August 10th, 2009
Microarrays ג'ין הם כלים רבי עוצמה באפיון ביטוי גנים ברמת הגנום כולו. טכנולוגיה זו יישומים במגוון רחב של תחומים לרבות ביולוגי ביולוגיה התפתחותית הרעלים. בסרטון הזה, אנחנו פרט פרוטוקול ניתוח ביטוי גנטי גלובלי באמצעות פלטפורמה מקיפה microarray oligonucleotide על דג הזברה.
הליך זה מתחיל ב-CDNA שסונתז מתבנית של RNA באיכות גבוהה. ה-CDNA מסומן לראשונה בצבע הפלואורסצנטי SI 3. עם השלמת תגובת התיוג, ה-CDNA המסומן מטוהר ומבודד ומוערכת איכות תגובת התיוג.
לאחר מכן, ה-CDNA המסומן עובר הכלאה על מיקרו-מערך. לאחר הכלאה, המערכים מנותחים כדי לקבוע רמות יחסיות של ביטוי גנים בדגימות. שלום, שמי סם פיטרסון מהמעבדה של ד"ר ג'ניפר פרימן בבית הספר למדעי הבריאות באוניברסיטת פרדו.
בעבר, הראינו לך כיצד לחלץ RNA מעוברי דג הזברה ולהפוך את ה-RNA הזה ל-CDNA. היום נראה לך נוהל לתיוג והכלאה של ה-CDNA הזה על פלטפורמת מיקרו-מערך נוקלאוטידים של דג זברה, אוליגו נוקלאוטיד לחקר פרופילי ביטוי גנים גלובליים. בדרך כלל, אנו משתמשים בהליך זה כדי לחקור ביטוי גנים דיפרנציאלי בתגובה לחשיפה לרעלן.
אז בואו נתחיל. ניסוי המיקרו-מערך דורש סביבת אור מינימלית כדי למנוע פירוק צילום של הצבע הפלואורסצנטי SI 3 המשמש לתיוג כדי להתחיל לתייג את ה-CD NA עם sci three, הרכיבים הבאים של מערכת התיוג הגנומית של מערך הביו-פריים, CGH, 2.5 x מאגר פריימר אקראי, תערובת 10 X-D-C-T-P ומים ללא נוקלאז. בנוסף, יש להפשיר את מלאי המילי-מולרי האחד של ה-SI Three המסומן DCTP לאחר הפשרה, צנטריפוגה קצרה או ריאגנטים בצינור בעל דופן בעובי 0.6 מיליליטר בשילוב.
500 ננוגרם של CDNA 40 מיקרוליטר, 2.5 x מאגר פריימר אקראי ומים ללא נוקלאז להשגת נפח כולל של 86 מיקרוליטר. מערבבים היטב וקצר צנטריפוגה, ואז מדגרים את התגובה במאה מעלות צלזיוס בתרמו-סייקלר למשך חמש דקות. בתום הדגירה, העבירו מיד את התגובה לתוך תמיסת אמבט קרח למשך 10 דקות.
לאחר מכן, הוציאו את ה-exo DNA פולימראז מהמקפיא והניחו על קרח. לאחר מכן הוסיפו לצינור התגובה, 10 מיקרוליטר של 10 X-D-C-T-P מערבבים שני מיקרוליטרים של ה-SI 3D CTP המילי-מולרי ושני מיקרוליטרים של פולימראז DNA לניקוי XO מעורבבים היטב וקצרים צנטריפוגה. לבסוף דגרו את התגובה ב-37 מעלות צלזיוס למשך 16 שעות ותרמו-סייקלר בסיום התיוג.
המשך לנקות ולזרז את ה-CDNA המסומן. כדי להתחיל לנקות את ה- CDNA המסומן בתווית. הנח עמוד MicroCon בצינור של 1.5 מיליליטר.
הוסף 300 מיקרוליטר 0.1 XSSC לעמודה ולאחר מכן הוסף את תגובת התיוג. צנטריפוגה של העמוד ב-16, 100 גרם למשך 10 דקות בארבע מעלות SIU. שימו לב שהזרימה עשויה להיות ורודה בהירה.
השליכו את הזרימה והוסיפו עוד 300 מיקרוליטר של 0.1 XSSE לעמודה. לאחר מכן חזור על הצנטריפוגה בחום של 16, 100 גרם למשך 10 דקות בארבע מעלות צלזיוס. שוב, השליכו את הזרימה והוסיפו עוד 300 מיקרוליטר T 0.1 XSSC לצנטריפוגה של העמודה כעת ב-16, 100 גרם למשך 12 דקות בארבע מעלות צלזיוס לאחר הכביסה האחרונה הזו.
הזרימה צריכה להיות ברורה וה-CDNA הוורוד המסומן נראה על העמודה. שוב, השליכו את הזרימה מהכביסה הסופית הזו כדי להתחמק מה-CD NA המסומן. הוסף 100 מיקרוליטר מים נטולי נוקלאז לעמודה. קח את העמודה החוצה מצינור המיקרו צנטריפוגה והפוך לצינור חדש.
לאחר מכן צנטריפוגה את העמוד ההפוך ב -2, 300 גרם למשך שתי דקות בארבע מעלות צלזיוס. ה-CDNA המסומן מומס במים בתחתית הצינור. בדוק את ה-CDNA הנרמז באמצעות ספקטרופוטומטר NanoDrop ND 1000 בהתאם להוראות היצרן.
חשב את ריכוז ה-DNA והעריך את שילוב הצבע כמתואר בפרוטוקול הכתוב הנלווה. אם ה-CDNA מסומן מספיק, הכניסו שישה מיקרוגרם לתוך שפופרת חדשה כדי לזרז את תערובת ה-CD NA המסומנת בנפח 0.1 x של שלוש נתרן אצטט טוחנת ב-pH 5.2 ונפח x אחד. איזופרופנול דוגר בחושך למשך 30 דקות בטמפרטורת החדר.
תוך התחשבות בכל השלבים עד לנקודה זו בוצעו בסביבת אור מינימלית. לאחר מכן צנטריפוגה את הדגימה ב -16, 100 גרם למשך 20 דקות בטמפרטורת החדר. לאחר הצנטריפוגה, השליכו בזהירות את ה-SUP natant מבלי להפריע לכדור ה-DNA, שהוא ורוד.
לבסוף נשטף על ידי הוספת 500 מיקרוליטר, 70% אתנול ומעורבב על ידי צנטריפוגת היפוך עדינה ב -16, 100 גרם למשך חמש דקות. בטמפרטורת החדר, הסר את הספינאט, הפוך את הצינור ואפשר לגלולה להתייבש במשך חמש דקות. ה-CDNA המסומן מוכן להכלאה.
לפני תחילת ההכלאה, הפעל את מערכת הכלאת הדור הזריזה ואפשר לה להתייצב ל-42 מעלות צלזיוס. התחל בהמסת גלולת CD NA המסומנת בחמישה מיקרוליטרים של מים נטולי נוקלאז לגלולה המומסת. הוסף רכיבי הכלאה מערכת ההיברידיזציה של Roche Nimble Gen Hybridization Buffer Hybrid A ואוליגו יישור לנפח כולל של 18 מיקרוליטר כמתואר בפרוטוקול הכתוב הנלווה.
מערבבים היטב וסובבו בקצרה את הצינור כדי לאסוף את התכולה בתחתית. לאחר מכן, ה-CDNA המסומן על ידי הנחת הצינור ב-95 מעלות צלזיוס למשך חמש דקות. העבר מיד את הצינור למערכת הכלאת הגנים הזריזה עד שהמערכים מוכנים.
שימו לב שהמיקרו-מערכים דורשים טיפול ואחסון זהירים. מערכי הדור הזריזים של רוש מאוחסנים בחושך עם חומר ייבוש בטמפרטורת החדר. טען את המערך לתוך כלי יישור המיקסר המדויק.
ה-PMA T טען במיקסר X אחד על ה-PMA T והסר את רצועת ההדבקה בעזרת מלקחיים. כשהמערך והמיקסר טעונים, סגור היטב את ה-PMA T. לאחר מכן, נתק את המערך והמיקסר מה-PMA T על ידי הפעלת לחץ על המיקסר דרך החור ב-PMA t.
לבסוף, השתמש בפלטה כדי להפעיל לחץ סביב החלק החיצוני של המיקסר על מנת לוודא שהמערך אטום ולהסיר בועות. לאחר מכן הנח את קומפלקס מערבל המערך על מערכת ההכלאה כדי להתחמם, כדי לטעון את דגימת ה-CDNA על המערך. השתמש בביצועי התזוזה לאט ובלחץ קבוע.
הוסף 15 מיקרוליטר מהדגימה המסומנת ליציאת המילוי במרכז המיקסר. נגב את כל הדגימה העודפת מחורי היציאה ואטום אותם ברצועות דבק. ואז סגור את התפס.
כעת התחל לערבב את פתרון ההכלאה באמצעות תוכנית B במערכת ההכלאה הזריזה. אפשר למיקרו-מערך להכלאה במשך 16 עד 20 שעות לאחר ההכלאה, המיקרו-מערך יישטף וייסרק, כאשר ההכלאה מתקרבת לסיום. התכוננו לסריקה על ידי הפעלת סורק מערך הגנים 4,000 B ותנו לו להתחמם במשך כ-15 דקות.
לאחר מכן, הכינו מאגרי כביסה אחד A, אחד B, שניים ושלושה כמתואר בפרוטוקול הכתוב הנלווה. חוצץ כביסה לפני המלחמה A עד 42 מעלות צלזיוס, אך השאר את המאגרים האחרים בטמפרטורת החדר. כאשר מאגר כביסה אחד A התחמם, שפכו אותו לכלי.
טבלו מתלה שקופיות במאגר כביסה אחד B.Now הסר את קומפלקס מערבל המערך ממערכת ההיברידיזציה הזריזה והחלק לתוך הג'יג. התחל את הכביסה על ידי טבילת המכלול במאגר הכביסה החם מראש A והסר בזהירות את המיקסר על ידי קילוף מהשקופית. לאחר מכן הסר את המערך מהג'יג וערבב למשך 15 שניות במאגר כביסה אחד A. העביר במהירות את המערך למתלה שקופיות שקוע במאגר כביסה אחד B וערבב את מתלה השקופיות במרץ למשך שתי דקות.
לאחר מכן העבירו את מתלה השקופיות למאגר הכביסה השני וערבבו למשך דקה אחת. לבסוף, העבירו את מתלה ההחלקה למאגר הכביסה השלישי וערבבו למשך 15 שניות. סיים את הדסקיות על ידי העברת המערך לצנטריפוגת ייבוש השקופיות וסובב במשך שתי דקות לאחר הצנטריפוגה.
סרוק את המערך מיד מכיוון שה-D רגיש לאור ולאוזון, התחל את הסריקה על ידי טעינת ברקוד המערך למטה לתוך סורק מערך הגנים 4,000 B. בערכת תיבת הדו-שיח של הגדרת החומרה, ללייזר 532 ננומטר יש ערך PMT המוגדר ל-500, מגדיר את ההספק ל-100% גודל פיקסל לחמישה מיקרון, קווים לממוצע לאחד ומיקום מיקוד לאפס מיקרון. לאחר השלמת ההגדרה, הצג תצוגה מקדימה של המערך.
בחר אזור לסריקה ולאחר מכן סרוק אותו. לאחר השלמת הסריקה, בדוק את ההיסטוגרמה של התמונה. באופן אידיאלי, E אחד פחות חמש ספירות מנורמלות צריך להיות בגבול רוויה של 65,000, מה שאומר שכ-1 עד 2% מהתכונות רוויות.
אם הספירה המנורמלת קטנה מ- E אחד פחות חמש, הגדל את רווח ה- PMT וסרוק מחדש את השקופית. אם הספירה המנורמלת גדולה מ- E אחד פחות חמש, הקטן את הגבר PMT וסרוק מחדש את השקופית, שמור את התמונה והשתמש בתוכנית ניתוח נתונים לנורמליזציה של נתונים ולחישוב ערכי עוצמה. תגובת התיוג מניבה באופן שגרתי לפחות 10 מיקרוגרם של CDNA מסומן.
ניתן לחשב שילוב צבע באמצעות יחס צבע בסיס פשוט שבו יחס הנוקלאוטיד ל-SI שלוש שווה ליחס A 2 60 ל-50 כפול 23 נקודה 15. תגובה טובה תביא לערך בין 50 ל-80. הכלאה מקובלת תכלול 1 עד 2% מהתכונות תשואה רוויה.
E אחד פחות חמש ספירות מנורמלות בגבול הרוויה של 65,000. עם ערכת ערכי PMT, ניתן להעריך באופן איכותי גם איכות הכלאה של קרוב ל-500 על ידי צפייה בתמונה הסרוקה של המיקרו-מערך והערכת עוצמת האוליגו המיושרים לתכונות אחרות במערך. יש להעריך את התמונה הסרוקה גם עבור כתמים מסוימים או אבק באזור המערך.
בניתוח שלאחר מכן, ניתן להשתמש בתרשים פיזור כדי לדמות את נתוני הניתוח שלך כדי לקבוע רמות יחסיות של ביטוי גנים בדגימות ולזהות גנים המתבטאים באופן דיפרנציאלי. גנים המתבטאים באופן דיפרנציאלי יחרגו באופן משמעותי מקו ההתאמה הטובה ביותר בהליך משלים. הראינו לך כיצד לחלץ RNA מעוברי דג הזברה לסינתזה c CD NA. כאן הראינו לכם כיצד לתייג ולהכליא CD NA על פלטפורמת מיקרו-קרני אוליגונוקלאוטידים כדי לחקור פרופילי ביטוי גנים גלובליים.
בעת ביצוע הליך זה, זכור תמיד להשתמש בתקליטור NA באיכות גבוהה והימנע מחשיפת האתר שלושה צבעים לתאורה ישירה. אז זהו. תודה על הצפייה ובהצלחה בניסויים שלך.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
הסרטון הזה מציג פרוטוקול לניתוח ביטוי גנים גלובלי באמצעות פלטפורמת מיקרו-מערך אוליגונוקלאוטידית מקיפה עבור דג-זברה. מיקרו-מערכי גנים הם כלים חיוניים לפרופיל ביטוי גנים בתחומי מדע ביולוגיים שונים.
Global gene expression analysis using zebrafish oligonucleotide microarrays enables mechanistic de-risking in early discovery by providing genome-wide transcript profiling. This approach supports target validation and phenotypic screening in toxicology and developmental biology applications. The platform delivers quantitative, reproducible data that informs predictive confidence for lead identification and portfolio triage decisions.
The method integrates into the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification to preclinical validation, enabling iterative refinement of biological understanding.