MPRA es una herramienta flexible y poderosa para la disección de las relaciones secuencia-actividad en elementos reguladores de genes. El éxito de los experimentos MPRA depende de al menos tres factores: 1) diseño cuidadoso de la biblioteca de secuencias, 2) minimización de artefactos durante la amplificación y clonación, y 3) alta eficiencia de transfección.
Las posibles longitudes de las regiones variables en las construcciones de reporteros están determinadas en gran medida por la tecnología de síntesis o clonación utilizada. El OLS estándar generalmente está limitado a unos 200 nt, pero este protocolo es compatible con insertos de hasta al menos 1.000 nt. Tenga en cuenta que las regiones variables que son altamente repetitivas o contienen estructuras secundarias fuertes pueden terminar subrepresentadas debido a los sesgos de PCR y clonación. La longitud de las etiquetas que identifican cada una de las regiones variables debe ser de 10-20 nt y la colección de etiquetas idealmente debe diseñarse de tal manera que haya al menos dos diferencias de nucleótidos entre cualquier par. Las etiquetas que contienen las secuencias de semillas de microARN conocido u otros factores que podrían influir en la estabilidad del ARNm también deben evitarse cuando sea posible.
Un parámetro clave en el diseño de experimentos MPRA es el número total de construcciones reporteras distintas que se incluirán en la biblioteca (la complejidad del diseño, denotada CD). En la práctica, la C D está limitada por el número de células cultivadas que se pueden transfectar. Como regla general, el número total de células transfectadas debe ser al menos 50-100 veces mayor que CD. Por ejemplo, si se pueden transfectar 20 millones de células con una eficiencia de transfección del 50%, entonces CD no debería ser más de ~ 200,000. Tenga en cuenta que CD es igual al número de variantes de secuencia reguladora distintas multiplicado por el número de etiquetas distintas por secuencia. Cuantas más etiquetas distintas estén vinculadas a cada secuencia reguladora, más precisa será la estimación de la actividad de esa secuencia (porque se pueden promediar las mediciones de etiquetas distintas), pero menos variantes distintas se pueden analizar en un experimento. La elección óptima depende del diseño experimental. En un experimento simple de "ataque al promotor", donde se ajustará un modelo matemático a las mediciones agregadas, una sola etiqueta por variante suele ser suficiente. En una detección de polimorfismos de un solo nucleótido que causan cambios en las actividades reguladoras, puede ser necesario usar 20 o más etiquetas por alelo para obtener resultados estadísticamente sólidos, porque la comparación de cada par de alelos requiere una prueba de hipótesis separada.
Si no se espera que las secuencias a ensayar contengan sitios de inicio de transcripción, también se puede agregar un promotor constante en el mismo fragmento. Por ejemplo, pMPRAdonor2 (Addgene ID 49353) incluye un promotor TATA-box mínimo que es útil cuando se espera que la región variable aguas arriba tenga una actividad potenciadora significativa, mientras que pMPRAdonor3 (Addgene ID 49354) incluye un promotor viral SV40 fuerte y modificado que es útil cuando se espera que la región variable contenga actividad silenciadora u otros elementos reguladores negativos.
Los productos OLS crudos a menudo contienen una fracción significativa de oligonucleótidos truncados. Estos pueden interferir con la amplificación precisa por PCR de las secuencias diseñadas, particularmente cuando existe una homología significativa entre ellas. El uso de la purificación PAGE para eliminar los productos de síntesis truncados y la PCR en emulsión para minimizar los artefactos de amplificación son técnicas eficaces para garantizar una alta calidad de la biblioteca. Si cualquiera de los pasos no es práctico, es imperativo minimizar el número de ciclos de PCR utilizados en cada paso de amplificación. La selección y expansión de la biblioteca clonada en cultivo líquido es generalmente suficiente para mantener la complejidad del diseño, pero si se van a utilizar vectores propensos a la recombinación o se observa un sesgo de representación significativo, las células recuperadas pueden sembrarse directamente en grandes placas de agar LB, expandirse como colonias individuales y luego rasparse para aislar el ADN. También es importante considerar el impacto potencial de los errores de síntesis, que generalmente se encuentran a una velocidad de 1: 100-500 en OLS. Se recomienda la secuenciación completa de las construcciones reporteras antes de la transfección para identificar y corregir dichos errores.
No es necesario introducir construcciones indicadoras en cada célula del cultivo transfectado, pero las eficiencias de transfección por debajo de ~ 50% pueden conducir a una mala relación señal/ruido. Es aconsejable optimizar las condiciones de transfección antes de realizar experimentos MPRA en un nuevo tipo de célula. Cuando se trabaja con tipos de células difíciles de transfectar, las señales MPRA se pueden aumentar mediante la preselección de células transfectadas. La serie de vectores pMPRA incluye variantes que expresan constitutivamente un marcador de superficie celular truncada que se puede usar para enriquecer físicamente las células transfectadas antes del aislamiento de ARN (por ejemplo, Addgene ID 49350 y 49351).