Name: purifying the impure: sequencing metagenomes and metatranscriptomes from complex animal-associated samples
Uploaded: 2014-12-22T13:00:00
Duration: 11 min 23 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Purifying the Impure: Sequencing Metagenomes and Metatranscriptomes from Complex Animal-associated Samples at JoVE.com

Bu eser Orman Rohwer verilen Ulusal Sağlık Enstitüsü (1 R01 GM095384-01) tarafından desteklenmiştir. Biz Ribo-Zero Epidemiyoloji kitleri erken erişim sağlamak için Epicentre, bir Illumina şirket teşekkür ederim. Biz Ultrasantrifügasyon tüp tutucu tasarımı ve üretimi için Mark Hatay teşekkür ederiz. Biz filme sürecine yardımcı kritik okuma ve yazının tartışmalar için Andreas Haas ve Benjamin Knowles teşekkür ve Lauren Paul.

NOT: ndüklenmifl balgam Kaliforniya, San Diego Üniversitesi araştırma koordinatörü (UCSD&#39;de tarafından, Kaliforniya Kurumsal Değerlendirme Kurulu Üniversitesi (HRPP 081.500) ve San Diego Eyalet Üniversitesi Kurumsal Değerlendirme Kurulu (KİK 2121 SDSU #) uyarınca toplandı ) yetişkin CF kliniği. 1. Örnek Toplama ve Tedavi öncesi (Koleksiyonu sonra 30 Min içinde Öncesi tedavi Örnekleri) <ol><li> Önceki örnek için toplama, etiket dört 15 ml tüpler (i), viral metagenome, (ii) mikrobiyal metagenome, (iii) metatranscriptome, ve (iv) ilave balgam. Her bir numune için tekrarlayın. Guanidin izotiyosiyanat RNA dayalı liziz tamponu (GITC-lizis tamponu) 6 ml, ardından &quot;Metatranscriptome&quot; etiketli tüp içine 0,1 mm silis boncuklar 2 ml ilave edilir. </li><li> Örnek toplama sırasında, ağız mikroplar tarafından kirlenmesini en aza indirmek için, bir ağız çalkalama suyu gibi steril tuzlu su çözeltisi (60 mi) kullanılır. Sonra 30 dakikalık bir süre boyunca balgam örnekleri toplamakBir püskürtücü ile% 7 hipertonik tuz, 4 ml inhalasyonu. İşlem, örnekler hemen aşağıda tarif edildiği gibi. </li><li> 8 ml bir toplam hacme örnek seyreltin. <ol><li> Öncesi ve numune toplama sonra boş balgam fincan tartılarak örnek hacmi tahmin. </li><li> Örneğin hacmi en az 8 mi ise, en az 8 ml toplam numune hacmi oluşturmak için 0.02 um filtreden 1x PBS uygun miktarda. </li><li> Hiçbir görünür kümeleri balgam içinde kalır kadar hemen 3 ml şırınga ile örnek homojenize </li><li> Balgam 2 ml hazırlamak ve 1.4 adıma hemen geçin, aynı şırınga kullanarak. </li></ol></li><li> Balgam Numune Toplam RNA koruma <ol><li> Silis boncuklar ve GITC parçalama tampon içeren &quot;metatranscriptome&quot; tüp içine adım 1.3.4 2 mi balgam numunesi enjekte edilir. </li><li> Kapağı kapatın ve sızıntıyı önlemek için Parafilm ile güvenli tüp mühür. </li><li> 10 mi için orta hızda hemen balgam homojenizen. Mevcut vortexer bağlı, yatay tüp yerleştirmek ve gerekirse bant ile sabitleyin. </li><li> Gerekirse laboratuvara buz kutusu ve taşıma 4 ° C&#39;de ya da tüp tutun. </li></ol></li><li> Aynı şırınga, kısım &quot;Viral metagenome&quot; ve &quot;mikrobiyal metagenome&quot; ve &quot;Çok balgam&quot; etiketli bir tüpe balgam fincan kalan balgam transferi etiketlenmiş tüpler içine balgam her biri 2 ml kullanılması. </li><li> Gerekirse laboratuara 4 ° C ya da buz kutusu ve nakliye de tüm tüpler saklayın. </li></ol> 2. Yaratma Viral metagenome <ol><li> Tamponlar ve Çözümleri hazırlanması <ol><li> 4 ° C&#39;de önceden ve depoda 50 mM ditiotreitol (DTT) hazırlayın. Bu durum 2 hafta boyunca stabildir. </li><li> Tuzlu Magnezyum (SM), tampon (250 mi) Hazırlama 1 M NaCI, 10 mM MgSO 4, 50 mM Tris-HCI; pH&#39;ı 7.4&#39;e ayarlayın. Oda sıcaklığında sterilize Filtresi (0.02 mikron gözenek boyutu) ve mağaza. </li&gt; <li> Ben Dornaz ünitesi / mg kuru ağırlık olarak tanımlanan aktivitesine göre liyofilize sığır pankreas Dnase gelen (moleküler sınıf su içinde) Ben 100 U / ul enzim DNase hazırlayın. </li><li> Bir tampon 10x DNase (50 mi) Hazırlama: 100 mM MgCl2, 20 mM CaCl2; pH 6,5&#39;e ayarlanır. Oda sıcaklığında sterilize Filtresi (0.02 mikron gözenek boyutu) ve mağaza. </li><li> % 4 paraformaldehid hazırlayın. </li><li> 200x TE Tamponu hazırlayın: 2 M Tris-HCl (pH 8.5), 0.2 M EDTA. Oda sıcaklığında sterilize Filtresi (0.02 mikron gözenek boyutu) ve mağaza. </li><li> Moleküler dereceli su ile,% 10 sodyum dodesil sülfat (SDS), 10 ml hazırlayın. </li><li> Moleküler sınıf su kullanarak 50 ml CTAB / NaCl (% 10 CTAB. 700 mM NaCl) hazırlayın. CTAB gecede çözülür. Çökeltiler devam ederse, 65 ° C&#39;de çözüm ısınır. Çözelti, oda sıcaklığında oldukça viskoz. NOT: 0.02 um filtre kullanılarak tampon süzme çözeltisi içinde virüs benzeri partiküllerin ayrılmasını sağlar, ancakücretsiz nükleik asit kirlenme. </li></ol></li><li> Örnek Ön arıtma <ol><li> Taze 6.5 mM ditiyotreitol (DTT), uygun miktarda hazırlayın. </li><li> 6 ml &#39;lik bir toplam hacim oluşturmak için 0.02 um filtreden SM tamponu ilave edilerek Homojenat seyreltin. </li><li> Örnek 6.5 mM ditiyotreitol (DTT) eşit bir hacmi (6 mi) ilave mukus çözünmelerine yardımcı olmak için, girdap kuvvetli bir şekilde karıştırın ve 37 ° C&#39;de 1 saat boyunca inkübasyona. </li><li> Vorteks 10 ° C&#39;de kuvvetli bir şekilde muamele edilmiş numune ve sıkma, 15-20 dakika boyunca 3,056 x g. </li><li> Yeni 15 ml tüp içine süpernatant toplayın. </li><li> Adımı yineleyin 2.2.3 ve sonraki numune için 2.2.5. </li><li> Transferi ve yeni bir 15 ml&#39;lik bir tüp içine, bir şırınga üzerine monte edilmiş bir 0.45 um filtre ile süpernatant filtre. NOT: Filtre takunya, şırınga numune almak ve filtrasyon adımı atlarsanız. </li><li> (Bkz, 0.45 um filtreden numune 100 ul alt-numûnesinin al kloroform ve DNase I tedavi yerine section 2.3.12-2.3.15) ve) Epifloresans mikroskobu (Şekil 2A için örnek düzeltmek için% 4 paraformaldehid eşit hacmi ekleyin. </li><li> Bir &quot;catch-all&quot; viral parçacıkların zenginleştirme yaklaşım için (Tartışma), sezyum klorür degrade Ultrasantrifügasyon dayalı viral partiküller seçimi ihmal 2.3.12 adıma gidin. Bununla birlikte, bu kloroform dirençli bakteriyel kontaminasyon ve virüs lizatı konakçı-DNA&#39;nın daha yüksek bir miktarda neden olabilir. </li></ol></li><li> Viral-benzeri partiküller (VLP&#39;ler) zenginleştirilmesi ve saflaştırma <ol><li> İstenen yoğunluğa filtreden SM tamponu ile CsCl uygun bir miktarının çözülmesiyle tek sezyum klorür (CsCl) çözelti hazırlayın (1.7 ug / ml 1.5 ug / ml, 1.35 ug / ml ve 1.2 ug / ml). Kullanımdan önce bir 0.02 mikron filtre içinden her solüsyonu filtre. </li><li> Şekil 2B&#39;de gösterildiği gibi, bir CsCl gradyanı ayarlayın. </li><li> Yük 1.7, 1 ml / ml her bir tüpe, yük 1.5, 1 ml içinde ug / ml her bir tüpe, yükü 1 mi 1.35 g içineHer tüpe / ml (isteğe bağlı), her bir tüpe, yük 1.2 ug / ml ve son olarak söz konusu boru içine 6-8 ml lik bir numuneyi yükleyin. Marka tek tek tabakaların her fraksiyon konumunu göstermek için kullanılır. </li><li> 1 mg dahilinde tüplerin her karşıt çifti dengeleyin. </li><li> Dikkatle sıkma kova içine her tüp yükleyin. Onlar boş olsa bile, tüm kova Spin. Rotor üzerine sıkma kova yükleyin. </li><li> 2 saat süre ile 4 ° C&#39;de 82844 x g&#39;de santrifüjleyin. </li><li> Santrifüj sonrasında, dikkatli yoğunluk gradyanları aksatmadan tutucu tüpleri çıkarın. </li><li> 18 G iğne ile 3 ml şırınga kullanarak, sadece 1,5 gr / ml yoğunlukta tabakasının altında (Şekil 2, kırmızı ok) tüp delmek ve enjektöre 1.5 ~ ml çekin. </li><li> Yavaş yavaş iğne kaldırma ve tüp içinde kalan fraksiyon ponksiyon yoluyla yeni bir 15 ml tüp içine damla izin vererek üst kısmını toplayın. &quot;Üst kısım atık&quot; olarak etiketleyin. </li><li> 1.5 ug / ml fractio toplamakn iki yeni mikrofuj tüpleri içine içeriğini püskürtülmesi yoluyla şırınga (VLP&#39;lerini içeren). </li><li> Tüm numuneler için yineleyin 2.3.8-2.3.10. </li><li> Viral konsantre içine kloroform içinde 0.2 hacim ekleme şiddetle çalkalanır, 5 dakika maksimum hızda, 10 dakika, bir dönüş için oda sıcaklığında inkübe edilir, ve sulu faz toplanır. </li><li> Kloroform ile muamele edilmiş, viral konsantre içine 10x DNaz tampon ve DNase I (nihai konsantrasyon = 2.5 U / ul) ekleyin ve 1.5-2 saat boyunca 37 ° C&#39;de inkübe edin. </li><li> 15 dakika boyunca 65 ° C &#39;de, DNase etkinliğini aktif hale getirmesi. </li><li> Yeni bir tüp içine KLOROFORM ve DNase I ile tedavi edilen virüs fraksiyonunun 15 ul çıkarın ve epifloresans mikroskopi için örnek düzeltmek için 15 ul% 4 paraformaldehid ilave edin. </li></ol></li><li> DNA Ekstraksiyon <ol><li> Bir temizlenmeli ve otoklava 50 ml Oak Ridge yüksek hızlı santrifüj tüpüne her örnekten Havuz viral konsantreler. </li><li> S ml başına, 10 ul 0.5 M EDTA 0.1 hacim 200x TE tamponu: Aşağıdaki eklebol, formamid 1 hacim ve 10 ul glikojen. İyice karıştırın ve 30 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe edin. </li><li> Yeni birimler kullanılarak, oda sıcaklığında,% 100 etanol içinde 2 hacim ekleyin. İyice karıştırın ve en azından 30 dakika boyunca 4 ° C&#39;de inkübe edin. </li><li> SS-34 rotor kullanılarak 4 ° C&#39;de 20 dakika boyunca 17.226 x g&#39;de tüpün döndürülmesiyle Pelet bir DNA. </li><li> Serolojik pipet kullanarak dikkatlice süpernatant atın. Buz soğukluğundaki% 70 etanol ile iki kez pelet yıkayın. </li><li> Mümkün olduğu kadar çok sıvıyı çıkarın ve 15 dakika boyunca oda sıcaklığında kurumaya pelet sağlar. </li><li> 1x TE tamponu (pH 8.0) içinde 567 ul DNA pelletini. Not: Oda sıcaklığında tam olarak yeniden süspanse için en az 15 dakika bekleyin. Daha sonra işlenene kadar 4 ° C&#39;de gece boyunca yeniden süspanse edildi DNA saklayın. </li><li> Yeni bir 1.5 ml mikrofüj tüpü içine yeniden süspanse DNA çözeltisi, tüm 567 ul aktarın. 20 _ (önceden ısıtılmış,% 10 SDS ve 30 ul proteinaz K 3 ul ekle6 g / mi), iyice karıştırın ve 56 ° C&#39;de 1 saat süreyle inkübe edin. 65 ° C sıcaklıkta, CTAB / NaCI öncesi sıcak. </li><li> 5 M NaCI ve 100 ul ilave edin ve iyice karıştırın. Önceden ısıtılmış CTAB / NaCI çözeltisi, girdap 80 ul ekleyin ve 65 ° C&#39;de 10 dakika inkübe edilir. </li><li> 5 dakika boyunca 16.100 xg&#39;de kloroform, karıştırmak için girdap ve spin eşit hacmi ekleyin. </li><li> Yeni bir 1.5 ml mikrofüj tüpe süpernatant aktarın. 5 dakika boyunca 16.100 x g&#39;de, fenol / kloroform, karıştırmak için girdap ve spin eşit hacim. </li><li> Yeni bir 1.5 ml mikrofüj tüpe süpernatant aktarın. 5 dakika boyunca 16.100 x g&#39;de kloroform, karıştırmak için girdap ve spin eşit hacim. </li><li> Yeni bir 1.5 ml mikrofüj tüpe süpernatant aktarın. Süpernatan fraksiyonu izopropanol eşit miktarda ekleme karıştırın ve en azından 30 dakika boyunca -20 ° C&#39;de inkübe edin. </li><li> 4 ° C&#39;de 15 dakika boyunca 16.100 x g&#39;de DNA, santrifüj pelet. Dikkatle süpernatant pipet ve buz soğukluğundaki% 70 etanol ile iki kere yıkayın pelet. </li&gt; <li> Kısa bir spini gerçekleştirin ve tüp kalan etanol kaldırmak. Hava, 15 dakika boyunca pelet kurutulur. </li><li> Elüsyon tamponu (5 mM Tris, pH 8.5), 50 ul DNA pelletini. Topak, oda sıcaklığında en az 5 dakika süre ile rehidrate izin verin. </li><li> Yüksek hassasiyetli floresan bazlı analiz kullamlarak DNA miktarı belirlenir. </li></ol></li><li> Phi29 Polymerase kullanarak büyütme (İsteğe bağlı) <ol><li> 80 mM Tris-HCI (pH 8.0), 20 mM MgCl2: 2x tavlama tamponu hazırlayın. </li><li> 5 U / ul Phi29 DNA polimeraz sulandırmak. </li><li> 50 ul rasgele heksamer primer (100 uM), 125 ul 2x tavlama tamponu ve 25 ul su içinde oluşan ön karışım örnek tamponu. -20 ° C&#39;de kısım ve mağaza. </li><li> Ön-karışım, reaksiyon 100 ul Phi29 10x tampon oluşan tampon maddesi, 40 ul 10 mM dNTP ve 560 ul su. -20 ° C&#39;de kısım ve mağaza. </li><li> 4 ul numune tamponu içine 1 ul şablon DNA ekleyin. </li><li> Th inkübeE, 3 dakika 95 ° C de ilave edilip buz üzerinde soğutulur. </li><li> , 2.4.4 den karışıma reaksiyon tamponu 14 ul ekleyin yukarı ve aşağı pipetleme karıştırın. </li><li> , Phi29 DNA polimerazı 1 ul ilave edin ve yukarı ve aşağı pipetleme karıştırın ve 10 dakika boyunca 65 ° C&#39;de, ardından 18 saat 30 ° C&#39;de inkübe edin. </li><li> Genomik DNA sütunları veya fenol / kloroform ve etanol yağış kullanarak reaksiyonları temizleyin. </li></ol></li><li> Epifloresans Mikroskobu (Haas ve ark bakın. 2014 28 filtrasyon sistemi kurulumu için) Not: nükleik asit boyaları ile izolasyon ve saflaştırma, epifloresans mikroskopi sonra örneklerde viral partiküllerin varlığı ve saflık (Şekil 2A ve 2C) kontrol etmek için de kullanılabilir. Numunedeki serbest DNA yüksek eşiğe ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu nedenle, örnek DNaz Mikrograflarda için tespit ve boyamadan önce I-tedavi olmalıdır. <ol><li> Montaj çözeltisi hazırlayın (% 0.1 askorbik asit, 50% gliserol). 1X fosfat tamponlu salin (PBS) 4.9 mi,% 10 askorbik asit 100 ul ekle, iyice karıştırın. Karışıma,% 100 gliserolden 5 ml ilave iyice karıştırın ve &quot;bağlama&quot; olarak tüp etiketleyin. </li><li> Filtre -20 ° C&#39;de bir 0.02 mikron alüminyum matris tek kullanımlık şırınga filtresi, mikrofüj tüplerine kısım ve deposunu kullanan monte edin. </li><li> Kısım 100, yeni bir mikrofüj tüpüne örnek ul VLP&#39;lerini düzeltmek için% 4 paraformaldehid eşit hacimde ilave edin. En az 10 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe karışımı. </li><li> 0.02 um filtre edilmiş su, 800 ul ilave edilerek 1 ml hacim tamamlanır. Tüp içine SYBR altın leke 1 ul eklenir ve 10 dakika oda sıcaklığında inkübe edin. </li><li> -9 Ve -10 psi (-62,1 -68,9 ve kPa) arasındaki vakum pompası açarak filtreleme sistemi kurun. </li><li> Su ile yıkayın ve kaidesini filtre kaide içine halka şeklinde polipropilen destek halkası ile bir 0.02 mikron alüminyum matris filtre yerleştirmek. </li><li> Bir kelepçe ile filtre ve güvenli filtre kaide üstünde bir filtre kule yerleştirin. </li><li> Örnek süzülmeye için bir kaç dakika filtre kulesi içine 1.5 ml mikrofuge&#39;de tüp içerikleri pipet, ve bırakın. </li><li> Mikroskobik slayt içine monte reaktif Etiket ve pipet 10 ul. </li><li> Filtre kulesi ve kelepçe çıkarırken vakumu bırakın. </li><li> Dikkatle filtre kaide filtreyi kaldırmak ve bir Kimwipe ile filtrenin alt kurulayın, ardından mikroskobik slaytta dağın tepesine doğrudan filtreyi yerleştirin. </li><li> Filtre üzerine monte ayıracı başka bir 10 ul pipet ve filtre üzerinde bir lamel yerleştirin. </li></ol></li></ol> 3. Yaratma Mikrobiyal metagenome <ol><li> Tampon ve çözeltilerinin hazırlanması <ol><li> 1x DNaz tamponu 50 ml hazırlayın: 50 mM NaAc, 10 mM MgCl2, 2 mM CaCl2; pH 6,5&#39;e ayarlanır. Filtre sterilize (0.22 mikron) ve mağazaoda sıcaklığında karıştırılmıştır. </li><li> Ben Dornaz ünitesi / mg kuru ağırlık olarak tanımlanan aktivitesine göre liyofilize sığır pankreas Dnase gelen (moleküler sınıf su içinde) Ben 1000 U / ul enzim DNase hazırlayın. </li><li> GD tamponu, 100 ml hazırlayın: 75 mM NaCI, 25 mM EDTA, pH&#39;ı 7.5&#39;e ayarlayın. Oda sıcaklığında sterilize Filtresi (0.22 mikron) ve mağaza. </li></ol></li><li> DNA Ekstraksiyon için örnek Ön arıtma önce <ol><li> 0.22 um filtreden 1x PBS 5 hacmi eklenerek Homojenat seyreltin. Örneğin, örnek 2 ml 1 x PBS, 10 ml ilave ediniz. </li><li> % 2 (hac / hac) nihai konsantrasyona β-merkaptoetanol ekleyin. 2 saat süre ile oda sıcaklığında (kimyasal başlığı kullanılmıştır) karışımı sallayın. </li><li> 10 ° C&#39;de örnek Spin ve 15 dakika boyunca 3056 x g ve süpernatant atılır. </li><li> Moleküler sınıf, 10 ml su (ya da 0.22 um&#39;lik filtre edilmiş su) pelletini tekrar ve 15 dakika oda sıcaklığında inkübe edin. </li><li> Tekrar bir kez 3.2.3 ve 3.2.4 adımları. </li><li> Spi10 ° C&#39;de, n ve 15 dakika boyunca 3056 x g ve süpernatant atılır. </li><li> 5 mi 1x DNase tamponu pelet yeniden süspanse edin ve örnek ml&#39;si başına 15 ul DNase I (1000 U / ml) ilave edilmektedir. </li><li> 2 saat boyunca karıştırma tekrar 37 ° C&#39;de inkübe edilir. </li><li> 15 dakika boyunca 65 ° C &#39;de, DNase etkinliğini aktif hale getirmesi. </li><li> 10 ° C&#39;de Spin ve 15 dakika boyunca 3056 x g ve süpernatant atılır. 10 mi SE tamponu içinde pelletini. </li><li> Adımı yineleyin 3.2.10. </li><li> 10 ° C&#39;de Spin ve 15 dakika boyunca 3056 x g ve süpernatant atılır. </li><li> 2 mi GD tamponu içinde pelletini ve iki mikrofüj tüplere aktarın. </li><li> Mikrofüj tüplerinde pelet hücreleri. 15 dakika boyunca, oda sıcaklığında 16,100 x g&#39;de tüpler dönerler. </li><li> Süpernatantı ve genomik DNA ekstraksiyon kiti, Gram-pozitif değişimi protokolü kullanılarak pellet haline getirilen hücrelerinden DNA ekstrakte edin. </li></ol></li></ol> 4. Yaratma Metatranscriptome <ol><li> Örnek Ön-tedavi <ol><li> Hemen numune toplama ve homojenizasyon sonrası GITC-lizis tamponunda boncuk dayak hücrelerin mekanik lizisini gerçekleştirin. Adım 1.4 Bkz. </li><li> Silis boncuklar pelet haline getirildi, 5 dakika, 4 ° C de bir karışım, 600 xg dönerler. </li><li> Yeni bir tüp içine süpernatant aktarın. </li><li> Oda 10 dakika süreyle ve bir dönüş 4 ° C&#39;de ve 15 dakika boyunca 3,056 x g &#39;de inkübe, kullanılan GITC parçalama tamponu, her 750 ul kloroform ve 200 ul ekle 15 saniye boyunca elle kuvvetli bir şekilde çalkalanır. Bu 15 dakika dönüş sırasında, adım 4.2 hazırlanmak. </li><li> 15 dakika kurutma (sulu faz interfaz Organik faz formları açık bir şekilde ayrılması), yeni RNaz içermeyen boru (lar) içine (interfaz bozmadan) sulu faz ekstrakte edin. NOT: Sulu faz, RNA&#39;yı ihtiva etmektedir. Bir sonraki safhaya kadar buz üzerinde tüpler tutun. </li></ol></li><li> Piyasada mevcut sütun tabanlı RNA arıtma kitleri veya conve kullanan toplam RNA ekstraksiyon ve saflaştırma gerçekleştirinntional izopropanol-tabanlı RNA yağış. <ol><li> Silika kolon bazlı RNA saflaştırma <ol><li> Elde edilen sulu fazın toplam hacmini ölçün. </li><li> Örnek ve iyice karıştırın RNA bağlama tamponu uygun hacim. </li><li> Üreticinin protokolüne uygun olarak bağlayıcı durumu uygun karışımın ayarlayın. İyice karıştırın ve kısa bir spin. </li><li> RNA sütuna karışımı yükleyin. Bir büyük hacimli numune için, birden fazla yükleme kullanmak ve 4x her sütun kadar yük. Aksi takdirde, her bir örnek için birden çok sütun kullanmayı düşünün. </li><li> Üreticinin protokolüne uygun olarak uygun sütunu yıkayın. </li><li> RNaz içermeyen su içinde en az 30 ul RNA tasfiye edilir. Çift yıkama biraz RNA verimini artıracaktır. Bununla birlikte, bu RNA konsantrasyonu seyreltecektir. </li><li> RNA konsantrasyonu ölçün ve DNaz Tedavi doğrudan geçin. RNA kalitesini kontrol etmek Bioanalyzer kullanın (önerilir). </li></ol&gt; </li><li> RNA Yağış <ol><li> Izopropanol eşit hacimde ekleme (örneğin, sulu fazın 500 ul içine izopropanol 500 ul) ve örnek 10 ug / ml RNaz içermeyen glikojen 2 ul. </li><li> 10 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe karışımı. </li><li> 12,000 xg&#39;de Spin ve 15 dakika boyunca 4 ° C. </li><li> Dikkatle, süpernatan RNase içermeyen% 75 etanol içinde 1 ml. Pelet sağlam olduğundan emin olmak için 7500 x g&#39;de 5 dakika boyunca 4 ° C&#39;de karışım dönerler. </li><li> Dikkatlice etanol çıkarmak. </li><li> Tekrar bir kez 4.2.2.4 ve 4.2.2.5 adımları. </li><li> Hava, 10 dakika boyunca pelet kurutulur. </li><li> RNaz içermeyen su, 50 ul pelet rehidrate, 5 dakika boyunca 55 ° C&#39;de inkübe etmek ve DNaz muamelesi ile doğrudan devam edin. RNA kalitesini kontrol etmek Bioanalyzer kullanın (Önerilen). </li><li> -20 ° C, ya da uzun süreli depolama için -80 ° C &#39;de parçalar halinde saklayın RNA. </li></ol></li></ol></li></ol&gt;

The authors have nothing to disclose.

Viral Metagenomiks Viral parçacıklar polietilen glikol (PEG), çökeltme ya da küçük hacimli konsantre edici kullanılarak konsantre edilmiştir. Bazı durumlarda, konsantrasyon gerekli olmayabilir, ancak ön-filtreleme ya da düşük hızda santrifüj adımları ökaryotik mikrobiyal hücreleri çıkarmak için kullanılır. Viral lisatlar daha zenginleştirilmiş ve yoğunluk gradyan Ultrasantrifügasyon 9,41 veya küçük boyutlu filtreler (örneğin, 0.45 mikron) ökaryot ve büyük mikrobiyal hücrelerin 25 kaldırmak için. Kullanılarak saflaştırılmış olacak Yoğunluk gradyanı santrifüjü gibi teknikler tipik olarak izole edilmesi ve viral partikülleri 41 konsantre sükroz veya sezyum klorür gibi yoğun ama asal çözümler ile gerçekleştirilir. Fiziksel ayırma boyutu ve viral parçacıkların yüzer yoğunluğuna dayanır. Bu nedenle, filtre gözenek büyüklüğüne uygun seçim ve geçişlerini sıkı hazırlık fiziksel iyileşme başarısı olarak, spesifik viral toplulukları izole etmek için gerekli olanVLP&#39;ler 41 (ekstraksiyon yoğunluğu içinde filtre veya sonbaharda geçmesine yok yani, viral parçacıkların metagenome tespit edilmeyecektir) izole topluluk belirler. Virüs izolasyonu ve konsantre edildikten sonra serbest nükleik asit ve mikrobik ve ökaryotik hücre şeklinde hem de örnek olarak, viral olmayan genomik malzeme mevcut kirletici olabilir. Bu nedenle, numuneler içinde viral partiküllerin saflığa (Şekil 1A ve 1B) kontrol etmek çok önemlidir. Bir kloroform tedavi genellikle önce nükleik asit ekstre nükleik asitlerin indirgeme nükleaz işlenerek, ardından kalan hücrelerin, lize etmek için kullanılır. Sunulan iş akışına bir uyarı da CsCI degrade girmek için çok batmaz olabilir zarflı virüs partikülleri hariç olabilir gibi viral parçacıkların izole etmek yoğunluk gradyan ayrılık kullanımı oldu. Bir alternatif &quot;catch-all&quot; yöntemi yoğunluk gradyan Separ ihmal etmektirme 0.45 mikron topluluk DNA izole ve - kloroform ve DNaz I. Bu yaklaşım ile tedavi süzüntülerden gibi bezlerden veya kan plazmasından gibi küçük bir örnek hacimleri karşılamak için de uygundur. Bununla birlikte, bu kloroform dirençli bakteriyel kontaminasyon ve DNase I dirençli hücre dışı DNA&#39;nın daha yüksek bir miktarda neden olabilir. Yüksek DNA dizileme verimleri seçenekleri daha geniş bir seçenek sunmak sayede Güncel sıralama protokolleri 1 ng sıralama kütüphane hazırlanması için nükleik asitlerin ug 1 gerektirir. Oluşturulan viromes DNA konsantrasyonu genellikle 200&#39;den fazla ng / ul algılama sınırının altında arasında değişmektedir. geri kazanılan viral nükleik asit miktarı, doğrudan dizileme kütüphane hazırlanması için yetersiz olabilir. Bu gibi durumlarda, nükleik asit amplifikasyon gereklidir. Bağlayıcı amplifikasyon tüfek kütüphaneleri (LASLs) 2,42,43 ve çoklu deplasman amplifikasyon (MDA) dayalı tüm genom amplifikasyon iki vardıryöntemler, genellikle dizileme için yeterli DNA üretmek için kullanılmaktadır. Bu tür Phi29 DNA polimerazı ilgili olanlar MDA yöntemleri amplifikasyon önyargılara muzdarip bilinmektedir ve tercihen niceliksel olmayan taksonomik ve fonksiyonel karakterizasyonu 44,45 sonuçlanan ssDNA ve dairesel DNA arttırabilir. LASLs yaklaşım optimize edilmiş bir versiyonu, sadece minimal önyargıları tanıtmak için gösterilen (başlangıç ​​materyalinin küçük miktarlarda) yüksek hassasiyet teşvik ve kolayca farklı sıralama platformları 43 için uyarlanmıştır edilmiştir. Bununla birlikte, bu yaklaşım, bir çok aşamaya sahiptir, DNA kaybını en aza indirmek için özel ekipman gerektirir ve dsDNA şablonları ile sınırlıdır. Laboratuvarımızda, bu yaklaşım başarılı bronkoalveoler lavage-, coral- ve deniz suyu kaynaklı VLP&#39;lerden (yayınlanmamış ve Hurwitz ve ark. 46) elde DNA tespit ve saptanamayan bir miktar yükseltmek için adapte edilmiştir. Veri analizi hatlarının geliştirilmesi cla vardırssically nedeniyle viral toplulukların oldukça çeşitli ve büyük ölçüde bilinmeyen doğa viral metagenomik analizinin en zorlu yönlerinden biri olmuştur. Tarih güncel virüs veritabanlarına biyosferdeki tahmini 10 8 viral genotipleri, orada iken bu yaklaşık toplam viral çeşitliliğin yaklaşık 1/100000 olduğunu ~ 4.000 viral genomları içerir. Bu nedenle, viral metagenomes taksonomik ve fonksiyonel atama için (örneğin BLAST 47 gibi) benzerlik-tabanlı aramalar doğasında zorluklarla sahip. Birçok dizileri veritabanında genomları önemli benzerlikler var başarısız, ve bu nedenle, bilinmeyen olarak sınıflandırılır. Homoloji-esaslı arama sınıflandırma atanması için en önemli uygulama ve veri sırası işlevini de, veritabanı bağımsız analizine göre alternatif yaklaşımlar 48- 50 geliştirilmiştir. Fancello ark. 51 vira kullanılan hesaplama araçları ve algoritmaları tam inceleme sağlamakl metagenomik. Mikrobiyal Metagenomiks Tipik haliyle, hipotonik liziz ile tedavi edilen mikrobiyal topluluğu (HL-DNA) elde edilen DNA&#39;nın toplam miktarı 20 ng den 5 ug arasında değişir. Verim, hastanın sağlık durumuna ve bu çalışma (Tablo 2) özütlendi HL-DNA toplam verimle görülen varyasyon açıklanmaktadır toplanan yaymadan miktarı, son derece bağlıdır. kritik adımlar. Kaliteli dizi verileri oluşturulan sıralama kütüphanelerinin kalitesine güveniyor oluşturmak 2 enzimatik-tabanlı DNA parçalanma prosedürü kullanılarak CF balgam kaynaklı mikrobiyal DNA&#39;dan üretilen sıralama kütüphaneleri için tipik bir boyut aralığı gösterir Şekil. Optimal kütüphane büyüklüğü dizileme platformu ve uygulama seçimine bağlıdır, ve gerekirse, bu nedenle, parçalanma prosedür, sonifikasyon ve nebülizasyon gibi alternatif yaklaşımlar yoluyla, optimize edilebilir. Ek olaraksunulmuştur temsili sonuçlar, çoklu zaman noktalarında, çeşitli hastalardan alınan CF balgamının sunulan yöntemin başarısı (2012) 9. Lim ve diğerleri içinde tasvir edilmektedir ve Lim ve diğerleri. (2014), 10. Önceki çalışmalarda 9,10, her hasta dalgalanmaları nedeniyle antibiyotik tedaviler gibi tedirginlikler muhtemel iken, böylece toplum içinde önemli oyuncuların devamlılığını yansıtan, zamanla geçer mikrobiyal topluluğun bir dizi benzersiz barındırır öneririz. Bu dalgalanmalar bile dış tedirginlikler olmadan veya bağlı örnekleme prosedürü ve örnek işleme günlük meydana olsun, söz hala. HL-DNA metagenomic ve 16S rDNA amplikon analizine dayanarak, 7 günlük uzunlamasına örnekleme gösteren antibiyotik pertürbasyon mikrop profillerin günlük dalgalanma (Gün 1, 2, ve 3) olan en az (Şekil 3A ve 3B). Intro üzerineantibiyotik siprofloksasin gibi P. olarak bilinen bakteriyel patojenler geniş bir yelpazede hedef iken oral antibiyotik duction hemen Gün 3 örnekleme sonra, topluluk profilinde değişiklikler Gün 4. belli oldu aeruginosa, Staphylococcus aureus ve Streptococcus pnömoni, tedavi P. göreceli olarak artmış aeruginosa Streptococcus spp düşürürken. ve P. melaninogenica. Gün 6 olarak, toplum yavaş yavaş ilk başlangıç ​​toplum yapısına kurtarıldı. Sonuçlar, tek bir hastada içinde mikrobiyal profillerin dalgalanmalar nedeniyle hava yollarında toplum tedirginlikler daha olası olduğunu göstermektedir. HL-edilen DNA&#39;dan 16S rDNA kütüphaneler ve metagenomes mikrobiyal profiller arasında tutarlılık göz önüne alındığında, bu çalışmada kullanılan 16S rRNA primerleri kaynaklanan önyargıları dışladı. 16S rDNA Taksonomik genelinde görülen farklılıkların olası bir açıklamatoplam DNA ve HL-türevli DNA (Şekil 3B) elde ark profilleri Pseudomonas türlerinin yüksek miktarlarının varlığı olabilir. antibiyotik tedavisi sonrası hücre dışı bir DNA. Bu bu farklılıklar Gün 7 en belirgin olduğu bulgularla desteklenen, üç gün Pseudomonas spp hedefleyen antibiyotik tedavisi, sonra. diğerleri yanında. Siprofloksasin yaygın CF ve kronik P. hastalarda ilk basamak tedavi olarak kullanılır faaliyet spektrumu en CF-ilişkili patojenleri içeren olsa aeruginosa enfeksiyonu. Biz antibiyotik tedavisi Streptococcus spp duyarlı toplulukları ortadan kaldıracak varsayıldı. ve dolayısıyla dirençli P. tarafından doldurulan bir niş oluşturmak aeruginosa. Pseudomonas aeruginosa kendi biyofilm toplulukları artırarak direnç kazanabilir ve hücre dışı DNA kendi biyofilm mimarisi 52 ana yapısal destek olduğu gösterilmiştir. Hatta t olarakO topluluk yapısı dışı DNA CF balgam kalmış olabilir, iyileşti. Bu nedenle, bu veriler hipotonik parçalama ve potansiyel sadece insan kaynaklı DNA kaldırarak değil yarar bu iş akışında sunulan yıkama adımları, ama aynı zamanda mikrobik kaynaklı dışı DNA gerçek mikrobiyal profilleri yanlış olabilir öneririz. Metatranscriptomics Yüksek kaliteli bir metatranscriptome nispeten az ribozomal RNA (rRNA) dizileri içerir ve yorumu transkript (mRNA) &#39;nın tarafsız bir örnekleme temsil etmelidir. Nedeniyle mRNA kısa yarılanma ömrü ve sınırlı miktarda, bu protokol, burada gösterildiği gibi, geri kazanılan transkript sayısını en üst düzeye çıkarmak için örnek işlemlerine en aza kritiktir. Son yıllarda, rRNA azaltımı için çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir ve ticari olarak temin edilebilen kitler uyarlanmıştır. Bunlar MicroB zenginleştirin, Ribo-Zero, ve örnek özgü Subtractive h dahilybridizations oligonükleotid hibridizasyonu, ve 5 &#39;monofosfat içeren ekzonükleaz enzimatik aktivitesi hedef RNA dayanmaktadır mRNA sadece kit dayanmaktadır 53. Buna ek olarak, bu tür tercihen doğrusal RNA&#39;yı polyadenylates ve güçlendirir MessageAmp II-Bakteri Kit olarak mRNA zenginleşme için çeşitli yaklaşımlar da mevcuttur. Bu yöntemlerin (örneğin, mRNA-SADECE, MicroB E xpress ve MessageAmp) Bazı optimum verimlilik için aynı anda kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu yaklaşımlar, tüm etkinliği kısmen bozulmuş rRNA ile çalışan genellikle CF örneklerinden ekstrakte edilen toplam RNA gözlenen özellikle sınırlıdır. Poliadenilasyon bağımlı RNA amplifikasyonu, hem ökaryotik ve prokaryotik mRNA oluşan metatranscriptomes oluşturmak için kullanılamaz. Buna ek olarak, poli (A) kuyruğu I yararlı dizi veri miktarını azaltır olabilir dizilere eklenir. Homopolimer uzanıyor Bölgeler düşük kalite puanları eğiliminde olacaktır, cönemli sayıda ausing poli kapalı kırparak sonra sıralama ve sonrası sıralama yazılım ve ortalama faydalı okuma uzunluğu tarafından filtre edilecek okur (A) kuyrukları anlamlı 54 azalacaktır. Karmaşık CF mikrobiyal topluluklar ve kısmen bozulmuş RNA (Şekil 4A ve 4C) ile ilgilenmek, önceki çalışma Ribo-Zero Altın kiti ile hibridizasyon-yakalama yöntemi kullanarak birleştirmek tedavilere kıyasla insan ve mikrobiyal rRNA hem giderilmesinde daha etkili olduğunu gösterdi Diğer kitleri 9 (Tablo 3). Elde edilen veriler, insan ev sahibi ve mikrobiyal transkript hem eşzamanlı analiz sağlar. Verim ve RNA kalitesi, hem de sekanslama platformun nihai seçime bağlı olarak, cDNA sentez adımı da dahil olmak üzere, bu işlemlerin bir çok sekans kitaplığı üretimi ile aerodinamik edilebilir. Örneğin, ribo-sıfır tedavi RNA metatranscriptome dizileme Terazi yapmak için kullanılabilirRies ScriptSeq RNA-Seq Kütüphane Hazırlık kiti kullanılarak. Hayvan ilişkili toplulukların metagenomic analiz host ve ilişkili topluluklar içeren genel fonksiyonel varlık kapsamlı bir temsilini sağlar. Burada yer alan iş akışı, özellikle, arzu edilen viral ve mikrobiyal ek olarak kalın mukus, hücre artıkları, hücre dışı DNA, protein ve glikoprotein kompleksleri, yüksek miktarlarda, hem de konakçı hücreleri içeren bu karmaşık hayvan ilişkili örnekleri çeşitli uyarlanabilmektedir parçacıklar. Virütik ve mikrobik parçacıkların her adımda kaybolabilir bile, izolasyon ve saflaştırma, ana DNA&#39;nın miktarının en aza düşürülmesi için gerekli olan parçacıklar. Metagenomik verileri incelendiğinde toplulukların metabolik potansiyellerini sağlarken, kodlanmış fonksiyonların 9 diferansiyel ifadesi ortaya koyarak bu tamamlayıcı metatranscriptomics. Genomik ve transkript verileri kapsamlı bir değerlendirme, yeni ins vermiştirtoplum etkileşimleri dinamiklerine ights ve iyileştirilmesi tedavilerin 9,10,55 gelişimini kolaylaştırır.

<html> Insan vücudu ile ilişkili viral ve mikrobiyal topluluklar sekans teknolojilerini 1,2 uygulanması yoluyla, son on yıl içinde yoğun bir şekilde araştırılmıştır. sonuçları insan sağlığı ve hastalıkları önemi mikropların tanınmasına yol açmıştır. büyük girişim, insan derisi üzerinde bulunan bakterileri açıklar insan mikrobiyomları projesi (ve bazı archaea) geldi ve sözlü boşlukların, hava yollarında, ürogenital sistemde, ve gastrointestinal sistem 3 içinde. Bronşalveol lavaj (BAL) 4,5 ve nazofarengeal sürüntü 4 ile sağlıklı insan hava yollarının daha fazla mikrobiyomları çalışmaları akciğer çevre örnekleme cihazı, solunum yollarında geçici mikrobiyal kolonizasyon sonuçları olarak hizmet olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, bozulmuş solunum yolu yüzeyleri mikrobiyal kolonizasyon etkisi, Kistik Fibroz (CF) hastalarda görülen gibi ciddi ve kronik akciğer enfeksiyonu, yol açabilir. t &quot;&gt; CF Kistik Fibrozis Transmembran Regülatör (CFTR) mutasyon geni 6 neden ölümcül bir genetik hastalıktır. Bu mutasyonlar da epitelin apikal yüzeyi boyunca transepitelyal iyon taşıma etkileyen arızalı CFTR proteinleri doğuran. Hastalık etkiler çoklu organ sistemleri, ancak mortalite ve morbidite çoğunluğu CF akciğer hastalığı 7 kaynaklanmaktadır. CF akciğer mikrobiyal kolonizasyon için eşsiz bir ekosistem sunmaktadır. iyon taşınmasında kusur aerobik oluşan mikroçevrelerde oluşturarak, CF hava yollarında kurmak için mukus neden Statik besin yönünden zengin mukoza yüzeyi tarafından demir mikroaerofilik, anaerobik bölmeleri. Bu ortam virüs, bakteri ve mantarlar da dahil olmak üzere kolonizasyon ve mikropların çoğalmasını kolaylaştırır. akut ve kronik akciğer mikrobik enfeksiyonların yapan ve sabit fakat etkisiz immün yanıtlara neden geniş hava yolu yeniden, pulmoner kapasite kaybı ve sonuçta pulmoüriner başarısızlık. CF akciğer ile ilgili bakteriyel topluma iyi 16S ribozomal RNA (rRNA) ya, gen dizilim 8 ve av tüfeği Metagenomiks 9,10 kullanılarak dahil, her iki kültür bağımlı ve Kültür bağımsız yaklaşımlar kullanılarak tarif edilmiştir. 16S rRNA bazlı bir mikrop türleri geniş bir tanımlama ve topluluk çeşitliliği geniş kaymalar yakalamak edebilmektedir. Ancak, toplulukları tanımlayan kendi çözünürlüğünde sınırlıdır (. Claesson ve ark 2010 11 özetlenmiştir) ve metabolik potansiyellerinin tahminleri belirlenen takson için bilinen genel işlevleri sınırlıdır. Bu nedenle, 16S rRNA gen sıralama yöntemleri CF akciğerlerde bulunan çeşitli mikrobiyal toplulukların gerekli taksonomik ve fonksiyonel analitik doğruluk için yetersizdir. Burada anlatılan metagenomic yaklaşım sınırlamalar üstesinden, 16S rRNA-temelli bir yaklaşım tamamlar ve nispeten etkili bir şekilde sağlarmikrobiyal topluluk taksonomi ve CF akciğerlerde genetik içeriğini hem de analiz etmek. Hayvan ilişkili örneklerinden izole mikrobiyal DNA, genellikle ana DNA&#39;nın büyük bir miktarda içerir. 14 - CF balgamı veya akciğer doku örnekleri genellikle immün yanıt olarak nötrofiller tarafından serbest insan DNA&#39;sının büyük miktarda, toplam DNA 12 genellikle% 99&#39;undan daha fazlasını ihtiva etmektedir. Bazı bozulmamış bir insan hücreleri mevcut olabilir, ancak bu DNA&#39;nın çoğu çözelti içinde serbest veya mikropların yüzeyine adsorbe edilir. Buna ek olarak, son derece ağdalı mukus tıkaçları, hücresel enkaz ve diğer bilinmeyen kirleticilerin varlığı daha da mikrobiyal hücrelerin izolasyonu zorlaştırıyor. Çeşitli yöntemler seçici insan DNA&#39;sı 16 ve MolYsis kiti, sınırlı başarı ile bütün indirgeme etidyum bromür monoazide mikrobiyal hücrelerin 15 ayrı insan DNase I ile işleme tabi için Percoll gradyenleri dahil olmak üzere insan DNA Bu örnekleri, tüketen için test edildi.<html> CF balgamının için en etkili mikrobiyal DNA saflaştırma prosedürü Bugüne kadar Breitenstein ve arkadaşları tarafından tarif edilen işlemin bir tadilatı olmuştur. (1995) 17. Burada hipotonik lizis (HL) yöntemi olarak bilinen bu yaklaşım, müsin disülfid bağları, ökaryot hücrelerin hipotonik lizis ve çözünebilir DNA 9 DNaz I tedavi azaltmak için β-mercaptoethanol bir kombinasyonunu kullanır. Alternatiflerin olmamasına rağmen HL yöntemi nedeniyle (i) bazı endişeleri istenmeyen mikropların lizisinden ve kaynaklanan olası önyargıları kaldırdı (ii) toplum bileşiminde 9,10 gözlenen dalgalanmalar örnek işleme ile ilişkili varyasyonların bir eserdir olup olmadığını. Av tüfeği metagenomes nesil ek olarak, biz toplam DNA ve yedi gün üst üste genelinde tek bir hastadan toplanan balgam örneklerinin aynı seti kullanarak HL yöntemiyle elde mikrobiyal DNA&#39;nın 16S rRNA gen profilleri karşılaştırarak bu konuları ele. mikrobiyal topluluklar karşılaştırıldığında ent &quot;&gt;, hayvanlar ile ilgili viral toplulukların karakterizasyonu sınırlı 18,19 CF solunum yollarında virüs topluluklar sadece minimal 20 karakterize edilmiştir -.. 22 CF hava yollarında viral toplulukların DNA karakterize ilk metagenomic çalışma CF akciğerlere ile ilişkili en virüsler fajlar 20 olduğunu gösterdi. CF ve non-CF bireylerde faj metabolik potansiyeli önemli ölçüde farklı oldu. Özellikle, CF bireylerde faj toplulukları CF solunum yollarının fizyolojisine bakteriyel konak uyarlamaları yansıtıcı genleri taşınan, CF akciğer dokusunun virüslerin bakteriyel hastalık oluşturma 20. Daha sonra metagenomic çalışmalar anatomik bölgelerine 22 arasında virüs toplulukları farklı mekansal heterojenlik olduğunu göstermiştir. Ayrıca, CF akciğer dokuları, herhangi bir eko-22 bugüne kadar gözlenen en düşük virüs çeşitlilik barındırmıştır. belirlenmiş olan en virüs fajlar edildipotansiyeline sahip CF patojenleri bulaştırmak için. Bununla birlikte, bu herpes, adenovirüsler ve insan papilloma virüsleri (HPV) gibi ökaryotik virüsler de tespit edilmiştir. Akciğer dokusunda kistler diseksiyonu sırasında gözlendi bir olay, olarak, bir insan papilloma virüsü genomunun fazla% 99 hasta pulmoner papillom veya karsinom tanısı asla olsa bile, elde edildi. Bu viral çeşitlilik, mevcut doku hasarının ciddiyetini yansıtan, aynı zamanda teşhir ve altta yatan hastalığı uncharacterized açıklayabilir sadece gösterir. Burada anlatılan protokollerin kalın mukus, ev ve mikrobiyal hücreleri, serbest DNA, aynı zamanda, hücre kalıntılarının büyük miktarlarda oluşan örneklerinden virüs benzeri partiküller (VLP&#39;ler) izole etmek için basit, ancak güçlü bir yöntem sunar. Metagenomics tamamlayan metatranscriptomics mikrobiyal eden ve ev sahibi 9,23 gen ekspresyonu dinamikleri izlemek için kullanılır. Bu durumda, her iki mikrobiyal ve HOSt mRNA tercihen seçilmesi gerekir. Bakteriyel mRNAlar poliadenileştirilmiştir olmadığından, bir oligo-dT-tabanlı mRNA açılan yöntemi yararlanılamaz. Numuneler ökaryotik mRNA miktarları ihtiva bilinen durumunda poliadenilasyon bağımlı RNA amplifikasyonu ana ilişkili örneklerde kullanılamaz. CF balgamının dahil olmak üzere birçok hayvan ilişkili örnekleri, RNaz&#39;larına içeren, yüksek hücre kalıntılarının miktarları ve nükleazlardır ek olarak hücrelerin yüksek yoğunluğa içerir. Bu nedenle başka bir zor bir görev metatranscriptome işlem sırasında geniş RNA bozulmasını önlemektir. Pek çok durumda, CF balgamının ekstrakte edilen toplam RNA, elde edilen RNA alt baş uygulamaları ve yardımcı sınırlama kısmen parçalanır. Son yıllarda, rRNA azaltımı için çeşitli yaklaşımlar geliştirilmiştir ve ticari olarak temin edilebilen kitler uyarlanmıştır. Bu yaklaşımların etkinliği ancak özellikle kısmen bozulmuş rRNA 9,24 ile çalışırken, sınırlıdır. Burada kullanılan yöntemler izinverimli mansap toplam rRNA çıkarılması için uygun kısmen bozulmuş toplam RNA alımı için ed. İki farklı kitleri karşılaştırarak kısmen bozulmuş toplam RNA&#39;dan rRNA kaldırma verimliliği doğrudan karşılaştırma Lim ve arkadaşları tarafından izah edildi. (2012) 9. Genel olarak, bu yazının amacı örnek olarak uyarılmış balgam numunesi kullanılarak, tek bir hayvan ile ilişkili örnek protokollerin tam bir set virütik ve mikrobik tüfek metagenomes oluşturmak için (Şekil 1) ve bir metatranscriptome sağlamaktır. Moleküler laboratuvar iş akışı çapraz bulaşmayı en aza indirmek için ayrı öncesi ve sonrası amplifikasyon alanlarını içermelidir. yöntemler, dokusu 22, nazofaringeal ve orofaringeal sürüntü 25, bronkoalveoler lavaj (BAL) ve mercan (yayınlanmamış veri) gibi diğer örnek türlerine kolaylıkla uyarlanabilir. Her numune toplama üzerine hemen işleme özellikle mikrobiyal metagenomik ve yerine getirilmesi gerekenatranscriptomics çalışmalar arzu edilir. Numuneler dondurulmuş, bu potansiyel hücre bütünlüğünü bozabilir dondurma gibi mikrobiyal metagenomes için temas halindeki mikrobik hücrelerin izolasyonu sınırlar. Bununla birlikte, donma metatranscriptomics ve viral izolasyon ama donma-çözülme süreci etkilenebilir geri kazanılan viral partiküllerin RNA kalitesi ve miktarı engel teşkil etmez. O uyarılmış balgam BAL çok invaziv olabilir gibi erişkin KF hastalarının ve diğer kronik akciğer hastalıkları 26,27 ile ilgili birçok çalışmalarda numunelerin birincil kaynağı olarak görev yapmaktadır dikkat etmek önemlidir. Bizim çalışmalarda, balgam örnekleri gargara ve en az balgam örneklerinin içinde sözlü mikroplar kontaminasyonu tutmak için steril tuzlu su çözeltisi ile ağız boşluğunun durulama sonrasında dikkatli ve tutarlı bir örnekleme yöntemiyle, yani, ile toplanmıştır.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="741">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:119px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Guanidine isothiocyanate-based RNA lysis buffer</td>
			<td style="width:119px;">Life Technologies</td>
			<td>10296-028</td>
			<td>TRIzol LS Reagent was used in this study</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silica beads; 0.1 to 0.15 mm</td>
			<td style="width:119px;">Cole-Parmer</td>
			<td>YO-36270-62</td>
			<td>Zirconia-Silicate Beads were used in this study</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dithiothreitol Molecular Grade (Dry Powder)</td>
			<td style="width:119px;">Promega</td>
			<td style="width:119px;">V3155</td>
			<td>Can be purchased from any other company</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sterile syringe filter; 0.45 &#181;m pore size hydrophilic PVDF membrane</td>
			<td style="width:119px;">Millipore</td>
			<td style="width:119px;">SLHV033RS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DNase I enzyme&#160;</td>
			<td>Calbiochem</td>
			<td align="right">260913</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Sterile syringe filter; 0.02 &#181;m pore size</td>
			<td style="width:119px;">FisherScientific</td>
			<td style="width:119px;">09-926-13</td>
			<td>Diameter: 25mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Ultra-Clear Centrifuge Tubes</td>
			<td style="width:119px;">Beckman</td>
			<td align="right">344059</td>
			<td>9/16 X 3 &#189; in. (14X90mm), suitable for SW41 Ti Rotor and VLPs density gradient ultracentrifugation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SW41 Ti Rotor</td>
			<td style="width:119px;">Beckman</td>
			<td align="right" style="width:119px;">333790</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:337px;">SS-34 Fixed Angle Rotor</td>
			<td style="width:119px;">Thermo Scientific</td>
			<td align="right" style="width:119px;">28020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Phi29 DNA polymerase</td>
			<td>Monserate Biotech</td>
			<td align="right" style="width:119px;">4001</td>
			<td>10 U/&#181;l</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Phi29 Random Hexamer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td style="width:119px;">S0181</td>
			<td>Previously bought from Fidelity Systems</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Alumina matrix filter with annular polypropylene support ring; 0.02 &#181;m pore size</td>
			<td style="width:119px;">FisherScientific</td>
			<td style="width:119px;">09-926-34</td>
			<td>Whatman Anodisc Filter Membranes were used in this study; Diameter 25mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:337px;">SYBR Gold Nucleic Acid Gel Stain</td>
			<td style="width:119px;">Life Technologies</td>
			<td style="width:119px;">S-11494</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">2-Mercaptoethanol</td>
			<td style="width:119px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">M6250-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">RNase-free DNase I&#160;</td>
			<td style="width:119px;">NEB</td>
			<td style="width:119px;">M0303S</td>
			<td>Can be purchased from any other company</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Glycogen, RNA grade</td>
			<td style="width:119px;">FisherScientific</td>
			<td style="width:119px;">FERR0551</td>
			<td>Can be purchased from any other company</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Oak Ridge high-speed centrifuge tubes</td>
			<td style="width:119px;">FisherScientific</td>
			<td style="width:119px;">05-562-16B</td>
			<td>For large volume DNA extraction procedure, suitable for SS-34 fixed-angle rotor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Total rRNA removal kit</td>
			<td style="width:119px;">Epicentre</td>
			<td style="width:119px;">MRZE724</td>
			<td>ScriptSeq Complete Gold Kit (Epidemiology) can be used to couple rRNA removal with sequencing library preparation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Cesium chloride&#160;</td>
			<td style="width:119px;">FisherScientific</td>
			<td style="width:119px;">BP1595-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:337px;">Hexadecytrimethyl-ammonium bromide (CTAB)</td>
			<td style="width:119px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">H5882-100G</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

purifying the impure: sequencing metagenomes and metatranscriptomes from complex animal-associated samples

Yüksek verimlilik sıralaması erişilebilirlik biyoloji birçok alanda devrim yarattı. Iyi bir başlangıç ​​ile ilişkili viral ve mikrobiyal topluluklar anlamak için, DNA ve RNA ekstresi için kapsamlı bir iş akışı geliştirilmiştir. iş akışı aynı zamanda, yeni nesil dizileme için, tek bir numuneden virütik ve mikrobik metagenomes yanı sıra metatranscriptomes oluşturur. Bu yaklaşımların birleştirme Taksonomik özellikleri ve toplum kodlanmış fonksiyonların hem genel bir bakış sağlar. o derece ağdalı ve müsinlerin yüksek miktarda, serbest nötrofil DNA ve diğer bilinmeyen kirletici içerdiğinden sunulan yöntemler, Kistik Fibrozis (KF) balgam, sorunlu bir örnek türü kullanın. Burada anlatılan protokoller bu sorunları hedef ve başarılı minimal insan DNA kontaminasyonu ile viral ve mikrobiyal DNA kurtarmak. Metagenomik çalışmaları tamamlamak için, bir metatranscriptomics protokolü hem mikrobik kurtarmak için optimize edildiaz sayıda ribozomal RNA (rRNA) dizileri içerir ve ana oluşturulmaktadır. Veri özellikleri bir bakış yöntemleri başarısını değerlendirmek için bir referans olarak hizmet sunulmaktadır. Ek CF balgamı örnekleri de, (i) bir hastada içinde yedi ardışık gün boyunca mikrobiyomları profilleri tutarlılığını değerlendirmek, ve (ii) bir 16S ribozomal RNA gen temelli sekanslamasına metagenomic yaklaşım tutarlılık karşılaştırma toplanmıştır. Sonuçlar antibiyotik pertürbasyon olmadan mikrobiyal profillerin günlük dalgalanma az ve sık CF-ilişkili bakterilerin taksonomisi profilleri hipotonik lizis (HL) türevi DNA üretilen 16S rDNA kütüphaneler ve metagenomes arasında son derece benzer olduğunu göstermiştir. Hipotonik lizis ve yıkama basamağı, sadece insandan türetilmiş DNA çıkarılması değil yarar göstermektedir Bununla birlikte, 16S rDNA taksonomik profilleri arasındaki fark toplam DNA ve HL-edilen DNA&#39;dan üretilen, aynı zamanda extracellul mikrobiyal türevliGerçek mikrobiyal profilleri yanlış olabilir ar DNA.

Watch this Scientific Journal Video about Purifying the Impure: Sequencing Metagenomes and Metatranscriptomes from Complex Animal-associated Samples at JoVE.com

Purifying the Impure: Sequencing Metagenomes and Metatranscriptomes from Complex Animal-associated Samples

Örneğin, kistik fibroz hava yolunu kullanarak, el yazması bir hayvan ile ilişkili örneklerde mikrobik ve virüs toplulukları karakterize metagenomic ve metatranscriptomic yaklaşımların bir kombinasyonu içeren kapsamlı bir akışını göstermektedir.

Saf olmayan Arındırıcı: Sıralama Metagenomes ve Metatranscriptomes Kompleksi Hayvan ilişkili Örneklerinden

The accessibility of high-throughput sequencing has revolutionized many fields of biology. In order to better understand host-associated viral and ...

Research

JoVE Journal

Biology

Purifying Plasmid DNA from Bacterial Colonies Using the Qiagen Miniprep Kit

Plazmid DNA Qiagen Miniprep Kit kullanarak Bakteri kolonileri Arındırıcı

Plasmid DNA purification from E. coli is a core technique for molecular cloning. Small scale purification (miniprep) from less than 5 ml of bacterial ...

Biyoloji

Gross Dissection of the Stomach of the Lobster, Homarus Americanus

Gross Dissection of the Stomach of the Lobster, Homarus Americanus

Brüt Diseksiyon Lobster Mide, Homarus americanus</em

The stomach of the American lobster (Homarus americanus) is located in the cephalothorax, between the rostrum and the cervical groove. The anterior end of ...

A Lectin HPLC Method to Enrich Selectively-glycosylated Peptides from Complex Biological Samples

Kompleks Biyolojik örnekler seçerek glikozile Peptitler zenginleştirin lektin HPLC Yöntemi

Glycans are an important class of post-translational modifications. Typically found on secreted and extracellular molecules, glycan structures signal the ...

Quantitation of &gamma;H2AX Foci in Tissue Samples

Quantitation of &#947;H2AX Foci in Tissue Samples

Doku Örnekleri γH2AX Foci kantitasyonu

DNA double-strand breaks (DSBs) are particularly lethal and genotoxic lesions, that can arise either by endogenous (physiological or pathological) ...

Chemically-blocked Antibody Microarray for Multiplexed High-throughput Profiling of Specific Protein Glycosylation in Complex Samples

Kompleks Örnekleri spesifik protein Glikozilasyon arasında Multiplexed Yüksek verim Profilleme için Kimyasal-bloke Antikor Mikroarray

 In this study, we describe an effective protocol for use in a multiplexed high-throughput antibody microarray with glycan binding protein detection that ...

Detection of Rare Genomic Variants from Pooled Sequencing Using SPLINTER

SPLINTER kullanarak Pooled Sıralama gelen Nadir Genomik Variantların Algılama

As DNA sequencing technology has markedly advanced in recent years2, it has become increasingly evident that the amount of genetic variation between any ...

The MultiBac Protein Complex Production Platform at the EMBL

EMBL de MultiBac Protein Complex Üretim Platformu

Proteomics  research revealed the impressive complexity of eukaryotic proteomes in  unprecedented detail. It is now a commonly accepted notion that ...

Targeted RNA Sequencing Assay to Characterize Gene Expression and Genomic Alterations

RNA Sıralama Deneyi Gen İfade ve Genomik değişiklikleri tanımlamak için hedeflenen

RNA sequencing (RNAseq) is a versatile method that can be utilized to detect and characterize gene expression, mutations, gene fusions, and noncoding ...

Pulling Membrane Nanotubes from Giant Unilamellar Vesicles

Membran nanotüpler dev Unilamellar veziküller çekerek

The reshaping of the cell membrane is an integral part of many cellular phenomena, such as endocytosis, trafficking, the formation of filopodia, etc. Many ...

Quasi-metagenomic Analysis of Salmonella from Food and Environmental Samples

Quasi-metagenomic Analysis of Salmonella from Food and Environmental Samples

Metagenomic yarı analiz Salmonella gıda ve çevre örnekleri

Quasi-metagenomics sequencing refers to the sequencing-based analysis of modified microbiomes of food and environmental samples. In this protocol, ...