RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
MicroRNAs (miRNAs) هي فئة محفوظة على نطاق واسع من الجزيئات التنظيمية. نصف هنا طريقة استنساخ miRNA التي تعتمد على خطوتين قويتين للربط متبوعة بتسلسل عالي الإنتاجية. تسمح طريقتنا بالقياس الكمي الدقيق على مستوى الجينوم ل miRNAs.
ميرنا الاستنساخ والإنتاجية العالية التسلسل، وصف مير تسلسل، تقف وحدها كنهج Transcriptome على صعيد لتحديد miRNAs لقرار النوكليوتيدات واحد. هذه التقنية تلتقط miRNAs عن طريق ربط محولات 3 'و 5' قليل النوكليوتيد إلى جزيئات ميرنا وتتيح دي نوفو ميرنا الاكتشاف. اقتران قوية مع الجيل المقبل من منصات التسلسل، وكان مير تسلسل دور فعال في دراسة ميرنا البيولوجيا. ومع ذلك، تحيزات كبيرة أدخلها قليل النوكليوتيد خطوات ربط منعت مير تسلسل من يجري استخدامها كأداة الكميات دقيقة. وتظهر الدراسات السابقة أن التحيز في وسائل مير يليها الحالية غالبا ما تؤدي إلى عدم دقة ميرنا الكمي مع أخطاء تصل إلى 1،000 أضعاف لبعض miRNAs 1،2. لحل هذه التحيزات الكشف عنها من قبل RNA ربط، قمنا بتطوير طريقة RNA الصغير الذي يؤدي إلى ربط الكفاءة ربط أكثر من 95٪ لكل 3 'و 5' خطوات عملية ربط. هذا القياس ايمأثبتت طريقة البناء باستخدام مكتبة miRNAs الاصطناعية متساوي المولية أو المختلطة بشكل مختلف، ينتج باستمرار يقرأ الأرقام مع الانحراف شقين من أقل من القيمة المتوقعة. وعلاوة على ذلك، تسمح هذه الطريقة ذات الكفاءة العالية مير تسلسل دقيق الجينوم على نطاق ميرنا التنميط في الجسم الحي من مجموع عينات الحمض النووي الريبي (2).
تم تطبيق المنهجيات القائمة على الإنتاجية العالية التسلسل على نطاق واسع في العديد من العينات البيولوجية في السنوات الأخيرة توسع إلى حد كبير فهمنا لتعقيدات النظم البيولوجية الجزيئية 3،4. ومع ذلك، وإعداد عينات الحمض النووي الريبي عن الإنتاجية العالية التسلسل غالبا ما يضفي التحيزات الكامنة محددة لالمنهجية المستخدمة، مما يحد من إمكانية الاستفادة من هذه التقنيات القوية. تم هذه التحيزات طريقة محددة موثقة جيدا عن القائم على الربط، صغير RNA الاستعدادات مكتبة 1،2،5،6. هذه التحيزات تؤدي إلى تباين 1000 أضعاف في ما يلي أرقام لmiRNAs الاصطناعية متساوي المولية، مما يجعل الاستدلال من وفرة ميرنا من البيانات التسلسل متغير بعنف والخطأ عرضة.
وقد وثقت الدراسات التي تركز على خصائص T4 ligases RNA المستمدة فج أن الإنزيمات تظهر تفضيلات القائمة على النوكليوتيدات 7، والذي يعبر عن المكتبات متحيزة كما في الإنتاجية العالية التجارب التسلسل 9 العشوائي تسلسل النوكليوتيدات على المحول الذي هو الأقرب إلى الموقع ربط 6، واستخدام تركيزات عالية من محول ربط 2. من خلال الجمع بين هذه الأساليب الثلاثة قمنا بتطوير تدفق العمل لإعداد متحيز المكتبات RNA صغيرة تتلاءم مع التسلسل الإنتاجية العالية (الشكل 1). للمقارنات مباشرة بين البروتوكولات الحالية وأسلوبنا الأمثل، يرجى الرجوع إلى تقريرنا الأخير 2. هذه الطريقة الأمثل ينتج كفاءات ربط تزيد عن 95٪ في كل 3 'و 5' الخطوات ويسمح للربط متحيز من جزيئات الحمض النووي الريبي من عينات صغيرة الاصطناعية والبيولوجية 2.
ملاحظة: من المهم جدا للحفاظ على ظروف خالية من ريبونوكلياز خلال الإجراء بأكمله.
1. Adenylation 3 "رابط
2. رابط لربط 3 "نهاية ميرنا
3. ربط رابط ل5 "نهاية ميرنا-3" رابط الهجين
4. عكس النسخ / [كدنا] التجميعي
5. إعداد المكتبة
يجب أن النتائج المتوقعة للطريقة السابقة تكون في البداية رصد تحولا النوكليوتيدات واحد (الزيادة) في حجم قليل النوكليوتيد الحمض النووي التي كانت تخضع لadenylation كتبها MTH RNA يغاز (الشكل 2). بعد 3 'الربط، والتصور من هلام الأكريلاميد يشير (انظر الشكل 3) حادة عالية الوزن الجزيئي فرق واضح في المنطقة النوكليوتيدات من هلام 100-300. هذا يشير إلى أن عينة الحمض النووي الريبي مجموع المستخدمة هي ذات جودة عالية (لا تتحلل). ثانيا ينبغي للمرء أن نلاحظ إشارة ساطعة جدا في المنطقة 25 النوكليوتيدات من هلام، وهي الزائدة، unligated 3 "رابط. كما قد يكون من المفيد لتشمل مراقبة أي إدخال RNA في 'ربط 3. وهذا يدل على نقاء رابط 3 '، وأيضا يمكن أن يتم من خلال إلى الخطوة PCR للدلالة على رقم الدورة عندما يصبح إشارة غير محددة إشكالية. لا يوجد تشخيص لربط 5 'ولكن هو مبين في الشكل (4) هو رد فعل مماثلة لتلك المذكورة نفذت مع RNA المسمى الراديو مما يدل على أهمية تركيز عال من PEG8000 المستخدمة. أخيرا، وبعد يمكن ملاحظة PCR وPAGE الأم، منتج الحمض النووي من 146 أزواج قاعدة متسقة مع حجم متواليات محول، وإدراج ميرنا، وتسلسل إضافي من الاشعال PCR الموسعة. من المهم أن نلاحظ أنه إذا تجاوز عدد مناسب من دورات PCR (والتي يتم تحديدها تجريبيا)، والمنتج إدراج أي ميرنا قد تخفي حجم amplicon المطلوب. هو مبين في الشكل رقم 5 هو نتيجة من 5 pmoles الاصطناعية ميرنا، عادة لمدة 2 ميكروغرام من الحمض النووي الريبي مجموع 13-18 دورات PCR ضرورية.

الشكل 1. تخطيطي لسير العمل ل2-خطوة ربط صغير RNA إعداد مكتبة. Shown هي الخطوات العامة لإعداد مكتبة مير تسلسل متحيزة. يظهر باللون الأسود هو 3 "محول ربط الحمض النووي، والتي يتم تفعيلها من خلال adenylation في الخطوة 1، يظهر باللون الأخضر وميرنا هو ligated إلى 3" محول في الخطوة 2، و 5 'محول ربط RNA هو باللون الأزرق الذي هو ligated ل ووصف جزيء خيالية في الخطوة 3. الخطوات مرقمة بالتفصيل في قسم البروتوكول، مائل تشير الخطوات الأنزيمية.

الشكل 2. Adenylation من 3 ". رابط مع MTH-RNA يغاز 18٪ هلام صفحة اليوريا من adenylation من قليل النوكليوتيد الحمض النووي لاستخدامه في وقت لاحق 3 رد فعل ربط، (+) إلى العينة التي تم تحضين مع MTH RNA يغاز، (- ) يدل على عينة حضنت دون الانزيم، و (م) يشير إلى معايير الحجم (الأرقام الظاهرة ور الحق في أزواج القاعدة). على اليسار هو التخطيطي من الأنواع قليل النوكليوتيد الحالية. وتشير النجمة المنتجات DNA اكبر الناتجة عن التوليف قليل النوكليوتيد الشاذة.

الرقم 3. 3 "ربط العينات الاصطناعية وإجمالي RNA. A) 15٪ هلام صفحة 3 من اليوريا "ردود الفعل ربط، (م) إلى معايير حجم (أرقام على اليسار تشير أزواج القواعد)، (أي RNA) يشير إلى وجود رد فعل مع أي RNA المدخلات و3" رابط هذا لم يكن هلام تنقية (+) إلى ربط يؤديها مع 5 بمول الاصطناعية ميرنا و3 "رابط الذي كان هلام تنقية، (2 و 1 ميكروغرام) تشير إلى كمية من الحمض النووي الريبي مجموع الماوس يتعرض ل3 'الربط مع نفسه، هلام تنقية رابط ، النجمة تشير إلى فائض 3 "رابط. ب) صورة الإشعاع الذاتي مماثل من 3 رد فعل ربط يؤديها مع P 32 5 "إنهاء المسمى الاصطناعية ميرنا. رقم في أعلى يشير الوقت (ساعة) سمح للرد فعل على المضي قدما، وعلى القاع يشير إلى كمية و ligated كنسبة مئوية من مجموع unligated وو ligated.

الرقم 4. 5 'ربط الإذاعة وصفت-ميرنا-3'Linker الهجين. صورة الإشعاع الذاتي من 5 رد فعل ربط أجريت مع 32 P 5' نهاية المسمى الاصطناعية ميرنا-3 "رابط الهجين. رقم يشير إلى أعلى كمية PEG المستخدمة في رد فعل، وعدد في القاع يشير إلى كمية و ligated كنسبة مئوية من مجموع unligated وو ligated. خطوط في اليسار هي التخطيطي للجزيئات و ligated حيث ميرنا هي باللون الأخضر، 5 'و 3' محولات والأزرق والأسود، على التوالي.
pload / 52095 / 52095fig5highres.jpg "/>
الشكل 5. PCR-RNA المستمدة من الحمض النووي مكتبة صغيرة. PAGE 8٪ الأصليين من المنتجات PCR ولدت من مير تسلسل إجراءات الربط. أرقام في أعلى تشير دورات PCR، إلى جانب أرقام تشير إلى معايير حجم الجزيئية. يتم تعريف كل نوع من الحمض النووي PCR في الحق. ومن المقرر أن صناعة السيارات في مضان من طبق عينة نمط الشبكة.
يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح مالية متنافسة.
MicroRNAs (miRNAs) هي فئة محفوظة على نطاق واسع من الجزيئات التنظيمية. نصف هنا طريقة استنساخ miRNA التي تعتمد على خطوتين قويتين للربط متبوعة بتسلسل عالي الإنتاجية. تسمح طريقتنا بالقياس الكمي الدقيق على مستوى الجينوم ل miRNAs.
يود المؤلفون أن يشكروا أعضاء مختبر يي وخاصة Zhaojie Zhang على المناقشات المثمرة فيما يتعلق بتصميم الرابط وكفاءات الربط ، وكذلك جمعية السرطان الأمريكية لدعم هذا العمل من خلال زمالة ما بعد الدكتوراه (# 125209) إلى JEL تم دعم الأبحاث الواردة في هذا المنشور أيضا من قبل المعهد الوطني لالتهاب المفاصل وأمراض العضلات والعظام والجلد التابع للمعاهد الوطنية للصحة تحت رقم الجائزة R01AR059697 (إلى R.Y.) ومنحة بحثية من معهد ليندا كرنيك لمتلازمة داون. المحتوى هو مسؤولية المؤلفين وحدهم ولا يمثل بالضرورة الآراء الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة.
| 3 'رابط (5 'فسفرة ، 3' محظورة) | تقنيات الحمض النووي المتكاملة | مخصصة | |
| 5 'Linker | Integrated DNA Technologies | مخصصة | 5 'محظورة ، HPLC منقى |
| T4RNL2 (1-249 K227Q) | New England Biolabs | M0351S | متخصصة في ربط محولات الحمض النووي المسبقة الأدينيل |
| 10x Bindation Buffer (بدون ATP) | نيو إنجلاند Biolabs | مضمنة مع M0351S | |
| 10x Ligation Buffer (مع ATP) | New England Biolabs | المضمنة مع M0204L | |
| RNaseOUT | Invitrogen | 10777-019 | |
| البولي إيثيلين جلايكول (مول الوزن 8,000) | مختبرات نيو إنجلاند | بيولوجية مضمنة مع M0204L | |
| ماء خال من النوكلياز | Ambion | AM9937 | لقد وجدنا أن المياه التي يتم جمعها من جهاز التقطير ذات جودة متساوية. |
| T4RNL1 | نيو إنجلاند Biolabs | M0204L | |
| Superscript III RT kit | Invitrogen | 18080-051 | |
| طقم Phusion PCR | نيو إنجلاند Biolabs | M0530S | |
| Illumina RP1 التمهيدي | تقنيات الحمض النووي المتكاملة | معلومات التسلسل المخصصة المتاحة من Illumina | |
| Illumina RT التمهيدي | تقنيات الحمض النووي المتكاملة | معلوماتالتسلسل المخصصة | المتاحة من Illumina |
| Illumina index primer (s)تقنيات | الحمض النووي المتكاملة | مخصصة | معلومات التسلسل المتاحة من Illumina |
| 40٪ أكريلاميد | فيشر Scientific | BP14081 | |
| اليوريا | سيجما ألدريتش | U6504 | |
| بيرسولفات الأمونيوم | سيجما ألدريتش | A3678 | |
| تتراميثيثي إيثيلين ديامين (TEMED) | سيجما ألدريتش | T9281 | |
| 2x تغيير طبيعة الحمض النووي الريبي تحميل المخزن المؤقت | نيو إنجلاند بيولوجيس | متضمنة مع شفرات الحلاقة M0351S | |
| VWR | 55411-050 | ||
| أنابيب SpinX Centricon | Costar | CLS8161 | |
| أنابيب الطرد الدقيق | منخفضةالاحتفاظ فيشر Scientific | 02-681-320 | |
| Sybr Gold | Invitrogen | S-11494 | |
| طقم Adenylation | New England Biolabs | E2610L |