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방법 논문

교정 및 DNA 복구 분석 결과 단일 뉴클레오티드 확장 및 TOF MALDI 질량 분석 분석을 사용 하 여

8.3K 조회수

DOI:

10.3791/57862

2018년 6월 19일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

교정 하는 DNA 중 합 효소와 DNA 수리 분석 결과 대 한 비 표시, 라디오 동위-방법 고해상도 TOF MALDI 질량 분석 및 단일 뉴클레오티드 확장 전략을 사용 하 여 개발 되었다. 분석 결과 매우 특정, 간단 하, 빠른, 고 교정에 대 한 수행 하 여 복구 패치 9-뉴클레오티드 보다 짧은 입증 했다.

초록

게놈의 충실 한 복제의 유지 보존 유전 정보에 대 한 최고 이다. 높은 충실도 복제, 평가 비 라는 간단한 개발 했습니다 하 고 매트릭스 보조 레이저 탈 착 이온화 시간의 비행 (TOF MALDI)와 함께 사용 하 여 라디오 동위-방법 질량 분석 (MS) 교정 연구에 대 한 분석. 여기, DNA 중 합 효소 [예를 들면, 대장균 DNA 중 합 효소의 Klenow 파편 (KF) 나 (폴 나)이 연구에서] 모든 4 개의 dideoxyribonucleotide 된 존재 일치 뇌관-템플릿 이중 처리 하는 데 사용 됩니다. 일치 하지 않는 입문서 다음 교정/확장 하 고 MALDI TOF MS를 받게. 제품은 단일 염기 변이 내려 뇌관의 질량 변화에 의해 구별 된다. 중요 한 것은, 한 교정 또한 확인할 수 있습니다 내부 단일 불일치에 대 한 다른 효율성에도 불구 하 고. 3' 끝에서 2-4-뉴클레오티드 (nt)에 있는 불일치 효율적으로 했다, 폴에 의해 교정 그리고 5에서 불일치 뇌관 종점에서 nt만 부분 수정. 아니 교정 뇌관 3' 끝에서 6-9 nt에 있는 내부 불일치에 대 한 발생 했습니다. 이 메서드는 또한 DNA 수리 분석 실험 (예를 들어, 엔 V 복구 경로 대 한 기판의 기본 병 변 수리 평가)에 적용할 수 있습니다. 뇌관 어 deoxyinosine (디) 병 변 3'를 포함 하는 폴에 의해 해결 될 수 나. 실제로, penultimate T-I, G-나, 그리고 A-나 기판 했다 그들의 마지막 2 디 포함 된 뉴클레오티드 excised 폴에 의해 나는 올바른 ddN 5'-monophosphate (ddNMP)를 추가 하기 전에 어 C 동안-나 불일치는 폴에 의해 용납 했다 나 뇌관 없이 확장 될 수 있도록 수리, 감도 및 해상도 MS의 DNA 복구를 측정 하는 분석 결과 보여주는.

서론

DNA 복제 시 DNA polymerases의 교정 기능 자손1,2,3,4,로 전송 하는 유전 정보의 높은 충실도 보장 하기 위해 필수적입니다. 5,,67. 중 합 효소 exonucleases 교정의 기여를 평가 하기 위해 수 있는 유전적 안정성을 보호 하는 메커니즘을 명확히 것.

방사성 표지와 젤 기반 분석 autoradiograms 또는 형광 이미징8,,910 의 densitometric 분석을 함께 전통적으로 DNA의 교정 활동을 탐지 하는 데 사용 되었습니다. polymerases입니다. 기능을 하는 동안 이러한 분석 실험, 비싼, 힘들고 높은 처리량 포맷 ....

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프로토콜

1. 뇌관/서식 파일 준비

  1. 프라이 머/시퀀싱 또는 PCR 뇌관 디자인 60%와 40% 사이 균형된 G + C 함량 된 서식 파일을 디자인 합니다. 18-21의 뇌관을 사용 하 여 적절 한 열 처리 및 더 나은 MS 신호에 대 한 nt.
  2. 용융 온도 이상 7 이중 지역에 대 한 최소 50 ° C를 설정 하 여 서식 파일을 디자인 뇌관와 템플릿 간의 신호 분리 5'-오버행의 nt.
    참고: 예를 들어 기판 P21/T28 표 1에 대 한 21-nt 뇌관은 짝을 28-nt 서식 파일. 옵션: nuclease 저항 phosphorothioate 채권 대체 서식 파일의 3' 끝에 마지막 4 phosphodiester 채권 등 다른 핵 산의 사용 서식 파일 ( 의 일반적인 3' 끝 저하에 의해 가능한 방해를 방지할 수 있습니다. 예를 들어, 표 1에서 T28S4), 비록 서식 파일 준비에 대 한 약간의 비용이 추가 됩니다.
  3. 더 이상 정화 없이 표준 desalted oligonucleotides를 사용 하 여이 연구에 대 한 만족 이다. 주식으로 pmol 100 µ H2O/L의 농도에서 oligonucleotide 뇌관/서식 파일을 사용 하 고-20 ° c....

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결과

서식 파일 및 뇌관:

제시 하는 절차를 사용 하 여 여기, 어 금 니 합성 oligonucleotide 서식 파일이 고 상업적인 소스에서 얻은 관련 시퀀스의 뇌관 그들의 순수성 및 (그림 3A; 참고 지정된 질량을 일치 하는 신호 품질에 대 한 확인 그리고 낮은 배경) 뿐만 아니라 피크 강도와 실정이 질량 (그림 2A) 사이의 관계에 대 한로. 피크 높이 및 측정 했다 MS 데이터 정규화에 대 한 (그림 2B)를 계산 합니다.

반응 조건 및 질량 스펙트럼.......

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토론

이 연구는 선택한 상업 계기에 의해 분석 단계별 교정 활동 분석 결과 설명 ( 테이블의 자료를 참조) MALDI TOF MS를 사용 하 여. 주요 장점 포함 뇌관 및 템플릿 레이블 무료로 쉽게 수행 하는 실험 설계에서 더 큰 유연성을 허용 합니다. 스트림-석 회 완전 한 테스트를 교정 하는 30의 처리 등 수동으로 교정 반응을 수행 하기 위한 3 h 4 h 고 MALDI TOF MS 분석 위에서 언급 한 프로토콜을 사용 하 여 그들의 정리를 완료 하려면 1 시간 걸립니다. 이 방법의 주요 단점 분석 결과에 필요한 기판의 금액입니다. 강한 신호 및 일관 된 결과 얻으려면, 우리 20 µ L 반응; 50 pmol DNA 기판의 사용 따라서, DNA의 크기는 방사선 DNA 실험8,,910보다 훨씬 높다. 볼륨 및 샘플 크기를 줄이고 MS .......

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공개 사항

저자는 공개 없다.

감사의 글

우리 감사 NCFPB 통합 핵심 시설 기능 유전체학 (타이페이, 대만)와 그들의 기술 지원에 대 한 NRPB Pharmacogenomics 연구소 (타이페이, 대만). 이 작품에서 대만 건강 재단 (L-I.L.) 사역의 과학 및 기술, 타이 페이, 대만, ROC [가장 105-2320-B-002-047] 웨이 야 오 주석, 연구 보조금에 의해 지원 되었다 [가장 105-2628-B-002-051-MY3] 강이 수, 및 [ MOST-105-2320-B-002-051-MY3] 회담에 린에 대 한.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
올리고뉴클레오티드Mission Biotech (대만)
포스포로티오에이트 변형 올리고뉴클레오티드Integrated DNA Technologies (대만)
DNA 중합효소 I, 대형 (Klenow) 단편New England Biolabs, MAM0210L
Klenow 단편 (3'→ 5' 엑소-)New England Biolabs, MAM0212L
NEBuffer 2.1 (10X)New England Biolabs, MAB7202S
2', 3' ddATPTrilink Biotechnologies, CAN4001
2', 3' ddGTPTrilink Biotechnologies, CAN4002
2', 3' ddTTPTrilink Biotechnologies, CAN4004
2', 3' ddCTPTrilink Biotechnologies, CAN4005
dATP, dGTP, dCTP, dTTP 세트Clubio, 대만CB-R0315
SpectroCHIP 어레이Agena Bioscience, CA#01509
MassARRAYAgena Bioscience, CA
Typer 4.0 소프트웨어Agena Bioscience, CA#10145
클린 레진 툴 키트아제나 바이오사이언스, CA#08040

참고문헌

  1. Loeb, L. A., Kunkel, T. A. Fidelity of DNA synthesis. Annual Review of Biochemistry. 51, 429-457 (1982).
  2. Kornberg, A., Baker, T. DNA replication. , W.H. Freeman. Oxford, UK. (1992).
  3. Carroll, S. S., Benkovic, S. J. Mechanistic aspects of DNA polymerases: Escherichia coli DNA....

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재인쇄 및 허가

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