반자동된 워크플로 인간 우유와 다른 낮은 바이오 매스 샘플 종류에서 16S rRNA의 타겟된 시퀀싱에 대 한 제공 됩니다.
반자동된 워크플로 인간 우유와 다른 낮은 바이오 매스 샘플 종류에서 16S rRNA의 타겟된 시퀀싱에 대 한 제공 됩니다.
미생물 커뮤니티 연구는 상대적으로 신속, 저렴 하 고 높은 처리량 시퀀싱의 개발을 광범위 하 게 되었다. 그러나, 이러한 모든 기술에서와 마찬가지로 재현 결과 실험실 워크플로 통합 하는 적절 한 예방 조치 및 컨트롤에 따라 다릅니다. 이것은 특히 낮은 바이오 매스 샘플 중요 어디 세균 DNA 오염 잘못 된 결과 생성할 수 있습니다. 이 문서 낮은-에 중순-throughput 규모에 16S ribosomal RNA (rRNA) V4 지역의 타겟된 시퀀싱을 사용 하 여 인간 유 방 우유 샘플에서 미생물을 식별 하는 반자동된 워크플로 자세히 설명 합니다. 프로토콜 설명 전체 우유 등에서 샘플 준비: 세포, 핵 산 추출, 증폭, 16S rRNA 유전자 및 품질 관리 조치 라이브러리 준비 V4 영역의 샘플. 프로토콜 및 토론 준비와 적절 한 긍정적이 고 부정적인 컨트롤, PCR 반응 억제제 제거, 샘플 오염 환경, 시 약, 포함 하는 낮은 바이오 매스 샘플의 분석을 돌출 하는 문제를 고려 하는 중요 한 것은, 또는 실험 소스, 고 재현성을 보장 하도록 설계 된 실험 모범 사례. 프로토콜을 설명 하는 대로 인간 우유 샘플, 면봉, 깔끔한, 또는 보존 버퍼에 안정 냉동에 수집 된 샘플을 포함 한 수많은 낮은 및 높은 바이오 매스 샘플 종류에 적응은.
인간 식민지 미생물 지역 사회는 인간의 건강과 신진 대사, 면역 발달, 질병 민감성과 예방 접종과 약물 치료1, 에 대 한 응답에 영향을 미치는 질병에 매우 중요 한 것으로 2. 현재 인간의 건강에는 microbiota의 영향을 이해 하는 노력 강조 뿐만 아니라 지역화 된 사이트 정의 해부학 구획 (즉, 피부, 창 자, 구두, 등), 관련 된 미생물의 식별 이러한 구획3,4. 이러한 조사 활동을 underpinning 급속 한 출현 및 샘플의 미생물 유전 콘텐츠 (미생물)의 분석에 대 한 대규모 병렬 플랫폼을 제공 하는 차세대 시퀀싱 (NGS) 기술의 증가 접근성입니다. 많은 생리 샘플, 관련 된 미생물은 복잡 하 고 풍부한 (즉,의 자), 하지만, 일부 샘플은 미생물 어디 낮은 미생물 바이오 매스 (즉, 인간의 우유, 낮은 호흡기)로 표현 됩니다 감도, 실험적인 인공 물, 및 가능한 오염 될 주요 문제. 미생물 연구와 적절 한 실험적인 디자인의 공통 과제 여러 검토 기사5,6,,78의 대상이 되었습니다.
여기에 소개 강력한 NGS 실험 파이프라인 기반으로 rRNA 16S V4 지역9 인간 우유의 미생물 특성의 타겟된 시퀀싱 합니다. 인간 우유의 미생물 분석은 복잡 하지는 본질적으로 낮은 미생물 바이오 매스10여만 하지만 또한 높은 인간 DNA의 레벨11,12,,1314 배경 및 잠재적인 carryover PCR 억제제15,16 추출 된 핵 산의. 이 프로토콜은 상용 추출 키트와 샘플 준비 일괄 처리를 통해 변화를 최소화 하는 것을 도울 수 있는 반자동된 플랫폼에 의존 합니다. 그것은 프로토콜의 각 단계를 확인 하 고 파이프라인 견고성의 독립적인 통계를 제공 하는 품질 관리로 샘플 함께 처리 되는 잘 정의 된 세균성 모의 사회 통합. 로 프로토콜 인간의 우유 샘플에는 설명의 자, 직장, 질, 피부, 나, 그리고 구강 면봉10,17를 포함 하 여 다른 샘플 형식에 쉽게 적응할 수 이며 시작 지점으로 사용할 수 있습니다. 미생물 분석을 수행 하고자 연구원입니다.
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모든 프로토콜 단계에 대 한 적절 한 개인 보호 장비 (PPE)를 착용 해야 합니다, 그리고 엄격한 오염 예방 방법을 수행 해야 합니다. 샘플의 오염을 최소화 하기 위해 후 증폭 작업 영역에 영역을 작동 하는 사전 증폭에서 작품의 흐름을 관찰 합니다. 사용 하는 모든 공급은 살 균, RNase, DNase, DNA, pyrogen의 무료 이다. 모든 피 펫 팁 필터링 됩니다. 프로토콜 단계의 순서도 (그림 1)를 제공 됩니다.
1. 샘플 세포
참고: 샘플 세포 및 핵 산 추출 클린 룸 환경에서 DNA/RNA 추출 키트를 사용 하 여 엔지니어링 및 절차적 컨트롤 샘플에 환경 박테리아의 도입을 최소화 하에서는 수행 됩니다.
2. DNA/RNA 분리
3. 타겟된 16S PCR 설치
참고: 16 PCR에 대 한 설정 클린 룸 내에 있는 지정 된 사전 증폭 작업 영역에서 수행 됩니다. 시 약 및 샘플은 준비 하 고 3 (30 샘플, 3 중, 96의 총에 진정한 샘플 및 추출 긍정적이 고 부정적인 컨트롤 플러스 2 PCR 물 컨트롤을 포함 하는 중에 각 샘플에 대 한 PCR을 수행 하는 액체 처리기에 로드 결합 된 샘플 및 컨트롤)입니다. PCR 반응 조립 및 봉인, 일단 샘플 접시 사이클링 후 증폭 지역에 위치한 열 cycler에 전송 됩니다.
4. 타겟된 16S 포스트 PCR 품질 관리 젤 전기 이동 법을 위한 테이프 기반 플랫폼을 사용 하 여
참고: 포스트 PCR 품질 관리 (QC) 및 모든 후속 단계는 실시 실험실의 지정 된 후 증폭 지역에서. DNA는 자동화 된 DNA/RNA 조각 분석기에서 분석 된다.
5. 라이브러리 계산, 풀링, 정리 및 품질 관리
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여기에 제시 된 프로토콜 데이터 생성 충족 프로토콜 감도, 특이성, 및 오염 제어에 대 한 벤치 마크 되도록 중요 한 품질 관리 (QC) 조치를 포함 합니다. 프로토콜의 QC 첫걸음 16 v 4 지역 (그림 2)의 PCR 증폭을 다음과 같습니다. 각 샘플에서 PCR 제품의 1 개의 µ L 315-450 bp (그림 2, 빨간 화살표)의 예상된 크기 범위 내에서 그것은 확인을 위해 전기 이동 법으로 분석 했다. 인간의 우유 샘플 특정 제품의 낮은 금액을 생성 (그림 2A, 3, 9-11 레인 비교 레인 4-8), 추출 하는 동안 그 샘플, 또는 PCR 억제제의 이성 미생물 DNA를 추출 하는 중 저급의 제안. 2.0 보다는 더 적은 생성 하는 샘플에 대 한 PCR 억제제 정리 315-450 혈압 범위 (
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16S rRNA의 타겟된 다음-세대 시퀀싱 미생물 특성화18에 대 한 널리 사용 되 고, 급속 한 기술입니다. 그러나, 일괄 처리 효과, 환경 오염, 샘플 교차 오염을, 감도, 재현성 등 많은 요인 수 부정적인 실험 결과 영향을 하 고 그들의 해석7,19 혼동 , 20. 가장 강력한 16S 분석을 용이 하 게에 미생물 워크플로 좋은 실험 디자인, 적절 한 컨트롤의 사용, 워크플로 단계의 공간 분리 및 최상의 방법의 응용 프로그램을 통합 해야 합니다. 여기에 설명 된 프로토콜 이러한 매개 변수 각각의 통합 하 고 위의 문제를 해결 하 고 다양 한 샘플에 대 한 16 워크플로 구현 하는 중요 한 실험 도구를 제공 합니다.
좋은 실험 디자인은 16S 미생물 분석을 위한 중요 합...
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저자는 공개 없다.
우리는 프로토콜의 개발에 대 한 Helty Adisetiyo, 박사 Shangxin 양 박사를 감사 하 고 싶습니다. 전반적인 지원에 대 한는 국제 모성 소아 청소년 에이즈 임상 실험 그룹 (IMPAACT) 국립 연구소의 알레르기와 감염 증 (NIAID)의 국립 보건원의 건강 (NIH) 보너스 번호 아래에서 제공한 UM1AI068632 (IMPAACT LOC), UM1AI068616 (IMPAACT SDMC)와 UM1AI106716 (IMPAACT 액정), 아동 건강과 인간 발달 (NICHD)의 유 니스 케네디 슈 라이버 국립 연구소와 국립 연구소의 정신 건강 (NIMH)에서 공동 자금. 내용은 전적으로 저자의 책임 이며 반드시 NIH의 공식 의견을 대표 하지 않는다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| AllPrep RNA/DNA 미니 키트 | Qiagen | 80204 | DNA/RNA 추출 키트 |
| Eliminase | Fisher Scientific | 435532 | RNase, DNase, DNA 오염 제거 |
| Thermo Mixer | Fisher Scientific | 온도 제어 와류 | |
| 버퍼 RLT plus | Qiagen | 1053393 guanidinium thiocyanate lysis buffer/ Allprep 키트 | |
| 의 일부ß-Mercaptoethanol | Sigma Aldrich | 63689-25ML-F | ß-ME는 이황화 결합, |
| LME 비드, | MP Biomedicals | 116914050 | 비드 튜브 |
| QIAgen, Tissue | |||
| 를 감소시켜 RNase를 비가역적으로 변성시키는 환원제입니다.키트에 들어 있는 QIAgen RB 튜브 | 제조업체의 마이크로 원심분리기 튜브 | ||
| QIAcube 및 관련 플라스틱 용기 | Qiagen | 9001292 | 자동 DNA/RNA 정제 기기 |
| DNA exitus plus | Applichem | A7089 | 비효소 오염 제거 용액 |
| EB 완충액 | Qiagen | 19086 | 용출 완충액 |
| QIAgility 및 관련 플라스틱 용기 | Qiagen | 9001532 | 로봇 액체 처리기 |
| PCR 물 | MO BIO | 17000-5PRIME | |
| HotMasterMix | Quantabio | 2200400 | |
| 바코드 리버스 프라이머 | Eurofin | No Catalog # | 설계 및 주문 |
| 96 웰 PCR 플레이트 | USA scientific | 1402-9708 | |
| Tapestation 2200 및 관련 플라스틱 제품 | Tapestation | G2964AA | 자동 DNA/RNA 단편 분석기 |
| D1000 시약 | 시료 완충액 및 래더는 이 키트의 일부입니다 | ||
| OneStep PCR 억제제 제거 키트 | Zymo Research | 50444470 | PCR 억제제 제거는 제조업체의 지침에 따라 수행됩니다. |
| QIAquick PCR 정제 키트, | Qiagen | 28104 | DNA 클린업 키트: PCR 산물의 실리카막 기반 정제 |
| Qubit dsDNA HS 분석 키트 | Thermo Fisher | Q32854 | 디메틸설폭사이드 기반 희석 완충액 및 염료가 이 키트의 일부입니다. |
| Qubit 형광측정기 | Thermo Fisher | Q33216 | |
| NanoDrop | Thermo Fisher | 미세량 분광 광도계 | |
| MiSeq 300 V2 kit | Illumina | 15033624/15033626 | |
| MiSeq | Illumina | 카탈로그 없음 #의 | 차세대 시퀀서 |
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