이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.

방법 논문

강력한 DNA 고립과 표 본관 표본에 대 한 높은 처리량 시퀀싱 도서관 건축

10.4K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/56837

⸱

2018년 3월 8일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

이 문서에서는 DNA 분리 및 매우 가난한 품질 DNA의 구조를 포함 하 여 식물 표본 상자 물자에서 높은 처리량 시퀀싱 도서관 건축을 위한 상세한 프로토콜을 보여 줍니다.

초록

Herbaria는 다양 한 생물 학적 연구에에서 사용할 수 있는 공장 설비 재료의 귀중 한 소스. 표 본관 표본을 사용 하 여 샘플 보존 품질, 성능이 저하 된 DNA 및 희귀 표본의 파괴적인 샘플링을 포함 하 여 과제의 번호와 연결 됩니다. 큰 시퀀싱 프로젝트에서 식물 표본 상자 물자를 더 효과적으로 사용 하려면 DNA 고립과 라이브러리 준비는 신뢰할만 하 고 확장 가능한 방법 필요 합니다. 이 종이 DNA 분리 및 높은 처리량 도서관 건설 표 본관 표본에서 개별 샘플에 대 한 수정 요구 하지 않는 대 한 강력 하 고, 시작-투-엔드 프로토콜을 보여 줍니다. 이 프로토콜은 기존 방법의 낮은 질 건조 식물 재료와 소요 장점에 대 한 최적화, 조직 분쇄 라이브러리 크기 선택, 수정 하 고 낮은 수율 라이브러리에 대 한 선택적 reamplification 단계를 도입 하 여 지어진 다. 낮은 수익률 DNA 라이브러리의 reamplification 샘플 인지할 시퀀싱 바이어스 공통에 대 한 소개 없이 추가 파괴적인 샘플링에 대 한 필요성을 negating 대신할 및 잠재적으로 귀중 한 식물 표본 상자 견본에서 파생 된 구조 수 있습니다. 계통 발생 응용 프로그램입니다. 프로토콜 잔디 종, 수백에서 테스트 되었습니다 하지만 확인 후 다른 식물 계보에 사용 하기 위해 적응 될 것으로 예상 된다. 이 프로토콜 어디 조각 원하는 크기로 범위에 존재 하지 않는, 매우 저하 DNA와 보조 metabolites 일부 공장 설비 재료에 깨끗 한 DNA 분리를 억제 하는 제한 될 수 있습니다. 전반적으로,이 프로토콜 DNA 분리 및 활성 실습 시간 최소한의 수정만 8 h 13 h 24 샘플 라이브러리 준비 수 신속 하 고 포괄적인 방법을 소개 합니다.

서론

표 본관 컬렉션은 종 및 계통학1,2,3, 인구 유전학4,5, 보존을 포함 하 여 연구에 대 한 게놈 다양성의 잠재적으로 귀중 한 소스 생물학6, 침략 적인 종의 생물학7, 그리고 특성 진화8. 다양 한 종, 인구, 지리적 위치, 및 시간 포인트를 얻을 수 있는 식물 표본 상자 "보물 상자"9 를 강조 표시 합니다. 역사적으로, 표 본관 파생 DNA의 저하 자연 PCR 기반 프로젝트, 종종 높은 복사, 엽록체 게놈 또는 ribosomal의 내부 베낀된 스페이서 (ITS)의 지역 등에 마커를 사용 하 여 연구자를 일하고 방해 했다 RNA입니다. 표본 및 DNA의 품질 보존9,10, 더블-좌초 나누기와 손상의 가장 흔한 형태 되 고, 건조 과정에서 사용 ....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

프로토콜

1. 시작 하기 전에

  1. 신선한 cetyl trimethylammonium 브 로마 이드 (CTAB) 버퍼17 CTAB, polyvinylpyrrolidone (PVP) 40, 100.0 mL 1 M 트리 스 8.0, 0.5 M ethylenediaminetetraacetic 산 (EDTA) pH 8.0 280.0 mL 40 mL의 pH 5의 10 g의 20 g을 추가 하 여 확인 M NaCl, 그리고 시 약 물 400.0 mL 함께, 물 1 l 시 약-등급을 사용 하 여 전체 볼륨을가지고. PH 8.0에 조정 합니다.
    참고: 추가 시 약 수에 추가 될 CTAB 개별 taxa에 보조 화합물에 따라. 알 렌 그 외 참조 18 첨가제 시 약의 철저 한 목록에 대 한.
  2. β-mercaptoethanol CTAB 버퍼의 5 mL 당 10 µ L를 추가 합니다.
    참고:이 수 수 50 mL의 일괄에서 준비 및 3-4 주 동안 실내 온도에 저장.
    1. 65 ° C 물 욕조에 CTAB 솔루션을 열.
  3. 박격포와 적어도 20 분 동안-20 ° C에 pestles 진정.
  4. N....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

결과

DNA 분리 및 최종 라이브러리 수율
본이 연구에서는 표 본관 DNA의 고립과 고품질 시퀀싱 라이브러리의 복구에 대 한 프로토콜의 효능은 50 다른 샘플을 사용 하 여 1920 년에서 가장 오래 된와 2012 (표 2)에서 최 연소 시연 했다. 각 샘플에 대 한 약 10 mg의 잎 조직 DNA 격리 사용 되었다. 가능한 경우, 녹색 잎 조직이 선호 했다 그리고 확실 한 곰 팡이 오염 없는 조직 선정 되었다. 성공적인 격리 만들 수 있습니다 노란색 또는 갈색 조직를 사용 하 여 비록 낮은 수익률을 예상 한다. 이중 총 3.56에서 ranged 초기 격리에서 DNA (dsDNA) 좌초 2610에 ng ng. 예상 했던 대로, 표 본관 표본에서 얻은 DNA 매우 저하 했다 (그림 1A, Supplemental

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

토론

여기에 제시 된 프로토콜 DNA 고립과 말린된 식물 견본에서 라이브러리 준비 시퀀싱에 대 한 포괄적이 고 강력한 방법입니다. 방법과 그것을 변경 하는 최소한의 필요가 일관성 기반 견본 품질에 큰 표 본관 기반 시퀀싱 프로젝트에 대 한 확장 가능한 그것. 낮은 수익률 라이브러리에 대 한 선택적 reamplification 단계 포함을 낮은 품질, 낮은 수량, 드문, 또는 시퀀싱에 적합 되지 않을 역사적으로 중요 한 샘플의 포함을 허용 한다.

초기 DNA 수율의 중요성
표 본관 파생 DNA 종종 저하 초기 견본 보존11, dna 견본의 결과로 미만 300 년 오래 된 동물 남아 있는 몇 백 년 된31 의 수천에서 고립 된 DNA로 저하 때문 , 32. 따라서, 초기 DNA 수율의 최적화는 성공적인 시퀀.......

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

공개 사항

저자 들은 아무 경쟁 관심사를 선언 합니다.

감사의 글

우리는 테일러 AuBuchon-엘 더, 요르단 Teisher, 및 샘플링 표 본관 표본에 크리스티나 Zudock와 미주리 식물원 표 본관 표본에 파괴적인 샘플링에 대 한 액세스에 대 한 감사합니다. 이 작품은 국립 과학 재단 (뎁-1457748)에서 교부 금에 의해 지원 이었다.

....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
Veriti Thermal CyclerApplied Biosystems445230096 웰 
젤 이미징 시스템Azure Biosystemsc300
Microfuge 20 시리즈Beckman CoulterB30137
디지털 건조 배스벤치마크 과학BSH1001
전기영동 시스템EasyCastB2
PURELAB flex 2 (초순수)ELGA 89204-092
DNA LoBind 튜브 Eppendorf301080782 ml
미니 원심분리기Fisher Scientific12-006-901
Vortex-Genie 2Fisher Scientific12-812
모르타르Fisher ScientificS02591도자기
유봉fisher ScientificS02595도자기
원심분리기 튜브fisher Scientific21-403-161
마이크로파Kenmore405.7309231
Qubit 어세이 튜브InvitrogenQ32856
0.2ml 스트립 튜브 및 PCR용캡 VWR20170-004
Qubit 2.0 형광계InvitrogenQ32866
밸런스Mettler ToledoPM2000
액체 질소 단기 보관NalgeneF9401
마그네틱-링 스탠드 써모피셔 사이언티픽 AM1005096 웰 
수조VWR89032-210
핫 플레이트 교반기VWR97042-754
액체 질소에어 가스UN1977
1 X TE 버퍼AmbionAM9849pH 8.0
CTABAMRESCO0833-500G
2-MERCAPTOETHANOLAMRESCO0482-200ML
리보 뉴클레아제 AAMRESCOE866-5ML10 mg/ml 용액
Agencourt AMPure XPBeckman CoulterA63882
염화나트륨bio WORLD705744
이소프로필 알코올bio WORLD40970004-1
Nuclease Free waterbio WORLD42300012-2
이소아밀 알코올Fisher ScientificA393-500
아세트산 나트륨 트리하이드레이트Fisher Scientifics608-500
LE AgaroseGeneMateE-3120-500
100bp PLUS DNA LadderGold BiotechnologyD003-500
EDTA, 디소듐솔 IBI ScientificIB70182
Qubit dsDNA HS 분석 키트Life TechnologiesQ32854
TRISMP Biomedicals103133초순수
젤 로딩 염료 퍼플 (6 X)New England BioLabsB7024S
NEBNext dsDNA FragmentaseNew England BioLabsM0348L
NEBNext Ultra II DNA Library Prep Kit for Illumina New England BioLabsE7645L
NEBNext Multiplex Oligos for IlluminaNew England BioLabsE7600SDual Index Primers Set 1
NEB넥스트 Q5 핫 스타트 HiFi PCR 마스터 믹스New England BioLabsM0543L
Mag-Bind RXNPure PlusOmega bio-tekM1386-02
GelRed 10000 XPheonix Research41003-1
페놀 용액SIGMA Life ScienceP4557-400ml
PVP40SIGMA-AldrichPVP40-50G
클로로포름VWREM8.22265.2500
에탄올KoptecV1016200 Proof
Silica sandVWR14808-60-7
재증폭 프라이머Integrated DNA Technologies텍스트참조
시퀀처 v.5.0.1유전자 코드

참고문헌

  1. Savolainen, V., Cuénoud, P., Spichiger, R., Martinez, M. D. P., Crèvecoeur, M., Manen, J. F. The use of herbarium specimens in DNA phylogenetics: Evaluation and improvement. Plant Syst Evo. 197 (1-4), 87-98 (1995).
  2. Zedane, L., Hong-Wa, C., Murienne, J., Jeziorski, C., Baldwin, B. G., Besnard, G. Museomics illuminate the history of an extinct, paleoendemic plant lineage (Hesperelaea, Oleaceae) known from an 1875 collection from Guadalupe Island, Mexico. Bio J Linn Soc. ....

액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.

재인쇄 및 허가

태그

표본관 DNA 분리CTAB DNA 추출SPRI 비드 정제DNA 단편화 효소라이브러리 크기 선택선택적 재증폭 단계아가로스 겔 분석서모사이클러 증폭자력 스탠드 분리