2014년 11월 1일
이 비디오는 in ovo electroporation으로 transfection 후 절개된 병아리 배아 척수 샘플에 대해 전체 전사체 분석을 수행하기 위한 기본 단계를 보여줍니다.
이 절차의 전반적인 목표는 전기천공된 병아리 배아 척수에서 모든 유전자 및 샘플의 발현 수준을 평가하는 것입니다. 이것은 먼저 난자(ovo)에서 초기 배아 신경관의 오른쪽을 뚫고 배아를 원하는 단계로 다시 배양함으로써 이루어집니다. 절차의 두 번째 단계는 RNA가 없는 환경에서 성공적으로 transfection된 신경관 반쪽을 절개하고 가능한 한 빨리 용해를 진행
하는 것입니다.세 번째 단계는 RNA를 분리하고 샘플을 라이브러리 준비 및 고처리량 염기서열분석에 적용하는 것입니다. 마지막 단계는 데이터 세트를 처리하여 시퀀싱 아티팩트를 제거하는 것입니다. 품종을 게놈에 매핑하고 각 유전자에 발현 수준을 할당합니다.
궁극적으로, 결과는 대조군 및 실험 조건에서의 발현 수준 비교를 통해 다르게 발현된 유전자를 보여줄 수 있습니다. 이 방법의 시각적 시연은 신경관 절제술로 매우 중요합니다. 단계는 배아 조작에 익숙해야 하기 때문에 배우기 어렵습니다.
이 시연을 위해 배아는 신경관에서 GFP 발현 구조체로 형질전환되었습니다. 배아당 1-2마이크로그램의 총 RNA를 수집하기 위해 최대 10개의 배아를 연구하는 데 2시간을 할애할 준비를 합니다. RNA가 없는 상태에서 미세한 해부 가위와 SVE 수집 스푼을 사용하여 배아를 채취하고 각 배아를 차갑게 옮깁니다.
DEPC 처리. PBS는 모든 신경관 분리 단계에 대해 솔루션을 사용했으며, 사지 싹 사이에 있는 배아의 전체 옆구리를 제거하기 위해 미세한 핀셋을 사용하여 진행했습니다. 이 부분을 조직 등쪽이 위로 향하게 하여 신선한 차가운 용액으로 옮깁니다.
두 개의 가는 유리 바늘을 사용하여 신경관과 두정 중배엽 사이의 배아의 각 등쪽 측면에 있는 세 개의 점을 천공합니다. 이제 두 개의 유리 바늘을 중앙 천공에 삽입하고 AP 축을 따라 멀리 이동합니다. 필요에 따라 각 천공을 통해 이 작업을 수행하여 궁극적으로 주배엽을 분리하고 이 조직을 제거 및 폐기합니다.
다음으로, 배아를 옆으로 돌리고 신경관과 결절 사이에 두 개의 핀셋 끝을 삽입합니다. AP 축을 따라 밀어 분리하여 구조를 분할합니다. 신경관에서 더 큰 조직 조각을 핀셋으로 부드럽게 고정하면서 여분의 중배엽을 족집게로 제거하여 마무리합니다.
그런 다음 신경관을 신선한 차가운 용액으로 부드럽게 옮깁니다. 수동 펌프가 있는 유리 피펫을 사용하여 필요한 모든 신경관을 수집하고 진행하기 전에 얼음 위에 보관하십시오. 이제 각 신경관을 두 개의 반으로 나눕니다.
날카로운 끝 핀셋을 루멘에 삽입하고 지붕 플레이트를 뜯습니다. 그런 다음 핀셋을 사용하여 바닥판을 자르고 조직을 반으로 나눕니다. 형광 해부 현미경을 사용하여 전기화된 것과 그렇지 않은 반쪽을 분류합니다.
분류된 신경관 반쪽을 새 용액이 있는 1.5ml 튜브로 옮깁니다. 이 튜브를 튕겨 모든 조직을 바닥으로 내려갑니다. 그런 다음 100GS에서 몇 초 동안 튜브를 회전시킵니다.
그런 다음 밝은 조명 아래에서 매우 조심스럽게 스내트를 흡인합니다. 조직이 당겨지면 천천히 배출하고 회전을 반복합니다. 신경관 반쪽에서 용액이 제거되면 신경관당 70마이크로리터, 용해 완충액의 절반을 튜브에 추가합니다.
튜브를 튕겨 실온에서 5분마다 15분 동안 배양한 다음 튜브를 격렬하게 소용돌이치고 RNA를 정제하기 위해 RNA를 수집하는 작업을 진행합니다.염기서열분석을 위해 샘플당 최소 8개의 신경관 반쪽을 갖습니다. 섭씨 영하 80도에서 보관된 다른 라이스 신경관 컬렉션은 컬렉션에 통합될 수 있습니다. 먼저 얼음에서 15분에서 30분 동안 해동한 다음 실온에서 해동을 완료합니다.
해동되면 모든 샘플을 격렬하게 소용돌이치고 5분 동안 그대로 두십시오. 다음 와동 표본은 다시 15, 1 분 동안 000 GS에 그(것)들을 분리기로 만드십시오. 불용성 물질을 제거하려면 상층액을 새 튜브로 옮기고 추출을 진행하십시오.
RNA 분리 키트를 사용하여 가능한 최대 농도에서 RNA를 회피하여 프로세스를 완료합니다. 이 프로토콜은 필요한 공간 할당량을 보장하기 위해 Galaxy 웹 사이트 계정이 필요합니다. 먼저, 품질 점수가 Shred plus 33에 이미 인코딩되어 있지 않은 경우 FTP는 FASTQ 파일을 사이트에 업로드합니다.
먼저 NGS QC 및 조작 메뉴에서 FASTQ 그루머 도구를 사용하여 업로드된 데이터 세트를 준비합니다. 그렇지 않으면 속성에서 파일 형식을 FASTQ 발신자로 변경합니다. 그런 다음 NGS QC 및 조작 메뉴에서 FAST QC 도구를 사용하여 데이터 세트의 일반적인 품질을 분석합니다.
동일한 메뉴에서 FASTQ 품질 트리머를 선택하여 품질이 낮은 세 개의 프라임 끝을 버립니다. 품질 점수가 20 이상인 경우 처리해야 합니다. 이제 같은 메뉴에서 클립 도구로 이동합니다.
이 도구를 설정하여 염기쌍이 45개 미만인 읽기를 삭제합니다. 어댑터 시퀀스를 입력합니다. 베이스를 알 수 없는 읽기를 버리는 옵션을 비활성화하고 잘린 시퀀스와 클리핑되지 않은 시퀀스를 포함할 출력을 선택합니다.
트리밍 시퀀스 도구를 계속 진행합니다. 이를 사용하여 읽기의 첫 번째 염기를 잘라 FAST qc에 의해 감지된 5개의 소수 시퀀스 바이어스를 제거할 수 있습니다. 다음 단계는 Illumina I 게놈 사이트에서 최신 닭 게놈 어셈블리를 다운로드하고 압축을 푸는 것입니다.
그런 다음 전체 게놈 더 빠른 형식 파일과 유전자의 주석 GTF 형식 파일을 Galaxy History에 업로드하십시오. 이제 N-G-S-R-N-A 분석 메뉴에 액세스하고 top hat two 도구를 선택하여 각 샘플에 대한 판독을 게놈에 매핑합니다. Galaxy History에서 업로드된 fasta 파일을 참조 게놈으로 선택합니다.
다음으로, 동일한 메뉴에서 커프 링크 도구를 선택하여 예측된 전사체를 구축합니다. 각 샘플에 대해 참조 주석 가이드로 사용할 GTF 파일을 선택합니다. 시퀀스 데이터에 대해 Perform bias correction using the FASTA file(FASTA 파일을 사용하여 바이어스 보정 수행)을 선택하고 use multi read correction(다중 읽기 보정 사용) 옵션을 활성화합니다.
그런 다음 커프 병합 도구를 사용하여 모든 조립 전사체를 병합합니다. 이 도구를 사용하여 참조 주석에 대한 GTF 파일과 시퀀스 데이터에 대한 FASTA 파일을 선택합니다. 이제 RNA 분석 메뉴 아래에 있는 커프 TIFF 도구를 사용하여 각 샘플에 대해 top hat two에서 생성된 BAM 파일을 비교합니다.
transcripts 필드에서 cuff merge에 의해 생성된 merge transcriptome을 선택하고 옵션을 활성화합니다. 다중 읽기 보정을 사용하고 시퀀스 데이터에 대한 FASTA 파일을 사용하여 바이어스 보정을 수행합니다. 다음 단계는 차등 테이블을 정렬하는 것입니다.Q 값 열을 사용하여 필터 및 정렬 메뉴에서 정렬 도구를 선택합니다.
실험 조건 간에 유의한 차이가 있는 염기서열은 13열에서 가장 낮은 Q 값을 갖습니다. 이제 커버리지 그래프를 살펴보십시오. 먼저 옵션 아래의 침대 도구 메뉴 아래에 있는 변환 도구를 사용하여 BAM 파일을 침대 그래프 파일로 변환하고, 적용 범위가 없는 지역에 대한 보고를 비활성화하고, 접합된 항목을 고유한 간격으로 처리하도록 선택합니다.
또한 실험의 모든 범위를 정규화하는 요인으로 범위를 확장합니다. 그런 다음 형식 변환 메뉴의 도구를 사용하여 결과 베드 그래프 파일을 큰 가발 형식으로 변환하고 큰 가발 파일을 사용자 정의 트랙으로 UCSE 서버에 업로드합니다. USCS 게놈 브라우저 페이지에서 빈 PS 벡터를 발현하는 신경관을 RNA에 대해 수확한 설명된 방법을 사용하여 데이터 세트의 시각적 범위를 위해 GAL 4 어셈블리 및 유전자 검색을 사용합니다.
이것은 중복으로 수행되었으며 결과 RNA는 예상대로 최적의 RIN 값이 10인 매우 높은 품질이었습니다. 중복된 빈 벡터 대조군의 전사체에 대한 전체 비교에서는 명확한 차이가 없었으며 Pearson 상관 계수는 포인트 99였습니다. 또한, scratch two zinc finger 도메인을 발현하는 실험 샘플에서 scratch two 유전자 염기서열에 매핑된 판독 횟수가 분명하게 증가했습니다.
따라서 이 방법은 예측된 농축을 탐지할 수 있을 만큼 민감했습니다. 이 비디오를 시청한 후에는 배아 신경관을 분리할 수 있을 것이며 프로토콜의 섹션 4에 있는 실리콘 분석 단계에 따라 IC 데이터 세트를 처리하고 비교하여 다르게 발현된 유전자를 찾는 방법을 잘 이해할 수 있을 것입니다.
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이 동영상은 체외 전기 관입 후 해부된 병아리 배아 척수 샘플의 전체 전사체 분석 절차를 보여줍니다. 이 방법은 전기 관입된 척수의 유전자 발현 수준을 평가하는 것을 목표로 합니다.
This method enables target validation in early neuroscience discovery by linking genetic manipulation to transcriptome-wide functional readouts. It supports mechanistic de-risking of neural factor hypotheses through quantitative differential expression analysis. The approach provides predictive confidence for prioritizing targets in spinal cord development pathways before committing to lead identification efforts.
The method fits within the discovery continuum from target hypothesis testing through lead identification by providing transcriptome-scale functional readouts that inform target selection and prioritization.