütüphane türleri (çok benzer bir gen ekspresyonu imza üretmek T7LA protokolü kullanılarak yapılan gösteren, çok yüksek bir korelasyon katsayısı (R = 0.92) vardı Şekil 3c). Bu nedenle, T7LA yöntemi, güvenilir ve MinAmp kütüphaneler gibi kapsamlı bir sıralama kütüphaneler üretmek mümkün, ancak ila 1000 kat daha az başlangıç materyali.
Şekil 1 eşleştirilmiş sonuna Şema ve tek okuma kütüphane hazırlık protokolü.
Şekil 3 Korelasyon (Spearman) çeşitli kütüphaneler arasında gen ifadelerinin: A. yılları arasında tek bir okuma 10 ng T7LA ve 10 mikrogram MinAmp kütüphanesi, bu kütüphanelerin de çok benzer bir gen ekspresyonu paterni (R = 0.90) olduğunu göstermektedir B. eşleştirilmiş sonuna arasında 10 ng T7LA ve 10 mikrogram MinAmp kütüphane gen ekspresyon profilleri benzerlik göstermektedir (R = 0.95). gen eski C. Korelasyon10 ng eşleştirilmiş sonu ve 10 ng tek okunan kütüphaneler arasında pressions T7LA yöntemi (R = 0.92) tarafından hazırlanan bu kütüphaneler arasında yüksek derecede bir benzerlik göstermektedir.
Şekil 4 Kimlik tüm tek okunur ve eşleştirilmiş sonuna kütüphaneler insan embriyonik kök hücre özel genes5.
Kütüphane | Tipi ° | Ham Kümeleri | Filtre geçen% Kümeleri | % Genomuna hizalama | % Hata Oranı | Genler tespit |
MinAmp 10ug | Tek okuma | 225.602 + / - 4952 | 65.48 + / - 2.58 | 47,61 + / - 0.53 | 0.62 + / - 0.06 | 8500 |
1ug T7LA | Tek okuma | 144.818 + / - 6513 | 82,21 + / - 6.45 | 48,09 + / - 0.27 | 0.42 + / - 0.03 | 8757 |
100ng T7LA | Tek okuma | 27.385 + / - 1818 | 81.33 + / - 11.75 | 44.46 + / - 4.53 | 0.49 + / - 0.10 | 8709 |
10ng T7LA | Tek okuma | 11.184 + / - 985 | 60.70 + / - 3.70 | 14.96 + / - 1.15 | 0.99 + / - 0.30 | 8589 |
1ng T7LA | Tek okuma | 12.695 + / - 1365 | 53,27 + / - 16.76 | 4.08 + / - 0.79 | 2.25 + / - 1.56 | 4720 |
100pg T7LA | Tek okuma | 10390 + / - 1398 | 72,99 + / - 2.90 | 1.48 + / - 0.20 | 1.51 + / - 0.39 | 1121 |
MinAmp 10ug | Eşleştirilmiş Sona R1 | 95786 + / - 12.937 | 90.77 + / - 2.79 | 58.50 + / - 0.95 | 0.94 + / - 0.38 | 9267 |
Eşleştirilmiş Sona R2 | 95786 + / - 12.937 | 90.77 + / - 2.79 | 58,13 + / - 1.13 | 0.99 + / - 0.37 | ||
1ug T7LA | Eşleştirilmiş Sona R1 | 297.669 + / - 10196 | 91.35 + / - 0.36 | 46.89 + / - 0.14 | 0.47 + / - 0.01 | 7334 |
Eşleştirilmiş Sona R2 | 297.669 + / - 10196 | 91.35 + / - 0.36 | 45,52 + / - 0.12 | 0.51 + / - 0.01 | ||
100ng T7LA | Eşleştirilmiş Sona R1 | 205.602 + / - 9932 | 90,53 + / - 0.76 | 63,44 + / - 1.00 | 0.48 + / - 0.02 | 8011 |
Eşleştirilmiş Sona R2 | 205.602 + / - 9932 | 90,53 + / - 0.76 | 61.80 + / - 8.09 | 0,60+ / - 0.36 | ||
10ng T7LA | Eşleştirilmiş Sona R1 | 214.622 + / - 11.155 | 89.98 + / - 1.13 | 56,32 + / - 1.94 | 0.80 + / - 0.26 | 7961 |
Eşleştirilmiş Sona R2 | 214.622 + / - 11.155 | 89.98 + / - 1.13 | 46.41 + / - 18,39 | 2.48 + / - 2.68 | ; | |
1ng T7LA | Eşleştirilmiş Sona R1 | 144.951 + / - 19.841 | 90,54 + / - 1.19 | 3.91 + / - 0.16 | 8.71 + / - 0.86 | 8124 |
Eşleştirilmiş Sona R2 | 144.951 + / - 19.841 | 90,54 + / - 1.19 | 3.27 + / - 1.21 | 9.11 + / - 3.52 | ||
100pg T7LA | Eşleştirilmiş Sona R1 | 187.600 + / - 11.759 | 89,52 + / - 1.11 | 1.78 + / - 0.05 | 13.42 + / - 0.50 | 6623 |
Eşleştirilmiş Sona R2 | 187.600 + / - 11.759 | 89,52 + / - 1.11 | 1.99 + / - 0.23 | 15.29 + / - 0.96 |
° R1 ve R2 ve bir etiket dizileri ters
* ≥ 10 TPM
Tablo 1. gen küme numaraları, hata oranı, yüzde hizalama tek okudum ve eşleştirilmiş sonuna kütüphaneler.
Ek Tablo 1 tüm örnekler için genler ve TPM değerleri listesi, tek okudum ve sonunda eşleştirilmiş.
Eşleştirilmiş sonuna kütüphaneler yapmak için mevcut protokoller, 1 mg 9 - 2,5 mg 10 total RNA başlangıç miktarı arasında gerektirir. Burada bu yöntem sağlar hem de tek bir okuma ve eşli sonuna Illumina sıralama kütüphaneler ve gösteri hazırlamak için doğrusal T7 amplifikasyon temelli (T7LA) yöntemi ile karşılaştırılabilir veri üreten toplam RNA düşük olarak 10 ng kütüphaneler, nesil en az 1000 kat daha başlangıç materyalinin (10 mikrogram total RNA) yapılan amplifiye (MinAmp) kütüphaneleri. 10 ng kütüphaneler, sadece genlerin benzer sayıların toplamı, tespit, ama aynı zamanda (Şekil 3a ve b) benzer gen ekspresyonu imzalar üretmek değil. Ayrıca, T7LA yöntemi ile üretilen tek okudum ve eşleştirilmiş sonuna kütüphaneler hem de araştırmacılar ya da protokol yapılmış kütüphaneler tarafından üretilen verileri karşılaştırmak sağlar (Şekil 3c) birbirlerine çok benzer. Bu kütüphanelerin, insan embriyonik kök hücre RNA hazırlanan bu yana, biz aramakütüphaneleri arasında 30 kök hücre spesifik genler ve bu genlerin hemen hemen tüm (% 93-100), böylece protokolü doğrularken total RNA (Şekil 4) başlayarak en az 10 ng yapılan kütüphaneler tarafından tespit olduğunu bulmak. Biz bizim protokolü akış sıralanmış hücreleri veya başlangıç materyali sınırlayan lazer-mikro-disseke doku gibi durumlarda, özellikle araştırmacılar için çok faydalı olacağını inanıyorum. Bu gibi durumlarda, protokol gen ekspresyonu verileri nesil bizim protokol başlangıç RNA büyüklüğü en az 3 emirleri arasında karşılaştırılabilir ifade profilleri üreten bu yana çok daha büyük bir başlangıç miktarlarda yapılan kütüphaneler karşılaştırılabilir izin verecek.
Yazarlar JAT Hücresel Dynamics International (CDI) kurucusu, stockowner, danışman ve yönetim kurulu üyesi olduğunu açıkladı. Ayrıca bilimsel danışman olarak hizmet vermekte ve Taktikler II Kök Hücre Ventures mali çıkarları var.
Bu çalışma, Wisconsin Vakfı Araştırma ve Üniversitesi Morgridge Enstitüsü fon tarafından desteklenmiştir. Krista Eastman editoryal yardımlarından dolayı teşekkür ederiz.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Şirket | Seti / reaktif | Katalog # | Eklemek |
Ambion | Parçalanma reaktif | AM8740 | |
Ambion | Kalemi Akrilamid | AM9520 | |
Ambion | MEGAscript T7 Kiti | AM1334 | |
Ambion | Sigara DEPC nükleaz ücretsiz su tedavi | AM9932 | |
Fermentas | dNTP seti | R0181 | |
Fermentas | metillenmiş dNTP | R0431 | Tek okuyun örnek hazırlık için sadece |
Illumina | TruSeq SR Küme Nesil kiti v5 | GD-203-5001 | Tek okuyun örnek hazırlık için sadece |
Illumina | TruSeq Seq Kit v5 36 döngüleri | FC-104-5001 | |
Illumina | Chip Seq Örnek Hazırlık Seti | IP-102-1001 | Tek okuyun örnek hazırlık için sadece. NEB DNA numune hazırlık Master Mix ile değiştirilebilir Set 1 Kedi # E6040S |
Illumina | TruSeq PE Küme Nesil kiti v5 | PE-203-5001 | Sadece eşleştirilmiş sonunda numune hazırlık için |
Illumina | Eşleştirilmiş Sona örnek Hazırlık Seti | PE-102-1001 | Sadece eşleştirilmiş sonunda numune hazırlık için |
Invitrogen | 1KB artı merdiven | 10787-018 | |
Invitrogen | E. coli Rnase H | 18021-014 | |
Invitrogen | Rnase Çıkışı | 10777-019 | |
Invitrogen | 2. iplikçik tampon 5x | 10812-014 | |
Invitrogen | E. coli DNA polimeraz | 18010-017 | |
Invitrogen | E-jel SYBR güvenli% 2 | G521802 | |
Invitrogen | Üstsimge III (5X FS tampon ve 0.1M DTT ile) | 18080-085 | |
Invitrogen | Trizol | 12183555 | |
Invitrogen | RNA quibit tahlil kiti | Q32852 | |
Invitrogen | dsDNA HS qubit testi kiti | Q32851 | |
Invitrogen | E. coli DNA ligaz | 18052-019 | |
Invitrogen | T4 DNA Polimeraz | 18005-025 | |
Invitrogen | Ultra Saf Dnase Rnase su | 10977-015 | |
Invitrogen | Üstsimge II çift zincirli cDNA sentezi kiti | 11917-020 | |
Invitrogen | Rastgele Primer (Invitrogen) | 48190-011 | Sadece eşleştirilmiş sonunda numune hazırlık için |
IDT | Not1Nonamer B astar | N / A | Tek kişilik oda için samÖrneğin hazırlık sadece |
IDT | Oligo dT T7 | N / A | |
NEB | Not1 sindirim kiti | R0189S | Tek okuyun örnek hazırlık için sadece |
Qiagen | Rneasy Minelute kiti | 74204 | |
Qiagen | RNEasy Mini Kit (50) | 74104 | |
Qiagen | Jel saflaştırma kiti | 28604 | |
Qiagen | Dnase seti | 79254 | |
Qiagen | Rneasy MinElute kiti | 74204 | |
Zymo Araştırma | DNA temiz ve konsantratör (250X) | D4014 |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır