כאן, אנו מציגים שיטה לקביעת רצף מוליכים למחצה עבור בדיקה גנטית מראש עבור השרשה (PGT-A) עם היתרונות של זמן טיפול קצר, עלות נמוכה, ותפוקה גבוהה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מציגים שיטה לקביעת רצף מוליכים למחצה עבור בדיקה גנטית מראש עבור השרשה (PGT-A) עם היתרונות של זמן טיפול קצר, עלות נמוכה, ותפוקה גבוהה.
התפתחות כרומוזומלית, אחת הסיבות העיקריות המובילות למעצר הפיתוח העובריים, כשל השרשה, או אובדן הריון, הייתה מתועדת היטב בעוברים אנושיים. השרשה הגנטית בדיקות עבור אנאפלואידיה (pgt-A) הוא מבחן גנטי המשפר באופן משמעותי את תוצאות הרבייה על ידי זיהוי חריגות כרומוזומלית של עוברים. רצף הדור הבא (NGS) מספק גישה בתפוקה גבוהה וחסכונית עבור ניתוח גנטי הראו ישימות קלינית ב-PGT-A. כאן, אנו מציגים שיטה מהירה רצף מוליכים למחצה מבוססי-ngs המבוסס על הקרנת ההקרנה של אנאפלואידיה בעוברים. השלב הראשון של זרימת העבודה הוא הגברה שלמה של הגנום (WGA) של הדגימה של העובר ביופסיה, ואחריו בנייה של הספרייה ברצף, וברצף הבא של מערכת רצף המוליכים למחצה. בדרך כלל, עבור יישום PGT-A, 24 דגימות יכול להיות טעון ברצף על כל שבב מייצר 60-80 מיליון קריאות באורך לקרוא ממוצע של 150 זוגות בסיס. השיטה מספקת פרוטוקול מעודן לביצוע הגברה והעשרה של הספריה ברצף, מה שהופך את ה-PGT-A לגילוי, תפוקה גבוהה, חסכוני וחוסך זמן. זמן ריצה של ברצף זה מוליך למחצה הוא רק 2-4 שעות, קיצור זמן הטיפול מקבלת דגימות להנפיק דוחות לתוך 5 ימים. כל היתרונות הללו להפוך את הבקשה הזו לשיטה אידיאלית כדי לזהות aneuploidies כרומוזוממות מעוברים ובכך, להקל על יישום רחב שלה PGT-A.
בחירת עוברים קיימא באיכות טובה עם מספרי עותק רגיל של כרומוזום (אאופואיד) להעברת בסיוע רבייה עוזר לשפר את תוצאות ההריון. באופן מסורתי, מערכת הדירוג מורפולוגית היטב משמשת רבות להערכת העובר בשל זמינותו הקלה והטבע הלא פולשני. עם זאת, זה הוכח כי הערכה מורפולוגית יכול רק לספק מידע מוגבל על איכות העובר1 ו השרשה פוטנציאל2. סיבה בסיסית אחת היא חוסר יכולתה להעריך את ההרכב הרומוזומאלי של העוברים.
כרומוזומלית כרומוזום (מספר עותק לא תקין של כרומוזומים) הוא אחד הגורמים העיקריים המובילים למעצר לפיתוח עובריים, כישלון השרשה או אובדן ההריון. התרחשות התוכנית הייתה מתועדת היטב בעוברים אנושיים, הנהלת חשבונות ב-60% ל-70% בעוברי-בשלב3,4 ו-50%-60% ב-blastocysts5. זה, במידה מסוימת, תרם לצוואר הבקבוק בשיפור שיעור ההריון של הפריה חוץ גופית (IVF) הטיפול, אשר החזיק בסביבות 35%-40%6,7. לכן, בחירת עוברי אאופואיד עבור העברה הוא האמין להועיל לשיפור תוצאות ההריון. לשם כך, השרשה מראש בדיקות גנטיות עבור אנאפלואידיה (pgt-A) פותחה עוד יותר כדי לחקור את הכדאיות העובר באמצעות גישות גנטיות. ישנם מספר גדל והולך של מבחנים אקראיים מבוקרים ומחקרים קוהורטים התומכים תפקיד מכריע של PGT-A. זה הוכח כי היישום של PGT-A מקטין את שיעור ההפלה ומגביר את שיעור ההריון הקליני שיעור8, שוטף שיעור ההריון ואת שיעור הלידה בחיים9.
מבחינה היסטורית, שיטות שונות הוחלו PGT-A, כגון זריחה באתרו היברידיזציה (דג), הכלאה גנומית השוואתי (CGH), מערך-CGH, ו בודד פולימורפיזם מיקרופיזם (SNP)-microarray. מחקרים קודמים הראו כי PGT-A עבור מחשוף-שלב העוברים על ידי דגים תשואות תוצאות כי הם עקביים בצורה גרועה עם אלה המתקבלים על ידי הקרנת כרומוזומלית מקיפה (סמ ק) של blastocysts המקביל באמצעות 59273array-CGH או . Microarray5927310 ניתן לייחס אי-התאמות אלה לפסיפס כרומוזום, לפריטים טכניים של דגים, או לתיקון עצמי מתחלקים בשגיאות הפרדה כרומוזומלית במהלך פיתוח11. זה הוכר באופן נרחב כי באמצעות בלסטוציסט trophectoderm עור (TE) ביופסיות עבור pgt מבוסס מערך-A כגון array-cgh או snp-microarray יעיל לזיהוי חוסר איזון כרומוזום בעוברים10,12. לאחרונה, רצף בודד של הדור הבא (ngs) מספק גישה בתפוקה גבוהה וחסכונית עבור ניתוח גנטי הראו ישימות קליני ב pgt-a13,14,15, מה שעושה את זה מ מבטיח חלופה לשיטות הזמינות כעת.
כאן, אנו מציגים מהיר, חסון, ובעלות נמוכה רצף מוליכים למחצה מבוססי-ngs שיטה להקרנה של אנאפלואידיה בעוברים אנושיים. השלב הראשון של זרימת העבודה הוא הגברה שלמה של הגנום (WGA) של הדגימה של העובר ביופסיה, שימוש בערכה של תא יחיד WGA, ואחריו בנייה של הספרייה ברצף, וברצף הבא של מערכת רצף המוליכים למחצה.
באמצעות גילוי ה-H+ יונים שפורסמו מכל התאגדות טריפוספט deאוקסיריוונאוסייד במהלך סינתזה הגדיל DNA, המערכת מעבירה את האותות הכימיים (pH שינוי) שנתפסו על ידי אלמנטים מוליכים למחצה להפנות נתונים דיגיטליים , אשר מפורשים עוד לתוך מידע רצף ה-DNA. ביטול הדרישה לזיהוי אופטי יקר ותגובות רצף מורכבות, זה כימיה פשוטה ברצף מפחית את העלות הכימית הכולל מקצר את רצף הזמן ריצה לתוך 2 עד 4 שעות16. חשוב מכך, בהתבסס על מפרטי הביצועים של היצרן, פלטפורמת רצף המוליכים למחצה יכולה ליצור עד 15 GB נתונים ברצף (תלוי באיכות הספריה) לפי הפעלה, שהיא גבוהה באופן משמעותי מכמה מהסקוונים האחרים בהפקת רק סביב 3-4 GB נתונים (עם 2 x 75 bp לקרוא אורך)17. ביישומים קליניים של PGT-A, פלטפורמה זו יכולה להשיג 24 דגימות לכל שבב לייצר עד 80,000,000 קורא17 לפחות 1,000,000 קריאות ייחודיות של כל מדגם. עומק הקריאה יכול להבטיח כי כל מדגם יש לפחות 0.05 x כיסוי הגנום כולו. היתרונות הנ ל של פלטפורמה זו להפוך אותו שיטת הקרנה אידיאלית וכך, להקל על היישומים הרחבים שלה ב-PGT-A18.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
האישור האתי הוענק על ידי האוניברסיטה הסינית המשותפת של הונג קונג – ועדת האתיקה למחקרים קליניים באשכול מזרח הטריטוריות החדשות (מספר סימוכין: 2010.432). רישיון מחקר אושר על ידי המועצה על טכנולוגיית הרבייה האנושית של הונג קונג (מספר R3004).
1. הגברה שלמה של הגנום
2. בקרת איכות של מוצרי WGA
3. פיצול של מוצרי WGA
4. בניית ספרייה
5. בקרת איכות ודילול ספריית הדנ א

6. רצפי הרצף
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בהתבסס על פרוטוקול שהשתנה זה, פלטפורמת רצף המוליכים למחצה הייתה בפעם הראשונה, שהוחלה על PGT-A. בדקנו על ביופסיות משני המחשוף בשלב מחשוף ועוברי ציסטה בשלב. הוא הציע כי התאים ביופסיה לעבור WGA בהקדם האפשרי כדי למנוע כל השפלה של דנ א. מחקר קודם בהשוואה לביצועים של שיטות WGA שונות וציין כי השיטה שתיארנו כאן היתה האחידות הטובה ביותר בגודל התאים של 100 KB20. בהתחשב בביצועים של אחידות שינוי זיווגים והחציוני המוחלט (MAPD)21, זו שיטת WGA נבחר pgt-A ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
שונה מchemistries ברצף אחר, הרצף המתואר כאן משתמש מוליך למחצה לאיתור נוקלאוטידים. השבב עצמו הוא מכשיר אלקטרוני המזהה יוני מימן על ידי התאגדות בסיס מונחה פולימראז17, אשר מאפשר 2-4 הזמן רצף של תוכנית פרוטון. חוץ מזה, השבב הוא שבב המיקרוגל המאפשר לוקליזציה של מולקולה היעד אחד, אשר שונה הכימיה ברצף הזרימה של תא על ידי ספקי ברצף אחרים. פרוטוקול זה הוא פרוטוקול שהשתנה הממוטב ליישום PGT-A. האופטימיזציה כוללת פיצול של דנ א מוגבר על ידי השיטה אנזימטית במקום sonication כדי להפחית את הסיכוי של זיהום, כמו גם ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
מחקר זה נתמך על ידי הקרן למחקר כללי (Ref No. 14162417) מהונג קונג, הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (Ref No. 81860272), תוכנית המחקר העיקרית של המדע המחוזי הקרן טכנולוגיה של גואנגשי (שופט לא. AB16380219), ומענק הקרן הפוסט-דוקטורט של סין (Ref No. 2018M630993) מסין.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צינורות PCR, 0.2 מ"ל | Axygen | PCR-02D-C | |
| UltraPure 0.5M EDTA, pH 8.0 | ThermoFisher | 15575020 | |
| PBS, pH 7.4, Ca2+ ו-Mg2+ ללא | ThermoFisher | 10010023 | |
| 1.0 M NaOH (1.0N) תמיסת | SIGMA-ALDRICH | S2567 | לתמיסת התכה. |
| צינורות Eppendorf LoBind בדרגה מולקולרית, 1.5 מ"ל | Fisher Scientific | 13-698-791 | |
| ערכת ספריית שברים | ThermoFisher | 4471252 | |
| ELGA PURELAB Flex 3 מערכת טיהור מים או שווה ערך ל-18 MΩ מערכת מים | ThermoFisher | ||
| Ion Plus | ThermoFisher | 4471252 | |
| PicoPLEX WGA מאגר הגברה | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-03. |
| אנזים הגברה PicoPLEX WGA | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-03. |
| הגברה של יון OneTouch | בערכה: אספקה של Ion OneTouch 2 (חלק מס' A26367). רכיב ערכה מורחבת בגיליון 5 | ||
| Ion PI חישול מאגר | |||
| MyOne חרוזים פתרון | |||
| Agilent 2100 מכשיר ביואנלייזר | Agilent | G2939AA | |
| Ion OneTouch Breaking Solution (כובע שחור) | בערכה: Ion PI היי? Q OT2 Solutions 200 (חלק מס' A26429). רכיב ערכה מורחבת בגיליון 5 | ||
| Dynabeads MyOne Streptavidin C1 | ThermoFisher | 65001 | |
| PicoPLEX WGA מאגר מיצוי תאים | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-00. |
| אנזים מיצוי תאים PicoPLEX WGA | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-03. |
| ערכת שבב יון PI v3 | ThermoFisher | A26771 | |
| Ion שבב מיניפוגה, 230 V | ThermoFisher | 4479673 | |
| יון PI dATP | ThermoFisher | A26772 | |
| יון PI dCTP | ThermoFisher | A26772 | |
| יון PI dGTP | ThermoFisher | A26772 | |
| יון פלוס ערכת ספריית שברים | ThermoFisher | 4471252 | |
| ערכת ספריית שברים של יון פלוס | ThermoFisher | 4471252 | |
| ThermoQ– טמפרטורת אמבטיה יבשה | TAMAR | HB-T2-A | |
| NEBNext dsDNA Fragmentase | ניו אינגלנד Biolabs | M0348L | |
| NEBNext dsDNA Fragmentase | ניו אינגלנד Biolabs | M0348L | |
| יון PI dTTP | ThermoFisher | A26772 | |
| Ion OneTouch 2 מכשיר | ThermoFisher | INS1005527 | ThermoFisher מספר קטלוגי: 4474778. |
| ערכת ספריית שברים Ion Plus | ThermoFisher | 4471252 | |
| Ion One Touch ES | ThermoFisher | 8441-22 | ThermoFisher מספר קטלוגי: 4469495. רכיב ערכה מורחבת בגיליון 5 |
| אתנול | SIGMA-ALDRICH | 51976 | ניתן להחליף אותו באתנול מוחלט בדרגה מולקולרית של כל מותג. |
| PicoPLEX WGA מיצוי מאגר דילול אנזים | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-01. |
| PicoPLEX WGA מיצוי מאגר דילול אנזים | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-02. |
| קיוביט 3.0 פלואורומטר | ThermoFisher | Q33216 | דגם זה הוחלף על ידי קיוביט 4 פלואורומטר, מספר קטלוגי: Q33226. |
| ערכת בדיקת Qubit ds DNA HS | ThermoFisher | M2002-02 | |
| צינורות בדיקת קיוביט | ThermoFisher | Q32856 | |
| Ion PI תמיסת קצף | ThermoFisher | A26772 | |
| אינדקס לברקוד של ספריות | BaseCare | זהו אינדקס שהוכן בבית. משתמשים יכולים לקנות מוצר מסחרי מ- ThermoFisher Ion Xpress ערכות מתאמי ברקוד (Cat. מס' 4474517) | |
| יון PI טעינת מאגר | ThermoFisher | A26772 | |
| מוצק (TM) ערכת חיץ-1X נמוך TE מאגר | ThermoFisher | 4389764 | |
| Agencour AMPure XP ערכת | בקמן קולטר | A63880 | |
| DynaMag-2 מגנט (מתלה מגנטי) | ThermoFisher | 12321D | |
| יון PI מאסטר מיקס PCR מאגר | |||
| Sorvall Legend Micro 17 Microcentrifuge | Micro 17 | 75002430 | |
| Ion Plus ערכת ספריית שברים | ThermoFisher | 4471252 | |
| מים ללא נוקלאז | ThermoFisher | AM9922 | ניתן להחליף את זה במותג אחר. |
| PicoPLEX WGA מים ללא Nuclease | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-03. |
| שמן יון OneTouch | יון PI היי? Q OT2 Solutions 200 (חלק מס' A26429). רכיב ערכה מורחבת בגיליון 5 | ||
| ערכת ספריית שברים ThermoFisher 4471252 | רכיב ערכה מורחבת בגיליון 3 | ||
| תקן | זהו תקן DNA שהוכן בבית לכיול של קיוביט לפני כימות הספרייה. | ||
| PicoPLEX WGA מאגר הגברה מוקדמת | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-03. |
| PicoPLEX WGA אנזים הגברה מוקדמת | Rubicon Genomics | R30050 | ניתן להחליף זאת במערכת הגברת DNA SurePlex, מספר קטלוגי: PR-40-415101-03. |
| ספרייה Amplification Primer Mix | ThermoFisher | 4471252 | רכיב ערכה מורחבת בגיליון 3 |
| Ion OneTouch Response Filter | ערכה מורחבת בגיליון 5 נתב | ||
| שחזור | רכיב ערכה מורחבת בגיליון 5 | ||
| צינורות שחזור | רכיב ערכה מורחבת | ||
| פתרון | השעיה מחדש של ספק שירותי האינטרנט | ||
| Ion Proton | ThermoFisher | DA8600 | דגם זה מיובא על ידי Da An Gene Co., LTD. מאוניברסיטת Sun Yat-Sen מ-ThermoFisher והוסמך על ידי מינהל המזון והתרופות הסיני ליישום קליני. המספר הקטלוגי ב-ThermoFisher הוא 4476610. |
| יון פי: היי? Q רצף פולימראז | ThermoFisher | A26772 | |
| יון PI רצף פריימר | |||
| שרת לרצף | Lenovo | T260 | |
| יון PI חלקיקי | |||
| פלטינה PCR SuperMix נאמנות גבוהה | ThermoFisher | 4471252 | |
| Nalgene 25 מ"מ מסנני מזרק | ThermoFisher | 724-2045 | גודל נקבוביות: 0.45μm. במיוחד עבור נוזלים מימיים. |
| יון פי: היי? פתרון Q W2 | ThermoFisher | A26772 | |
| Ion PI 1X W3 פתרון | ThermoFisher | A26772 | |
| Ion OneTouch Wash Solution C1 | |||
| The Ion PGM היי? Q View ערכת רצף | ThermoFisher | A30044 | רכיב ערכה מורחבת בגיליון 2 |
| Ion Plus Fragment ערכת ספריית שברים | ThermoFisher | 4471252 | רכיב ערכה מורחבת בגיליון 3 |
| Ion PI Hi-Q Sequencing Kit 200 (ריצת ריצוף אחת לכל אתחול) | ThermoFisher | A26772 | רכיב ערכה מורחבת בגיליון 4 |
| Ion PI היי? ערכת Q OT2 200 | רכיב ערכה מורחבת ThermoFisher | A26434 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.