כאן, אנו מתארים בפירוט את הפרוטוקול לכימות אורך הטלומרים באמצעות זיהוי כימילומינסנטי לא רדיואקטיבי, תוך התמקדות באופטימיזציה של פרמטרי ביצועים שונים של ערכת בדיקת אורך הטלומרים TAGGG, כגון כמויות חיץ וריכוזי בדיקה.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
כאן, אנו מתארים בפירוט את הפרוטוקול לכימות אורך הטלומרים באמצעות זיהוי כימילומינסנטי לא רדיואקטיבי, תוך התמקדות באופטימיזציה של פרמטרי ביצועים שונים של ערכת בדיקת אורך הטלומרים TAGGG, כגון כמויות חיץ וריכוזי בדיקה.
טלומרים הם רצפים חוזרים הנמצאים בקצוות הכרומוזומליים; הקיצור שלהם הוא מאפיין אופייני של תאים סומטיים אנושיים. הקיצור מתרחש עקב בעיה בשכפול הסופי והיעדר אנזים הטלומראז, האחראי על שמירת אורך הטלומרים. באופן מעניין, הטלומרים גם מתקצרים בתגובה לתהליכים פיזיולוגיים פנימיים שונים, כמו עקה חמצונית ודלקת, שעלולים להיות מושפעים מגורמים חוץ-תאיים כמו מזהמים, חומרים זיהומיים, חומרי מזון או קרינה. לפיכך, אורך הטלומרים משמש סמן ביולוגי מצוין להזדקנות ולפרמטרים בריאותיים פיזיולוגיים שונים. ערכת בדיקת אורך הטלומרים TAGGG משמשת לכימות אורכי הטלומרים הממוצעים באמצעות בדיקת מקטע הגבלת הטלומרים (TRF) והיא ניתנת לשחזור ברמה גבוהה. עם זאת, זוהי שיטה יקרה, ובגלל זה, זה לא משמש באופן שגרתי עבור מספרים מדגם גדול. כאן, אנו מתארים פרוטוקול מפורט למדידה אופטימלית וחסכונית של אורך הטלומרים באמצעות כתמים דרומיים או ניתוח TRF וזיהוי מבוסס כימילומינסנציה לא רדיואקטיבית.
טלומרים הם רצפי דנ"א חוזרים הנמצאים בקצה הכרומוזומים. יש להם חזרות דו-צדדיות של TTAGGG והם שומרים על שלמות הגנום על ידי הגנה על הכרומוזום הן מפני שחיקה והן מפני בעיית השכפול הסופית, מה שאומר שחלק מ-3' overhang אינו ניתן לשכפול על ידי DNA פולימראז 1,2. טלומרים קצרים מובילים להפרעות כרומוזומליות בתאים, שבגללן תאים נעצרים לצמיתות בשלב שנקרא הזדקנות משוכפלת3. טלומרים קצרים גורמים גם לשורה של בעיות אחרות, כגון תפקוד לקוי של המיטוכונדריה 4,5 ותפקוד לקוי של התאים.
חזרות טלומריות של דנ"א אובדות כאשר התא מתחלק, עם אובדן ממוצע של 25 עד 200 bp בשנה 6, וכתוצאה מכך הזדקנות התא לאחר מספר מסוים של חלוקות6. הזדקנות קשורה לתדירות גבוהה יותר של תחלואה נלווית, אשר מסומנת על ידי קיצור אורך הטלומרים7. ניתוח מקטע הגבלת טלומר (TRF), כפי שתואר על ידי מנדר, הוא שיטה יקרה מאוד8. בגלל זה, זה לא מיושם בעת כימות אורך הטלומרים ברוב המחקרים.
כיום, רוב המחקרים האפידמיולוגיים משתמשים במדידות כמותיות מבוססות תגובת שרשרת פולימראז (qPCR) של אורך הטלומרים. עם זאת, השיטה מבוססת qPCR היא שיטת מדידה יחסית, שכן היא מודדת את היחס בין טלומרים לבין תוצרי הגברה של גנים בעותק יחיד, ולא אורך טלומרים מוחלט. מדידת אורך הטלומרים באמצעות פרוטוקול TRF היא שיטת תקן הזהב, מכיוון שהיא יכולה למדוד את התפלגות אורך הטלומרים במדגם וניתן לבטא את המדידות בערכים מוחלטים בקילו-בסיסים (kb). עם זאת, השימוש בו מוגבל מכיוון שהוא מסורבל, עתיר עבודה ויקר. כאן, אנו מציגים פרוטוקול אופטימלי למדידת אורך הטלומרים באמצעות TRF מבוסס כימילומינסנציה.
ניתוח TRF כולל שבעה שלבים עיקריים: 1) תרבית תאים למיצוי DNA גנומי, 2) מיצוי DNA גנומי באמצעות שיטת פנול:כלורופורם:איזואמילאלכוהול (P:C:I), 3) הגבלת עיכול של DNA גנומי, 4) אלקטרופורזה של ג'ל אגרוז, 5) כתם דרומי של מקטע DNA עיכול הגבלה, 6) הכלאה וגילוי באמצעות כימילומינסנציה - בדיקת הטלומרים המשותקת מומחשת על ידי מצע כימילומינסנטי רגיש ביותר עבור פוספטאז אלקליין, דיסודיום 2-כלורו-5-(4-מתוקסיספירו[1,2-דיוקסטאן-3,2′-(5-כלורוטריציקלו[3.3.1.13.7]דקאן])-4-yl]-1-פניל פוספט (CDP-Star)-ו-7) ניתוח לקבלת אורך וטווח טלומרים ממוצע ומידע טווח ממריחות טלומריות אלה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: עיין בטבלת החומרים לקבלת פרטים על כל הריאגנטים המשמשים בפרוטוקול להלן. טבלה 1 מגייסת ריאגנטים מתוצרת מעבדה יחד עם נפחים ממוטבים, וטבלה 2 מציגה ריכוזי עבודה של ריאגנטים זמינים מסחרית.
1. תרבית תאים
2. בידוד DNA גנומי
3. עיכול של DNA גנומי
4. אלקטרופורזה ג'ל אגרוז
5. כתם דרומי
6. הכלאה וזיהוי כימילומינסנציה
7. ניתוח
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדנ"א הגנומי שחולץ (gDNA), שהופעל על ג'ל אגרוז 1%, הראה שלמות טובה, כפי שמוצג באיור 1B, מה שמצביע על כך שהדגימה יכולה לשמש לעיבוד נוסף במורד הזרם של TRFs. לאחר מכן בוצעה בדיקת TRF על ידי שינוי נפחי הפתרונות הנדרשים בכל שלב (ראה טבלה 1 וטבלה 2). אות TRF נראה בבירור (איור 3). לכן, על ידי שינוי נפחי התמיסה וריכוזיה, ניתן היה לעבד יותר דגימות ללא כל השפעה שלילית על התוצאות, וניתן היה לקבוע את אורך הטלומרים בהצלחה באמצעות תוכנה זמינה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אנו מתארים הליך מפורט לשיטה לא רדיואקטיבית, מבוססת כימילומינסנציה למדידת אורך הטלומרים באמצעות כתם דרומי. הפרוטוקול נבדק כדי לאפשר שימוש מושכל במספר ריאגנטים ללא פשרות על איכות התוצאות. ניתן לעשות שימוש חוזר במאגר הפרה-הכלאה וההכלאה עד חמש פעמים. ריכוז האנזימים יכול לנוע בין 10-20 U לכל 1.5-2 מיקרוגרם של DNA גנומי מבלי להשפיע על התוצאות. מספר רכיבי ערכה אחרים, כגון סמן משקל מולקולרי המסומן DIG ובדיקת הכלאה, ניתנים לשימוש בריכוזים נמוכים מהמומלץ. אמצעי האחסון הממוטבים מצוינים בטבלה 2. בדקנו אותם במחצית מה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים.
ברצוננו להודות לגב' פראצ'י שאה על שעזרה לנו בתחילה באופטימיזציה של הפרוטוקול. ברצוננו להודות לד"ר מנוג' גארג על אספקת קו תאי סרטן השחלות A2780. EK נתמך על ידי מענק מחקר מהמחלקה לביוטכנולוגיה (No. BT/RLF/Re-entry/06/2015), המחלקה למדע וטכנולוגיה (ECR/2018/002117), ומענק זרעים NMIMS (IO 401405).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| <חזק>קו תאים | |||
| A2780 (קו תאי אדנוקרצינומה בשחלות) | התקבל במתנה | ||
| <חזק>ציוד | |||
| ChemiDoc XRS+ (להדמיה וקישור צולב UV) | מכסה | מנוע אוניברסלי Biorad II (721BR14277) | |
| Nanodrop (תקופה 2) | Biotek | EPOCH2 | |
| <חזק>תוכנה | |||
| TeloTool | גרסה 1.3 | ||
| <חזק>חומרים | |||
| חומצה אצטית | Molychem | 64-19-7 | |
| Agarose | MP | 180720 | |
| Amphotericin B | Gibco, ThermoFisher Scientific, ארה"ב | ||
| DMEM | HyClone, Cytiva, ארה"ב | SH30243.01 | |
| חומצה אתילנדיאמין טטראצטית | Molychem | 6381-92-6 | |
| HI FBS | Gibco, ThermoFisher Scientific, ארה"ב | 10270106 | |
| HCl | Molychem | 76-47-01-0 | |
| NaCl | Molychem | 7647-14-5 | |
| NaOH | Molychem | 1310-73-2 | |
| ממברנת ניילון | Sigma | 11209299001 | |
| פניצילין | Gibco, ThermoFisher Scientific, ארה"ב | 15240062 | |
| נתרן דודציל סולפט | Affymetrix | 151-21-3 | |
| סטרפטומיצין | Gibco, ThermoFisher Scientific, ארה"ב | 15240062 | |
| Tris | BIORAD | 77-86-1 | |
| Tris HCl | Sigma Aldrich | 1185-53-1 | |
| נייר Whatman GE | healthcare lifesciences | 1001-917 | |
| <חזק>ריאגנטים | |||
| 1 סולם | kb NEB | N3232S | |
| 20x SSC | Invitrogen | 15557-036 | |
| Anti DIG AP | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| פתרון חסימה 10x | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| Cutsmart Buffer | NEB | B6004 | |
| מאגר זיהוי 10x | Telo TAGGG ערכת בדיקה באורך טלומר | 12209136001 | |
| לחפור קל hyb | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| מאגר עיכול | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| Hinf 1 | ערכת בדיקת אורך טלומר Telo TAGGG 12209136001 | ||
| Hinf 1 (אלטרנטיבה לערכה) | NEB | R0155T | |
| טוען צבע | BIOLABS | N3231S | |
| מאגר חומצה מאלית 10x | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| סמן מולקולרי | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| בדיקה | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| Rsa 1 | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| Rsa 1 (חלופה לערכה) | NEB | R0167L | |
| מצע | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 | |
| מאגר כביסה | Telo TAGGG ערכת בדיקת אורך טלומר | 12209136001 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה