Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
* Bu yazarlar eşit katkıda bulunmuştur
Burada, kısa dönüş süresi, düşük maliyet ve yüksek iş elde etme avantajları ile aneuploidy (PGT-A) için preimplantasyon genetik test için bir yarı iletken sıralama yöntemi sokulmaktadır.
Kromozomal aneuploi, embriyonik gelişim durmasına yol açan ana nedenlerinden biri, implantasyon yetmezliği, veya gebelik kaybı, iyi insan embriyolarında belgelenmiştir. Aneuploidi için preimplantasyon genetik test (PGT-A) önemli ölçüde embriyoların kromozomanomalileri tespit ederek üreme sonuçlarını iyileştirir genetik bir testtir. Yeni nesil sıralama (NGS) genetik analiz için yüksek iş artışı ve maliyet-etkin bir yaklaşım sağlar ve PGT-A klinik uygulanabilirlik göstermiştir. Burada embriyolarda aneuploidi taraması için hızlı ve düşük maliyetli yarı iletken dizilime tabanlı NGS yöntemini salıyoruz. İş akışının ilk adımı biyopsi yapılan embriyo örneğinin tüm genom amplifikasyonu (WGA) ve ardından sıralama kütüphanesinin inşası ve ardından yarı iletken sıralama sistemi üzerinde sıralamadır. Genellikle, bir PGT-A uygulaması için, ortalama okuma uzunluğu 150 baz çifti olan 60−80 milyon okuma üreten her yongaya 24 örnek yüklenebilir ve sıralanabilir. Yöntem, PGT-A algılamasını tekrarlanabilir, yüksek verimli, maliyet açısından verimli ve zaman tasarrufu sağlayan şablon amplifikasyonu ve sıralama kitaplığını zenginleştirme işlemi için zarif bir protokol sağlar. Bu yarı iletken sıralayıcının çalışma süresi sadece 2−4 saattir ve numune almaktan rapor verme süresini 5 güne kısaltır. Tüm bu avantajlar bu töşeyi, embriyolardan kromozomal aneuploidies tespit etmek ve böylece PGT-A geniş uygulama kolaylaştırmak için ideal bir yöntem yapmak.
Yardımlı üreme transferi için normal kromozom kopya numaraları (euploid) ile kaliteli canlı embriyoların seçilmesi gebelik sonuçlarını iyileştirmeye yardımcı olur. Geleneksel olarak, köklü morfolojik derecelendirme sistemi yaygın kolay kullanılabilirliği ve non-invaziv doğası nedeniyle embriyo değerlendirme için kullanılır. Ancak, morfolojik değerlendirmenin sadece embriyo kalitesi1 ve implantasyon potansiyeli2hakkında sınırlı bilgi sağlayabileceği gösterilmiştir. Bir temel nedeni embriyoların kromozom bileşimi değerlendirilmesinde yetersizlik olduğunu.
Kromozom alofoidi (kromozomların anormal kopya sayısı) embriyonik gelişim durmasına, implantasyon yetmezliğine veya gebelik kaybına yol açan başlıca nedenlerden biridir. Aneuploidin in oluşumu insan embriyolarında iyi belgelenmiştir, dekolte evresi embriyolarda %60−%70,blastosistlerde %3,4 ve %50−%60'ı blastosistlerde%50-60'dır. Bu, bir dereceye kadar, yaklaşık% 35−40%6,7korumuştur in-vitro fertilizasyon (IVF) tedavisi, gebelik oranının iyileştirilmesinde darboğaz katkıda bulunmuştur. Bu nedenle, transfer için euploid embriyoların seçilmesi gebelik sonuçlarını iyileştirmek için yararlı olduğuna inanılmaktadır. Bu amaçla, aneuploidi için preimplantasyon genetik test (PGT-A) daha genetik yaklaşımlar kullanılarak embriyo canlılığı araştırmak için geliştirilmiştir. PGT-A'nın önemli rolünü destekleyen randomize kontrollü çalışmalar ve kohort çalışmaları giderek artmaktadır. PGT-A uygulamasının düşük oranını azalttığı ve klinik gebelik oranını ve implantasyon oranını artırdığı kanıtlanmıştır8, devam eden gebelik oranı ve canlı doğum oranı9.
Tarihsel olarak PGT-A'da floresan in situ hibridizasyon (FISH), karşılaştırmalı genomik hibridizasyon (CGH), dizi-CGH ve tek nükleotid polimorfizm (SNP)-mikrodizi gibi farklı yöntemler uygulanmıştır. Daha önceki çalışmalar, FISH tarafından dekolte evresi embriyoları için PGT-A'nın 59273array-CGH veya SNP-microarray5927310. Bu tutarsızlıklar kromozom mozaisiliğine, FISH teknik eserlerine veya gelişim sırasında kromozom elayrımı hatalarının embriyonik kendini düzeltmesine bağlanabilir11. Bu yaygın olarak dizi tabanlı PGT-A dizi-CGH veya SNP-mikrodizi için blastosist trophectoderm (TE) biyopsikullanarak embriyolarda kromozom dengesizliği tanımlamak için etkili olduğu kabul edilmiştir10,12. Son zamanlarda, tek hücreli yeni nesil sıralama (NGS) genetik analiz için yüksek iş ve maliyet-etkin bir yaklaşım sağlar ve PGT-A klinik uygulanabilirlik göstermiştir13,14,15, hangi bir yapmak şu anda mevcut yöntemlere umut verici bir alternatif.
Burada, insan embriyolarında aneuploidi taraması için hızlı, sağlam ve düşük maliyetli yarı iletken dizilime tabanlı NGS yöntemisi saiyoruz. İş akışının ilk adımı, biyopsi yapılan embriyo örneğinin tüm genom amplifikasyonu (WGA) olup, tek hücreli WGA kiti kullanılarak, ardından sıralama kütüphanesinin inşası ve ardından yarı iletken sıralama sistemi üzerinde sıralama dır.
DNA iplikçik sentezi sırasında her deoksiribonükleoside trifosfatdan salınan H+ iyonlarının tespit edilmesi yle sistem, yarı iletken elementler tarafından yakalanan kimyasal sinyalleri (pH değişimi) doğrudan dijital verilere aktarır. , daha fazla DNA dizisi bilgi olarak yorumlanır. Pahalı optik algılama ve karmaşık sıralama reaksiyonları gereksinimini ortadan kaldıran bu basit sıralama kimyası toplam reaktif maliyetini azaltır vesıralama çalışma süresini 2−4 saat 16'ya kadar kısaltır. Daha da önemlisi, üreticinin performans özelliklerine göre, yarı iletken sıralama platformu çalıştıran başına 15 GB'a kadar sıralama verisi (kitaplığın kalitesine bağlıdır) üretebilir ve bu da diğer sıralayıcılardan önemli ölçüde daha yüksektir. sadece yaklaşık 3−4 GB veri üreten (2 x 75 bp okuma uzunluğu ile)17. PGT-A'nın klinik uygulamalarında, bu platform 80 milyon adede kadar okuma17 ve her numunenin en az bir milyon benzersiz okuması üreten çip başına 24 örnek elde edebilir. Okuma derinliği, her numunenin en az 0,05x tüm genom kapsama alanına sahip olmasını sağlayabilir. Bu platformun yukarıdaki avantajları ideal bir tarama yöntemi yapmak ve böylece, PGT-A18geniş uygulamaları kolaylaştırmak.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Etik onay, Hong Kong Ortak Çin Üniversitesi―Yeni Bölgeler Doğu Küme Klinik Araştırma Etik Komitesi (Referans Numarası: 2010.432) tarafından verilmiştir. Araştırma lisansı Hong Kong İnsan Üreme Teknolojisi Konseyi (Sayı R3004) tarafından onaylanmıştır.
1. Tüm genom amplifikasyonu
2. WGA ürünlerinin kalite kontrolü
3. WGA ürünlerinin parçalanması
4. Kütüphane inşaatı
5. DNA kütüphanesinin kalite kontrolü ve seyreltilmesi
6. Sıralama
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Bu modifiye protokole dayanarak, yarı iletken sıralama platformu ilk kez PGT-A için uygulandı. Hem de dekolte-evre blastomerlerden biyopsiler ve blastosist evresi embriyoları üzerinde test ettik. Biyopsi yapılan hücrelerin DNA'nın bozulmasını önlemek için mümkün olan en kısa sürede WGA'ya tabi tutulması önerilmektedir. Bir önceki çalışmada farklı WGA yöntemlerinin performansı karşılaştırıldığında ve burada açıklanan yöntem 100 KB20
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Diğer sıralama kimyalarından farklı olarak, burada açıklanan sıralayıcı nükleotitlerin tespiti için yarı iletken kullanır. Çipin kendisi polimeraz tahrikli baz birleşme17ile hidrojen iyonlarını algılayan elektronik bir cihazdır, bu da Proton programının 2−4 saat sıralama süresini sağlar. Ayrıca, çip diğer sıralayıcı sağlayıcıları tarafından akış hücresi sıralama kimyası farklı bir hedef molekül, lokalizasyonu sağlayan bir microwell çip. Bu protokol, PG...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Bu çalışma Hong Kong, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Ref No. 81860272), Guangxi İl Bilim ve Teknoloji Vakfı (Ref No) Büyük Araştırma Planı Genel Araştırma Fonu (Ref No. 14162417) tarafından desteklenmiştir. AB16380219) ve Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı Hibe (Ref No. 2018M630993) Çin.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
PCR tubes, 0.2 mL | Axygen | PCR-02D-C | |
UltraPure 0.5M EDTA, pH 8.0 | ThermoFisher | 15575020 | |
PBS, pH 7.4, Ca2+ and Mg2+ free | ThermoFisher | 10010023 | |
1.0 M NaOH (1.0N) solution | SIGMA-ALDRICH | S2567 | For Melt-off solution. Molecular grade |
Eppendorf LoBind Tubes, 1.5 mL | Fisher Scientific | 13-698-791 | |
Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | |
ELGA PURELAB Flex 3 Water Purification System or Equivalent 18 MΩ water system | ThermoFisher | 4474524 | |
Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | |
PicoPLEX WGA Amplification buffer | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-03. |
PicoPLEX WGA Amplification enzyme | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-03. |
Ion OneTouch Amplification Plate | In kit: Ion OneTouch 2 Supplies (Part No. A26367). Extended kit component in Sheet 5 | ||
Ion PI Annealing Buffer | |||
MyOne Beads Capture Solution | |||
Agilent 2100 Bioanalyzer instrument | Agilent | G2939AA | |
Ion OneTouch Breaking Solution (black cap) | In kit: Ion PI Hi?Q OT2 Solutions 200 (Part No. A26429). Extended kit component in Sheet 5 | ||
Dynabeads MyOne Streptavidin C1 | ThermoFisher | 65001 | |
PicoPLEX WGA Cell extraction buffer | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-00. |
PicoPLEX WGA Cell extraction enzyme | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-03. |
Ion PI Chip Kit v3 | ThermoFisher | A26771 | |
Ion Chip Minifuge, 230 V | ThermoFisher | 4479673 | |
Ion PI dATP | ThermoFisher | A26772 | |
Ion PI dCTP | ThermoFisher | A26772 | |
Ion PI dGTP | ThermoFisher | A26772 | |
Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | |
Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | |
ThermoQ–Temperature Dry Bath | TAMAR | HB-T2-A | |
NEBNext dsDNA Fragmentase | New England Biolabs | M0348L | |
NEBNext dsDNA Fragmentase | New England Biolabs | M0348L | |
Ion PI dTTP | ThermoFisher | A26772 | |
Ion OneTouch 2 Instrument | ThermoFisher | INS1005527 | ThermoFisher Catalog number: 4474778. |
Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | |
Ion One Touch ES | ThermoFisher | 8441-22 | ThermoFisher Catalog number: 4469495. Extended kit component in Sheet 5 |
Ethanol | SIGMA-ALDRICH | 51976 | This can be replaced by any brand's molecular grade absolute ethanol. |
PicoPLEX WGA Extraction enzyme dilution buffer | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-01. |
PicoPLEX WGA Extraction enzyme dilution buffer | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-02. |
Qubit 3.0 Fluorometer | ThermoFisher | Q33216 | This model has been replaced by Qubit 4 Fluorometer, Catalog number: Q33226. |
Qubit ds DNA HS Assay kit | ThermoFisher | M2002-02 | |
Qubit Assay Tubes | ThermoFisher | Q32856 | |
Ion PI Foaming Solution | ThermoFisher | A26772 | |
Index for barcoding of libraries | BaseCare | this is a in-house prepared index. Users can buy commercial product from ThermoFisher Ion Xpress Barcode Adapters Kits (Cat. No. 4474517) | |
Ion PI Loading Buffer | ThermoFisher | A26772 | |
Solid(TM) Buffer Kit-1X Low TE Buffer | ThermoFisher | 4389764 | |
Agencour AMPure XP Kit | Beckman Coulter | A63880 | |
DynaMag-2 magnet (magnetic rack) | ThermoFisher | 12321D | |
Ion PI Master Mix PCR buffer | |||
Sorvall Legend Micro 17 Microcentrifuge | Micro 17 | 75002430 | |
Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | |
Nuclease-free water | ThermoFisher | AM9922 | This can be replaced by other brand. |
PicoPLEX WGA Nuclease-free water | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-03. |
Ion OneTouch Oil bottle | Ion PI Hi?Q OT2 Solutions 200 (Part No. A26429). Extended kit component in Sheet 5 | ||
Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | Extended kit component in Sheet 3 |
double-strand DNA standard | This is a in-house prepared DNA standard for calibration of Qubit before quantification of library. | ||
PicoPLEX WGA Preamplification buffer | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-03. |
PicoPLEX WGA Preamplification enzyme | Rubicon Genomics | R30050 | This can be replaced by SurePlex DNA Amplification System,catalog number: PR-40-415101-03. |
Library Amplification Primer Mix | ThermoFisher | 4471252 | Extended kit component in Sheet 3 |
Ion OneTouch Reaction Filter | Extended kit component in Sheet 5 | ||
Recovery Router | Extended kit component in Sheet 5 | ||
Recovery Tubes | Extended kit component in Sheet 5 | ||
ISP Resuspension Solution | |||
Ion Proton | ThermoFisher | DA8600 | This model is imported by Da An Gene Co.,LTD. of Sun Yat-Sen University from ThermoFisher and has been certified by China Food and Drug Administration for clinical application. The catalog number in ThermoFisher is 4476610. |
Ion PI Hi?Q Sequencing Polymerase | ThermoFisher | A26772 | |
Ion PI Sequencing Primer | |||
server for sequencer | Lenovo | T260 | |
Ion PI Sphere Particles | |||
Platinum PCR SuperMix High Fidelity | ThermoFisher | 4471252 | |
Nalgene 25mm Syringe Filters | ThermoFisher | 724-2045 | Pore size: 0.45μm. Specifically for aqueous fluids. |
Ion PI Hi?Q W2 Solution | ThermoFisher | A26772 | |
Ion PI 1X W3 Solution | ThermoFisher | A26772 | |
Ion OneTouch Wash Solution C1 | |||
The Ion PGM Hi?Q View Sequencing Kit | ThermoFisher | A30044 | Extended kit component in Sheet 2 |
Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | Extended kit component in Sheet 3 |
Ion PI Hi-Q Sequencing 200 Kit (1 sequencing run per initialization) | ThermoFisher | A26772 | Extended kit component in Sheet 4 |
Ion PI Hi?Q OT2 200 Kit | ThermoFisher | A26434 | Extended kit component in Sheet 5 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
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