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Articolo metodologico

Legatura altamente efficiente delle piccole molecole di RNA per microRNA Quantificazione mediante sequenziamento High-Throughput

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DOI:

10.3791/52095

18 novembre 2014

In questo articolo

Sommario

I microRNA (miRNA) sono una classe ampiamente conservata di molecole regolatorie. Qui descriviamo un metodo di clonazione dei miRNA che si basa su due potenti fasi di legatura seguite da un sequenziamento ad alto rendimento. Il nostro metodo consente un'accurata quantificazione dell'intero genoma dei miRNA.

Abstract

Mirna clonazione e high-throughput sequencing, chiamati miR-Seq, si trova solo come un approccio a livello di trascrittoma per quantificare miRNA con risoluzione di singolo nucleotide. Questa tecnica cattura miRNA collegando adattatori 3 'e 5' oligonucleotide alle molecole miRNA e permette la scoperta de novo miRNA. Accoppiamento con potenti piattaforme di sequenziamento di nuova generazione, miR-Seq è stato determinante per lo studio della biologia miRNA. Tuttavia, distorsioni significative introdotte dal oligonucleotide passi legatura hanno impedito miR-Seq da essere impiegato come strumento di quantificazione accurata. Studi precedenti hanno dimostrato che i pregiudizi in attuali metodi di miR-Seq spesso portano a inesatte miRNA quantificazione di errori fino a 1.000 volte per alcuni miRNA 1,2. Per risolvere questi pregiudizi impartite dalla RNA legatura, abbiamo sviluppato un piccolo metodo di legatura RNA che si traduce in efficienza legatura di oltre il 95% sia per la 3 'e 5' passi legatura. Benchmarking questo imdimostrato metodo di costruzione libreria utilizzando miRNA sintetici equimolare o differenziale misti, produce sempre legge i numeri con deviazione inferiore a due volte rispetto al valore atteso. Inoltre, questo metodo ad alta efficienza miR-Seq permette accurate genome-wide miRNA profiling dall importo totale di campioni in vivo di RNA 2.

Introduzione

Metodologie basate High-throughput sequencing sono stati ampiamente applicati a molti campioni biologici negli ultimi anni notevolmente ampliando la nostra comprensione della complessità molecolare dei sistemi biologici 3,4. Tuttavia, la preparazione di campioni di RNA per high-throughput sequencing conferisce spesso pregiudizi specifici inerenti alla metodologia utilizzata, che limitano la potenziale utilità di queste tecniche potenti. Questi pregiudizi metodo specifico sono stati ben documentati per la base di legatura-piccolo-RNA preparati biblioteca 1,2,5,6. Questi pregiudizi in una modifica di 1000 volte in legge dei numeri per miRNA sintet....

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Protocollo

NOTA: E 'fondamentale per mantenere condizioni di assenza di RNasi durante l'intera procedura.

1. Adenylation di 3 'Linker

  1. Diluire oligonucleotide DNA progettato per le reazioni 3 'legatura a 100 micron di priva di nucleasi H 2 O.
    NOTA: L'oligonucleotide dovrebbe avere un 'gruppo fosfato, un dinucleotide randomizzato al 5' 5 estremità, e un 'dideoxycytosine 3. Il 5 'gruppo fosfato è un requisito dell'enzima Mth per un'efficiente 5' adenylation 10. Il fosfato può essere aggiunto un trattamento preliminare del oligonucleotide con un polinucleoti....

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Risultati

I risultati attesi per il metodo precedente dovrebbe inizialmente essere l'osservazione di un solo turno nucleotide (aumento) delle dimensioni del oligonucleotide DNA che è stato oggetto di adenylation da Mth RNA ligasi (Figura 2). Dopo 3 'legatura, visualizzazione del gel di acrilammide indica (vedi Figura 3) taglienti alte bande peso molecolare evidenti nella regione di 100-300 nucleotidi del gel. Ciò indica che il campione di RNA totale utilizzato è di alta qualità (non degr.......

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Discussione

La metodologia qui descritta si avvale di diverse variabili chiave per massimizzare l'efficienza di legatura, ovvero alte concentrazioni di PEG, l'uso di linker randomizzati, e alta concentrazione di linker 2,6,9. Questo approccio permette di librerie di sequenziamento in modo affidabile quantitativi di campioni di RNA totale di 2. Abbiamo condotto molteplici titolazioni di ingresso RNA e hanno concluso che il metodo precedente è più adatto per importi totali di RNA nel range 1-8 mg (dati n.......

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Dichiarazioni

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare i membri del laboratorio Yi, in particolare Zhaojie Zhang, per le fruttuose discussioni riguardanti la progettazione dei linker e l'efficienza della legatura, così come l'American Cancer Society per aver sostenuto questo lavoro attraverso una borsa di studio post-dottorato (#125209) a J.E.L. La ricerca riportata in questa pubblicazione è stata supportata anche dal National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases del National Institutes of Health sotto Award Number R01AR059697 (a R.Y.) e una borsa di ricerca del Linda Crnic Institute for Down Syndrome. Il contenuto è di esclusiva responsabilità degli autori e non r....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
3' Linker (5' fosforilato, 3' bloccato)Integrated DNA Technologiescustom
5' LinkerIntegrated DNA Technologiescustom5' bloccato, purificato HPLC
T4RNL2 (1-249 K227Q)New England BiolabsM0351SSpecializzato per la legatura di adattatori di DNA pre-adenilato
10x Tampone di legatura (senza ATP)New England BiolabsIncluso con M0351S
10x Tampone di legatura (con ATP)New England BiolabsIncluso con M0204L
RNaseOUTInvitrogen10777-019
Polietilenglicole (mol. Wt. 8.000)New England BiolabsIncluso con M0204L
Acqua priva di nucleasiAmbionAM9937Abbiamo riscontrato che l'acqua raccolta da un apparecchio di distillazione è di qualità equivalente.
T4RNL1New England BiolabsM0204L
Kit Superscript III RTInvitrogen18080-051 
Kit Phusion PCRNew England BiolabsM0530S
Illumina RP1 primerIntegrated DNA TechnologiespersonalizzatoInformazioni sulla sequenza disponibili da Illumina
Illumina RT primerIntegrated DNA TechnologiespersonalizzateInformazioni sulla sequenza disponibili da Illumina
Illumina index primer(s)IntegratedDNA TechnologiescustomInformazioni sulla sequenza disponibili presso Illumina
40% AcrylamideFisher Scientific BP14081
UreaSigma AldrichU6504
Persolfato di ammonioSigma AldrichA3678
Tetratietilendiammina (TEMED)Sigma AldrichT9281
2x tampone di caricamento dell'RNA di denaturazioneNew England BiolabsIncluso con Lamette da barba M0351S
VWR55411-050
Tubi SpinX CentriconCostar CLS8161
Tubi per microfuge a bassa ritenzioneFisherScientific 02-681-320
Sybr GoldInvitrogenS-11494
Kit di adenilazioneNew England BiolabsE2610L

Riferimenti

  1. Hafner, M., et al. RNA-ligase-dependent biases in miRNA representation in deep-sequenced small RNA cDNA libraries. RNA. 17 (9), 1697-1712 (2011).
  2. Zhang, Z., Lee, J. E., Riemondy, K., Anderson, E. M., Yi, R. High-efficiency ....

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Ristampe e permessi

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Ligazione di piccoli RNAAdattatori oligonucleotidiciMetodo miR-SeqEfficienza di ligazione dell'RNAPurificazione su gelSintesi del cDNAReazione a catena della polimerasimiRNA sintetici