מדויק וחזק מבוסס תגובת שרשרת פולימראז ' המבוססת על ככמת ציטוסינוס-גואן ין-גואנין trinucleotide גאות חוזר על הפיגור שברירי X 1 גן מקלה אבחנה מולקולרית והקרנה של תסמונת X שביר והקשורות X שברירי הפרעות עם הזמן להסתובב קצר והשקעה בציוד.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
מדויק וחזק מבוסס תגובת שרשרת פולימראז ' המבוססת על ככמת ציטוסינוס-גואן ין-גואנין trinucleotide גאות חוזר על הפיגור שברירי X 1 גן מקלה אבחנה מולקולרית והקרנה של תסמונת X שביר והקשורות X שברירי הפרעות עם הזמן להסתובב קצר והשקעה בציוד.
תסמונת X שביר (FXS) והפרעות הקשורות נגרמות על ידי התרחבות של ציטוסין-גואן-גואן-גואנין (CGG) טריטוקלאואדה חוזר באזור 5 ' בלתי מתורגם (UTR) של פיגור שברירי X 1 (FMR1) גן יזם. מקובל, ניתוח מקטע של אלקטרופורזה קפילר על מנתח גנטי משמש לשינוי גודל CGG חוזר של FMR1, אך ניתוח כתמי דרומי נוסף נדרש למדידה מדויקת כאשר מספר החזרה גבוה מ-200. כאן, אנו מציגים שיטה מדויקת ואיתנה של תגובת שרשרת פולימראז (PCR) לקוונפיקציה של ה-CGG חוזר על FMR1. השלב הראשון של בדיקה זו הוא ה-PCR הגברה של רצפי חוזר ב 5 ' UTR של FMR1 יזם באמצעות ערכת ה-pcr X שביר, ואחריו טיהור של מוצרי ה-PCR ושינוי גודל על מכשיר אלקטרופורזה מיקרופלואידיסי נימי, ו פרשנות הבאה של מספר ה-CGG חוזר על-ידי התייחסות לתקנים עם הידוע חוזר באמצעות תוכנת הניתוח. שיטת ה-PCR מבוססת ומסוגלת לזהות את הטווח המלא של CGG חוזר על FMR1 יזמים, כולל אלה עם מספר חוזר של יותר מ 200 (מסווג כמוטציה מלאה), 55 כדי 200 (premutation), 46 ל54 (ביניים), ו 10 כדי 45 (רגיל). זוהי שיטה חסכונית המאפשרת סיווג של FXS ו-X שברירי הפרעות הקשורות עם החוסן וזמן דיווח מהיר.
תסמונת X שביר (FXS) ושברירי X הפרעות הקשורות, למשל, רעד תסמונת אטקסיה (FX-TAS), ואת אי ספיקה השחלות הראשונית (FX-פוי) נגרמים בעיקר על ידי ציטוסין-גואן-ין (CGG) טריאוקליאואס חוזר על התרחבות 5 ' לא תורגם אזור (UTR) של הפיגור שברירי X-1 (FMR1) גן על xq 27.31,2. חלבון FMR1 מקודד (FMRP) הוא חלבון רב-תפקודי מסוג RNA-binding המשויכים להתפתחות העצבית והפלסטיות הסינפטית על-ידי ויסות שילוב אלטרנטיבי, יציבות, והובלת הדנדריטים של mrna או סינתזה של מודליטינג של חלבונים חלקיים מתוך הסינפטית3,4,5,6,7.
הווריאציה הדינמית עם גודל החזרה CGG של > 200 מתוארת כמוטציה מלאה, אשר מעוררת את ההיפרלציה החריגה ובעקבות השתקה של FMR1 יזם8. העדר או חוסר של חלבון FMRP משבש את פיתוח עצבי נורמלי גורם FXS9, מאופיין בסימפטומים קליניים שונים, כולל מתון עד מוגבלות אינטלקטואלית חמורה, עיכוב התפתחותי, התנהגויות היפראקטיביות, קשרים עניים וביטויים אוטיסטים10,11,12. המצגת אצל הנקבה FXS לחולי הוא בדרך כלל מתון יותר מזה אצל זכרים. גודל החזרה CGG החל מ 55 אל 200 ו 45 כדי 54 מסווגים כסטטוס מוטציה וביניים, בהתאמה. בשל הרמה הגבוהה של חוסר יציבות, גודל החזרה cgg ב מוטציה או ביניים אלל ככל הנראה מתרחב כאשר מועברים מהורים לצאצאים13,14. לפיכך, נושאות עם אללים מוטציות בסיכון גבוה של הילדים מושפעים FXS בגלל התרחבות חוזר, ובמקרים מסוימים, אללים ביניים יכול להרחיב את גודל החזרה שלהם לטווח מוטציה מלא על פני שני דורות15, . שישה עשרה יתר על כן, זכרים עם premutation גם להעביר סיכון מוגבר לפתח מאוחר התפרצות FX-TAS17,18,19, בעוד נקבות premutation וטציה הם מראש עבור שני fx-TAS ו-fx-פוי20, 21,22. לאחרונה, דווח כי הפרעות הספקטרום האוטיסטי עם עיכוב התפתחותי ובעיות בהתנהגויות חברתיות מוצגות אצל ילדים עם premutation אללים 23,24.
כדי לקבוע את גודל החזרה cgg מדויק הוא של משמעות רבה עבור סיווג וחיזוי של FXS ו-X שברירי הפרעות הקשורות25,26. מבחינה היסטורית, התגובה הספציפית של CGG שרשרת פולימראז (PCR) עם שינוי גודל בתוספת ניתוח הכתם הדרומי היה תקן זהב עבור פרופיל מולקולרי של FMR1 cgg חוזר27. עם זאת, ה-PCR הספציפי המסורתי הוא פחות רגיש למוטציות גדולות עם יותר מ 100 כדי 130 חוזר ואינו מסוגל להגברה מוטציות מלאות27,28. יתר על כן, אלקטרופורזה קפילר על מנתח גנטי מסורתי לשינוי גודל נכשל לזהות FMR1 PCR מוצרים עם יותר מ-200 cgg חוזר. ניתוח הכתם הדרומי מאפשר הבידול של מגוון רחב יותר של גודל חוזר, מהרגיל למספרים חוזרים מוטציה מלאה, והיה בשימוש נרחב לאישור מוטציות מלאות (אצל גברים) וההבחנה heterozygous אללים עם מוטציה מלאה מ כנראה homozygous אללים עם גדלי חזרה נורמליים (אצל נקבות). עם זאת, הרזולוציה עבור כימות החזרה מוגבלת. חשוב מכך, אסטרטגיית הבדיקה של שלב אחר שלב היא אינטנסיבית לעבודה, גוזלת זמן וחסכונית.
כאן, אנו מציגים שיטה מדויקת ואיתנה המבוססת על PCR לכמת של CGG חוזר על FMR1. השלב הראשון של מבחן זה הוא הגברה PCR של רצפי חוזר ב 5 ' UTR של יזם FMR1 באמצעות ערכת X PCR שביר. מוצרי ה-PCR מטוהרים ושינוי גודל מבוצע על-ידי מכשיר אלקטרופורזה במיקרופלואידיסי, והפרשנות העוקבת של מספר cgg חוזרת באמצעות תוכנת הניתוח על-ידי התייחסות לתקנים הידועים ומבוססים על ה רציונל כי אורך קטע ה-PCR פרופורציונלי באופן ישיר למספר החזרה של CGG. מערכת ה-PCR כוללת ריאגנטים המקל על הגברה של האזור הגדול ביותר במערכת האנטי-GC העשיר. שיטת ה-PCR מבוססת ומסוגלת לזהות את כל הטווחים של CGG חוזר על FMR1 יזמים. זוהי שיטה חסכונית שיכולה למצוא יישום רחב באבחנה מולקולרית והקרנת של FXS ו-X שברירי הפרעות הקשורות עם פחות סיבוב הזמן וההשקעה בציוד ולכן, יכול להיות מנוצל בספקטרום רחב של קליני מעבדות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אישור מוסרי הוענק על ידי האוניברסיטה הסינית המשותפת של הונג קונג – שטחים חדשים באשכול המחקר הקליני של הטריטוריות החדשות ועדת האתיקה (מספר אסמכתא: 2013.055)
1. הגברה הPCR
2. טיהור מוצרי ה-PCR
3. שינוי גודל של מוצרי PCR
4. ניתוח תוצאות שינוי גודל הקטע
הערה: דגימות התייחסות צריך להיות מוגבר ומנותח על ידי הציקלer תרמית אותו bioanalyzer באותה אצווה עם דגימות לא ידוע.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התוצאות לשינוי גודל של התייחסות נקבה טרום מוטציה מדגם (NA20240, לחזור על גודל של 30 ו 80) ואת מוטציה מלאה נקבה התייחסות מדגם (NA20239, גודל חוזר של 20 ו 200) מוצגים באיור 1a ואיור 1a, בהתאמה. בדרך כלל, שני פסגות סמן (נמוך סמן 50 בסיס זוגות [bp] ו-סמן העליון 10,380 bp) נכללים בפרופיל גודל הקטע. יש בדרך כלל שיא מורכב בגודל של כמעט 95 bp. באמצעות דגימת ההפניה, ניתן לבנות עקומת רגרסיה ליניארית עם ארבע נקודות, כפי שהוצג באיור 1C.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
FXS הוא הגורם השכיח ביותר השני של ליקוי אינטלקטואלי לאחר טריזומיה 21, חשבונאות עבור כמעט אחד מחצית של פיגור שכלי מנטלי של X30, אשר עשוי להשפיע על כ 1 ב 4,000 זכרים 1 ב 8,000 נקבות. חשוב יותר, כמעט 1 ב 250 – 1000 הנקבות לשאת premutation, ואת התדר הזה הוא 1 ב 250 – 1600 בזכרים26,31,32,33. מאז הסיכון של cgg חזרה על התרחבות מוטציות מלאות בעת שידור אללים מוטציה לצאצאים מרומם ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
. למחברים אין מה לגלות
מחקר זה נתמך על ידי מענקים NSFC ניהול חירום הפרויקט (גרנט No. 81741004), הארגון הלאומי למדע הטבע של סין (גרנט No. 81860272), תוכנית המחקר העיקרי של המדע המחוזי הקרן טכנולוגיה של גואנגשי ( . גרנט לא AB16380219), בקרן המדע הפוסט-דוקטורט של סין (גרנט No. 2018M630993), והקרן למדע הטבע גואנגשי (מענק No. 2018GXNSFAA281067).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מכשיר ביואנלייזר Agilent 2100: צינורות PCR 0.2 מ"ל | Axygen | PCR-02D-C | |
| Agilent 2100 מכשיר ביואנלייזר: 1x מאגר TE, pH 8.0, | אמביון | AM9849 | |
| Agilent 2100 מכשיר ביואנלייזר ללא רנאז: 2100 מכשיר ביואנלייזר | Agilent | G2939AA | |
| Agilent 2100 מכשיר ביואנלייזר: 96 בארות PCR צלחת | תרמו פישר | AB0800 | |
| מכשיר Agilent 2100 Bioanalyzer: מחסנית אלקטרודה | Agilent | Supplies ציוד של מכשיר 2100 Bioanayzer | |
| Agilent 2100 מכשיר Bioanalyzer: מערבל מערבולת IKA | Agilent | ציוד אספקה של מכשיר 2100 Bioanayzer | |
| Agilent 2100 מכשיר ביואנלייזר: תוכנת גודל 2100 תוכנת מומחה | Agilent | ציוד אספקה של מכשיר 2100 Bioanayzer | |
| Agilent 2100 מכשיר Bioanalyzer: שבבי בדיקה | Agilent | Supplies ציוד של מכשיר 2100 Bioanayzer | |
| ערכת Agilent DNA 7500 Agilent | 5067-1506 | לגודל שבר | |
| ערכת Agilent DNA 7500: DNA 7500 סולם (כובע צהוב) | Agilent | בערכה: ערכת Agilent DNA 7500 (מספר קטלוגי: 5067-1506) | |
| ערכת Agilent DNA 7500: סמני DNA 7500 (כובע ירוק) | ערכת Agilent | In: ערכת Agilent DNA 7500 (מספר קטלוגי: 5067-1506) | |
| ערכת Agilent DNA 7500: שבבי DNA | Agilent | In: ערכת Agilent DNA 7500 (מספר קטלוגי: 5067-1506) | |
| ערכת Agilent DNA 7500: תרכיז צבע DNA (כובע כחול) | Agilent | In: ערכת Agilent DNA 7500 (מספר קטלוגי: 5067-1506) | |
| ערכת Agilent DNA 7500: בקבוקון מטריצת ג'ל DNA (כובע אדום) | ערכת Agilent | In: ערכת Agilent DNA 7500 (מספר קטלוגי: 5067-1506) | |
| ערכת Agilent DNA 7500: מנקה אלקטרודות | Agilent | בערכה: ערכת Agilent DNA 7500 (מספר קטלוגי: 5067-1506) | |
| ערכת Agilent DNA 7500: אספקה | של ערכת Agilent DNA 7500 (מספר קטלוגי: 5067-1506) | ||
| ערכת Agilent DNA 7500: מזרק | Agilent | אספקה של ערכת Agilent DNA 7500 (מספר קטלוגי: 5067-1506) | |
| תחנת תחול שבב | Agilent | 5065-4401 | ציוד אספקה של מכשיר 2100 Bioanayzer |
| Cubee מיני צנטריפוגה | GeneReach | aqbd-i | |
| צלחת ואקום סעפת: MultiScreenHTS סעפת ואקום | Merck Millipore | MSVMHTS00 | מכשיר ואקום עבור צלחת מסנן ואקום סעפת עבור PCR טיהור מוצר צלחת |
| מסנן ואקום סעפת: פקק סיליקון | Merck Millipore | XX2004718 | צלחת סינון ואקום |
| סעפת צלחת מסנן סעפת: משאבת ואקום | Merck Millipore | WP6122050 | צלחת מסנן ואקום סעפת |
| צלחת מסנן ואקום סעפת: כלי איסוף פסולת | Merck Millipore | XX1004705 | צלחת מסנן ואקום סעפת |
| FragilEase שביר X ערכת PCR | PerkinElmer | 3101-0010 | להגברת PCR |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה