Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Burada, küçük RNA'ları yalıtmak, mikroRNA'lar için zenginleştirmek ve yüksek iş elde etme sıralaması için numune hazırlamak için adım adım bir strateji tanımlıyoruz. Daha sonra açık kaynak araçlarını kullanarak sıra okumaları nasıl işleyip mikroRNA'lara hizalayan açıklarız.
Tüm insan transkriptlerinin yarısının mikroRNA'lar tarafından düzenlendiği düşünülmektedir. Bu nedenle, mikroRNA ekspresyonu nicel hastalık durumlarında altta yatan mekanizmaları ortaya çıkarabilir ve terapötik hedefler ve biyobelirteçler sağlayabilir. Burada, mikroRNA'ların doğru bir şekilde nasıl ölçültüldeceğiz ayrıntılı olarak anlatılmaktadır. Kısaca, bu yöntem mikroRNA'ları izole etmeyi, yüksek işlem lisi diziliş için uygun adaptörlere bağlamayı, son ürünleri güçlendirmeyi ve örnek bir kitaplık hazırlamayı tanımlar. Daha sonra, elde edilen sıralama okumalarını mikroRNA saç tokalarına nasıl hizalayacağımızı ve diferansiyel ifadelerini nasıl ölçeceğimize, normalleştireceğimize ve hesaplayacağımızı açıklarız. Çok yönlü ve sağlam, bu kombine deneysel iş akışı ve biyoinformatik analiz kullanıcıların doku çıkarma ile başlamak ve mikroRNA nicelik ile bitirmek sağlar.
İlk olarak 1993 yılında keşfedilen1, şimdi yaklaşık 2000 mikroRNA'ların insan genomu 2'de bulunduğu tahmin edilmektedir. MikroRNA'lar genellikle 21-24 nükleotit uzunluğunda olan kodlamayan küçük RNA'lardır. Bunlar gen ekspresyonunun transkripsiyon sonrası düzenleyicileridir, genellikle protein ekspresyonunu bastırmak ve mRNA'yı düşürmek için hedef genlerin 3-untranslated bölgesindeki (3-UTR) tamamlayıcı bölgelere bağlanır. MikroRNA'ların ölçülmesi gen ekspresyonu hakkında değerli bilgiler verebilir vebu amaçla çeşitli protokoller geliştirilmiştir 3.
Küçük RNA sıralaması ve açık kaynak biyoinformatik araçları kullanarak normalleştirilmiş okumaları analiz etmek için tanımlanmış, tekrarlanabilir ve uzun süreli bir protokol geliştirdik. Daha da önemlisi, protokolümüz hem endojen mikroRNA'ların hem de mikroRNA benzeri türler üreten dışa dönük olarak teslim edilen yapılarla eşzamanlı olarak tanımlanmasını sağlarken, bu haritayı ribozomal RNA'lar da dahil olmak üzere diğer küçük RNA türlerine en aza indirgemektedir ( rRNA'lar), RNA türetilmiş küçük RNA'ları (tsRNA'lar), tekrartüretilen küçük RNA'ları ve mRNA bozunma ürünlerini aktarın. Neyse ki, mikroRNA'lar 5 fosforilve 2-3hidroksile 4, bu diğer küçük RNA ve mRNA bozunma ürünlerinden ayırmak için kaldıraçlı bir özelliktir. MikroRNA klonlama ve sıralama için genellikle daha hızlı ve çok katlı daha kolay olan çeşitli ticari seçenekler mevcuttur; ancak, kit reaktiflerinin tescilli doğası ve sık sık yapılan değişiklikler numune çalıştırmalarını karşılaştırmayı zorlaştırır. Stratejimiz akrilamid ve agarose jel arıtma adımları ile mikroRNA'ların sadece doğru boyutunu toplama optimize eder. Bu protokolde, açık kaynak araçlarını kullanarak sıra okumalarını mikroRNA'lara hizalama yordamı da açıklıyoruz. Bu yönergeler kümesi, kütüphane hazırlama yöntemimiz veya ticari bir yöntemin kullanılıp kullanılmadığına bakılmaksızın, özellikle acemi bilişim kullanıcıları için yararlı olacaktır.
Bu protokol yayınlanmış birçok çalışmada kullanılmıştır. Örneğin, Dicer enziminin küçük saç tokası RNA'larını kök-döngü yapısının iç halkasından iki nükleotit uzaklıkta niskenin de bıraktığı mekanizmayı tanımlamak için kullanılmıştır - sözde "döngü sayma kuralı"5. Ayrıca rekombinant adeno ilişkili viral vektörlerden (rAAV) ifade edilen teslim edilen küçük saç tokası RNA'larının (shRNA) göreceli bolluğunu belirlemek ve karaciğerden önce tolere edilebilen shRNA ekspresyonunun eşiğini belirlemek için de bu yöntemleri uyguladık. aşırı shRNA ekspresyonu6 ile ilişkili toksisite . Bu protokolü kullanarak, karaciğerde mikroRNA-122 'nin yokluğuna yanıt veren mikroRNA'lar tespit ettik - yüksek derecede ifade edilmiş hepatikmikroRNA - aynı zamanda bu mikroRNA 7'nin bozulma paterni karakterize ederken. Protokolümüzü çok sayıda deneyde tutarlı bir şekilde kullandığımız için, numune hazırlıklarını boylamolarak gözlemleyebildik ve fark edilebilir bir toplu iş etkisi olmadığını gördük.
Bu protokolü paylaşırken amacımız, kullanıcıların uygun fiyatlı ekipman ve reaktifler ve ücretsiz biyoinformatik araçları kullanarak, hemen hemen her doku veya hücre hattında mikroRNA'ların yüksek kaliteli, tekrarlanabilir niceliksel olarak üretebilmelerini sağlamaktır.
Hayvan deneyleri Washington Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylandı.
Küçük RNA kitaplık hazırlığı
1. RNA yalıtımı
2. 3' adaptör ligasyonu
3. 5' bağlayıcı ligasyon
4. Ters transkripsiyon (RT)
5. PCR amplifikasyon
6. Agarose jel arıtma
Küçük RNA dizi hizalama ve biyoinformatik
7. Veri yükleme
8. Adaptör kaldırma, barkod sıralama ve kırpma
9. Okumaların mikroRNA'lara hizalanması
Kütüphane hazırlığında yer alan adımların şeması
Küçük RNA çıkarma, sıralama ve hizalamanın genel şeması Şekil2'de özetlenmiştir.
Bir erkek ve bir dişi fareden karaciğer örnekleri toplandı ve sıvı nitrojeniçinde dondurulmuş olarak tutturdu. Toplam RNA çıkarıldı ve kalite ve konsantrasyon açısından değerlendirildi.
Küçük RNA sır...
20 yıl önce13üzerinde mikroRNA belirlenmesine rağmen , mikroRNA sıralama süreci zahmetli kalır ve özel ekipman gerektirir, rutin in-house protokolleri benimseyen laboratuvarları engelleyen14. Diğer teknikler aynı anda mikroRNA'ları değerlendirebilir, mikroRNA mikrodizileri ve çok katlı ekspresyon panelleri gibi; ancak, bu yaklaşımlar sadece sonda setlerinde bulunan mikroRNA'ları ölçtükleri için sınırlıdır. Bu nedenle, onlar küçük RNA sıralama ?...
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Biz rehberlik ve öneriler için Andrew Fire ve Mark Kay laboratuvarları üyelerine teşekkür etmek istiyorum.
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 |
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