Ce protocole fournit un flux de travail facile à suivre pour effectuer la purification de l’ARN poly(A), la conversion du bisulfite et la préparation de la bibliothèque à l’aide d’un équipement normalisé pour un échantillon biologique d’intérêt.
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Article de méthode
Ce protocole fournit un flux de travail facile à suivre pour effectuer la purification de l’ARN poly(A), la conversion du bisulfite et la préparation de la bibliothèque à l’aide d’un équipement normalisé pour un échantillon biologique d’intérêt.
Les modifications post-transcriptionnelles de l’ARN dans divers types de transcrits d’ARN sont associées à une régulation diversifiée de l’ARN dans les cellules eucaryotes. Il a été démontré que les modifications aberrantes de l’ARN 5-méthylcytosine et l’expression dérégulée des ARN méthyltransférases sont associées à diverses maladies, y compris les cancers. Le séquençage au bisulfite à l’échelle du transcriptome a été développé pour caractériser les positions et les niveaux quantitatifs de méthylation de la cytosine dans l’ARN converti au bisulfite à la résolution de la paire de bases. Dans ce document, ce protocole présente en détail les procédures de deux cycles de purification de l’ARN poly(A), de trois cycles de réaction au bisulfite et de la préparation de la bibliothèque pour permettre la cartographie à l’échelle du transcriptome des sites de modification de l’ARNm 5-méthylcytosine. L’évaluation de la quantité et de la qualité de l’ARN après la réaction principale est essentielle pour surveiller l’intégrité de l’ARN et constitue une étape critique pour garantir des banques de séquençage de haute qualité. Idéalement, les procédures peuvent être terminées en trois jours. Avec ce protocole, l’utilisation d’ARN total de haute qualité comme entrée peut pratiquement constituer des banques robustes d’ARNm bisulfite pour le séquençage de nouvelle génération à partir de l’échantillon d’intérêt.
Parmi plus de 150 types de modifications post-transcriptionnelles1, la modification de la 5-méthylcytosine (m5C) a été identifiée dans divers types d’ARN, y compris l’ARN ribosomique, l’ARN de transfert, l’ARN messager, le micro-ARN, l’ARN long non codant, l’ARN voûté, l’ARN enhancer et les ARN spécifiques du corps du petit cajal2. L’ARN m 5 C est associé à divers mécanismes biologiques et pathologiques tels que la régulation du développement racinaire des plantes 3, l’expressiondes gènes viraux4 et la progression du cancer5. L’objectif de ce protocole est de fournir des pipelines rationalisés pour caractériser le profil de modification de l’ARNm m5C à l’échelle du transcriptome d’échantillons biologiques à différents stades de développement ou dans le contexte de la maladie. Le séquençage au bisulfite à l’échelle du transcriptome a été développé pour caractériser les positions et les niveaux quantitatifs de méthylation de la cytosine dans l’ARN converti au bisulfite à la résolution de la paire de bases 6,7,8,9. Ceci est particulièrement utile lors de l’étude de l’association de m5C avec l’expression des gènes et le destin de l’ARN qui est impliqué dans les mécanismes de régulation biologique dans les cellules. Dans la cellule de mammifère, il existe deux lecteurs connus de m 5 C : ALYREF peut reconnaître m 5 C au niveau du noyau et sert de transporteur noyau d’ARNm vers cytosol10, tandis que YBX1 peut reconnaître m5C dans le cytoplasme et augmenter la stabilisation de l’ARNm11. Des ARNm m5C aberrants liés aux voies immunitaires ont été rapportés dans les lymphocytes T CD4+ du lupus érythémateux disséminé12. Des études ont révélé une association entre la modification de l’ARNm m5C et la modulation de l’immunité cancéreuse et la progression du cancer13,14. Par conséquent, la cartographie du profil de modification m5C sur l’ARNm peut fournir des informations cruciales pour élucider la machinerie réglementaire potentielle.
Pour étudier les rôles fonctionnels de lamodification de l’ARN m 5 C dans certaines conditions biologiques, les approches basées sur la conversion au bisulfite (bsRNA-seq) et l’enrichissement par affinité des anticorps telles que m 5 C-RIP-seq, miCLIP-seq et 5-Aza-seq peuvent être combinées avec la plate-forme de séquençage à haut débit pour fournir une détection efficace des régions et des séquences ciblées avec les modifications m5C à l’échelle du transcriptome15, Débloquer le niveau 16. L’avantage de ce protocole est d’obtenir le paysage complet de l’ARN m 5 C à une résolution à base unique, car l’approche basée sur l’enrichissement par affinité des anticorps repose sur la disponibilité d’anticorps de hautequalité et pourrait atteindre la résolution d’un seul fragment du paysage de méthylation m5C17.
Tous les échantillons d’ARN seront traités avec deux cycles d’enrichissement de l’ARNm à l’aide de billes d’oligo(dT), trois cycles de réaction au bisulfite et la préparation de la banque de séquençage. Pour surveiller la qualité de l’ARN, chaque échantillon d’ARN sera examiné par électrophorèse sur gel capillaire avant et après les procédures de purification de l’ARNm et de réaction au bisulfite afin d’évaluer la distribution des fragments. Les banques purifiées seront examinées en fonction de leurs qualités d’amplicon par PCR, de la distribution granulométrique des fragments d’ADN par électrophorèse sur gel capillaire et de leurs quantités globales examinées par des tests quantitatifs basés sur des colorants de fluorescence avant séquençage. Le système peut également être utilisé pour analyser un large éventail d’échantillons biologiques tels que des produits agricoles, des virions isolés, des lignées cellulaires, des organismes modèles et des échantillons pathologiques.
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1. Purification de l’ARN poly(A)
REMARQUE : Utiliser l’ARN total traité avec la DNase I et examiner la qualité et l’intégrité de l’ARN total par électrophorèse capillaire ou conventionnelle sur gel avant de procéder à la purification de l’ARN poly(A). Les chercheurs devraient être en mesure d’identifier les bandes ribosomiques d’ARNr 28S et 18S dans le champ de poids moléculaire élevé et la bande d’ARNr 5,8S dans le champ de faible poids moléculaire sans bandes de frottis significatives dans l’électrophérogramme. Les étapes de purification suivent essentiellement les instructions du fabricant avec des modifications mineures indiquées dans les étapes spécifiques. Voir le tableau des matériaux pour plus de détails sur tous les matériaux et instruments utilisés dans ce protocole.
2. Conversion du bisulfite
REMARQUE : Les étapes de centrifugation ont toutes été effectuées à température ambiante. Les procédures sont essentiellement exécutées conformément aux instructions du fabricant, mais avec une étape supplémentaire 2.2 pour l’ajout de la ou des séquences d’ARNm de contrôle de pointe avant l’étape 2.3 de la réaction au bisulfite.
3. Préparation d’une banque d’ARNm traitée au bisulfite
REMARQUE : Suivez la section 4 du protocole d’instructions de préparation de la bibliothèque pour une utilisation avec de l’ARNm purifié ou de l’ARN appauvri en ARNr. La première étape d’amorçage doit suivre le protocole de l’ARN FFPE puisque le traitement au bisulfite fragmente l’ARN. Effectuez chaque étape dans la hotte à flux laminaire et ajoutez le mélange réactionnel sur une grille de refroidissement glacée.
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Une série de banques de séquençage de l’ARNb à partir de lignéescellulaires 19 a été générée en suivant les procédures décrites dans ce rapport (Figure 1). Après une purification totale de l’ARN accompagnée d’un traitement à la DNase effectué sur des échantillons de lignées cellulaires et la vérification de la qualité par électrophorèse sur gel et spectrophotométrie UV-Vis (A260/A280), l’échantillon d’ARN peut procéder à l’enrichissement en ARN poly(A...
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Dans ce protocole, un pipeline détaillé d’enrichissement en poly(A), de conversion de bisulfite et de préparation de la bibliothèque a été réalisé en utilisant des composants standardisés. D’autres analyses de séquençage ont permis d’identifier l’ARNm 5-méthylcytosine dans des échantillons d’intérêt.
L’étape critique est la qualité du matériau de départ - l’ARN total - car la dégradation de l’ARN aurait un impact sur le taux de récupération de la purification de l’ARN poly(A). L’échantillon do...
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Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à divulguer.
Ce travail a été soutenu par le Conseil national de la science et de la technologie de Taïwan. [NSTC 111-2314-B-006-003]
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Agilent 2100 Système de bioanalyseur d’électrophorèse | Agilent, Santa Clara, CA | Détection de la qualité de l’ARN | |
| AMpure XP billes | Beckman Coulter | A63881 | purifier l’ADN |
| Bioanalyseur d’ADN kit haute sensibilité | Agilent, Santa Clara, CA | 5067-4626 | Détection de la qualité de l’ADN |
| Bioanalyseur ARN 6000 Kit Pico | Agilent, Santa Clara, CA | 5067-1513 | ARN détection de la qualité |
| DiaMag02 - rack magnétique | Diagenode, Denville, NJ | B04000001 | aider à la préparation de la bibliothèque |
| DiaMag1.5 - rack magnétique | Diagenode, Denville, NJ | B04000003 | assist poly(A) RNA purificaion |
| Dynabeads mRNA DIRECT kit de purification | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | 61011 | poly(A) RNA purificaion ; Tampon de lavage 1 et tampon de lavage 2 |
| Éthanol | J.T.Baker | 64-17-5 | |
| Kit de méthylation de l’ARN EZ | Zymo, Irvine, CA | R5002 | traitement au bisulfite |
| Luciférase Firefly ARNm | Promega, Madison, WI, États-Unis | L4561 | pic de contrôle seqeunce ; |
| KAPA Library Quantification Kits | Roche, Switzerland | KK4824 | Quantification de la bibliothèque |
| Spectrophotomètre Nanodrop | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | Détection de la quantité totale d’ARN | |
| NEBNext multiplex Oligos pour illumina (index Primer set1) | New England Biolabs, Ipswich, MA | E7335S | préparation de la bibliothèque |
| NEBNext Ultra | New England Biolabs, Ipswich, MA | E7760S | Préparation |
| de bibliothèque sans nucléase Thermo | Fisher Scientific | AM9932 | |
| P2 pipetman | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | 4641010 | |
| fluorimètre Qubit 2.0 | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | Détection de la quantité d’ARN | |
| Qubit dsDNA HS Kit de dosage | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | Q32854 | Détection de la quantité d’ADN |
| Qubit RNA HS Kit de dosage | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA | Q32852 | Détection de la quantité d’ARN |
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