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Articolo metodologico

Mirati RNA Sequencing test per caratterizzare espressione genica e genomica Alterazioni

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DOI:

10.3791/54090

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4 agosto 2016

In questo articolo

Sommario

Descriviamo un metodo mirato basato sul sequenziamento dell'RNA che include la preparazione di librerie di cDNA indicizzate, l'ibridazione e la cattura con sonde personalizzate e l'analisi dei dati per interrogare i trascritti selezionati per l'espressione genica, le mutazioni e le fusioni geniche. L'RNAseq mirato consente una valutazione rapida ed economica di trascritti selezionati su un sequenziatore desktop.

Abstract

RNA sequencing (RNA-Seq) è un metodo versatile che può essere utilizzato per rilevare e caratterizzare l'espressione genica, mutazioni, fusioni geniche e RNA non codificanti. Standard RNA-Seq richiede 30-100.000.000 sequenziamento legge e può includere più prodotti di RNA, come mRNA e RNA non codificanti. Dimostriamo come mirato RNA-Seq (cattura) permette uno studio focalizzato su prodotti di RNA selezionati usando un sequencer desktop. cattura RNA-Seq può caratterizzare le trascrizioni non annotate, bassi, o transitoriamente espressi che potrebbero altrimenti essere perse con metodi tradizionali RNA-Seq. Qui si descrive l'estrazione di RNA da linee cellulari, l'esaurimento di RNA ribosomiale, la sintesi del DNA, preparazione di librerie di codice a barre, l'ibridazione e la cattura di trascrizioni mirate e sequenziamento multiplex su un sequencer desktop. Abbiamo inoltre delineare la pipeline analisi computazionale, che comprende la valutazione di controllo della qualità, l'allineamento, la rilevazione di fusione, l'espressione genica quantificazione e identificazione dei singoli NUCvarianti leotide. Questo test permette di sequenziamento mirato trascrizione per caratterizzare l'espressione genica, fusioni geniche e mutazioni.

Introduzione

Il sequenziamento dell'intero trascrittoma o RNA (RNAseq) è un metodo di sequenziamento imparziale per valutare tutti i prodotti a base di RNA. L'obiettivo dell'RNAseq mirato (cattura) è una valutazione mirata di trascritti selezionati con maggiore sensibilità, intervallo dinamico, costo o scala ridotti e maggiore produttività rispetto all'RNAseq standard. Analogamente all'RNAseq standard, gli approcci di arricchimento mirato possono essere utilizzati per valutare l'espressione genica, più specie di RNA come mRNA, microRNA (miRNA), lncRNA1, altri RNA non codificanti2, fusioni geniche3 e mutazioni4-6.

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Protocollo

Nota: Questo protocollo descrive l'elaborazione e l'analisi dei quattro campioni simultaneamente. Questo metodo è compatibile con l'RNA isolato dalle cellule, tessuti congelati freschi e tessuti inclusi in paraffina fissato in formalina (FFPE). Questo protocollo inizia con 50 - 1,000 ng (250 ng raccomandato) di iniziare ingresso RNA per ogni campione.

1. rRNA Depletion e la frammentazione di procedura RNA

  1. rRNA Depletion
    1. Rimuovere eluire, primo, mix frammento, mix rimozione rRNA, rRNA tampone di legame e di buffer risospensione da -20 ° C e scongelare a temperatura ambiente. Rimuovere tampon....

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Risultati

A evidenziando schematica passaggi chiave nel RNA-Seq Capture è mostrato in Figura 1. Quattro linee di cellule di cancro con mutazioni note sono stati usati per dimostrare l'efficacia della tecnica RNA-Seq Capture (K562 con ABL1 fusione, LC2 con la fusione RET, EOL1 con PDGFRalpha fusion e RT 4 con la fusione FGFR3). I quattro campioni sono stati raggruppati insieme e sequenziato con 2x 100 bp si legge su un sequencer desktop, che .......

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Discussione

RNA-Seq Capture è una strategia intermedia tra RNA-Seq e microarray approcci per la valutazione di una parte selezionata del trascrittoma. I vantaggi di cattura comprendono la riduzione dei costi, tempi di consegna rapidi su un sequencer desktop, throughput elevato, e la rilevazione di alterazioni genomiche. Il metodo può essere adattato per caratterizzare non codificanti RNAs 23, rilevare singolo nucleotide varianti 4-6, esaminare RNA splicing, e per identificare fusioni geniche o riarrangiamenti .......

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Dichiarazioni

S.R. riceve finanziamenti da Novartis e Ariad Pharmaceuticals per la conduzione di studi clinici. I familiari stretti di S.R. possiedono azioni di Johnson and Johnson.

Ringraziamenti

Ringraziamo in modo speciale Ezra Lyon, Eliot Zhu, Michele Wing, Esko Kautto ed Eric Samorodnitsky per il supporto tecnico. Ringraziamo anche Jenny Badillo per il suo supporto amministrativo al nostro team. Ringraziamo l'Ohio Supercomputer Center (OSC) per aver fornito spazio su disco, capacità di elaborazione e supporto per eseguire le nostre analisi. Ringraziamo il Comprehensive Cancer Center (CCC) dell'Ohio State University Wexner Medical Center per il loro supporto amministrativo a questo lavoro. S.R. e il team sono supportati dall'American Cancer Society (MRSG-12-194-01-TBG), dal Prostate Cancer Foundation Young Investigator Award, dall'NHGRI (UM1HG006508-01A1),....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Thermomixer REppendorf21516-166
Centrifuga 5417REppendorf5417R
miRNeasy Mini KitQiagen217004
Etanolo per Biologia MolecolareSigma AldrichE7023-6X500ML
Thermoblock 24 x 1,5 mlEppendorf21516-166
Kit di reagenti MiSeq v2 (300- cicli)IlluminaMS-102-2002
MiSeq Desktop SequencerIllumina
PhiX Control v3IlluminaFC-110-3001
Kit di RNA totale a filamenti TruSeq con RiboZero Gold SetAIlluminaRS-122-2301
25 rxn xGen® Oligo bloccante universale - TS-p5IDT127040822
25 rxn xGen® Oligo bloccante universale - TS-p7(6nt)IDT127040823
25 rxn xGen® Oligo bloccante universale - TS-p7(8nt)IDT127040824
Agencourt® AMPure® XP - Perle di purificazione PCR Beckman-CoulterA63880
Dynabeads® M-270 StreptavidinaLife Technologies65305
COT DNA umano, grado fluorimetrico, 1 mgRoche Applied Science05480647001
Qubit® Provette per saggi Life Technologies® Q32856
dDNA HSLife TechnologiesQ32851
SeqCap® Kit di ibridazione e lavaggio EZ  (24 o 96 reazioni)Roche NimbleGen 05634261001 o 05634253001 
Fluorimetro Qubit® 2.0 Life TechnologiesQ32866
10 x 2 ml IDTE pH 8.0 (1x soluzione TE)IDT
Tween20 BioXtraSigmaP7949-500ML
Acqua senza nucleasiLife TechnologiesAM9937
C1000 Touch™ Termociclatore con 96– Modulo di Ricezione VeloceBiorad185-1196
SeqCap EZ Kit di Ibridazione e Lavaggio RocheApplied Science05634253001
SuperScript II Trascrizione Inversa 200 U/μ lLife Technologies18064-014
D1000 ScreenTapeAgilent Technol. Inc.5067-5582
Agencourt RNAClean XP - 40 mlBeckman Coulter IncA63987
RNA ScreenTapeAgilent Technol. Inc.5067-5576
Scala RNA ScreenTapeAgilent Technol. Inc.5067-5578
Tampone per campioni RNA ScreenTapeAgilent Technol. Inc.5067-5577
Idrossido di sodioSigma72068-100ML
DynaBeads MyOne Streptavidin T1Life Technologies65602
DYNAMAG -96 SIDE EACHLife Technologies12331D
CloroformioSigmaC2432-1L
KAPA HotStart ReadyMixKAPA BiosystemsKK2602
Spettrofotometro NanoDrop 2000Thermo Scientific
My Block Mini Dry BathBenchmarkBSH200
D1000 ReagentiAgilent Technol. Inc.5067- 5583
Vacufuge PlusEppendorf022829861 
Kit di test Qubit

Riferimenti

  1. Wang, Z., Gerstein, M., Snyder, M. RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nat Rev Genet. 10, 57-63 (2009).
  2. Mercer, T. R., et al. Targeted sequencing for gene discovery and quantification using RNA CaptureSeq. Nat Protoc. 9, 989-1009 (2014....

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Ristampe e permessi

Tag

Saggio di cattura dell'RNAdeplezione dell'RNA ribosomialecattura per ibridazionePCR post-catturaanalisi dell'espressione genicarilevamento di fusionivarianti a singolo nucleotidesequenziatore desktoparricchimento dei trascritti