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방법 논문

RNA 시퀀싱을 사용하는 원형 RNA 식별

12K 조회수

DOI:

10.3791/59981

2019년 11월 14일

이 논문에서

요약

원형 RNA (circRNAs)는 단백질 사이 전사 규칙 그리고 중재 상호 작용에 있는 역할을 할 수 있는 비 코딩 RNA입니다. circRNA 염기서열 분석 라이브러리의 구성을 위한 상이한 파라미터의 평가에 이어, RNase R 전처리와 함께 좌초된 총 RNA 라이브러리 제제를 활용한 프로토콜이 컴파일되고 여기에 제시된다.

초록

원형 RNA (circRNAs)는 마이크로 RNA (miRNA) 규정, 단백질 상호 작용의 중재 및 부모 유전자 전사의 조절을 포함하는 기능에 관여하는 비 코딩 RNA의 부류입니다. 고전적인 차세대 RNA 염기서열 분석(RNA-seq)에서 circRNAs는 전형적으로 mRNA 라이브러리의 시공 동안 폴리-A 선택의 결과로 간과되거나 매우 낮은 풍부함에서 발견되며, 따라서 분리 및 검출하기 가 어렵습니다. 여기서, circRNA 라이브러리 시공 프로토콜은 라이브러리 제제 키트, 전처리 옵션 및 다양한 총 RNA 입력 량을 비교하여 최적화되었다. RNase R 전처리 및 가변 적인 양의 총 RNA 입력(1~ 4 μg)을 사용 하 여 2 개의 시판 된 전체 전사체 라이브러리 준비 키트를 테스트 했습니다. 마지막으로, 여러 조직 유형; 간을 포함 하 여, 폐, 림프절, 그리고 췌 장; 뿐만 아니라 여러 뇌 영역; 소뇌, 열등한 정수리 엽, 중간 측두엽, 후두 피질 및 우수한 전두엽 자이러스를 포함; 조직 모형에 걸쳐 circRNA 풍부를 평가하기 위하여 비교되었습니다. 6개의 서로 다른 circRNA 검출 도구(find_circ, CIRI, Mapsplice, KNIFE, DCC 및 CIRCexplorer)를 사용하여 생성된 RNA-seq 데이터를 분석한 결과 RNase R 전처리 및 4 μg RNA 입력을 사용한 총 RNA 라이브러리 준비 키트가 최적임을 밝혀냈습니다. circRNAs의 가장 높은 상대 수를 식별하는 방법. 이전 사실 인정과 일치, circRNAs의 가장 높은 농축 다른 조직 유형에 비해 뇌 조직에서 관찰 되었다.

서론

원형 RNA(CircRNAs)는 진핵 전사체1,2,3에서그들의 만연한 발현을 감안할 때 주목을 받고 있는 내인성, 비코딩 RNA이다. 그(것)들은 exons가 서로 에 다시 접합할 때 형성되고, 그러므로 처음에 접합유물4,5로여겨졌습니다 . 그러나, 최근 연구에 따르면 circRNAs는 세포 유형, 조직 및 발달 단계 특이적 발현3,6을 나타내고 진화적으로 보존되는2,3. 더욱이, 이들은 단백질-단백질 상호작용7,마이크로RNA(miRNA) 결합3,8,9,10....

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프로토콜

이 연구는 인간의 복지에 대한 모든 제도적, 국가적, 국제적 지침을 준수하여 수행되었습니다. 뇌 조직은 애리조나 주 선시티에 있는 배너 선 건강 연구소 뇌 및 신체 기증 프로그램에서 얻어졌습니다. 두뇌와 바디 기증 프로그램의 운영은 서부 기관 검토 위원회 (WIRB 프로토콜 #20120821)에 의해 승인됩니다. 모든 주체 또는 법정 대리인은 통보된 동의서에 서명했습니다. 상업적(비뇌) 생물표본은 프로테오제넥스로부터 구입하였다.

1. RNase R 치료

참고: 다음 단계에서, 반응 부피는 총 부피 50 μL로 조정된다. 이것은 RNA 정리 및 농축기 키트에 사용되는 최소 샘플 부피입니다(재료 참조). 부가적으로, 여기서 설명된 최적화된 프로토콜은 총 RNA의 4 μg의 입력량에 대한 것이다. RNase R 치료를 위한 더 긴 배양 시간은 입력량 >4 μg에 권장됩니다.

  1. 총 RNA를 39 μL RNase 불물에서 4 μg로 미세 원심 분리 튜브에 희석하고 파이펫팅을 통해 잘 섞습니다.
  2. 별도의 튜브에서 RNase R을 1X RNase R 반응 버퍼로 2 U/μL의 작동 농도로 희석합니다. 즉시 사용하....

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결과

시판되는 범용 제어 RNA(UC)를 사용하여 생성된 데이터와 두 개의 라이브러리 준비 키트를 사용하여 생성된 데이터는 둘 다 프로토콜에서 리보 고갈 단계를 포함하고, 먼저 평가되었다. 분석 워크플로우(데이터 분석 워크플로우, 섹션 4)를 사용하여 전체적으로 Kapa 데이터 집합에 비해 TruSeq 데이터 집합에서 더 많은 수의 circRNAs가 검출되었습니다(그림1). 리보소말 RNA(rRNA) 백분율은 낮은 입력 량(1, 2 ug)에 대한 두 키트의 데이터 세트에서 5% 미만이었지만, Kapa 데이터 세트는 4, 5 및 10 ug 입력에 대한 더 높은 rRNA 함량을가졌다(표 2). 따라서, 검출된 circRNAs 및 rRNA 고갈 효율의 수에 기초하여, 추가의 실험은 TruSeq 키트를 사용하여 수행되었다.

다음으로, RNase R 전처리의 유의성RR 전처리 및 비처리 라이브러리로부터 생성된 .......

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토론

본 연구에서, 시판되는 2개의 라이브러리 준비 키트, 전처리 옵션 및 입력 RNA 양은 circRNA 염기서열 분석 라이브러리의 시공을 위한 circRNA 농축 프로토콜을 최적화하기 위해 시험되었다. 이 연구의 평가에 기초하여, circRNA 염기서열 분석 라이브러리를 만드는 중요한 단계및 중요한 단계의 숫자는 명백하다. 우리의 평가는 검출된 circRNAs의 증가수에 의해 반영되는 RNase R 전처리의 유용성을 확인합니다. 전반적으로, RNase R 전처리 및 4 μg의 입력 RNA와 함께 일루미나 TruSeq 라이브러리 키트를 사용할 때 circRNAs의 더 높은 다양성이 관찰되었다. 이러한 결과는 RNase R 농축 단계가 circRNAs2의검출에 유익하다는 이전 연구 결과와 일치합니다.

circRNA 라이브러리 구조의 추가 주요 양상으로는 RNA가 추출한 조직의 유형뿐만 아니라 시퀀싱에 사용할 수 있는 총 RNA의 양이 포함됩니.......

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 글

우리는 인간의 뇌 조직의 제공에 대한 선 시의 배너 태양 건강 연구소 뇌와 신체 기증 프로그램 (BBDP)에 감사드립니다. BBDP는 국립 신경 장애 및 뇌졸중 연구소 (U24 NS072026 파킨슨 병 및 관련 장애에 대한 국가 뇌 및 조직 자원), 노화에 대한 국립 연구소 (P30AG19610 애리조나 알츠하이머 병 핵심 센터), 건강 서비스의 애리조나 부서 (계약 211002, 애리조나 알츠하이머 연구 센터), 애리조나 생물 의학 연구위원회 (계약 4001, 0011, 05-901 및 1001 애리조나 파킨슨 병 컨소시엄) 및 마이클 J. 파 킨 슨 병의 연구에 대 한 폭스 재단27. 이 연구는 또한 DHS와 애리조나 주 (ADHS 교부금 # ADHS14-052688)에 의해 지원되었다. 우리는 또한 안드레아 슈미트 (배너 연구)와 신시아 레슈가 (TGen) 행정 지원을 주셔서 감사합니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
1,000 &마이크로; L 파이펫 팁RaininGP-L1000F
20 µ L 파이펫 팁RaininSR L 10F
200 µ L 피펫 팁RaininSR L 200F
2200 TapeStation 액세서리(호일 커버)Agilent Technologies5067-5154
2200 TapeStation 액세서리(팁)Agilent Technologies5067-5153
마이크로플레이트용 접착 필름VWR60941-064
AMPure XP 비드 450 mLBeckman CoulterA63882PCR 정제
Eppendorf twin.tec 96-Well PCR 플레이트VWR951020401
고감도 D1000 시약Agilent Technologies5067-5585
고감도 D1000 ScreenTapeAgilent Technologies5067-5584
HiSeq 2500 염기서열분석 시스템IlluminaSY-401-2501
HiSeq 3000/4000 PE 클러스터 키트IlluminaPE-410-1001
HiSeq 3000/4000 SBS Kit (150 cycles)IlluminaFC-410-1002
HiSeq 4000 Sequencing SystemIlluminaSY-401-4001
HiSeq PE Rapid Cluster Kit v2IlluminaPE-402-4002
HiSeq Rapid SBS Kit v2 (50 cycle)IlluminaFC-402-4022
Kapa Total RNA KitRocheKK8400
분자생물학 등급 에탄올Fisher ScientificBP28184
Qubit Assay Tubes공급 센터 by Thermo FischerQ32856
Qubit dsDNA High Sense Assay KitSupply Center by Thermo FischerQ32854
RNA cleanup and concentrator - 5ZymoRCC-100정제 컬럼, 수집 튜브 포함
RNAClean XP 비드Beckman Coulter GenomicsRNA Cleanup beads
Rnase RLucigenRNR07250
SuperScript II Reverse Transcriptase 10,000 unitsThermoFisher (LifeTech)18064014
TapeStation 2200Agilent Technologies핵산 분석기
TElowEVWR10128-588
섹션 3 Two-Compartment Divided Tray에 사용된 TruSeq Stranded Total RNA Library Prep KitIllumina20020596Kit
VWR3054-1004
UltraPure WaterSupply Center by Thermo Fischer10977-015
Universal control RNAAgilent740000

참고문헌

  1. Salzman, J., Gawad, C., Wang, P. L., Lacayo, N., Brown, P. O. Circular RNAs are the predominant transcript isoform from hundreds of human genes in diverse cell types. PloS One. 7 (2), e30733(2012).
  2. Jeck, W. R., et al. Circular RNAs are abundant....

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