$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
تحليل العملية برمتها من تنظيم الجينات من الضروري أن نفهم تماما التكيفات الخلوية في استجابة لحافز معين أو العلاج. الجمع بين تسلسل الحمض النووي الريبي المجموع، 4sU seq، الريبوسوم التنميط، ورقاقة-seq في نقاط زمنية مختلفة يؤدي إلى تحليل شامل للعمليات الرئيسية لتنظيم الجينات على مر الزمن. مطلوب فهم عميق للعمليات البيولوجية لتحديد الإعداد التجريبية، فضلا عن النقاط الزمنية المثلى.
منذ تحسين أساليب لدراسة تنظيم الجينات بسرعة، يمكن أن تكون هذه البروتوكولات تتكيف مع التغيرات السريعة. ومع ذلك فإنها توفر الأساليب الأكثر أهمية لدراسة آليات تنظيمية الجينات الأساسية في أي نوع من الخلايا. وهنا نحن نناقش بعض المزالق والوقائع التي يتعين على المرء أن ينظر عند استخدام هذه الأساليب.
الخلايا: يجب أن تكون الخلايا عالية قابلة للحياة، وإذا كان استخدام الخلايا الأولية المعزولة، يجب أن تضمن نقاء السكان خلية (مثلاً، تحليل نظام مراقبة الأصول الميدانية لخلايا تي الأولية). الخلايا حتى قليلاً وأكد يمكن أن تؤثر على النتائج من هذه الأساليب تسلسل حساسة جداً وخفض كمية الحمض النووي الريبي يدون أو المترجمة حديثا، ويؤدي إلى قراءات غير المرغوب فيها لاستجابة الإجهاد في نتائج التسلسل. هو الأمثل سرعة الطرد المركزي المشار إليها في هذا البروتوكول بيليه الخلايا لخلايا تي الأولية. وهكذا، ضبط سرعة حسب نوع الخلية.
4 آثار سو على فيزيولوجيا الخلية: بالإضافة إلى الخيارات المذكورة أعلاه للتحقق من الحد الأدنى من اضطراب للفيزيولوجيا الخلوية عند إضافة 4sU، يمكن إجراء تحليل آخر و/أو إضافية، لا سيما عندما تقتصر أرقام الخلية. ويمكن اختبار آثار على تكاثر الخلايا بالتحقق من الوقت مضاعفة الخلايا ببساطة عد الخلايا المسماة وغير المسماة. يمكن أيضا اختبار الإجهاد النوية التعريفي من خلال تحليل مورفولوجيا الخلايا عن طريق تلطيخ الفلورة نوكليولين ونوى. كذلك التحقق من تأثير 4sU، ويمكن قياس التعبير الجيني العالمي تغير بربط قراءة التهم من الحمض النووي الريبي المجموع المسمى بالجيش الملكي النيبالي إجمالي غير مسمى.
الخلية الأرقام: في المختبر إنشاء خلايا T، نوصي بدءاً على الأقل كمية الخلايا المشار إليها في الجدول 2. اختر أعدادا كافية من كل أسلوب حسب نوع الخلايا. نظراً للخلايا T أقل من السيتوبلازم والجيش الملكي النيبالي بالمقارنة مع الخلايا الأخرى، ستكون كافية على الأرجح مبالغ أقل من الخلايا الأخرى. لرقاقة-seq، تعتمد أرقام الخلية عاليا على جسم المستخدمة ومستوى التعبير من بروتين الاهتمام داخل الخلايا. هيستون أو "رقاقة رنابي"، يمكن استخدام خلايا فو، بينما أرقام الخلية بحاجة إلى زيادة عند استخدام عوامل النسخ، خاصة إذا كان يتم التعبير عنها عند مستويات منخفضة.
4 سو-وضع العلامات، والجيش الملكي النيبالي بيوتينيليشن: عند استخدام الخلايا ملتصقة، وسم 4sU يمكن توجيهها كما وصفها Rädle وآخرون. 19 منذ 4sU جداً سرعة دمج الخلايا، يمكن إضافته إلى وسيلة لتعليق أو ملتصقة أو الخلايا شبه ملتصقة مباشرة.
من المستحسن أن تبدأ في بيوتينيليشن مع 60-80 ميكروغرام من الحمض النووي الريبي. ومع ذلك، يمكن استخدام كميات أقل من الجيش الملكي النيبالي، على الرغم من أننا لا اختبار لأقل من 30 ميكروغرام. إضافة كوبريسيبيتانت (مثلاً، جليكوبلوي) عندما عجل الجيش الملكي النيبالي إذا كان من الصعب رؤية بيليه. دافي وآخرون أظهرت أيضا أن البيوتين تنشيط ميثيلثيوسولفوناتي (النظام التجاري المتعدد الأطراف-البيوتين) أكثر كفاءة يتفاعل مع الحمض النووي الريبي المسمى 4sU هبدب-البيوتين31. ومن ثم، قد يكون من المفيد النظر في التحول إلى النظام التجاري المتعدد الأطراف-البيوتين، على وجه الخصوص، لاسترداد الكشف الصغيرة، التي تميل إلى أن تكون أقل من المخلفات أردين (الرجوع إلى بروتوكول بيوتينيليشن ذكرها دافي وآخرون؛ انظر تنقية الحمض النووي الريبي المسمى 4sU، الإجراءات التجريبية).
لاسترداد رنا يدون حديثا، فمن الممكن استخدام الخرز باراماجنيتيك أو الخرز تنظيف الجيش الملكي النيبالي من اختيارك. تأخذ دائماً في الاعتبار أن هذه المجموعات قد أو قد لا تنقية للكشف محددة. على سبيل المثال، إذا كنت ترغب في ميرناس، النظر في استخدام مجموعات محددة لالتقاط ميرنا وتسلسلها.
التحديد الكمي للجيش الملكي النيبالي يدون حديثا: لدقة قياس الحمض النووي الريبي يدون حديثا، القياس ينبغي أن يؤديها إلى فلوروميتير مناسبة (انظر الجدول للمواد). ضمن ح 1 من التعرض 4sU، رنا يدون حديثا يمثل حوالي 1-4% من مجموع الجيش الملكي النيبالي. رنا يدون حديثا من ح 1 المسمى، وتنشيط خلايا تي تتألف من ~ 90-94% من الرنا الريباسي11.
الريبوسوم التنميط: عند إنشاء الطريقة، عقدنا العزم أن استخدام 1.5 x مبلغ نوكلاس مما اقترح في البروتوكول الأصلي يضمن الهضم السليم. أيضا، أبلغ أي آثار سلبية لكميات مرتفعة من نوكلاس. نظراً لأنه من الصعب جداً أوفيرديجيست المفاضلة في حين أنهم جزء من الجيش الملكي النيبالي ملزمة بالبروتينات ريبوسومال، يمكنك زيادة المبلغ الذي تيتراتي الهضم nuclease الأمثل لا يزال قليلاً.
إذا كان أقل من 500 نانوغرام من "الجبهة الوطنية الرواندية الجيش الملكي النيبالي" وعثر في خطوة 4.4.2، كرر استنزاف الرنا الريباسي وتجمع تنقية المفاضلة مع الحمض النووي الريبي نظيفة ومركزات-5 أعمدة. وبدلاً من ذلك، تحميل عينات مماثلة اثنين بجانب بعضهما البعض على الهلام (الخطوة 4.5.3) وتجمع جل الشرائح أثناء شطف الحمض النووي الريبي من الهلام (الخطوة 4.5.6).
ونحن نوصي بقطع المفاضلة على جل أحكام قدر الإمكان لعصابات nt 28 و 30. وهذا يساعد في إزالة الأجزاء غير المرغوب فيها من ررناس وترنس، التي سوف تصبح جزءا من المكتبة الخاصة بك وتقليل ما يلي تسلسل للمفاضلة الخاصة بك في وقت لاحق.
كما يوصي بتجنب ضوء أثناء تنقية هلام الأشعة فوق البنفسجية. هذا يمكنك إنشاء نيكس في الأجزاء رنا، فضلا عن dimers بيريميدين، التي يمكن أن تؤثر تأثيراً شديدا على إعداد مكتبة وتسلسل النتائج في نهاية المطاف.
إعداد مكتبة وتسلسل البيانات: تمكن الريبوسوم التنميط بروتوكول لإنشاء مكتبة كدنا مناسبة للتسلسل. يمكن استخدام العينات التي تم إنشاؤها بواسطة العلامات 4sU مباشرة لإعداد مكتبة مع أي مجموعة تسلسل الحمض النووي الريبي المناسبة. منذ يدون حديثا الجيش الملكي النيبالي، خاصة عند استخدام قصيرة وسم تايمز، قد لا تكون بوليادينيلاتيد، ينبغي إجراء لا بولي--مجموعة مختارة. بدلاً من ذلك، نوصي بشدة باستنفاد الرنا الريباسي للحيلولة دون تخفيض عمق التسلسل للعينة الفعلية. استخدام خلايا تي، بدأنا مع 400 نانوغرام من الحمض النووي الريبي يدون حديثا ومجموع (تبعاً لهذه المجموعة، انظر مواد)، يقوم الرنا الريباسي نضوب وانخفاض دورات للتضخيم PCR للتقليل من التحيز PCR. إعداد مكتبة يمكن أن يؤديها بأقل المواد البداية. ينبغي أن يكون الأمثل لحساب المكتبة تعقد أرقام دورات PCR.
لرقاقة seq هناك أيضا العديد من مجموعات المتاحة لإعداد المكتبة. في مكتبتنا أيدي عملت إعداد جيدا بدءاً من 2 نانوغرام من "رقاقة الحمض النووي" (انظر المواد لاقتراح بشأن الذي لاستخدام طقم). يجب التأكد من مراجعة الأرقام القياسية لتوازن اللون أثناء تسلسل. ونحن نوصي بعمق تسلسل إيه فور زيرو × 106 يقرأ كل 4sU seq ومجموع الجيش الملكي النيبالي-seq، وعينات seq رقاقة، وإيه إيت زيرو × 106 ما يلي: الريبوسوم التنميط عينات. عمق التسلسل يعتمد على العينة وتحليل المتلقين للمعلومات المعلوماتية الحيوية وينبغي النظر بعناية. لتحليل ما يلي إينترونيك للربط كوترانسكريبشونال، 100 يحتاج bp إقران نهاية تسلسل يتم اختياره.
تسلسل التحيز: التسلسل أصبح معيار الذهب عند تحديد التغيرات العالمية في النسخ أو الترجمة أو النسخ عامل ملزم. في السنوات الأخيرة، تم دفعها من الأساليب القائمة على حدودها أو تم تطوير تقنيات جديدة لتسلسل مبالغ بداية صغيرة متزايدة من الجيش الملكي النيبالي. ويتطلب هذا تضخيم كدنا، الذي يدخل الضوضاء أو التحيز. في الآونة الأخيرة، وضعت معرفات فريدة الجزيئية (أميس) تجريبيا تحديد التكرارات عرضته PCR. في الآونة الأخيرة، وقد تبين أن أميس أقل ما يقال مجرد تحسين تسلسل السلطة، ومعدل اكتشاف كاذبة ل التعبير الجيني التفاضلي32. ومع ذلك، النظر في استخدام معرفات فريدة الجزيئية (أميس) لجميع المكتبات التسلسل لعنصر التحكم للمكتبة تعقد، خاصة عند البدء بكميات قليلة من الجيش الملكي النيبالي، وعندما تكون هناك حاجة العديد من دورات PCR.
المخزن المؤقت وحلول الأسهم: ويجب إعداد كافة المخازن المؤقتة ل 4sU seq والتنميط الريبوسوم تحت شروط صارمة خالية من رناسي استخدام مياه خالية من نوكلاس. من المستحسن لشراء مسبقة الصنع خالية نوكلاس كلوريد الصوديوم وتريس-HCl، يدتا، وسترات الصوديوم والماء. ولضمان ظروف خالية من نوكلاس، يمكن استخدام حلاً ديكونتاميناتينج رناسي لتنظيف الممصات أو الأسطح. كافة المخازن المؤقتة لرقاقة seq بحاجة إلى أن تكون على الأقل خالية من الدناز ويمكن تخزينها في درجة حرارة الغرفة. دائماً إضافة مثبطات البروتياز، واختيارياً، مثبطات الفوسفاتيز الحق قبل الاستخدام والحفاظ على الجليد.
المعلوماتية الحيوية: تحليل جميع البيانات التسلسل (أي، seq رقاقة وتسلسل الحمض النووي الريبي والتنميط ريبسوسومي) ينطوي على مراقبة الجودة (مثلاً، استخدام فاستقك، http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/)، التشذيب المحول (مثلاً، مع كوتادابت20) متبوعاً برسم خرائط الجينوم مرجع الخلايا قيد الدراسة. لبيانات تسلسل الحمض النووي الريبي (المجموع و 4sU seq)، فضلا عن الريبوسوم التنميط البيانات، مطلوب مخطط تسلسل الحمض النووي الريبي المقسمة، مثل 2 كونتيكستماب21. للتحالفات seq رقاقة البيانات أونسبليسيد، استخدام MEM التحالف22 كافية. يمكن حساب التعبير الجيني باستخدام نموذج (قراءة كل "كيلوبس إكسون" الواحدة ملايين الأجزاء المعينة) ربكم1، بعد تحديد قراءة التهم كل الجينات استخدام البرنامج، مثل فيتوريكونتس23. تتوفر لاستدعاء الذروة من البيانات seq رقاقة، عددا من البرامج، مثلاً، أجهزة ماكينتوش24 أو25من الأحجار الكريمة. كذلك يمكن إجراء تحليلات المصب في ص26، لا سيما باستخدام الأدوات التي توفرها المشاريع بيوكوندوكتور27.
هنا، تحديا كبيرا في دمج 4sU-ومجموع مستويات الحمض النووي الريبي والنشاط متعدية الجنسيات من الريبوسوم التنميط هو التطبيع. نهج التقليدي لمعالجة هذه المشكلة تطبيع لمستويات من البيت-حفظ الجينات. للحد من الضوضاء بسبب التقلبات العشوائية لحفظ البيت الجينات الفردية، من المستحسن أن ليس فقط استخدام قليلة البيت حفظ الجينات ولكن المستويات الوسطية لمجموعة أكبر، مثل > 3,000 البيت حفظ الجينات التي جمعتها أيزنبرغ وليفانون28 . لحساب معدلات دوران الجيش الملكي النيبالي من نسب 4sU-إلى مجموع الجيش الملكي النيبالي، التطبيع هو استناداً إلى معدل دوران متوسط معدلات (مثلاً، على افتراض نصف الجيش الملكي النيبالي من ح 5)29. بيد أن هذا يفترض لا التغييرات الشاملة لحفظ البيت الجينات، نوصي باستخدام نهج تحليل مستقل للتطبيع، مثلاً، تجميع لسلسلة زمنية من أنواع بيانات مختلفة لتحديد مجموعات من الجينات على أساس الارتباط مع السلوك متميزة في النسخ والترجمة أثناء التنشيط. للحصول على وصف مفصل في التكامل بيوينفورماتيكال لأنواع البيانات المختلفة، نشير إلى أن المنشور الأصلي11.
تحليل لتكامل البيانات ومعدلات الدوران: يمكن أن تظهر ورقة نشرت مؤخرا33 مقارنة نصف حياة مصممة بعنصر تحكم متعدد جينات (MGC) إلى الأساليب العالمية أن نصف العمر ارتباطاً أفضل مع تلك التي تم الحصول عليها بطرق وضع العلامات الاستقلابية مقارنة بالأساليب الأخرى (مثلاً، العامة تثبيط النسخ بالمخدرات). ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن الاختلافات بين حسابات نصف العمر يمكن أن تنشأ، وقد تم وصف 15،34. يمكننا حساب لمعظم المشاكل والخلافات التي يتم تقديمها بواسطة استجابة الإجهاد بسبب التعرض لفترات طويلة 4sU. ولذلك من الضروري استبعاد إجهاد استجابة عرض العلامات 4sU. للتحقق من صحة زيادة معدلات الدوران، نوصي باستخدام مجكس.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضا استخدام مجموعة من البيانات كما تم إنشاؤه هنا لبيانات تحليل (مثلاً، تنظيم الكشف منذ فترة طويلة غير الترميز)35،أكثر تكاملية36.