לשחזור מדויק, זמן יעיל כמותיים PCR (qPCR) שיטה לספור T7 bacteriophage מתואר כאן. הפרוטוקול מתאר בבירור phage הכנה דנ א גנומי, PCR התגובה הכנה, תנאי הרכיבה qPCR, ניתוח נתונים qPCR.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
לשחזור מדויק, זמן יעיל כמותיים PCR (qPCR) שיטה לספור T7 bacteriophage מתואר כאן. הפרוטוקול מתאר בבירור phage הכנה דנ א גנומי, PCR התגובה הכנה, תנאי הרכיבה qPCR, ניתוח נתונים qPCR.
פרוטוקול זה מתאר את השימוש PCR כמותי (qPCR) למנות T7 phages מ phage מבחר ניסויים (קרי, "biopanning"). qPCR היא גישה המבוססת על ידי קרינה פלואורסצנטית לכמת את הדנ א, הנה, זה מותאם לכמת phage הגנום כמדד עבור phage חלקיקים. ב פרוטוקול זה, שיטת הכנה phage נתיישב דנ א מתוארת באמצעות חימום בטמפרטורה גבוהה ללא טיהור DNA נוספים. השיטה צריכה רק כמויות קטנות של phages שילדת כרכים קטנים של התגובה qPCR. qPCR תפוקה גבוהה ומהיר, מסוגל לעבד ולקבל נתונים גישות אחרות ספירה phage צלחת 96-ובכן של תגובות ב- 2-4 ה Compared, qPCR יעיל יותר זמן. כאן, qPCR משמש לציון T7 phages מזוהה של biopanning נגד במבחנה , כמו סיסטיק פיברוזיס ריר מודל. בשיטת qPCR ניתן להרחיב לכמת T7 phages של ניסויים אחרים, כולל סוגים אחרים של biopanning (למשל., מרותק למיטה חלבון מחייב, אין ויוו ההקרנה phage) ומקורות אחרים (למשל, מערכות מים או נוזלי גוף). לסיכום, פרוטוקול זה יכול להיות שונה לכמת וירוסים אנקפסולציה ל- DNA.
טכנולוגיית התצוגה bacteriophage (phage), שפותחה על ידי ג'ורג סמית בשנת 1985, היא גישה חזקה, תפוקה גבוהה לזיהוי ליגנדים פפטיד או חלבון נגד מטרות או קולטני קרום התא, מחלת אנטיגנים, organelles הסלולר או ספציפי איברים ורקמות1,שני העשורים האחרונים2. כאן, ספריות אקראי של polypeptides או שרשרת אחת נוגדנים יוצגו על החלבונים המעיל של phages (בדרך כלל M13 או T7), ניתן לזהות ליגנדים מסוים ואתה מוריד נגד חלבונים קיבוע במבחנה או vivo בתוך מערכות ביולוגיות באמצעות תהליך הבחירה איטרטיבי. לאחר מכן, ליגנדים יכול להיות יחד עם סוכני דימות או טיפולית באבחון וטיפול של מחלות3,4. זה קריטי לספור במדויק phages במהלך מספר השלבים של biopanning: (1) לכמת phages זה לאגד המצע, (2) לכמת phages כדי לקבוע אם קיים העשרה עם כל סיבוב של בחירה (העשרה phage מציין biopanned phage אהדה עבור היעד). תקן הזהב הנוכחי על כימות, שכבה כפולה פלאק assay, מציג אתגרים מרובים; זה מייגע, מסורבלת, שעשוי להיות לא מדויק עבור מספר גדול של דוגמאות. לכן, הקבוצה שלנו פיתחה שיטה תגובת שרשרת (qPCR) פולימראז כמותיים רגיש, מדויק הדירים היעילה לספור חלקיקים phage M13 ו- T7 biopanning5.
qPCR היא שיטה אפשרית ומושכת לכמת במדויק T7 ו- M13 phages. מאז כל חלקיק phage בודדים יכולים להכיל רק עותק אחד של DNA גנומי (dsDNA או ssDNA), גנום phage אחד שווה ל מחלקיק אחד phage; על ידי לכימות מספר phage הגנום, זה ריאלי כדי לכמת את מספר phages. במהלך qPCR, כתב פלורסנט צבעי לאגד דנ א גנומי phage הלא ספציפית או במפורש דרך רצף ספציפי תחל במהלך ה-PCR-הגברה, זריחה את האות עולה עם כל סיבוב של הגברה. כאשר האות פלורסצנטיות מגיע לפתח עגול/מעגל ההגברה יצויין בתור מחזור הסף (Ct). ריכוז ידוע הפניה phage DNA מותוות נגד הערכים Ct שלהם להקים עיקול רגיל. באמצעות עקומת סטנדרטי עם הערכים Ct של דגימות די אן איי, ריכוזי phages יכול להיות עם אינטרפולציה.
בעוד אסטרטגיות רבות שפותחו בעבר, נעשה שימוש נרחב לכמת phages מן biopanning, לכל אחד מהם יש אתגרים ספציפיים. השיטה המקובלת ביותר היא שכבה כפולה פלאק וזמינותו. . הנה, המארח חיידקים נגועים phages מוכן במלון דילולים טורי, הם מצופים על מצע אגר מוצק, הערוכים בשכבות עם אגר; phages ממוספרים עם המספר של הפלאק נוצר (קרי, יחידות ויוצרים רובד או pfu) צלחת אגר. פלאק assay הוא רגיש אבל מייגע, זמן רב ולא מדויקות, במיוחד עבור דוגמאות רבות, עם ריכוזים גבוהים5. בנוסף, מבחני מקושרים-אנזים immunosorbent (אליסה) הותאמו למנות M13 ו T7 phage חלקיקים6,7,8. . הנה, phages-דילולים שונים מאוגדים, שנתפסו על מצע מוצק (קרי, microplate), שנבדק עם נוגדנים ספציפיים phage ולאחר שאותרו על-ידי שימוש כתבים (לדוגמה, אנזים רגיש סובסטרטים הדפסות כסף, fluorophores) לקבוע את מספר החלקיקים phage הנוכחי. הקריאות (למשל, זריחה, ספיגת) של דגימות ניתן לכמת ריכוזים לא ידוע נגד phage סטנדרטים בריכוזים ידועים. ELISAs מבוססי phage שונים פותחו אבל יש להם מגבלות אפשריות. קבוצה אחת פיתחה המבוסס על נייר כריך אליסה עם מגוון כימות שהשתרעו שבע סדרי גודל (102-109 pfu/mL); עם זאת, שיטה זו נדרש מספר השלבים של נוגדן ציפוי ולקח ליום שלם עבור assay8. הקבוצה שלנו גם פיתח שיטה אליסה לכמת M13 phage חלקיקים אך היה פחות רגיש זיהוי טווח של 106 כדי 11 10 pfu/mL5. לנתניד להחלפה פלורסצנטיות הגששים פותחו כדי למנות M13, כימות הנתונים יכולה להיות מושגת תוך 20 דקות; עם זאת, זו assay יש טווח דינמי צר של 109 ל-12 10 pfu/mL9. קבוצה אחת בשימוש מיקרוסקופ כוח אטומי למנות M13 phage חלקיקים בתמיסה, אך זה דורש מיקרוסקופ אלקטרונים מתקדמים, עבד רק בטווח צר של ריכוזים10. מחקר נוסף המשמש monodisperse אמולסיות השמנה phages כתב פלורסנט M13 ו- 4t ולספור phages לפי מספר טיפות פלורסנט; עם זאת, גישה זו גם הציג מגוון כימות צר מ-102 ל-6 10 pfu/mL11. בזמן droplet ש-PCR דיגיטלית נעשה שימוש כדי לכמת M13 phages, גישה זו אין אפשרות להבחין בין מספר חלקיקים phage זיהומיות וזיהומיות הלא12.
הקבוצה שלנו לאחרונה פיתחה שיטות qPCR למנות phages T7 ו- M13 מזוהה של biopanning נגד מודל תא מחסום הדם - מוח באמצעות הכתב שונה פלורסנט שני צבעי5. בהשוואה לשיטות כימות הנ ל, השיטות qPCR פיתחנו היו תפוקה גבוהה, היעילה לכמת מדגמים רבים מסוגלים להבדיל בין phages זיהומית, שאינן זיהומיות עם DNase שאני קדם בטיפול ו phage דגימות. חשוב לציין, גישה זו יכולים reproducibly ובדייקנות לכמת bacteriophages M13 ו- T7 מדגימות biopanning. כדי להדריך המתחיל חוקרים בתחום phage qPCR, כאן אנו מתארים שיטה qPCR מפורט לספור חלקיקים phage T7 מספריית מוגבל-ציסטאין (CX7C) הזזה נגד מכשול ריר סיסטיק פיברוזיס (CF) במבחנה . מהעבודה הזאת, ניתן להרחיב qPCR שיטת לכמת חלקיקים phage מסוגים אחרים של biopanning, ממקורות אחרים, כולל מים, קרקע של נוזלי הגוף.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. פריימר תכנון וניתוח של דנ א גנומי Phage T7
2. מכינים את הסטנדרטים על כימות של דנ א גנומי Phage T7
(1)3. טיפול קדם של דגימות Phage לפני qPCR התגובה הכנה
4. מכינים qPCR תגובות
הערה: אחד התגובה PCR היא דוגמא אחת. כל תגובה PCR מכיל 5 µL של מאסטר qPCR מערבבים (ראה חומרים), µL 1 של 5 מיקרומטר פריימר זוג מיקס, µL 2 H2O ו- 2 µL שילדת מדגם phage T7. עבור תגובות PCR מרובים, כל ריאגנטים למעט דגימת phage הם premixed אחד צינור 1.5 מ. הנפח של כל ריאגנט של premix תלוי במספר הדגימות phage עבור qPCR.
5. qPCR תנאי רכיבה על אופניים
הערה: תנאי הרכיבה qPCR הוקמו על הציוד הספציפי qPCR (ראה טבלה של חומרים).
6. לנתח את qPCR הנתונים הגולמיים, להמיר מ qPCR Ct ערך ל- gc/µL עבור T7 Bacteriophages
(2)הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כלי עיצוב פריימר שונים ניתן לעצב תחל qPCR. בדרך כלל, פריימר עיצוב תוכניות יש אלגוריתמים מוכללים משלהם כדי לחשב ולאמת את הפרמטרים מפתח של צבעי יסוד, למשל, GC %, Tm, פריימר דיימר או היווצרות סיכת ראש, וכו ' בדרך כלל, הקריטריונים המרכזיים דומים שונה כלי עיצוב פריימר, תחל יכול להיות מתוכנן ההוראות שלהם. פריימר הפיצוץ יכול לשמש כדי לאשר יחודיות של צבעי יסוד. פריימר אחד לשייך את מטרות במעלה הזרם של אזור משתנה T7 דנ א גנומי מוצג באיור1. כדי לקבוע א...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פיתחנו שיטות qPCR לכמת phage דנ א גנומי5, כאן אנו המתואר ומותאמים שיטה qPCR למנות T7 phages שנבחרו נגד מחסום CF דמוי ריר. מידע מינימלי עבור הפרסום של כמותיים בזמן אמת PCR ניסויים (MIQE) הנחיות הוסבו לפתח, לאמת את שיטת qPCR עבור ספירה של T7 phages15. פרוטוקול פיתחנו לכמת phages של ניסויים biopanning היא גישה היעילה, אמין, וחסכוני. פרוטוקול שלנו עבור הכנת הדוגמא qPCR רק בשימוש טיפול בטמפרטורות גבוהות (100 ° C, 15 דקות) של הפתרון phage, לא מחייבים phage DNA מיצוי וטיהור צעדים ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי חברת פארמה קרן מחקר Starter גרנט ולהעניק הלאומי ללב, ריאות, מכון דם של מכוני הבריאות הלאומיים תחת מספר פרס R01HL138251.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזקים>חומרים וריאגנטים | |||
| פריימרים ל-T7 DNA גנומי | IDT | F: CCTCTTGGGAGGAAGAGATTTG R: TACGGGTCTCGTAGGACTTAAT | |
| T7 בחר בקרת אריזה DNA | EMD Millipore | 69679-1UG | |
| MicroAmp אופטי 96 בארות צלחת תגובה | ThermoFisher Scientific | N8010560 | |
| qPCR מאסטר מיקס - הפעל את SYBR Green master mix | יישומי ביו-מערכות | A25742 | |
| MicroAmp ערכת סרט דבק אופטי | ThermoFisher Scientific | 4313663 | |
| T7Select 415-1 ערכת שיבוט | EMD Millipore | 70015 | פרוטוקולי משתמש: http://www.emdmillipore.com/US/en/product/T7Select-415-1-Cloning-Kit,EMD_BIO-70015#anchor_USP |
| פתרון DNase I | ThermoFisher Scientific | 90083 | |
| צלחת טרנסוול 24 בארות | קורנינג | 3472 | |
| UltraPure DNase/RNase-Free מזוקק H2O | Invitrogen | 10977015 | |
| פוספט מאגר מלח (1x) | קורנינג | 21040CV | |
| strong>שם | חברה | מספר קטלוגי | Comments |
| >Equipments | |||
| ViiA7 מערכת PCR בזמן אמת עם מהיר 96-Well Block | ThermoFisher Scientific | 4453535 | |
| Heraeus Pico 21 מיקרוצנטריפוגה | ThermoFisher Scientific | 75002415 | |
| Fisherbrand מערבולת דיגיטלית מיקסר | פישר סיינטיפיק | 02-215-370 | |
| HERMO SCIENTIFIC Multi-Blok Heater | ThermoFisher Scientific | דגם: 2001 | |
| Sorvall Legend X1 צנטריפוגה | ThermoFisher Scientific | 75004220 | |
| M-20 Microplate Swinging Bucket Rotor | ThermoFisher Scientific | 75003624 | |
| Name | Company | מספר קטלוגי | Comments |
| >Software | |||
| QuantStudio תוכנת PCR בזמן אמת | ThermoFisher Scientific | v1.2 | |
| עיצוב פריימר qPCR בזמן אמת | IDT | ||
| OligoAnalyzer 3.1 | IDT |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.