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10 나노 그램 총 RNA의 단일 읽기와 결합하여 최종 mRNA - Seq의 Illumina 도서관


JoVE 3340 10/27/2011

1Regenerative Biology, Morgridge Institute for Research, 2Department of Cell & Regenerative Biology, University of Wisconsin, 3Department of Molecular, Cellular, & Regenerative Biology, University of California

여기 T7 RNA 선형 증폭을 기반으로 유전자 발현 분석을 위해 모두 하나의 읽기 및 이점 엔드 Illumina mRNA - Seq 시퀀싱 라이브러리의 준비를위한 방법을 설명합니다. 이 프로토콜은 총 RNA를 시작하는 10 나노 그램이 필요하고 전체 성적표를 나타내는 매우 일관된 라이브러리를 생성합니다.

Other articles by Victor Ruotti on PubMed

통합 유전체학: 쥐 생리학 및 마우스 및 인간의 데이터와 복잡 한 특성 Silico 커플링에

게놈 지도 여러 유기 체에서의 큰 다양성의 통합 같은 쥐 인간의 질병에 대 한 연구를 심화 하기 위해 인간 게놈에 투영 될 수는 생리 적 지식 모델 시스템에서 얻은 메커니즘을 제공 합니다. 쥐 게놈 시퀀스의 릴리스 쥐 모델을 사용 하 여 연구에 대 한 새로운 정보를 제공 하며 키 참조를 기존 및 새로운 쥐 생리 적 결과 정렬할 수 있습니다. 이전에, 쥐, 마우스 및 인간의 EST 시퀀스 비교 방사선 하이브리드 지도 함께 결합에 따라 비교 지도 설명 했습니다. 우리가 여기에, 새로운 데이터를 사용 하 여 통합 된 게놈 환경 큐레이터 및 통합 지도, 마커, 그리고 생리 적 결과의 광범위 한 데이터베이스를 소개 하 고 있습니다. 이러한 결과 Vcmapview를 사용 하 여 통합 지도 자바 기반으로 통합 하 고 시각화 도구. 이 독특한 환경에서 cytogenetic, 결과 관련 연구자 유전자, 수 수 및 방사선 하이브리드 연구는 게놈 시퀀스를 인간, 마우스 사이 관심의 영역을 비교 하 고 쥐. 각 유전자를 사용 하 여 마우스 유전학 및 인간에서 임상 결과와 통합 하는 쥐 생리학 소설 경로 비교 유전체학 및 모델 유기 체 생물학의 강점에 투자를 제공 합니다.

ChromSorter PC: 인간의 전립선 암과 연관 된 염색체 영역의 데이터베이스

이해 인간의 전립선 암 유전자와 게놈 전략의 증가 사용 우리가 관련된 생명 의학 문헌에 존재 하는 단순 하 고 통합 된 정보에 액세스 해야 의미 합니다. 특히, microarray 진 식 연구 및 전립선 암 관련된 유전자 매핑 학문이이 질병와 관련 된 사전 작업에 대 한 일반화 된 이해에서 도움이 될 것 이라고. 이렇게 게놈 지역에 이미 다른 과학적 방법으로 전립선 암 관련 후속 실험실 연구 초점을 우리 수 있습니다. 전립선 암의 데이터베이스 개발 했습니다 기존 의치 문학에서 염색체 정보 관련. 입력된 자료는 전립선 암에 관련 된 정보의 후속 손 주석으로 광범위 한 문헌 검색을 기반으로 합니다.

ProMoST (단백질 수정 차단 도구): 웹 기반 도구를 2 차원 젤에 단백질 수정에 매핑합니다

ProMoST 단백질 isoelectric point (pI) 및 분자량에 하나 또는 여러 개의 posttranslational 수정 (PTMs)의 효과 계산 하 고 계산 된 패턴을 2 차원 (2D) 젤 이미지로 표시 하는 유연한 웹 도구가입니다. 단백질의 PTMs 규제 많은 생물 학적 제어 및 시그널링 메커니즘 및 2 차원 젤 전기 이동 법은 인 산화, acetylation, 탈, 알킬화제, 시스테인의 산화 또는 티로신 nitration 등 많은 PTM 유도 isoforms를 해결할 수 있습니다. 이러한 수정 추가, 제거 또는 titratable 그룹을 변경 하 여 단백질의 Pi에 변화를 일으킬. 과 단백질 다 버퍼링 용량에 광범위 하 게 pI 및 따라서 동일한 PTMs 다른 단백질에 pI 교대의 매우 다른 패턴을 상승 줄 수 있습니다. 있을 가능성이 있는 수정 결정 하 젤에 관광 명소의 패턴의 육안 검사 하 여는 것이 불가능 합니다. 서로 다른 단백질의 PTM 교대 패턴 산출 될 수 있다 하 고 매우 독특한 많습니다. 이론적인 젤 이미지 Promost에 의해 제작 가능성이 PTMs 연루 하 여 수정된 된 단백질의 자세한 연구에 노력을 집중 실험 2D 젤 결과를 비교할 수 있습니다. Promost은 http://proteomics.mcw.edu/promost에서 WWW 서버에서 사용할 수 있는 Perl cgi 스크립트로 구현 되었습니다.

자동화 된 Zebrafish 게놈에 대 한 보존된 Syntenies의 분석

DeNovoID: 웹 기반 도구를 펩 티 드 순서 및 질량 분광학에 의해 드 노 보 펩 티 드 연속에서 추론 대량 태그에서 식별 하는 데

높은 처리량 proteomics의 주요 활동 중 하나는 펩 티 드 질량 스펙트럼에서의 id입니다. Sequest 또는 마스코트 같은 스펙트럼 일치 하는 프로그램을 사용 하 여 일부 펩 티 드를 식별할 수 있지만 많은 스펙트럼 데이터베이스 일치 하는 높은 품질을 생산 하지 않습니다. 드 노 보 펩 티 드 연속은 미확인된 스펙트럼의 일부에 대 한 부분적인 펩 티 드 순서를 결정 하는 방법. 드 노 보 펩 티 드 연속의 단점은 완전 한, 타락 한 비 펩타이드 아미노산 시퀀스 보다는 무질서 하 고 순서가 지정 된 시퀀스 태그 대량 태그의 시리즈를 생산. 이 불완전 한 데이터 폭발 또는 FASTA 등 기존의 검색 프로그램에서 사용 하기 어렵습니다. Denovoid는 펩 티 드 데이터베이스를 검색 하려면 타락 한 아미노산 서 열 및 MS 실험에서 파생 된 대량 데이터를 사용 하 여 특별히 설계 된 프로그램입니다. 고용 알고리즘 펩 티 드 및 하지의 시퀀스의 아미노산 구성에 따라, 이후 DeNovoID 모든 가능한 시퀀스, 하지만 오히려 더 적은 수의 작곡 스펙트럼과 일치 고려할 필요가 없습니다. Denovoid는 또한 데이터베이스에서 최상의 펩 티 드 경기를 결정 하는 데 필요한 계산의 수를 감소 시키는 기하학적 인덱싱 구성표를 사용 합니다. Denovoid은 http://proteomics.mcw.edu/denovoid에서 가능 합니다.

도구 및 생리 적인 게놈을 위한 전략: 쥐 게놈 데이터베이스

생리 적 유전체학 연구의 광범위 한 목표 유전자의 기능을 적절 한 실험 및 전산 기법을 사용 하 여 연결 하는. 현대 유전체학 실험 데이터, 방대한 양의의 생성을 활성화 하 고이 데이터의 해석 많은 다양 한 소스에서 파생 된 정보의 통합이 필요 합니다. 전산 생물학과 생물 정보학 능력을 관리 하 고이 정보 토런트를 채널을 제공 합니다. 쥐 게놈 데이터베이스 (RGD; http://rgd.mcw.edu) 전산 도구와 전략을 구체적으로 그들의 기능적 역할 쥐에 유전자를 연결의 인간을 비교 유전체학을 사용 하 여 목표를 지 원하는 개발 하 고 마우스. 우리는 이러한 독특한 계산 도구에 초점을 맞춘 데이터베이스의 개요를 제시 하 고 생리 유전체학의 영역에서 이러한 자원의 사용에 대 한 전략을 설명.

유도 만능 줄기 세포 라인 인간의 체세포에서 파생 된

체세포 핵 이식 트랜스 행동 요인을 포유류 oocyte undifferentiated 상태로 체세포 핵 프로그램을 수 있습니다. 우리는 4 개의 요인 (OCT4, SOX2, NANOG, 및 LIN28)는 인간의 체세포 배아 줄기 (ES의) 세포의 필수 특성 전시 pluripotent 줄기 세포를 프로그램을 충분 한 보여줍니다. 이 인간 유도 만능 줄기 세포 정상 karyotypes, 익스프레스 telomerase 활동, 익스프레스 세포 표면 마커 및 유전자가 인간의 ES 세포의 특성 및 모든 3 개의 주요 세균 층의 고급 파생 상품으로 차별화 하는 데 발달 잠재력을 유지. 이러한 유도 만능 인간 세포 선 유용 해야 한다 새로운 질병 모델의 생산 및 약물 개발 이식 의학에서 응용 프로그램 일단 기술적 한계 (예를 들어, 돌연변이 바이러스 통합을 통해) 제거 됩니다.

Lysine 27 인간 배아 줄기 세포에서 메 틸 화와 히스톤 H3 Lysine 4 전체 게놈 분석

우리는 인간 배아 줄기 (ES의) 세포에 전체 게놈에 걸쳐 Polycomb 관련 H3K27 trimethylation (H3K27me3) 및 Trithorax 관련 된 H3K4 trimethylation (H3K4me3) 매핑. H3K27me3 colocalized h3k4me3로 수정 하는 유전자의 대다수. 이러한 commodified 유전자 낮은 식 레벨을 표시 하 고 발달 기능에 풍성 하 게 했다. 유전자의 또 다른 중요 한 설정 두 수정 부족 또한 ES 세포의 낮은 수준에서 표현 했다 하지만 개발 보다는 생리 적 응답에 유전자 기능에 대 한 풍부한 했다. 그래서 다른 수정 범주에서 유전자의 상당수를 했으나 commodified 유전자 감 별 법, 동안 급속 하 게 식 레벨을 바꿀 수 있습니다. SOX2, POU5F1, 및 NANOG, pluripotency 관련 유전자 이동 수정에서 H3K4me3 혼자 여 두 수정의 colocalization으로 분화 하는 동안 억압 했다. 우리의 결과 입증 H3K27me3 수정 초기 차별화, 모두 덜어 억압 적인 도메인을 기존 및 새로운 것 들을 부여 하는 동안 변경 하 고 h3k4me3와 colocalization는 만능 세포로 제한 됩니다.

Oligonucleotide 속성과 NimbleGen Microarray 데이터 집합에서 교 잡 신호 강도 사이의 관계의 연구

Oligonucleotide 속성 및 교 잡에 관계를 잘 정의 된 신호 강도 (HSI) 칩 설계, 데이터 표준화 및 진정한 생물 학적 지식 발견 도움이 될 수 있습니다. 우리는 48 고밀도 칩에서 3 백만 이상의 프로브를 포함 하는 두 개의 microarray 실험에서 데이터를 사용 하 여 이러한 관계를 명확히. 우리가 찾는 그 용융 온도 (길이 긴 oligonucleotides 공부에 대 한 효과가 매우 거의 하는 동안 T(m)) HSI에 가장 중요 한 효과가 있다. 선형 모델을 사용 하 여 위치 효과 분석 프로브 튀어나온 끝 기여 속박 되 끝을 구체적으로 설계 하 여 검증 추가 HSI 일치 조각 슬라이딩 보다는 더 많은 및 확장 실험 증거를 제공 합니다. HSI에 시퀀스 유사성 (SeqS)의 영향 다른 oligonucleotide 속성에 비해 중요 하지 않습니다. 회귀 테스트 및 회귀 나무 분석을 사용 하 여, 우리 HSI에 대 한 그들의 효과에 따라 이러한 oligonucleotide 속성을 우선 순위. 편견된 oligonucleotides의 디자인에 대 한 우리의 발견의 의미를 설명 합니다. 우리는 비록 다른 oligonucleotide 속성에 대 한 선택 제약을 부과 또한 필수적 이다 등온선 프로브 길이 변화에 의해 설계 된 시퀀스 바이어스를 줄이기 위해 실행 가능한 전략은 제안 합니다.

조 혈 세포의 기본 하위 집합 간의 유사점 및 차이점에서 인간 배아 줄기 세포 생체 외 및 생체 조건 중에 생성 된 Embryogenesis를 보여 분자 프로 파일링

조 혈 시스템 및 인간 배아에서 줄기 세포를 조 혈의 창세기 중 발생 하는 세포와 분자 변화는 대부분 공부 하 고 제대로 이해 남아에 액세스할 수 있습니다. 이 격차를 해결 하기 위해 우리는 인간 배아 줄기 세포 (hESC) 시스템 분자로 hESCs OP9 셀에 차별화를 유도 때 처음 나타나는 multipotent 조 혈 세포의 두 기능적으로 신중 하 고 phenotypically 분리 가능 인구의 글로벌 transcriptomes의 특성을 악용.

ProbeMatch: Oligonucleotides 게놈 차이 불일치를 신속 하 게 정렬

요약: 우리는 큰 계기 맞춤을 사용 하 여 게놈 데이터베이스에 대 한 oligonucleotide 시퀀스 집합 일치 ProbeMatch, 라는 도구를 개발 했습니다. 롯데가 많아야 두 불일치 수 있도록 ungapped 정렬 같은 기존 도구의 대부분와는 달리 ProbeMatch 삽입, 삭제 및 불일치를 포함 하 여 최대 세 개의 오류를 허용 하는 ungapped 및 계기 정렬 생성 합니다. ProbeMatch speedup 시퀀스 정렬, 계기 q 그램 및 다양 한 패턴의 q-그램 사용 하 여 대상 안타 쿼리 시퀀스를 식별. 이 방법은 적은 초기 시퀀스 감도에서 손실 없이 검사 결과. ProbeMatch 정렬 169,095 Illumina GAII 읽습니다 하지 롯데, 의해 매핑된 및 미만 3 h. 가용성에에서 169,095 읽기 28,625 읽기에 대 한 맞춤을 발견 수 있는 인간 게놈에 대 한 사용 되었습니다: 소스 코드 (http://www.cs.wisc.edu/~jignesh/probematch/)에서 자유롭게 가능 합니다.

기본 해상도에서 인간 DNA Methylomes 광범위 하 게 Epigenomic 차이점을 보여줍니다

DNA 시 메 틸 화 게놈 규제, 개발 및 질병을 포함 한 세포질 프로세스에서 필수적인 역할은 중앙 epigenetic 수정입니다. 여기 인간 배아 줄기 세포와 메신저 RNA의 비교 분석 및 작은 RNA 구성 요소는 transcriptome, 여러 히스톤 수정 및 몇 가지 주요 규제 요인에 대 한 DNA 단백질 상호 작용의 사이트의 태아 섬유 아 세포에서 포유류 게놈에 methylated cytosines 최초의 게놈 넓은, 단일 자료 해상도 지도 선물이. 광범위 하 게 차이가 발견 됐다 구성과 두 게놈 사이의 시 메 틸의 패턴화 합니다. 거의 미 발달 줄기 세포에서 식별 된 모든 메 틸의 1 분기 아닌 CG 컨텍스트, 배아 줄기 세포 유전자 조절에 영향을 미칠 다른 메 틸 화 메커니즘을 사용할 수 있습니다 제안 했다. CG가 아닌 상황에서 메 틸 화 유전자 시체에 단백질 의무 사이트 및 증강 고갈 농축을 보였다. 비-cg로 메 틸 배아 줄기 세포의 유도 분화에 따라 사라와 유도 만능 줄기 세포에 복원 되었습니다. 수백 개의 차동 methylated 지역 인접 pluripotency와 차별화에 관련 된 유전자를 식별 하 고 광범위 하 게 낮은 transcriptional 활동과 관련 된 섬유 아 세포에서 메 틸 화 수준을 감소. 이러한 참조 epigenomes 인간의 질병 및 개발이 주요 epigenetic 수정 탐험 미래 연구에 대 한 기초를 제공 합니다.

RNA-Seq 읽기 매핑 불확실성과 진 식 추정

동기 부여: RNA Seq 정확 하 게 진 식 레벨을 측정 하기 위한 유망한 새로운 기술 이다. RNA Seq와 식 추정 참조 게놈 또는 스크립트 집합을 상대적으로 짧은 연속 읽기의 매핑이 필요합니다. 읽기는 일반적으로 파생 된 사본 보다 짧은 때문에 단일 읽기 수 있습니다 여러 유전자와 isoforms 식 분석을 복잡 하 게 매핑됩니다. 이전 계산 방법 중 여러 위치로 매핑하거나 유전자 스스로 할당 읽기 삭제. 결과: 선물이 생식 통계 모델 및 관련된 유추 방법을 원칙적인 방법으로 읽기 매핑 불확실성을 처리 하는. 진짜 RNA Seq 데이터에 의해 매개 변수화 하는 시뮬레이션을 통해 우리는 우리의 방법은 이전의 방법 보다 더 정확 하 게 보여줍니다. 우리의 향상 된 정확도 처리 결과 읽기 매핑 불확실성 통계 모델 및 isoform의 합으로 진 식 레벨의 추정 식 수준 이다. 이전 방법과 달리 우리의 방법은 균일 하지 않은 읽기 배포판을 모델링할 수 있습니다. 우리의 방법으로 시뮬레이션 시퀀싱 처리량 고정 하는 경우 20-25 기지의 읽기 길이 마우스와 옥수수 RNA Seq 데이터에서 유전자 수준의 식 견적에 대 한 최적 임을 나타냅니다.

만능과 인간 세포 계보 커밋된 뚜렷한 Epigenomic 풍경

인간 배아 줄기 세포 (hESCs) 혈통 커밋된 셀과 동일한 게놈을 공유 아직 자기 갱신과 pluripotency의 놀라운 속성. 다른 셀에 다양 한 세포 속성의 고유한 epigenomes에 기인 했다 하지만 불분명 남아 얼마나 epigenomes 다. 여기, 우리 보고 hESCs 및 혈통 커밋된 셀 epigenomic 풍경 크게 다르다. Chromatin 수정 프로필 hESCs 기본 섬유 아 세포에서 DNA methylomes 비교 하 여 우리는 거의 게놈의 1 / 3 chromatin 구조에서 다릅니다 찾으십시오. 억압 적인 h3k9me3의 극적인 재배포에서 발생 하는 대부분의 변화 및 섬유 아 세포에 H3K27me3 마크, 폼 블록을 크게 확장. 많은 잠재적인 규제 시퀀스 또한 chromatin 수정 및 DNA 메 틸 화에 있는 역학의 높은 학위를 전시. 또한, 우리는 DNA 메 틸 화와 chromatin 수정 간의 소설, 컨텍스트 종속 관계 관찰. 우리의 결과 epigenetic 메커니즘 pluripotency와 세포 운명 투입의 속성을 기본으로 새로운 통찰력을 제공 합니다.

전체 RNA의 10 Nanograms에서 매우 일관 되 고 완벽 하 게 대표 MRNA-Seq 라이브러리

진 식 분석 (mRNA Seq) Illumina의 시퀀싱 라이브러리를 대비한 그램 총 RNA 또는 증폭 PCR 기반 시작 양의 필요 합니다. 여기 우리는 중요 한 바이어스를 소개 하지 않습니다만 10 ng 총 RNA를 요구 하 고, 입력 RNA의 3 배나 높은 일관성 있는 방향, 완벽 하 게 대표, 전체 성적표 mRNA-Seq Illumina 라이브러리 생성 T7 선형 RNA 증폭 기반 프로토콜 설명.

인간의 IPSC 파생 및 문화에 대 한 화학적으로 정의 된 조건입니다

우리는 인간 배아 줄기 세포 (ESC)에 대 한 개별 구성 요소를 다시 유도 만능 줄기 세포 (iPSC) 문화 및 공식화는 모든 단백질에 액체 미디어, 첨부 서피스 및 분할에 대 한 시 약은 화학적으로 정의 된 셀 문화 시스템. 주요 개선으로 어느 동물 또는 인간 원천 알 부 민 일괄에서 유사 이전에 시달려 불일치와 ESC 및 iPSC 문화 혈 청 알 부 민 구성 요소 부족 이다. 이 새로운 매체 (E8)와 vitronectin 코팅 표면에 사용 하 여, episomal 방식으로 인간의 벡터 무료 Ipscs의 향상 된 파생 효율성 보여 줍니다. 이 단순화 된 E8 매체 연구 사용과 인간의 Escs와 iPSCs 및 그들의 유도체의 임상 응용을 용이 하 게 한다 그리고 다른 프로그램을 다시 만들 방법에 적용 되어야 합니다.

인간의 ES와 IPS 세포의 Phosphoproteomic 및 Proteomic 비교

우리는 4 개의 인간 배아 줄기 세포 및 생물 학적 3 중에 4 개의 유도 만능 줄기 세포 라인의 깊은 proteomic 범위 보고서 다중화, 대규모 단백질 정량화에 대 한 높은 질량 정확도 질량 분석, 등 태그와 소프트웨어를 결합. 이 24-샘플 비교 확인 된 단백질 및 인 산화 사이트 pluripotent 셀에 매우 큰 집합 귀착되 었 다. 우리의 접근 방법에서 제공 하는 통계 분석 배아 줄기 세포와 유도 만능 세포 단백질 발현 및 단백질 인 산화에 미묘 하지만 재현할 수 차이 공개 했다. 우리는 규제의 각 계층에 걸쳐 기능적으로 관련 된 차이 발견 RNA seq 분석 데이터와 함께 이러한 결과 병합. 우리는 또한를 줄기 세포-Omics 저장소 (SCOR), 대조 및 측정, mRNA, 단백질 및 포스트 번역 상 수정을 포함 하 여 여러 평면에서 정량적 인 정보를 표시 하는 리소스를 소개 합니다.

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