يصف هذا التقرير البروتوكول الكامل لـ SLIC-CAGE للحصول على مكتبات جاهزة للتسلسلمن نانوغرام من مواد RNA الكلية (الشكل 1). للحصول على مزيج الناقل الجيش الملكي النيبالي الاصطناعية، أولا، قوالب الناقل PCR تحتاج إلى أن تكون مستعدة وهلام تنقية للقضاء على المنتجات الجانبية PCR (الشكل2A). يتم إنتاج كل قالب PCR (عشرة في المجموع) باستخدام مشترك إلىالأمام، ولكن التمهيدي العكسي مختلفة (الجدول 2)، مما يؤدي إلى أطوال مختلفة من قالب PCR لتمكين تقلب حجم الناقلين RNA الاصطناعية. مرة واحدة تنقية، وتستخدم قوالب PCR للنسخ في المختبر من جزيئات الناقل. ومن المتوقع منتج حامل RNA واحد إذا كانت القوالب هي هلام تنقية (انظر ممثل هلام التحليل في الشكل 2B). ويمكن رفع مستوى إعداد الناقل اعتمادا على الحاجة، وعند إعداده، مختلطة ومجمدة في -80 درجة مئوية للاستخدام في المستقبل.
باستخدام الحد الأدنى الموصى به من عينة مجموع الحمض النووي الريبي (10 نانوغرام) جنبا إلى جنب مع دورات 16-18 من تضخيم PCR، يمكن تحقيق عالية التعقيد SLIC-CAGE المكتبات. ويعتمد عدد دورات PCR المطلوبة لتضخيم المكتبة النهائية إلى حد كبير على كمية إجمالي المدخلات التي يستخدمها الجيش الملكي النيبالي (يعرض العدد المتوقع للدورات في الجدول4).
بعد الجولة الأولى من التدهور، في نتائج qPCR (الخطوة 17)، الفرق المتوقع بين القيم Ct التي تم الحصول عليها باستخدام adaptor_f1 أو التمهيدي carrier_f1 هو 1-2، مع قيم Ct التي تم الحصول عليها مع adaptor_f1 أقل من مع carrier_f1.
توزيع أطوال جزء في المكتبة النهائية بين 200-2،000 نقطة أساس مع حجم جزء متوسط من 700-900 نقطة أساس (استنادا إلى تحليل المنطقة باستخدام Bioanalyzer البرمجيات، الشكل 4B، D). شظايا أقصر، كما هو معروض في الشكل 4A، C، يجب إزالتها بجولات إضافية من استبعاد الحجم (الخطوات 20-21). هذه الأجزاء القصيرة هي قطع أثرية تضخيم PCR وليس المكتبة المستهدفة. لاحظ أن أجزاء أقصر الكتلة بشكل أفضل على تسلسل تدفق الخلايا وقد يسبب مشاكل التسلسل.
والكمية المتوقعة من مواد المكتبة التي يتم الحصول عليها لكل عينة تتراوح بين 5-50 نانوغرام. وتدل المبالغ الأقل بكثير على فقدان العينة أثناء البروتوكول. إذا كانت الكمية المنخفضة التي تم الحصول عليها كافية للتسلسل (2-3 ng من المكتبات المجمعة مطلوبة)، قد تكون المكتبات أقل تعقيداً (انظر أدناه).
اعتماداً على آلة التسلسل، قد تحتاج كمية المكتبة المحملة على خلية التدفق إلى تحسين. باستخدام Illumina HiSeq 2500، تحميل 8-12 pM SLIC-CAGE يعطي المكتبات في المتوسط 150-200 مليون يقرأ، مع > 80٪ من يقرأ تمرير درجة الجودة Q30 كعتبة.
ثم يتم تعيين القراءات التي تم الحصول عليها إلى الجينوم المرجعي [لقراءات 50 نقطة ب المائة، يمكن استخدام Bowtie212 مع المعلمات الافتراضية التي تسمح بعدم تطابق صفر لكل تسلسل البذور (22 نقطة أساس)]. وتعتمد الكفاءات المتوقعة في رسم الخرائط على إجمالي كمية مدخلات الحمض النووي الريبي، وهي معروضة في الجدول5. ويمكن بعد ذلك تحميل القراءات المعينة بشكل فريد في بيئة الحوسبة الرسومية والإحصائيةR 13 ومعالجتها باستخدام CAGEr (حزمة الموصلات الحيوية14). يسهل اتباع المقالة المصغرة للحزمة وتشرح سير العمل ومعالجة البيانات المعينة بالتفصيل. وسهولة التحكم البصري في تعقيد المكتبة هو توزيع عرض المروج، حيث أن المكتبات ذات التعقيدات المنخفضة سيكون لها مروجون ضيقون بشكل مصطنع (الشكل5A،مكتبة SLIC-CAGE المستمدة من 1 نانوغرام من مجموع الجيش الملكي النيبالي، للحصول على التفاصيل انظر السابقة 10ةيلاب ةيلاب ةيلاب ومع ذلك، حتى المكتبات SLIC-CAGE منخفضة التعقيد تسمح بتحديد CTSS صحيح، مع دقة أكبر من الأساليب البديلة لرسم الخرائط TSS منخفضة/ متوسطة الدخل (الشكل5B،C).

الشكل 1: الخطوات في بروتوكول SLIC-CAGE. يتم خلط عينة الجيش الملكي النيبالي مع مزيج الناقل RNA لتحقيق 5 ميكروغرام من مجموع المواد RNA. يتم توليف cDNA من خلال النسخ العكسي ويتم أكسدة الغطاء باستخدام الصوديوم periodate. يسمح الأكسدة بإرفاق البيوتين بالغطاء باستخدام البيوتين هيدرازيد. البيوتين يحصل تعلق على نهاية MRNA 3′, كما أنها أكسدة أيضا باستخدام الصوديوم periodate. للقضاء على البيوتين من مرنا: cDNA الهجينة مع cDNA توليفها بشكل غير كامل ومن 3′ نهايات من مرنا, يتم التعامل مع العينات مع RNase I. cDNA التي وصلت إلى نهاية 5′ من مرنا ثم يتم اختيارها عن طريق تنقية التقارب على الخرز المغناطيسي streptavidin ( كاب- فخ). بعد إطلاق ال [كدنا], 5′- و [3-لينكرس] [لبيتد]. وتتدهور جزيئات المكتبة التي تنشأ من الناقل باستخدام I-SceI وI-CeuI homing endonucleases ويتم إزالة الشظايا باستخدام الخرز المغناطيسي SPRI. ثم يتم تضخيم المكتبة PCR. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: تحليل الجل التمثيلي لقوالب الناقل PCR والنسخ المستعملة في المختبر. (أ) قوالب الناقل PCR قبل تنقية هلام: البئر الأول يحتوي على علامة 1 كيلوبت في الثانية، تليها الناقل PCR قوالب 1، 1-10. (ب) الناقل في النصوص في المختبر: البئر الأول يحتوي على علامة 1 كيلوبت في الثانية، تليها نسخ الناقل 1-10. وقد تم تشويه نسخ الناقل عن طريق التدفئة لمدة 5 دقائق عند 95 درجة مئوية قبل التحميل. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: تتبع SLIC-CAGE قبل الجولة الأولى من تدهور الناقل ة من نوع الحمض النووي (رقاقة الحمض النووي عالية الحساسية). الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: آثار نوعية الحمض النووي التمثيلي (رقاقة الحمض النووي عالية الحساسية) لمكتبات SLIC-CAGE بعد تضخيم PCR. (A) مكتبة SLIC-CAGE التي تتطلب اختيار حجم إضافية لإزالة أجزاء قصيرة. (ب) SLIC-CAGE مكتبة بعد حجم اختيار باستخدام 0.6x SPRI الخرز إلى نسبة العينة. (C) مكتبة SLIC-CAGE من كمية الإخراج أقل التي تتطلب تحديد حجم لإزالة جزء قصير. (د) SLIC-CAGE مكتبة أقل كمية الإخراج بعد حجم اختيار باستخدام 0.6:1 SPRI الخرز إلى نسبة العينة. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: التحقق من صحة مكتبات SLIC-CAGE. (أ) توزيع عرض علامة الكتلة بين الجوانتيل في مكتبات SLIC-CAGE التي أعدت من 1 أو 5 أو 10 نانوغرام من الحمض النووي الريبي الكلي S. cerevisiae، وفي مكتبة nAnT-iCAGE التي أعدت من 5 ميكروغرام من S. سيريفيسياي مجموع الجيش الملكي النيبالي. يشير مقدار كبير من الكتل العلامات الضيقة في مكتبة SLIC-CAGE 1 ng إلى تعقيدها المنخفض. (B) منحنيات ROC لتعريف CTSS في مكتبات S. cerevisiae SLIC-CAGE. جميع S. cerevisiae nAnT-iCAGE CTSSs كانت تستخدم كمجموعة حقيقية. (C) منحنيات ROC لتحديد CTSS في مكتبات S. cerevisiae nanoCAGE. جميع S. cerevisiae nAnT-iCAGE CTSSs كانت تستخدم كمجموعة حقيقية. مقارنة منحنيات ROC تبين أن SLIC-CAGE يتفوق بقوة nanoCAGE في تحديد CTSS. تم استخدام البيانات من صفيف Express E-MTAB-6519. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الجدول 1: تسلسل المورّثة الاصطناعية الناقل. مواقع I-SceI جريئة ومائلة باللون الأرجواني، ومواقع التعرف على I-CeuI خضراء. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الملف.
| الناقل | عكس التمهيدي 5'-3' | طول المنتج PCR / bp |
| 1 | PCR_N6_r1: NNNNNNCTACGTGTCGGAGAATT | 1034 |
| 2 | PCR_N6_r2: NNNNNNTATCCAGTGTGTGAGGC | 966 |
| 3 | PCR_N6_r3: NNNNNNCACTGCGGATCTCTTTACG | 889 |
| 4 | PCR_N6_r4: NNNNNNNNGCCGTCGATAACTGTGTGT | 821 |
| 5 | PCR_N6_r5: NNNNNNAGTTGGCGCGTTC | 744 |
| 6 | PCR_N6_r6: NNNNNNGTGAGAAGAATGTGTCCCA | 676 |
| 7 | PCR_N6_r7: NNNNNNCTCGCGCCTCCAGTCATAAC | 599 |
| 8 | PCR_N6_r8: NNNNNNTATACGCGGTGTGTCGTAC | 531 |
| 9 | PCR_N6_r9: NNNNNNACCGCCGCGCCTTCCGCAGG | 454 |
| 10 | PCR_N6_r10: NNNNNNCAGGACGTTTTTCAGCA | 386 |
| * التمهيدي إلى الأمام هو نفسه لجميع قوالب الناقل. يتم وضع خط تحت تسلسل المروج T7. PCR_GN5_f1: TAATACGACTCACTATAGNNNCAGCGTCGCTA | |
الجدول 2: القوالب الأولية لتضخيم قالب الحامل. التمهيدي إلى الأمام هو نفسه لجميع قوالب الناقل. يتم وضع خط تحت تسلسل المروج T7. PCR_GN5_f1: TAATACGACTCACTATAGNNNNNCAGCGTCGCTA. باستخدام التمهيديات العكسية المختلفة، يتم إنتاج قوالب PCR وبالتالي RNA الناقل من طول مختلفة.
| الناقل | طول | غير مغلّف/ميكروغرام | متوج / ميكروغرام |
| 1 | 1034 | 3.96 | 0.45 |
| 2 | 966 | 8.36 | 0.95 |
| 3 | 889 | 4.4 | 0.5 |
| 4 | 821 | 6.6 | 0.75 |
| 5 | 744 | 4.4 | 0.5 |
| 6 | 676 | 3.08 | 0.35 |
| 7 | 599 | 4.4 | 0.5 |
| 8 | 531 | 3.96 | 0.45 |
| 9 | 454 | 2.64 | 0.3 |
| 10 | 386 | 2-2 | 0.25 |
الجدول 3: مزيج الناقل RNA. في المجموع 49 ميكروغرام من مزيج الناقل 0.3-1 كيلو بت في الثانية: غير محدد = 44 ميكروغرام، توج = 5 ميكروغرام.
| إجمالي المدخلات RNA / NG | دورات PCR |
| 1 نانوغرام | 18 |
| 2 نانوغرام | 17 |
| 5 نانوغرام | 16 |
| 10 نانوغرام | 15-16 |
| 25 نانوغرام | 14-15 |
| 50 نانوغرام | 13-15 |
| 100 نانوغرام | 12-14 |
الجدول 4: العدد المتوقع من دورات PCR في الاعتماد على عينة من مجموع المدخلات RNA. ويستند عدد تقريبي من دورات على التجارب التي أجريت باستخدام سكريروميسيس سيريفيسياي, Drosophila الميلانوجاستر, وMUS MUS MUSCULUS مجموع الجيش الملكي النيبالي.
| مجموع المدخلات في الحمض النووي الريبي/ng | النسبة المئوية الإجمالية للتعيين | % تعيين فريد | النسبة المئوية للناقل |
| 1 نانوغرام | 30 | 20-30 | 30 |
| 2 نانوغرام | 60 | 20-50 | 10 |
| 5 نانوغرام | 60-70 | 40-60 | 5-10 |
| 10 نانوغرام | 60-70 | 40-60 | 5-10 |
| 25 نانوغرام | 65-80 | 40-70 | 0-5 |
| 50 نانوغرام | 65-80 | 40-70 | 0-3 |
| 100 نانوغرام | 70-85 | 40-70 | 0-2 |
الجدول 5: الكفاءة المتوقعة لرسم الخرائط واعتماد إجمالي كمية المدخلات في الجيش الملكي النيبالي. يتم تقديم الأرقام التقريبية وتستند إلى التجارب التي أجريت باستخدام Saccharomyces سيريفيسياي وMus musculus مجموع الجيش الملكي النيبالي.