אנו מתארים אסטרטגיה כיצד להשתמש בדגימות RNA מתוך דגימות הצדפה הפסיפיק, ולהעריך את החומר הגנטי על ידי השוואה עם נתוני הגנום זמין בפומבי כדי ליצור ספריית cDNA כמעט רציף.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
אנו מתארים אסטרטגיה כיצד להשתמש בדגימות RNA מתוך דגימות הצדפה הפסיפיק, ולהעריך את החומר הגנטי על ידי השוואה עם נתוני הגנום זמין בפומבי כדי ליצור ספריית cDNA כמעט רציף.
הגישה לחומר ביולוגי של מינים התייחסות, אשר שימשו בעבר ניסויים מרכזיים כגון בפיתוח של קווי התא הרומן או פרויקטים ברצף הגנום, הם לעתים קרובות קשה לספק למחקרים נוספים או צדדים שלישיים בשל ה consumptive הטבע של הדגימות. למרות שעכשיו נרחב מופץ על חופי האוקיאנוס השקט של אסיה, אוסטרליה וצפון אמריקה, בודדים האוקיינוס השקט דגימות מגוונות מבחינה גנטית ולכן הם לא מתאימים ישירות כמו חומר מתחיל עבור ספריות גנים. במאמר זה, אנו מדגימים את השימוש בדגימות של צדפות האוקיינוס השקט שהתקבלו משוקי פירות ים אזוריים כדי ליצור ספריות cDNA. ספריות אלו הושוו לגנום הצדפות הזמין בציבור, והספרייה הקרובה ביותר נבחרה באמצעות התייחסות מיטוכונדריאלי גנים ציטוכרום C אוקסידאז I (COX1) ו-NADH דהידרוגנאז (ND). ההתאמה של הספרייה cdna שנוצר מומחש גם על ידי שיבוט וביטוי של שני גנים קידוד האנזימים של החומצה udp גלוקוראז (אויח) ו-udp-xylose אבד סטנדרטים (uxs), אשר אחראים על הביוסינתזה של udp-קסיפסיד מ UDP-גלוקוז.
הקניית החומר הביולוגי שניתן לטפל בהן, עלולה להיות מאתגרת עקב זמני משלוחים ארוכים, הסקת מסקנות יזמות או תקנות מכס ספציפיות למדינה. כחלופה, החומר הביולוגי הנדרש ניתן גם לאיסוף מדגימות זהות בדרך כלל. עם זאת, דוגמאות אלה עשויות להשתנות באופן משמעותי ברמת ה-גנוטיפ, ולכן השוואות בעלות התייחסות דיגיטלית מאוחסנת מאותו מינים מעובדים לעתים קרובות קשות או אפילו חסרות תועלת עקב אי התאמה של החומר החדש ממקור עם שיטות הגברה קיימות של הדנ א. רצף הגנים שנשמרים במיוחד של דגימות בודדות הוא כלי נפוץ ורב עוצמה לזיהוי מינים1, כגון גנים מיטוכונדריאלי שימור המשמשים לעתים קרובות גנים התייחסות להערכת איכות של ספריות cdna2 ,3,4,5,6 הרציונל הבסיסי של שיטה זו הציגה הוא כי שימור גבוה של רצפי גנים מיטוכונדריאלי בדגימות הצדפה אנונימי בודדים לעומת רצפים המקביל של הגנום התייחסות מעיד כי גנים אחרים עשויים גם להראות רמה נמוכה של סטייה, בהינתן שיעור מהיר בדרך כלל של האבולוציה מיטוכונדריאלי ביחס ל-DNA גרעיני7, המאפשר הגברה ובידוד של מגוון רחב של גנים רלוונטיים מדעית ותעשייתית על ידי שימוש בפומבי נתוני רצף נתונים זמינים כהפניה.
המטרה הכוללת של השיטה המתוארת היא להציג זרימת עבודה ממוטבת ליצירת הצדפה כמעט רציף cDNA הספרייה אשר ניתן להשתמש בה כמו DNA תבנית עבור שיבוט של גנים צדפה. ברצף וירטואלי, רצף הגנום דה נובו הוא שפרקו; במקום זאת, משתמשים ברצף הפניה מוכר ומאוחסן באופן דיגיטלי כדי לנצל או לעצב צבעי יסוד לייצור cDNAs שבסופו של דבר מהווים ספריה (או יתווספו לקיים מראש). המטרה היא לייצר ספריית cDNA מתכנסת, כלומר דמיון בין רצפי ה-Dna שנוצרו ואת רצף ההתייחסות יכול להיות מדורגת מפני התפצלות נמוך עד גבוה. יתרון מרכזי של שימוש בציטוכרום C אוקסידאז משנה 1 (COX1) ו NADH Dehydrogenase (ND) כמו גנים התייחסות היא כי אפילו מאוד גיאוגרפית ופרד דגימות הצדפות ניתן לפרופיל בשל שימור גבוה של גנים אלה מיטוכונדריאלי. לאחר הוכיחה את הגישה עם סמנים אלה מבוססים, אנו לאחר מכן להדגים את היישום שלה לשני מועמדים אנזימים אשר מעורבים בביוסינתזה נוקלאוטיד סוכר ועשויים להיות בעלי רלוונטיות תעשייתית8,9, 10. הפוטנציאל הביוטכנולוגי של הצדפה באוקיינוס השקט עדיין לא נחקר. לפיכך, אנו מאמינים כי שיטה מתכנס זו להכנת ספריית cDNA כמעט ברצף יהיה גם מתאים לחוקרים שאינם מומחים המעוניינים ליצור cDNA מחומר זה ביולוגי רלוונטי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: מבט סכימטי מוצג באיור 1.
1. אוסף דוגמאות
2. בידוד רנ א על ידי גואנידיניום-הפקת פנול
3. cDNA הדור בספרייה על ידי שעתוק הפוכה
4. גן מיטוכונדריאלי הגברה וטיהור
5. רצף מיטוכונדריאלי גנטי והשוואה
6. החלת ספריית cDNA לשכפול הגנים MgUGD ו MgUXS
7. ביטוי ובדיקות פעילות של MgUGD ו-MgUXS
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 1 מציג סקירה סכמטית של שיטת ההכנה המתוארת של ספריית cdna המתכנסת הנגזרת מאנשי הצדפות באוקיינוס השקט. איור 2 מראה את רצפי הגנים COX1 ו-ND של דגימה ממרחק הקשורים הצדפה עם התפצלות גבוהה מתוך COX1 ו nd רצפי גנים של חומר הייחוס. איור 3 מראה את רצפי הגנים COX1 ו-ND של מדגם צדפה הקשורים היטב עם חריגה נמוכה מרצפי הגנים COX1 ו-nd של חומר הייחוס. איור 4 מציג את היישום המוצלח של ספריית cdna כדי לשכפל את הגנים...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המוצג מאפשר זיהוי גנטי של דגימות צדפה ללא הפניה עם פנוטיפ דומה משוקי פירות ים אזוריים על ידי השוואה של הגנים COX1 ו-ND עם מאגר הגנום ה-DNA צדפה זמין בפומבי. המשמעות של שיטה זו טמונה בפשטותו, כמו רק תגובת PCR אחת נדרשת להערכת הספרייה cDNA וירטואלי. שני COX1 מיטוכונדריאלי שמרו וגנים ND הוהוגדל מספריית cDNA אשר נוצר על ידי שעתוק הפוכה של תמציות RNA מכל צדפה. השיטה של בידוד RNA (שלב 2.1) היה פשוט יותר על ידי שפשוף הרקמה הצדפה בחנקן נוזלי. לאחר ברצף את הגנים COX1 ו-ND של כל אחד מהדוגמה, מספר הרצף גילה כי כמה דגימות ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
עבודה זו היתה נתמכת בחלקו של הקרן המדע הטבעי של סין (להעניק מספרים 31471703, A0201300537 ו 31671854 ל J.V. ו זמנהוף, גרנט מספר 31470435 G.Y.), ואת תוכנית כשרונות זרים 100 (מענק מספר JSB2014012 ל J.V.).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>כימיקלים: | |||
| 1% טריטון X-100 | Solarbio | 9002-93-1 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| 2,5-חומצה דיהידרוקסיבנזואית | אלפא Aesar | 490-79-9 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| אצטוניטריל | Merck | 75-05-8 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| Agarose עבור ביולוגיה מולקולרית | Biowest Chemicals | 111860 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| Ampicilin | Solarbio | 69-52-3 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| כלורופורם | לינגפנג, שנחאי | 67-66-3 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| DEPC מים | Thermo Scientific | R0601 | |
| אתנול | ג'ינהואדה, גואנגג'ואו | 64-17-5 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| מגיב גואנידיניום תיוציאנט-פנול | מגיב Invitrogen | 15596018 | TRIzol מגיב |
| אימידזול | אנרגיה כימית | 288-32-4 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| איזופרופיל אלכוהול | נאנג'ינג מגיב כימי | 67-63-0 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| איזופרופיל ובטא;- D-thiogalactopyranoside | Solarbio | 367-93-1 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| Kanamycin | Solarbio | 25389-94-0 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| LB | Agar Thermo Fisher | 22700025 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| LB Broth | Thermo Fisher | 10855021 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| מתנול | ג'ינהואדה, גואנגג'ואו | 67-56-1 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| MgCl2 hexahydrate | Xilong Huagong | 7791-18-6 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| NaCl | Xilong Huagong | 7647-14-5 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| NAD+ | Duly Biotech | 53-84-9 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| פניל-מתיל-סולפוניל פלואוריד | מקלין | 329-98-6 | *מפיצים חלופיים |
| אפשריים Tris | Solarbio | 77-86-1 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| UDP-גלוקוז | Wuhu Nuowei Chemicals | 28053-08-9 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| חומצה UDP-גלוקורונית | SIGMA | 63700-19-6 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| <חזק>כלים/מכשירים: | |||
| MALDI-TOF ספקטרומטר מסה | Bruker | Autoflex | * מפיצים חלופיים אפשריים |
| מחמם בלוק מתכת | Long Yang Scientific Instruments | Thermoshaker HB20 | * מפיצים חלופיים אפשריים |
| PCR thermocycler | Hema | 9600 | * מפיצים חלופיים אפשריים |
| <חזק>אנזימים וערכות: | |||
| 10 פעמים; מאגר קשירה | Thermo Scientific | B69 | * מפיצים חלופיים אפשריים |
| 5 פעמים; PrimeSTAR buffer | Takara | 9158A | |
| אלקליין פוספטאז | ThermoFisher FastAP | EF0654 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| COX קדימה פריימר | Genscript ATGTCAACAAATCATTG | ||
| COX פריימר הפוך | Genscript | ACTTGACCAAAAAACATAAGACATG | |
| Cutsmart Buffer | NEB | B7204S | *חלופה מפיצים אפשריים |
| dNTP mix | Invitrogen | 18427088 | |
| MgUGD קדימה פריימר | Genscript | ACATATGACCCTCTCCAAGATCTGTTGT | |
| MgUGD פריימר הפוך | Genscript | ACTCGAGACTCTGTGAGGCGGTGGAG | |
| MgUXS קדימה פריימר | Genscript | CCATATGGCAGAATCCTCACAATCAC | |
| MgUXS פריימר הפוך | Genscript | ACTCGAGCACATTTTTGAATTTGCAGACGT | |
| ND קדימה פריימר | Genscript | ATGAGATGGCAATTATTTTTTAAT | |
| ND פריימר הפוך | Genscript | ATGTATTTTGGAAAAATCTCCAC | |
| PCR Cleanup Kit | AxyGen | AP-PCR-250 | *מפיצים חלופיים אפשריים |
| pET-30a(+) וקטור | Merck Millipore | 69909 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.