The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Turkish was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
1Department of Microbial and Environmental Genomics, The J. Craig Venter Institute, 2Department of Synthetic Biology and Bioenergy, The J. Craig Venter Institute
This article is a part of JoVE Immunology and Infection. If you think this article would be useful for your research, please recommend JoVE to your institution's librarian.
Recommend JoVE to Your LibrarianCurrent Access Through Your IP Address
Current Access Through Your Registered Email Address
Fadrosh, D. W., Andrews-Pfannkoch, C., Williamson, S. J. Separation of Single-stranded DNA, Double-stranded DNA and RNA from an Environmental Viral Community Using Hydroxyapatite Chromatography. J. Vis. Exp. (55), e3146, doi:10.3791/3146 (2011).
Virüsler, özellikle bakteriyofajlar (faj), Dünya'nın 1,2 en çok sayıda biyolojik varlıklar . Virüsler konak hücre bolluğu ve çeşitliliği, besin bisiklet modüle katkıda hücre fenotipi ev sahipliği değiştirebilir ve lateral transferi yoluyla genleri 3 konak hücre ve viral toplulukların evrim etkisi. Çeşitli çalışmalar, virüsler ve doğal ortamlarında çeşitli fonksiyonel potansiyeli şaşırtıcı genetik çeşitlilik sermiştir.
Taksonomik çeşitlilik ve üyeleri, tek iplikli DNA (ssDNA), çift iplikli DNA (dsDNA) ve RNA genotipleri 4-9 içeren karmaşık viral toplulukları fonksiyonel bir potansiyel çalışma Metagenomic teknikleri kullanılmıştır. Şu kütüphane inşaatı çevre DNA içeren virüsler veya RNA içeren çalışmada kullanılan protokolleri nontargeted 10 şablonları kaldırmak için bir başlangıç nukleaz tedavisi gerektirir. Ancak, kapsamlı bir anlayış, virüs topluluk ve virüs çeşitliliği kolektif gen kompleman genom kompozisyonu ne olursa olsun, tüm üyelerinin bilgi gerektirir. Nükleik asit alt tipleri saflaştırılmış Fraksiyonu, toplumun genetik imza bir alt kümesi ödün vermeden viral toplulukları incelemek için etkili bir mekanizma sağlar.
Hidroksiapatit, kristal formu, kalsiyum fosfat, 1960'larda 11 yılından bu yana, nükleik asitlerin ayrılması, protein ve mikropların yanı sıra istihdam edilmiştir . + Pozitif yüklü Ca 2 arasındaki ücret etkileşimini exploit hidroksiapatit ve nükleik asit alt tiplerinin negatif yüklü fosfat omurgası iyonlar, tercihen diğerlerinden bağımsız olarak her bir nükleik asit alt tipi Zehir mümkündür. Bu stratejinin istihdam Biz son zamanlarda, DNA dizi analizi 12 hazırlanması ssDNA, dsDNA ve RNA içeren virüsler bağımsız damıtmak genomların . Burada, hidroksiapatit kromatografileri kullanarak karışık viral toplulukları ssDNA, dsDNA ve RNA viral nükleik asitlerin fraksiyonasyon ve kurtarma için bir yöntem mevcut.
1. Çözeltilerin Hazırlanması
Hidroksiapatit kromatografi gerçekleştirmeden önce, fosfat tamponlar hazırlıklı olmak gerekir ve hidroksiapatit düzgün sulu olmalıdır.
2. Econo-Kolon hazırlanması
3. Hydroxypaptite Kromotografisi
4. Nükleik Asit Örnekleri tuzsuzlaştırma
5. Temsilcisi Sonuçlar:
Şekil 1, karışık bir viral birleşmesi damıtmak ssDNA, dsDNA ve RNA nükleik asitlerin hidroksiapatit kromatografisi kullanılarak sunulan yöntemleri özetlemektedir . Bu yöntem, nükleik asitlerin negatif yüklü fosfat omurgası ve pozitif yüklü Ca 2 arasındaki ücret etkileşim patlatır + iyonları hidroksiapatit mevcut ve artan fosfat tamponu konsantrasyonları ile nükleik asit alt tiplerinin etkin fraksiyonasyon (ssDNA, dsDNA ve RNA) sağlar 12.
Bilinen ssDNA (M13mp18), dsDNA (lambda) ve RNA "topluluk" in vitro bir hidroksiapatit fraksiyonasyon (MS2 ve phi6) viral genomların Şekil 2'de gösterilmiştir. Nükleik asitler, eşit konsantrasyonlarda birlikte hidroksiapatit sütuna uygulanan ve giderek artan konsantrasyon fosfat tampon kullanarak kolonda sürüklenecektir. Her nükleik asit alt tipi,% 9 daha az sonraki bir fraksiyonu üzerinde taşımak diğerlerinden bağımsız elutes.
Chesapeake Bay toplanan bir viral toplumdan izole edilen nükleik asitler bu tekniğin uygulama Şekil 3'te gösterilmiştir. Saflaştırılmış virüsleri izole toplam nükleik asit verimi hidroksiapatit sütun uygulandı . Genomik malzeme ssDNA, RNA ve dsDNA oluşan bağımsız sırasıyla 0.12M, 0.20M ve fosfat tampon 0.40M/1.00M konsantrasyonları ile yıkandı. Çift iplikli DNA, 0.40M ve 1.00m fosfat konsantrasyonları yıkandı, ve bu durumda, ssDNA ve RNA genotipler karşılaştırıldığında bu viral bir topluluk hakim. Bu gözlem, geri kazanılabilir nükleik asitlerin çoğunluğu dsDNA 13 beklenen viral deniz toplum kompozisyon ve haliç ortamları ile tutarlı .

Şekil 1 nükleik asitlerin fraksiyonasyon hidroksiapatit kromatografi yöntemi akış diyagramı. 0.12M fosfat tamponu içinde hazırlanan ssDNA, dsDNA ve RNA karışımı 60 ° C dereceye kadar ısıtılır ve 60 yaşında bir sabit tutulan bir hidroksiapatit sütun uygulanır ° C su banyosu dolaşan kullanarak. Nükleik asitler (ssDNA, RNA ve dsDNA) fosfat içeren bir tampon artan konsantrasyonları ile hidroksiapatit kolonda sürüklenecektir. Bu rakam Amerikan Mikrobiyoloji Derneği izni ile yeniden ve orijinal Andrews-Pfannkoch ark yer aldı. 2010 12.

Şekil 2 hidroksiapatit kromatografisi kullanarak bilinen viral nükleik asitlerin ayrılması. Eşit konsantrasyonda M13mp18 ssDNA, MS2 ssRNA, phi6 dsRNA ve lambda dsDNA (şerit 2-5, sırasıyla) kombine (şeritli 6) ve hidroksiapatit bir sütun uygulanmıştır. Single-iplikli DNA (M13mp18), RNA (MS2/phi6) ve dsDNA (lambda) 0.12M (şerit 8), 0.18M (şerit 9) ve 0.40M/1.00M (10 şeritli) kullanarak hidroksiapatit sütun bağımsız yıkandı, . 1KB merdiveni (şerit 1, 7) genom boyutları onaylamak için kullanılır oldu. Bu rakam Amerikan Mikrobiyoloji Derneği izni ile yeniden ve orijinal Andrews-Pfannkoch ark yer aldı. 2010 12.

Şekil 3 Chesapeake Körfezi içinde bir toplumdan izole viral nükleik asitlerin ayrılması. Nükleik asitlerin, izole edilmiş ve hidroksiapatit bir sütun uygulanmıştır. ssDNA (şeritli 0.12M), RNA (şeritli 0.20M) ve dsDNA (şerit 0.40M/1.0M) bağımsız olarak sırasıyla, 0.12M, 0.20M ve 0.40M/1.00M fosfat tampon konsantrasyonu kullanılarak yıkandı,. Hi Kitle DNA Ladder (şeritli L1) ve 1KB Merdiven (şeritli L2), görsel, nükleik asitlerin yaklaşık moleküler ağırlık ve kütle onaylamak için kullanılır. Bu rakam Amerikan Mikrobiyoloji Derneği izni ile yeniden ve orijinal Andrews-Pfannkoch ark yer aldı. 2010 12.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Burada sunulan hidroksiapatit kromatografi metodolojisinin amacı, toplumun toplam nükleik asit kompozisyonu okumak için karışık viral toplulukları, nükleik asitlerin fraksiyonasyon için son derece verimli ve güçlü bir araç. Genellikle, ssDNA, RNA ve dsDNA yaklaşık ~ 0and 0.40M sırasıyla daha fazla sütun pho fosfat tamponu konsantrasyonları Zehir. Ancak, bilinen nükleik asitler (örneğin ekili bir virüs hazırlık) kullanarak her bir hazırlık test etmek için önemli böylece hidroksiapatit her hazırlanması, biraz daha farklı bir kompozisyon ve elüsyon profili olabilir. Bu kullanıcı istenen nükleik asitlerin Zehir için gerekli fosfat içeren tamponlar özel konsantrasyonlarını tespit etmek için izin verecektir.
Bu tekniğin bir sınırlayıcı faktör miktarı kullanılabilir Ca 2 + iyonları, nükleik asitlerin fosfat omurgası bağlayabilirsiniz hidroksiapatit mevcut . Sütununda hidroksiapatit capacityamount sütun ya da aşağı yukarı ölçekli olabilir (su ceketli sütun ve kullanılan hidroksiapatit miktarı, boyutu tarafından dikte) ve yürütülmesi için kullanılan tamponlar hacmi çok küçük veya aşağı yukarı ölçekli olabilir ya da çok büyük giriş nükleik asitlerin miktarları, ama sonuçta su ceketli sütun büyüklüğü ile sınırlıdır.
Ayrıca, nükleik asitler, hidroksiapatit ve fosfat içeren tamponlar karışık bir tüp, kombine ve düşük hızda santrifüj bir toplu iş tekniği, hedeflenen nükleik asitler izole alternatif bir yol. Bu strateji, bazı durumlarda yararlı olabilir, ancak, daha doğru ve nükleik asitlerin daha iyi fraksiyonasyon kromatografik yöntemler gibi güvenilir değildir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Çıkar çatışması ilan etti.
Bu araştırma, Bilim Ofisi (BER), ABD Enerji Bakanlığı, hayır Anlaşması Kooperatifi tarafından desteklenmiştir. De-FC02-02ER63453, Ulusal Bilim Vakfı Mikrobiyal Genomu Sıralama Programı (ödül numaraları 0.626.826 ve 0.731.916). Biz çevresel örnek toplama ile yaptığı yardım için teknik uzmanlık ve danışmanlık ve K. Eric Wommack John Cam teşekkür ederiz.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Econo-Column | Bio-Rad | 737-0717 | 0.7cm ID package/2 |
| Hydroxyapatite | Bio-Rad | 130-0520 | DNA Grade Bio-Gel HTP Gel, 100g/td> |
| Sodium Phosphate, Monobasic | VWR international | VW1497-01 | Monohydrate, Crystal 500g |
| Sodium Phosphate, Dibasic | VWR international | VW1496-01 | Anhydrous, Powder 500g |
| DEPC-treated Water | Invitrogen | AM9922 | 1L |
| 10% SDS Solution | Invitrogen | 24730-020 | UltraPure, 1L |
| 0.5M EDTA | Invitrogen | AM9262 | pH 8.0, 1L |
| Sigmacote | Sigma-Aldrich | SL2-25ML | |
| 2ml serological pippette | VWR international | 89130-884 | Polystyrene, Sterile |
| BD Falcon Centrifuge Tubes | VWR international | 21008-936 | 15ml, Sterile |
| Phenol:Chloroform:Isoamyl Alcohol (25:24:1 v/v/v) | Invitrogen | 15593-031 | UltraPure, 100ml |
| Amicon Ultra-4 Centrifugal Device | EMD Millipore | UFC803024 | Ultracel-30 membrane |
| 20X TE Buffer, Rnase free | Invitrogen | T11493 | 100ml |
| Glycoblue | Invitrogen | AM9516 | 15mg/ml |