Name: identification of circular rnas using rna sequencing
Uploaded: 2019-11-14T11:00:00
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Wir danken dem Banner Sun Health Research Institute Brain and Body Donation Program (BBDP) in Sun City, Arizona, für die Bereitstellung von menschlichem Hirngewebe. Das BBDP wurde vom National Institute of Neurological Disorders and Stroke (U24 NS072026 National Brain and Tissue Resource for Parkinson es Disease and Related Disorders), dem National Institute on Aging (P30AG19610 Arizona Alzheimer es Disease Core Center), dem Arizona Department of Health Services (Vertrag 211002, Arizona Alzheimer es Research Center), die Arizona Biomedical Research Commission (Verträge 4001, 0011, 05-901 und 1001 an das Arizona Parkinson es Disease Consortium) und das Michael J. Fox Foundation for Parkinson es Research27. Diese Studie wurde auch vom DHS und dem Bundesstaat Arizona unterstützt (ADHS-Stipendium ADHS14-052688). Wir danken auch Andrea Schmitt (Banner Research) und Cynthia Lechuga (TGen) für die administrative Unterstützung.

Diese Forschung wurde in Übereinstimmung mit allen institutionellen, nationalen und internationalen Leitlinien für das Wohlergehen der Menschen durchgeführt. Hirngewebe wurde vom Banner Sun Health Research Institute Brain and Body Donation Program in Sun City, AZ, bezogen. Die Operationen des Brain and Body Donation Program werden vom Western Institutional Review Board (WIRB-Protokoll #20120821) genehmigt. Alle Probanden oder ihre gesetzlichen Vertreter unterzeichneten die informierte Einwilligung. Kommerzielle (nicht...

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	<li>Salzman, J., Gawad, C., Wang, P. L., Lacayo, N., Brown, P. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circular+RNAs+are+the+predominant+transcript+isoform+from+hundreds+of+human+genes+in+diverse+cell+types.">Circular RNAs are the predominant transcript isoform from hundreds of human genes in diverse cell types.</a> PloS One. 7 (2), e30733 (2012).</li><li>Jeck, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circular+RNAs+are+abundant,+conserved,+and+associated+with+ALU+repeats.">Circular RNAs are abundant, conserved, and associated with ALU repeats.</a> RNA. 19 (2), 141-157 (2013).</li><li>Memczak, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circular+RNAs+are+a+large+class+of+animal+RNAs+with+regulatory+potency.">Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency.</a> Nature. 495 (7441), 333-338 (2013).</li><li>Sanger, H. L., Klotz, G., Riesner, D., Gross, H. J., Kleinschmidt, A. 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W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Foxo3+circular+RNA+promotes+cardiac+senescence+by+modulating+multiple+factors+associated+with+stress+and+senescence+responses.">Foxo3 circular RNA promotes cardiac senescence by modulating multiple factors associated with stress and senescence responses.</a> European Heart Journal. 38 (18), 1402-1412 (2016).</li><li>Capel, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circular+transcripts+of+the+testis-determining+gene+Sry+in+adult+mouse+testis.">Circular transcripts of the testis-determining gene Sry in adult mouse testis.</a> Cell. 73 (5), 1019-1030 (1993).</li><li>Hansen, T. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=miRNA-dependent+gene+silencing+involving+Ago2-mediated+cleavage+of+a+circular+antisense+RNA.">miRNA-dependent gene silencing involving Ago2-mediated cleavage of a circular antisense RNA.</a> The EMBO Journal. 30 (21), 4414-4422 (2011).</li><li>Hansen, T. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+RNA+circles+function+as+efficient+microRNA+sponges.">Natural RNA circles function as efficient microRNA sponges.</a> Nature. 495 (7441), 384-388 (2013).</li><li>Li, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exon-intron+circular+RNAs+regulate+transcription+in+the+nucleus.">Exon-intron circular RNAs regulate transcription in the nucleus.</a> Nature Structural &amp; Molecular Biology. 22 (3), 256-264 (2015).</li><li>Tan, W. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+landscape+of+circular+RNA+expression+in+the+human+heart.">A landscape of circular RNA expression in the human heart.</a> Cardiovascular Research. 113 (3), 298-309 (2016).</li><li>Zhong, Z., Lv, M., Chen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Screening+differential+circular+RNA+expression+profiles+reveals+the+regulatory+role+of+circTCF25-miR-103a-3p/miR-107-CDK6+pathway+in+bladder+carcinoma.">Screening differential circular RNA expression profiles reveals the regulatory role of circTCF25-miR-103a-3p/miR-107-CDK6 pathway in bladder carcinoma.</a> Scientific Reports. 6, 30919 (2016).</li><li>Gao, Y., Wang, J., Zhao, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CIRI:+an+efficient+and+unbiased+algorithm+for+de+novo+circular+RNA+identification.">CIRI: an efficient and unbiased algorithm for de novo circular RNA identification.</a> Genome Biology. 16, 4-014-0571-0573 (2015).</li><li>Wang, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MapSplice:+accurate+mapping+of+RNA-seq+reads+for+splice+junction+discovery.">MapSplice: accurate mapping of RNA-seq reads for splice junction discovery.</a> Nucleic Acids Research. 38 (18), e178 (2010).</li><li>Szabo, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Statistically+based+splicing+detection+reveals+neural+enrichment+and+tissue-specific+induction+of+circular+RNA+during+human+fetal+development.">Statistically based splicing detection reveals neural enrichment and tissue-specific induction of circular RNA during human fetal development.</a> Genome Biology. 16, 126-015-0690-0695 (2015).</li><li>Cheng, J., Metge, F., Dieterich, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+identification+and+quantification+of+circular+RNAs+from+sequencing+data.">Specific identification and quantification of circular RNAs from sequencing data.</a> Bioinformatics. 32 (7), 1094-1096 (2016).</li><li>Zhang, X. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complementary+sequence-mediated+exon+circularization.">Complementary sequence-mediated exon circularization.</a> Cell. 159 (1), 134-147 (2014).</li><li>Rybak-Wolf, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circular+RNAs+in+the+mammalian+brain+are+highly+abundant,+conserved,+and+dynamically+expressed.">Circular RNAs in the mammalian brain are highly abundant, conserved, and dynamically expressed.</a> Molecular Cell. 58 (5), 870-885 (2015).</li><li>Ji, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expanded+Expression+Landscape+and+Prioritization+of+Circular+RNAs+in+Mammals.">Expanded Expression Landscape and Prioritization of Circular RNAs in Mammals.</a> Cell Reports. 26 (12), 3444-3460 (2019).</li><li>Hansen, T. B., Ven&#248;, M. T., Damgaard, C. K., Kjems, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+circular+RNA+prediction+tools.">Comparison of circular RNA prediction tools.</a> Nucleic Acids Research. 44 (6), e58 (2016).</li><li>Zeng, X., Lin, W., Guo, M., Zou, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+comprehensive+overview+and+evaluation+of+circular+RNA+detection+tools.">A comprehensive overview and evaluation of circular RNA detection tools.</a> PLoS Comput Biol. 13 (6), e1005420 (2017).</li><li>Sekar, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ACValidator:+a+novel+assembly-based+approach+for+in+silico+validation+of+circular+RNAs.">ACValidator: a novel assembly-based approach for in silico validation of circular RNAs.</a> bioRxiv. , (2019).</li><li>Westholm, J. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+analysis+of+drosophila+circular+RNAs+reveals+their+structural+and+sequence+properties+and+age-dependent+neural+accumulation.">Genome-wide analysis of drosophila circular RNAs reveals their structural and sequence properties and age-dependent neural accumulation.</a> Cell Reports. 9 (5), 1966-1980 (2014).</li><li>Szabo, L., Salzman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detecting+circular+RNAs:+bioinformatic+and+experimental+challenges.">Detecting circular RNAs: bioinformatic and experimental challenges.</a> Nature Reviews Genetics. 17 (11), 679-692 (2016).</li><li>Zheng, Y., Ji, P., Chen, S., Hou, L., Zhao, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+full-length+circular+RNAs+enables+isoform-level+quantification.">Reconstruction of full-length circular RNAs enables isoform-level quantification.</a> Genome Medicine. 11 (1), 2 (2019).</li><li>Beach, T. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arizona+study+of+aging+and+neurodegenerative+disorders+and+brain+and+body+donation+program.">Arizona study of aging and neurodegenerative disorders and brain and body donation program.</a> Neuropathology. 35 (4), 354-389 (2015).</li></ol>

In dieser Studie wurden zwei kommerziell erhältliche Bibliotheksvorbereitungskits, Vorbehandlungsoptionen und Eingangs-RNA-Mengen getestet, um ein circRNA-Anreicherungsprotokoll für den Bau von CircRNA-Sequenzierungsbibliotheken zu optimieren. Basierend auf den Bewertungen dieser Studie sind eine Reihe wichtiger Aspekte und kritische Schritte bei der Erstellung von circRNA-Sequenzierungsbibliotheken offensichtlich. Unsere Bewertung bestätigt den Nutzen der RNase R-Vorbehandlung, was sich in der erhöhten Anzahl der na...

Circular RNAs (CircRNAs) sind endogene, nicht-kodierende RNAs, die aufgrund ihrer allgegenwärtigen Expression im eukaryotischen Transkriptom1,2,3Aufmerksamkeit erlangt haben. Sie werden gebildet, wenn exons zurück zueinander und daher wurden zunächst als spleißende Artefakte4,5. Neuere Studien haben jedoch gezeigt, dass CircRNAs Zelltyp, Gewebe und Entwicklungsstadium spezifische Expression3,6 aufweisen und evolutionär konserviert sind2,3. Darüber hinaus sind sie an der Vermittlung von Protein-Protein-Wechselwirkungen7, Mikro-RNA (miRNA) Bindung3,8,9,10, und Regulierung der elterlichen Gentranskription beteiligt11.
Bei der klassischen RNA-Sequenzierung (RNA-seq) können CircRNAs während des Bibliotheksbaus als Folge der Poly-A-Auswahl für mRNAs vollständig verloren gehen oder aufgrund ihrer geringen Häufigkeit schwer zu isolieren sein. Jüngste CircRNA-Charakterisierungsstudien haben jedoch einen Vorbehandlungsschritt mit RNase R integriert, um für circRNAs2,12,13anzureichern. RNase R ist eine Exoribonuklease, die lineare RNAs verdaut und kreisförmige RNA-Strukturen hinterlässt. CircRNA-Anreicherungsprotokolle wurden optimiert, indem Daten aus zwei kommerziell erhältlichen Gesamt-Transkriptom-Bibliotheksbausätzen mit und ohne RNase R-Vorbehandlungsschritt generiert und verglichen wurden und unterschiedliche Mengen an RNA-Eingang (1 bis 4 g) verwendet wurden. Das optimierte Protokoll wurde als nächstes verwendet, um die Häufigkeit von CircRNAs in fünf verschiedenen Hirnregionen (Kleinhirn [BC], minderwertiger parietaler Lappen [IP], mittlerer zeitlicher Gyrus [MG], okzipitaler Kortex [OC] und überlegener frontaler Gyrus [SF]) und vier anderen Gewebetypen (Leber [LV], Lunge [LU], Lymphknoten [LN] und Bauchspeicheldrüse [PA]) zu bewerten. RNA-Seq-Bibliotheken wurden am Ende sequenziert und die Daten wurden mit sechs verschiedenen circRNA-Vorhersagealgorithmen analysiert: find_circ3, CIRI14, Mapsplice15, KNIFE16, DCC17und CIRCexplorer18. Basierend auf unserer Analyse wurde die höchste Anzahl einzigartiger CircRNAs bei der Verwendung eines gestrandeten gesamten RNA-Bibliotheksvorbereitungskits mit RNase R-Vorbehandlung und 4 g Gesamt-Input-RNA nachgewiesen. Das optimierte Protokoll wird hier beschrieben. Wie bereits berichtet19,20, wurde die höchste Anreicherung von CircRNAs im Gehirn im Vergleich zu anderen Gewebetypen beobachtet.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>1000 &#181;L pipette tips</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>GP-L1000F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20 &#181;L pipette tips</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>SR L 10F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>200 &#181;L pipette tips</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>SR L 200F</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2200 TapeStation Accessories (foil covers)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-5154</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2200 TapeStation Accessories (tips)</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-5153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adhesive Film for Microplates</td>
			<td>VWR</td>
			<td>60941-064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AMPure XP Beads 450 mL</td>
			<td>Beckman Coulter</td>
			<td>A63882</td>
			<td>PCR purification</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf twin.tec 96-Well PCR Plates</td>
			<td>VWR</td>
			<td>951020401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Sensitivity D1000 reagents</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-5585</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Sensitivity D1000 ScreenTape</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td>5067-5584</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HiSeq 2500 Sequencing System</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>SY-401-2501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HiSeq 3000/4000 PE Cluster Kit</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>PE-410-1001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HiSeq 3000/4000 SBS Kit (150 cycles)</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>FC-410-1002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HiSeq 4000 Sequencing System</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>SY-401-4001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HiSeq PE PE Rapid Cluster Kit v2</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>PE-402-4002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HiSeq Rapid SBS Kit v2 (50 cycle)</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>FC-402-4022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kapa Total RNA Kit</td>
			<td>Roche</td>
			<td>KK8400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Molecular biology grade ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP28184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit Assay Tubes</td>
			<td>Supply Center by Thermo Fischer</td>
			<td>Q32856</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Qubit dsDNA High Sense Assay Kit</td>
			<td>Supply Center by Thermo Fischer</td>
			<td>Q32854</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNA cleanup and concentrator - 5</td>
			<td>Zymo</td>
			<td>RCC-100</td>
			<td>Contains purification columns, collection tubes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>RNAClean XP beads</td>
			<td>Beckman Coulter Genomics</td>
			<td></td>
			<td>RNA Cleanup beads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rnase R</td>
			<td>Lucigen</td>
			<td>RNR07250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SuperScript II Reverse Transcriptase 10,000 units</td>
			<td>ThermoFisher (LifeTech)</td>
			<td>18064014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TapeStation 2200</td>
			<td>Agilent Technologies</td>
			<td></td>
			<td>Nucleic Acid analyzer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TElowE</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10128-588</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TruSeq Stranded Total RNA Library Prep Kit</td>
			<td>Illumina</td>
			<td>20020596</td>
			<td>Kit used in section 3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Two-Compartment Divided Tray</td>
			<td>VWR</td>
			<td>3054-1004</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UltraPure Water</td>
			<td>Supply Center by Thermo Fischer</td>
			<td>10977-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Universal control RNA</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>740000</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

identification of circular rnas using rna sequencing

Circular RNAs (circRNAs) sind eine Klasse von nicht-kodierenden RNAs, die an Funktionen wie Mikro-RNA-Regulierung (miRNA), Vermittlung von Protein-Protein-Wechselwirkungen und Regulierung der elterlichen Gentranskription beteiligt sind. In der klassischen RNA-Sequenzierung der nächsten Generation (RNA-seq) werden CircRNAs in der Regel als Ergebnis der Poly-A-Auswahl während des Aufbaus von mRNA-Bibliotheken übersehen oder sind in sehr geringer Häufigkeit zu finden und daher schwer zu isolieren und zu erkennen. Hier wurde ein circRNA-Bibliotheksbauprotokoll optimiert, indem Bibliotheksvorbereitungskits, Vorbehandlungsoptionen und verschiedene gesamte RNA-Eingangsmengen verglichen wurden. Getestet wurden zwei handelsübliche Volltranskriptom-Bibliotheksvorbereitungskits mit und ohne RNase R-Vorbehandlung und unter Verwendung variabler Mengen des gesamten RNA-Eingangs (1 bis 4 g). Schließlich, mehrere Gewebetypen; einschließlich Leber, Lunge, Lymphknoten und Bauchspeicheldrüse; sowie mehrere Hirnregionen; einschließlich des Kleinhirns, des minderwertigen parietalen Lappens, des mittleren zeitlichen Gyrus, des okzipitalen Kortex und des überlegenen frontalen Gyrus; wurden verglichen, um die Häufigkeit von ZirkRNA über Gewebetypen hinweg zu bewerten. Die Analyse der generierten RNA-Seq-Daten mit sechs verschiedenen circRNA-Detektionswerkzeugen (find_circ, CIRI, Mapsplice, KNIFE, DCC und CIRCexplorer) ergab, dass ein gestrandetes Gesamt-RNA-Bibliotheksvorbereitungskit mit RNase R-Vorbehandlung und 4-g-RNA-Eingang der optimale Methode zur Identifizierung der höchsten relativen Anzahl von circRNAs. Im Einklang mit früheren Befunden wurde die höchste Anreicherung von CircRNAs in Hirngeweben im Vergleich zu anderen Gewebetypen beobachtet.

Die daten, die mit einer kommerziell erhältlichen Universal Control RNA (UC) und mit zwei Bibliotheksvorbereitungskits generiert wurden, die beide einen Ribo-Erschöpfungsschritt in ihren Protokollen enthalten, wurden zuerst ausgewertet. Mit Hilfe eines analytischen Workflows (Datenanalyse-Workflow, Abschnitt 4) wurde insgesamt eine höhere Anzahl von circRNAs in den TruSeq-Datasets im Vergleich zu den Kapa-Datasets erkannt (Abbildung 1). Obwohl die ribosomalen RNA-Prozentsätze (rRNA) in D...

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Identification of Circular RNAs using RNA Sequencing

Circular RNAs (circRNAs) sind nicht-kodierende RNAs, die eine Rolle bei der Transkriptionsregulation und der Vermittlung von Wechselwirkungen zwischen Proteinen spielen können. Nach Der Bewertung verschiedener Parameter für den Aufbau von CircRNA-Sequenzierungsbibliotheken wurde ein Protokoll unter Verwendung der gestrandeten Gesamt-RNA-Bibliotheksvorbereitung mit RNase R-Vorbehandlung erstellt und hier vorgestellt.

Identifizierung von kreisförmigen RNAs mittels RNA-Sequenzierung

Circular RNAs (circRNAs) are a class of non-coding RNAs involved in functions including micro-RNA (miRNA) regulation, mediation of protein-protein ...

Dieses Protokoll ist das Ergebnis der Bewertung wichtiger Aspekte der CircRNA-Bibliotheksvorbereitung, wie Kit-Typ, RNase-R-Behandlung, Eingangsmengen und deren Auswirkungen auf die circRNA-Erkennung. Es ermöglicht eine optimale circRNA-Erkennung und liefert Daten zu einstellbaren Parametern, die von den Bedürfnissen des Benutzers abhängen. Die Identifizierung von CircRNAs in verschiedenen Probentypen wird uns helfen, die Verteilung ihrer Expression besser zu verstehen und die Voraussetzungen für die Abgrenzung der funktionellen Rolle dieser Moleküle zu stellen.Diese Methode kann auf jede gesamte RNA-Probe angewendet werden. Es ist wichtig, RNA-Proben vor Beginn des Protokolls auf Eis zu halten. Bewerten Sie die RIN- und DV200-Werte auf dem Agilent Bioanalyzer oder TapeStation vor der Vorbereitung, und befolgen Sie die entsprechenden Verfahren bei der Arbeit mit RNA.Beginnen Sie mit der Verdünnung der gesamten RNA auf vier Mikrogramm in 39 Mikroliter RNase-freiem Wasser und pipetieren Sie es nach oben und unten, um es zu mischen. Verwenden Sie in einem separaten Rohr den 1x RNase R Buffer, um die RNase R auf eine Arbeitskonzentration von zwei Einheiten pro Mikroliter zu verdünnen. Pipette 39 Mikroliter gesamter RNA und fünf Mikroliter 10x RNase R Reaktionspuffer in ein 1,5-Mikroliter-Reaktionsrohr und mischen.Fügen Sie sechs Mikroliter der verdünnten RNase R.Dann stellen Sie die Pipette auf volles Reaktionsvolumen, und mischen Sie die Lösung durch Pipettieren nach oben und unten 10 mal. Legen Sie das Rohr 10 Minuten lang in ein 37-Grad-Wasserbad, um sicherzustellen, dass das volle Reaktionsvolumen in das Wasserbad eingetaucht ist. Dann legen Sie die Röhre auf Eis, und gehen Sie sofort mit RNA-Reinigung und Konzentration.Vor dem Start den RNA-Waschpuffer vorbereiten, indem Sie das Konzentrat mit 48 Millilitern 100% Ethanol mischen und Reinigungssäulen in Sammelrohre legen. Wenn Sie bereit sind, fügen Sie der RNase R-behandelten Probe zwei Bände RNA-Bindungspuffer hinzu und mischen Sie sie gut. 150 Mikroliter 100% Ethanol in das Gemisch für insgesamt 300 Mikroliter geben, das gesamte Volumen auf die Säule übertragen und 30 Sekunden zentrifugieren.Entfernen Sie den Durchfluss, und fügen Sie 400 Mikroliter RNA Prep Buffer direkt zur Spalte hinzu. Zentrifuge für 30 Sekunden, und entsorgen Sie den Fluss durch. Fügen Sie dann 700 Mikroliter RNA-Waschpuffer in die Spalte, Zentrifuge für 30 Sekunden, und entsorgen Sie den Durchfluss durch.Fügen Sie weitere 400 Mikroliter des Waschpuffers, Zentrifuge für zwei Minuten, und übertragen Sie die Säule auf eine frische RNase-freie 1,5-Milliliter-Rohr. Fügen Sie vorsichtig 11 Mikroliter RNase-freies Wasser direkt in die Säule ein, indem Sie die Pipettenspitze direkt über dem Säulenfilter halten. Lassen Sie die Probe eine Minute bei Raumtemperatur sitzen, und zentrifugieren Sie sie dann für eine Minute.Stellen Sie sicher, dass in der 1,5-Milliliter-Röhre durchgeflossen ist, und entsorgen Sie die Spalte. Die gereinigte RNA-Probe kann bei minus 80 Grad Celsius gelagert oder sofort zur Bibliotheksvorbereitung verwendet werden. Übertragen Sie 10 Mikroliter der gereinigten Gesamt-RNA in einen sauberen Brunnen in einer 96-Well-PCR-Platte.Fügen Sie fünf Mikroliter rRNA Binding Buffer gefolgt von fünf Mikroliterr rRNA Removal Mix hinzu, dann sanft Pipetten nach oben und unten, um die Reagenzien zu mischen. Versiegeln Sie die Platte und bebrüten Sie sie fünf Minuten lang bei 68 Grad Celsius auf einem vorprogrammierten und vorgeheizten Thermocyclerblock. Nach der Inkubation die Platte eine Minute bei Raumtemperatur sitzen lassen.Entfernen Sie die Dichtung von der Platte, und fügen Sie 35 Mikroliter wirbelnden Raumtemperatur rRNA Entfernungsperlen in die Probe. Stellen Sie die Pipette auf 45 Mikroliter und die Pipette 10 bis 20 Mal nach oben und unten ein, um sie gründlich zu mischen. Lassen Sie die Platte eine Minute bei Raumtemperatur sitzen.Übertragen Sie die Platte auf einen magnetischen Ständer, und inkubieren Sie sie dort für eine Minute oder bis die Lösung klar ist. Übertragen Sie den Überstand auf einen neuen Brunnen auf dem Teller. Dann übertragen Sie die Platte vom magnetischen Ständer auf den Plattenständer.Vortex RNA Cleanup Perlen, bis sie gut dispergiert sind, und fügen Sie 99 Mikroliter Perlen in die Probe. Pipette nach oben und unten zu mischen, und inkubieren Sie die Platte bei Raumtemperatur für 10 Minuten. Übertragen Sie die Platte auf den magnetischen Ständer, und lassen Sie es dort für fünf Minuten oder bis die Lösung klar, dann entfernen und entsorgen Sie alle Überstand aus dem Brunnen.Mit der Platte noch auf dem magnetischen Ständer, fügen Sie 200 Mikroliter frisch zubereitet80%Ethanol in den Brunnen, ohne die Perlen zu stören. Lassen Sie das Ethanol 30 Sekunden im Brunnen, entfernen sie und entsorgen Sie es. Fügen Sie 11 Mikroliter Elution Buffer in den Brunnen, und Pipette es nach oben und unten zu mischen.Inkubieren Sie die Platte bei Raumtemperatur für zwei Minuten, dann übertragen Sie sie zurück auf den magnetischen Stand, und halten Sie sie dort, bis die Lösung klar ist. 8,5 Mikroliter des Überstandes auf einen neuen Brunnen auf derselben Platte übertragen und 8,5 Mikroliter Elute, Primer, Fragment High Mix zu jedem Brunnen hinzufügen, der eine Probe enthält. Pipette 10 Mal nach oben und unten, um gründlich zu mischen, versiegeln Sie die Platte, und inkubieren Sie es für acht Minuten in einem Thermocycler vorgewärmt auf 94 Grad Celsius.Kühlen Sie die Probe auf vier Grad Celsius, entfernen Sie die Platte aus dem Thermocycler und zentrifugieren Sie sie kurz. Zwei Bibliotheksvorbereitungskits, TruSeq und KAPA, wurden für dieses Protokoll bewertet. Insgesamt wurde bei der Verwendung des TruSeq-Kits eine höhere Anzahl von kreisförmigen RNAs und ein geringerer Prozentsatz ribosomaler RNA nachgewiesen, so dass TruSeq für weitere Experimente ausgewählt wurde.Die Signifikanz der RNase R-Vorbehandlung wurde durch den Vergleich der Daten aus vorbehandelten und nicht vorbehandelten Bibliotheken bewertet. Wie erwartet wurde in den vorbehandelten Bibliotheken eine höhere Anzahl von kreisförmigen RNAs im Vergleich zu nicht vorbehandelten Bibliotheken einheitlich identifiziert. Die Menge der Eingangs-RNA wurde optimiert, um eine höhere Vielfalt an kreisförmigen RNAs zu erkennen.Bibliotheken wurden mit einem, zwei und vier Mikrogramm Input-RNA erstellt, und die höchste Vielfalt an kreisförmigen RNA-Arten wurde beobachtet, wenn vier Mikrogramm gesamter RNA verwendet wurden. Das optimierte Protokoll wurde verwendet, um kreisförmige RNA-Überfluss in fünf Hirnregionen von vier gesunden Spendern und für andere Gewebetypen von sechs gesunden Spendern zu vergleichen. Insgesamt wurde eine höhere Fülle von kreisförmiger RNase im Gehirn im Vergleich zu anderen Gewebetypen beobachtet.Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, bei der Arbeit mit RNA geeignete Verfahren zu befolgen, einschließlich des Tragens von Handschuhen, gründlicher Reinigung der Bank und Pipetten mit RNase-Tüchern oder Spray, bevor Sie das Protokoll beginnen, und die RNA vorher auf Eis zu halten. Nach diesem Verfahren kann eine orthogonale Validierung wie die Sanger-Sequenzierung identifizierter CircRNA-Knoten durchgeführt werden. Die Entdeckung neuer CircRNAs und weitere Beweise für ihre Anwesenheit erschließen ein neues Forschungsgebiet für die Erforschung ihrer biologischen Funktionen.

Research

JoVE Journal

Genetics

Detection of Copy Number Alterations Using Single Cell Sequencing

Der Nachweis von Copy Number Änderungen Single Cell-Sequenzierung

Detection of genomic changes at single cell resolution is important for characterizing genetic heterogeneity and evolution in normal tissues, cancers, and ...

Forschung

Genetik

Mapping RNA-RNA Interactions Globally Using Biotinylated Psoralen

Zuordnung von RNA-RNA-Wechselwirkungen unter Verwendung von biotinyliertem Psoralen

Knowing how RNAs interact with themselves and with others is key to understanding RNA based gene regulation in the cell. While examples of RNA-RNA ...

Transcriptomic Analysis of C. elegans RNA Sequencing Data Through the Tuxedo Suite on the Galaxy Project

Transcriptomic Analysis of C. elegans RNA Sequencing Data Through the Tuxedo Suite on the Galaxy Project

Transkriptom-Analyse von<em&gt; C</em&gt;.<em&gt; elegans</em&gt; RNA Sequenzierung Daten durch die Tuxedo Suite auf dem Galaxy-Projekt

Next generation sequencing (NGS) technologies have revolutionized the nature of biological investigation. Of these, RNA Sequencing (RNA-Seq) has emerged ...

Sequence-specific and Selective Recognition of Double-stranded RNAs over Single-stranded RNAs by Chemically Modified Peptide Nucleic Acids

Sequenz-spezifische und gezielte Anerkennung der Doppelstrang-RNA über Single-Stranded RNA durch chemisch modifiziert Peptid-Nukleinsäuren

RNAs are emerging as important biomarkers and therapeutic targets. Thus, there is great potential in developing chemical probes and therapeutic ligands ...

Metabolic Labeling and Profiling of Transfer RNAs Using Macroarrays

Metabolische Etikettier- und Profilierung des Transfer-RNAs mit Macroarrays

Transfer RNAs (tRNA) are abundant short non-coding RNA species that are typically 76 to 90 nucleotides in length. tRNAs are directly responsible for ...

Retrospective MicroRNA Sequencing: Complementary DNA Library Preparation Protocol Using Formalin-fixed Paraffin-embedded RNA Specimens

Retrospektive RNA Sequenzierung: Komplementäre DNA Bibliothek Vorbereitung Protokoll mit Formalin fixierten Paraffin-eingebetteten RNA-Proben

&#8211;Archived, clinically classified formalin-fixed paraffin-embedded (FFPE) tissues can provide nucleic acids for retrospective molecular studies of ...

Rare Event Detection Using Error-corrected DNA and RNA Sequencing

Seltenes Ereigniserkennung mit Fehler korrigiert DNA und RNA Sequenzierung

Conventional next-generation sequencing techniques (NGS) have allowed for immense genomic characterization for over a decade. Specifically, NGS has been ...

High-throughput Identification of Gene Regulatory Sequences Using Next-generation Sequencing of Circular Chromosome Conformation Capture (4C-seq)

High-throughput Identification of Gene Regulatory Sequences Using Next-generation Sequencing of Circular Chromosome Conformation Capture 4C-seq

Hochdurchsatz-Identifizierung des Gens regulatorischen Sequenzen mit Next-Generation Sequenzierung der kreisförmigen Chromosom Konformation erfassen (4C-Seq)

The identification of regulatory elements for a given target gene poses a significant technical challenge owing to the variability in the positioning and ...

Overexpressing Long Noncoding RNAs Using Gene-activating CRISPR

Überexprimierenden lange forensisches RNAs mit Gen-Aktivierung CRISPR

Long noncoding RNA (lncRNA) biology is a new and exciting field of research, with the number of publications from this field growing exponentially since ...

Sequencing of mRNA from Whole Blood using Nanopore Sequencing

Sequenzierung von mRNA aus Vollblut mit Nanopore-Sequenzierung

Sequencing in remote locations and resource-poor settings presents unique challenges. Nanopore sequencing can be successfully used under such conditions, ...