Il dosaggio di FLIPS amplifica e sequenze singolo, vicino a full-length provirus di HIV-1. Il protocollo prevede 6 passaggi per ottenere vicino a sequenze proviral integrali. Tali passaggi includono: lisi delle cellule, la PCR annidata del provirus HIV-1 Full-Length (intatto e difettoso), la purificazione del DNA e la quantificazione, sequenziamento preparazione libreria, NGS, infette e sequenziato Assemblea de novo del provirus. Alla fine di ogni passo può essere considerata un checkpoint in cui la qualità del prodotto (ad es. amplificati del DNA, DNA purificato, biblioteca di sequenziamento o sequenza) può essere valutata prima del passaggio successivo. Una panoramica della valutazione effettuata alla fine di ogni passaggio e i risultati attesi è descritto di seguito.
In seguito la PCR annidata, prodotti amplificati vengono eseguiti su un gel di agarosio 1% (Figura 3). La qualità iniziale del PCR può essere determinata mediante ispezione dei controlli positivi e negativi. Pozzetti di controllo negativo contenente prodotto amplificato indicano contaminazione e pozzetti di controllo positivo assente del prodotto amplificato indicano insufficiente amplificazione. Successivamente, pozzetti contenenti prodotto amplificato sono selezionati per il sequenziamento. Per evitare pozzetti contenenti miscele di più amplificato provirus, solo pozzetti contenenti prodotto amplificato eseguita alla diluizione di End-Point sono considerati per il sequenziamento. Secondo la distribuzione di Poisson, la diluizione di End-Point si trova quando il 30% dei pozzi sono positivi per prodotto amplificato. A questa diluizione, c'è un 80% probabilità questi pozzetti contengono un singolo provirus amplificato. Inoltre, pozzetti contenenti più amplificato provirus di lunghezze diverse possono essere visualizzati in questa fase come bande multiple apparirà sul gel. Questi pozzi non devono essere selezionati per la sequenziazione (Figura 3).
Dopo purificazione del provirus amplificato selezionato per il sequenziamento, quantificazione garantisce che nessun DNA provirale è perso durante la fase di purificazione. Se la concentrazione di DNA di un provirus amplificato è < 0,2 ng / µ l, il restante campione in PCR2 piastra può essere purificato. Un simile punto di arresto si verifica dopo la preparazione della biblioteca, in cui ogni singola biblioteca è quantificato. In questo modo provirus individuali sono stati opportunamente frammentato, etichetta e amplificato prima del sequenziamento. Provirale singole librerie sono in pool in quantità equimolari a una concentrazione finale di biblioteca di 4 nM (o come specificato dal provider di sequenziamento). Se la concentrazione di una singola libreria proviral è troppo bassa, può essere escluso dal pool di biblioteca di sequenziamento, o la singola biblioteca preparato ancora una volta. Prima del sequenziamento insieme confermando le lunghezze medio frammento viene eseguito un controllo finale della concentrazione della biblioteca in pool.
Passaggi di controllo di qualità prima della fase di assemblaggio del de novo assicura la qualità del legge utilizzato per assemblare il contig proviral finale. Tali passaggi includono: rimozione delle sequenze di adattatore, taglio 5' e 3' nucleotidi, un limite di qualità rigorosi e trascurando brevi letture. CLC Genomics Workbench può fornire report di controllo di qualità che può essere utilizzato prima di valutare la qualità iniziale delle letture e impostazioni della Guida di taglio e poi dopo per determinare se l'operazione di taglio sarebbe stato sufficiente per rimuovere aree di bassa qualità. Inoltre, per l'assemblaggio de novo , la qualità della contigs assemblato può essere valutata per profondità sufficiente (> 1000 X) e uniformità di copertura (Figura 4A). Popolazioni miste possono essere identificati anche in questa fase. Miscele di più Full-Length (~ 9 kb) provirus vengono identificate attraverso la presenza di SNPs multipli con una frequenza superiore al 40%, considerando che miscele di short (contenente una grande omissione interna) e full-length provirus possono essere identificate da irregolare leggere la copertura dopo il mapping a un full-length di riferimento dal partecipante stesso (Figura 4B).
A seconda dell'applicazione, l'allineamento finale possa essere visualizzato utilizzando strumenti come ggtree disponibile come pacchetto in "r: A linguaggio e ambiente per il calcolo statistico"27. In uno studio recente, salti mortali è stato utilizzato per provirus di HIV-1 sequenza da ingenuo, centrale, transitorio ed effettrici memoria CD4+ T cellule isolate da individui sull'arte a lungo termine, con lo scopo di identificare se sottoinsiemi a cellula particolare ha mostrato maggiore proporzioni di geneticamente intatti e potenzialmente competenti replica HIV-12. Qui, la rappresentazione visiva delle sequenze isolato da uno dei partecipanti di questo studio (partecipante 2026) è presentato (Figura 5). In questo partecipante, la maggioranza (97%) delle sequenze era difettosa, con intatti sequenze trovate effettrici e transitorio memoria CD4+ T cellule. Questo strumento di visualizzazione è utile per mostrare il numero di sequenze con le grandi omissioni interne e la loro posizione nel genoma. Possono essere annotata ulteriormente per indicare sequenze con codoni di stop deleteri, frameshift mutazioni e delezioni/mutazioni nel sito MSD e/o segnale di imballaggio.
Una applicazione del dosaggio FLIPS è l'identificazione di geneticamente intatti e potenzialmente replica-competente provirus di HIV-1. In un recente studio di 531 sequenze isolate da CD4+ T cellule da 6 partecipanti sull'arte a lungo termine, 26 (5%) geneticamente intatti provirus di HIV-1 sono stati identificati2. Il restante provirus difettoso incluso quelli con sequenze di inversione (6%), grandi delezioni interne (68%), fermata deleteri codoni/hypermutation (9%), mutazioni frameshift (1%) e difetti del segnale di imballaggio e/o mutazioni nel sito MSD (11%) .

Figura 2: Panoramica del flusso di lavoro per il montaggio del de novo del provirus di HIV-1. i principali passaggi del flusso di lavoro includono: 1) sequenza leggi di controllo di qualità, 2) Unione di coppie sovrapposte, 3) Assemblea de novo e 4) rimappatura e costruzione del consenso è state colorate di rosso, blu, verde e arancio, rispettivamente. Questa figura è stata modificata da Hiener et al. 2 . Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: esempio gel dell'agarosi del PCR amplificato provirus di HIV-1. Pozzetti 1, 2, 3, 6, 9 e 10 contengono amplificato provirus di HIV-1. Ben 10 contiene un provirus con una grande omissione interno, ben 2 contiene co-amplificazione di due provirus di HIV-1 di diverse lunghezze (miscela), e contiene ben 12 controllo positivo. Nota la percentuale di pozzetti contenenti prodotto amplificato è 60%, che è di sopra della percentuale richiesta per isolare i singoli modelli. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: esempio di output di lettura mappatura. (A) esempio che illustra anche la copertura per l'amplificazione di un singolo full-length provirus di HIV-1. A seguito di Assemblea de novo , tutte le letture vengono mappate a del contig assemblati per produrre una sequenza di consenso. La piattaforma software consente le letture mappate da ispezionare per sufficiente e anche la copertura. (B) esempio dimostrando co-amplificazione di due provirus di HIV-1 di diverse lunghezze (miscela). Per determinare le miscele, letture sono mappate a una sequenza di riferimento Full-Length (~ 9 kb) dal partecipante stesso e leggere mappatura ispezionato. La presenza di copertura irregolare indica una miscela. Questa figura è riprodotto con permesso da Qiagen14. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 5: Esempio di visualizzazione delle sequenze proviral di HIV-1 isolato da CD4+ T cell sottoinsiemi da un individuo sull'arte a lungo termine. Proviral sequenze individuali HIV-1 sono rappresentati da linee orizzontali. Questa figura è stata modificata da Hiener et al. 2 . Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.