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Pruebas genéticas preimplantacionales para aneuploidías en una plataforma de secuenciación de próxima generación basada en semiconductores

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DOI:

10.3791/63493

17 de agosto de 2022

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En este artículo

Resumen

El protocolo presenta los procedimientos generales en el laboratorio requeridos en las pruebas genéticas preimplantacionales para la aneuploidía en una plataforma de secuenciación de próxima generación basada en semiconductores. Aquí presentamos los pasos detallados de la amplificación del genoma completo, la selección de fragmentos de ADN, la construcción de bibliotecas, la preparación de plantillas y el flujo de trabajo de secuenciación con resultados representativos.

Resumen

La secuenciación de próxima generación ha ganado cada vez más importancia en la aplicación clínica en la determinación de variantes genéticas. En la prueba genética preimplantacional, esta técnica tiene sus ventajas únicas en escalabilidad, rendimiento y costo. Para la prueba genética preimplantacional para el análisis de aneuploidías, el sistema de secuenciación de próxima generación (NGS) basado en semiconductores presentado aquí proporciona un enfoque integral para determinar variantes genéticas estructurales a una resolución mínima de 8 Mb. Desde la adquisición de la muestra hasta el informe final, el proceso de trabajo requiere múltiples pasos con un estricto cumplimiento de los protocolos. Dado que varios pasos críticos podrían determinar el resultado de la amplificación, la calidad de la biblioteca, la cobertura de las lecturas y la salida de datos, la información descriptiva con demostración visual distinta de las palabras podría ofrecer más detalles a la operación y manipulación, lo que puede tener un gran impacto en los resultados de todos los pasos críticos. Los métodos presentados en este documento mostrarán los procedimientos involucrados en la amplificación del genoma completo (WGA) de las células de trofoectodermo (TE) biopsiadas, la construcción de bibliotecas genómicas, la gestión del secuenciador y, finalmente, la generación de informes de variantes de número de copias.

Introducción

La aneuploidía es la anomalía en el número de cromosomas por la presencia de uno o más cromosomas adicionales o la ausencia de uno o más cromosomas. Los embriones que portan algún tipo de aneuploidía, como la pérdida de un cromosoma X (síndrome de Turner), copias adicionales de autosomas, como trisomías del autosoma 21 (síndrome de Down), 13 (síndrome de Patau) y 18 (síndrome de Edwards), o cromosomas sexuales adicionales como 47, XXY (síndrome de Klinefelter) y 47, XXX (síndrome de Triple X), pueden sobrevivir a término con defectos de nacimiento1. La aneuploidía es la causa principal de abortos espontáneos en el primer trimestre y fracaso de ....

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Protocolo

Todos los protocolos y la biopsia del trofoectodermo (TE) (sección 1.1.1.1) aplicados en este estudio fueron revisados y aprobados por el comité de ética de investigación humana del hospital No. 924 el 18 de septiembre de 2017 (NO: PLA924-2017-59). Los pacientes/participantes dieron su consentimiento informado por escrito para participar en este estudio.

1. Aislamiento de ADN a partir de biopsia de embrión humano y amplificación genómica completa

  1. Protocolo para la amplificación del genoma completo 9,10
    NOTA: Pico PLEX WGA Kit se utiliza para realizar la....

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Resultados

A medida que el plan de secuencias finaliza después del proceso de ejecución en la máquina, el sistema del servidor de secuencias informa del resumen con información descriptiva de los datos generados, el estado del chip, la velocidad de carga del ISP y la calidad de la biblioteca, como se muestra en la Figura 2. En esta demostración de resultados, se obtuvieron datos de 17.6 G en la base total, y la tasa de carga general de ISP fue del 88% en los pocillos totales del chip; el mapa de calor .......

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Discusión

La aneuploidía cromosómica de los embriones es la causa de una gran proporción de la pérdida del embarazo, ya sea concebido de forma natural o de la fecundación in vitro (FIV). En la práctica clínica de la FIV, se propone que el cribado de la aneuploidía embrionaria y la transferencia del embrión euploide podrían mejorar el resultado de la FIV. La hibridación fluorescente in situ es la técnica más temprana adoptada para la selección del sexo y PGT-A; Sin embargo, esta técnica requiere más experiencia té.......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

Nos gustaría agradecer al Dr. Zhangyong Ming y al Sr. Rongji Hou por su asesoramiento sobre la aplicación ampliada de LIMS. Este estudio cuenta con el apoyo de los Proyectos Especiales de Investigación del PLA para la Planificación Familiar (17JS008, 20JSZ08), el Fondo del Laboratorio Clave de Investigación de Enfermedades Metabólicas de Guangxi (No.20-065-76) y el Proyecto de Investigación de Ciencia y Tecnología de Salud Ciudadana de Guangzhou (201803010034).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
0,45 μ m Unidad de filtro de jeringaMerkmilliporeMillex-HV
1,5 mL Tubos LoBind de ADNEppendorf30108051
tubos de 15 mLGreiner Bio-One188261
2,0 mLDNA Tubos LoBindEppendorf30108078
tubos de 50 mLGreiner Bio-One
5x Tampón Anstart Taq (Mg2+ Plus)FAPON&
nbsp; Reactivo de ADN polimerasaFAPON
AMPure XP de Anstart Tap (perlas magnéticas para la unión de ADN)BeckmanA63881https://www.beckman.com/reagents/genomic/cleanup-and-size-selection/pcr/a63881
tampón de lisis celularMedical UniversityTampón de lisis celular que contiene 40 mM de Tris (pH 8), 100 mM de NaCl, 2 mM de EDTA, 1 mM de ácido etilenglicol tetraacético (EGTA), 1% (v/v) Triton X-100, 5 mM de sodio pirofosfato, 2 mM β-glicerofosfato, 0,1% SDS
ClinVarNCBIhttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/clinvar/
tampón de elución de ADNNEBT1016L
dNTPVazymeP031-AA
DynaMag-2 MagnetLife Technologies12321D
Alcohol etílicoFábrica de reactivos químicos de Guangzhou Thermo Fisher Científicohttp://www.chemicalreagent.com/
Reactivos de amplificación del genoma completo desarrollados de forma independienteUniversidadLos reactivos constan de los siguientes componentes:
1. Lisis Celular
2. Amplificación Solución premezclada
      1) Imprimación WGA-P2 (10 μ M)
      2) dNTP (10 mM)
      3) 5x Tampón Anstart Taq (Mg2+ Plus)
3. Enzima de amplificación
      1) Anstart Tap ADN Polimerasa (5 U/μ L)
Ion PI Hi-Q OT2 200 KitThermo Fisher ScientificA26434Kit mencionado en el paso 4.2.8
Ion PI Hi-Q Sequencing 200 Kit   Thermo Fisher ScientificA26433
Sistema de iones y protonesLife Technologies4476610
Servidor reportero de iones Tecnologíasde vida del4487118
isopropanolreactivos químicos de Guangzhouhttp://www.chemicalreagent.com/
Kit de preparación de bibliotecasDaan Gene Co., Ltd114https://www.daangene.com/pt/certificate.html
NaOHSigma-AldrichS5881-1KG
Tecnologías de vida de agua sin nucleasasAM9932
Oligo WGA-P2Sangon Biotech5'-ATGGTAGTCCGACTCGAGNNNN
NNNNATGTGG-3'OneTouch
2 Tecnologíasvida del4474779  Sistema de amplificación y enriquecimiento de plantillas Tubos
de PCRAxygenPCR-02D-C
PicoPLEX WGA KitTakara Bio USAR300671
Puntas de pipetaProductos científicoshttps://www.qsptips.com/products/standard_pipette_tips.aspx
Mini centrífuga portátil LX-300QilinbeierE0122
Qubit 3.0 FluorímetroLife TechnologiesQ33216Fluorímetro
Tubos de ensayo Qubit LifeTechnologiesQ32856
Qubit dsDNA HS Kit de ensayoLife TechnologiesQ32851
Sistema de servidor secuenciadorThermo Fisher ScientificTorrent Suite Software
Secuenciación Reacciones Universal KitDaan Gene Co., Ltd113https://www.daangene.com/pt/certificate.html
Este kit contiene los siguientes componentes:
1. Kit de preparación de plantillas Set

1.1 Kit de preparación de plantillas:
Emulsión Tampón PCR
Emulsión PCR mezcla de enzimas
Solución portadora de plantilla

1.2 Soluciones de preparación de plantillas:
Preparación de plantillas Aceite de reacción I
solución de rotura de emulsionante II
Aceite de reacción para preparación de plantillas II
Agua sin nucleasas
Tween solución
Solución de desemulsificación I
Solución de lavado de plantillas
C1 solución de lavado de perlas
C1 solución de resuspensión de perlas
Solución de resuspensión de plantillas

1.3 Materiales de preparación de plantillas:
Tubo de reactivo I
conector
Tubo de recolección
Pipeta de tubo de reactivo I
Placa de amplificación
8 pocillos strip
Consejos dedicados
Preparación de plantillas adaptador de lavado
Filtro de preparación de plantillas

2. Conjunto de kits de secuenciación

2.1 Kit de secuenciación:
dGTP
dCTP
dATP
dTTP
Solución de enzimas de secuenciación
Imprimaciones de secuenciación
Plantillas de control de calidad

2.2  Soluciones de secuenciación:
Solución de secuenciación II
Solución de secuenciación IIII
Tampón de recocido
Tampón de carga
Agente espumante
Tabletas de cloro
C1 bead

2.3 Materiales de secuenciación:
Tubo de reactivo II
Tapa del tubo de reactivo
Sorbedor de tubo de reactivo  II
Sorbedor de botellas de reactivos
Frascos de reactivos

3.
Chip Solución de hidróxido de sodioSigma72068-100ML
TermocicladorLife Technologies4375786
227261 Southern Médica del Sur sistema Fábrica de de sistema de calidad

Referencias

  1. Driscoll, D. A., Gross, S. Clinical practice. Prenatal screening for aneuploidy. The New England Journal of Medicine. 360 (24), 2556-2562 (2009).
  2. Hassold, T., Hunt, P. To err (meiotically) is human: the genesis of human aneuploidy. Nature Reviews Genetics....

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