Na het protocol beschreven in sectie 1, werden de stervende rode hybride tilapia weergeven van klinische tekenen van infectie van de TiLV (figuur 1A) euthanized door zwemmen in een hoge concentratie van kruidnagel olie, die als een verdoving fungeert. Gerapporteerde klinische symptomen zijn variabel, maar de voorkomende symptomen verschijnen lethargie, erosie van de huid en verkleuring, exophthalmia, vrijstaand schalen, open wonden/laesie en abnormaal gedrag15,16,33, 35,36, sommige van deze duidelijk kan worden gezien in figuur 1A. De buikwand werd verwijderd om het verzamelen van interne organen zoals de lever, milt of hoofd nier (figuur 1B). Slijm monsters werden ook verzameld in dit stadium door voorzichtig schrapen van de huid van de voorste naar posterior van de vis met een glazen cover of chirurgische blade37.

Figuur 1 . Tilapia dissectie en monster collectie. A. TiLV-geïnfecteerde rode hybride tilapia met leisons van de huid, roodheid rond de mond en operculum, erosie van de huid en hoornvlies dekking. B. Sectioned rode hybride tilapia te maken voor de inzameling van het weefsel van de lever (op het punt van blauwe pijl), milt of hoofd nier organen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Daarna volgde het protocol beschreven in sectie 2 voor Guanidium kaliumthiocyanaat-fenol-Chloroform extractie van totale RNA en RNA kwantificering zoals uiteengezet in sectie 3 werd uitgevoerd voor de beoordeling van de zuiverheid van het monster door berekening van de verhoudingen van de zuiverheid en onderzoek van spectrale profielen (Figuur 2). Figuur 2A geeft een representatief resultaat uit een succesvolle totaal RNA extractie procedure, terwijl figuur 2B aangeeft een slechte voorbereiding van RNA. Nucleic zuren hebben extinctie maxima op 260 terwijl eiwitten hen op 280 hebben nm. De verhouding tussen de metingen op 260 nm en 280 nm geven de zuiverheid van elk monster en ratio van 1,9 tot 2.1 geven zuivere RNA, zoals het geval is voor het monster in figuur 2A. Lagere A260/280 verhoudingsgetallen waargenomen in figuur 2B geven mogelijke eiwit of fenol verontreiniging overgebleven van de RNA extractie procedure. Absorptie bij 230 nm kan het resultaat van verontreiniging van de steekproef en de verhouding van A260/230 nm ook om deze reden wordt berekend. Deze ratio moeten in het bereik voor 2.0-2.2 voor zuivere RNA-preparaten zoals geïllustreerd met een waarde van 2.03 voor het monster in figuur 2A, terwijl figuur 2B een lage A260/230 verhouding van 1,07 heeft en de spectrale profiel een verschuiving in de trog op 230 toont nm naar 240 nm die indicatieve residuele guanidine of fenol in de steekproef is. Voor het monster weergegeven in figuur 2B, kan opnieuw het neerslaan van het RNA als u wilt verwijderen de besmetting verbeteren de zuiverheid van het monster.

Figuur 2 . Spectrofotometrische kwantificering van totale RNA weefsels van de zieke tilapia is onttrokken. A. zuiverheid ratio's en spectrale profielen uit een succesvolle voorbereiding van RNA. B. als A, met uitzondering van de vertegenwoordiger van een arme RNA extractie procedure. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
U wilt opsporen TiLV door RT-PCR, pure monsters zoals weergegeven in figuur 2A waren omgekeerde getranscribeerde (Protocol nr. 4) in cDNA en gebruikt als een sjabloon voor de PCR-test op gedetailleerde in sectie 5 en representatieve resultaten worden weergegeven in figuur 3A. Inleidingen weergegeven in vet in tabel 1 werden gebruikt om een 491 bp fragment van TiLV genomic segment 314te vergroten. De PCR-producten werden gescheiden door gelelektroforese en gekleurd met EtBr voor visualisatie. Figuur 3A toont de resultaten van een tweestaps RT-PCR met 4 cDNA monsters (S1-S4), afgeleid van de lever van zieke tilapia geïsoleerd in Thailand, en in elk monster, een schone enkele band van ongeveer 500 bp kan worden waargenomen en monsters 1-4 zijn dus TiLV positief. Hetzelfde PCR product is verkregen uit het monster van de positieve controle, bestaande uit cDNA van TiLV segment 3 gekloond in een plasmide32 , terwijl de sjabloon oncontroleerbaar (NTC) PCR producten niet opbrengst. De bepaling in figuur 3B werd uitgevoerd met behulp van de dezelfde inleidingen zoals in figuur 3A , maar in een verschillende laboratorium, met behulp van een one-step RT-PCR aanpak en met 5 RNA samples afgeleid van de hoofd nier weefsels van tilapia van oorsprong in de Egyptische aquacultuur 15. het werd bepaald met behulp van deze test van de detectie dat monsters 1, 3 en 5 TiLV positieve monsters 2 en 4 zijn TiLV negatief zijn aangezien geen PCR product werd aangetroffen bij het juiste formaat. De negatieve controles, waaronder twee minus reverse-transcriptase besturingselementen en twee NTC deed niet genereren van PCR producten. Een one-step RT-PCR-test was ook uitgevoerd gericht op tilapia ActinB gen. De grootte van de amplicon van 217 bp is gegenereerd in elk monster (S1-S5) als verwachte38. Deze test diende als een controle van de integriteit van de RNA-monsters evenals waardoor een semi-kwantitatief onderzoek van de positieve monsters van TiLV. Gezien het feit dat de gegenereerde Tilapia ActB product relatief gelijk is, kunnen dan verschillen in hoeveelheid TiLV specifieke PCR product gegenereerd worden geïnterpreteerd als een weerspiegeling van de hoeveelheid TiLV in een bepaald weefsel monster.

Figuur 3 . TiLV RT-PCR. A. cDNA monsters geproduceerd uit lever weefsels van de zieke tilapia, verzameld uit Thailand waren scherm voor TiLV infectie met behulp van specifieke primers voor segment 3 (weergegeven in vet weergegeven in tabel 1) van TiLV met behulp van een 2-step RT-PCR-test. M = markering weergegeven in basenparen; S1-S4 = steekproeven 1-4; C1 = positieve controle met behulp van pTiLV als de sjabloon van een PCR; en C2 = geen sjabloon controle (NTC). B. One-step RT-PCR met behulp van de dezelfde inleidingen in A en monsters van hoofd nier weefsels van de zieke tilapia verzameld van Egypte15. M = markering weergegeven in basenparen; S1-S5 = steekproeven 1-5. Besturingselementen C1-C2 zijn minus reverse-transcriptase besturingselementen en C3-C4 zijn NTC. onderste paneel een one-step RT-PCR gebruikt inleidingen gericht tegen de tilapia ActinB38 (zie tekst voor details) produceren een PCR-product van 217 basenparen. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
In tegenstelling tot het eindpunt PCRs vertegenwoordigd in Figuur 3, qPCR-tests die worden beschreven in het Protocol nr. 6, meten de hoeveelheid PCR product na elke PCR cyclus. De versterking van DNA van het doel wordt gedetecteerd met behulp van fluorescerende moleculen die interactie met DNA gegenereerd op basis van elke ronde van reactie. Hier, werd SYBR Green ik kleurstof gebruikt, die intercalates met double-stranded DNA. De fluorescerende signaal wordt gevolgd tijdens de reactie en de intensiteit heeft betrekking op de hoeveelheid product gevormd 39,40,41,42,43. TiLV qPCR tests werden uitgevoerd zoals beschreven in het Protocol nr. 6 in verschillende laboratoria met behulp van verschillende SYBR Green reagentia, qPCR machines en monsters uit verschillende landen. De resulterende amplificatie curven zijn weergegeven in figuur 4A en 4B. Het kan worden waargenomen dat voor elke assay, de cursus van het experiment vier fasen heeft: de lineaire grond fase, vroege exponentiële fase, laat-exponentiële groeifase en de fase van het plateau. De lineaire grond fase treedt op tijdens de vroege cycli waar DNA verdubbeling nog niet worden geïdentificeerd als gevolg van DNA hoeveelheden produceren onvoldoende signaal/achtergrond verhouding. Fluorescentie van de basislijn wordt berekend tijdens deze fase. Daarna begint de target-DNA verdubbelen in concentratie met elke cyclus inducerende het signaal om aantoonbaar boven achtergrond en exponentieel toenemen. De efficiëntie (E) van de versterking van een goed geoptimaliseerde qPCR assay is zeer hoog (in de buurt van 100%) in het begin van de reactie en blijft stabiel tijdens deze vroege exponentiële fase van de versterking en het is op dit punt dat kwantificering wordt uitgevoerd, wanneer reactie efficiëntie is nog steeds stabiel. In latere cycli begint het signaal naar het plateau, en de intensiteit van de fluorescentie is niet meer gecorreleerd aan het nummer van de eerste sjabloon kopiëren, omdat de reactie componenten uitgeput44. Verzadiging kan ook optreden als gevolg van concurrentie uit opnieuw onthardende reacties, de veranderende verhoudingen van de concentratie van de onderdelen, of het aantal eenheden van het enzym DNA substraat moleculen. Eventueel rekening dergelijke parameters voor de verschillen tussen de bochten van de versterking voor de testen die zijn weergegeven in figuur 4A en 4B. De opgenomen besturingselementen deed niet het genereren van deze karakteristieke amplificatie krommen.

Figuur 4 . Versterking percelen te tonen van de accumulatie van product gedurende de looptijd van de real-time PCR-test. A. versterking curven van de TiLV-positieve monsters afkomstig van Thailand, NTC, en positieve plasmide controle met behulp van een SYBR-groen ik 2-step qPCR assay. De grafiek werd gegenereerd door het uitzetten van relatieve fluorescentie (RFU) vs. cyclus nummer. B. versterking curven van TiLV positieve monsters afkomstig uit Egypte, zoals in figuur 3B en een NTC. De versterking curve is de fluorescentie van het signaal van de verslaggever genormaliseerd naar de fluorescentie van de passieve ROX kleurstof opgenomen in de bepaling (Rn) versus cyclus nummer. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
Aan het einde van de thermocycling van de qPCR op de verschillende machines in elk laboratorium, was de gegevens verworven en geanalyseerd. Figuur 5A en 5B Toon representatieve smeltende curven van de tests uitgevoerd in elk laboratorium. Elke qPCR machine werd geprogrammeerd om uit te voeren een smeltende kromme analyse aan het eind. Dit werd bereikt door het stapsgewijs verhogen van de temperatuur en het toezicht op de fluorescentie als een functie van de temperatuur. Wanneer de temperatuur hoog genoeg om te denatureren dsDNA is, is een grote daling van de fluorescentie opgenomen omdat het fluorophore molecuul wordt vrijgegeven. De software van elk instrument afzonderlijk qPCR berekend op basis de onthardende temperatuur (Tm) van de smeltende curve-gegevens door het uitzetten van het negatieve eerste afgeleide vs temperatuur (Figuur 5). Het kan worden gezien in figuur 5A en 5B dat de producten in de verschillende sample sets gevormd hebben uniforme smeltende overgang op de verwachte temperatuur van ongeveer 80 ° C voor de assay. Geen andere pieken bij lagere temperaturen werden waargenomen. Vanwege hun kleine omvang is de T-m voor inleidingsdimeer doorgaans lager dan dat van het doel van de opeenvolging van DNA. Dus maakt dit verschil tussen de Tm'shet gemakkelijk om potentiële inleidingsdimeer- of andere niet-specifieke versterking producten te identificeren. De besturingselementen heeft niet het genereren van smelt bochten zoals TiLV positieve monsters en normen en kunnen worden gezien als een bijna horizontale lijn aan de onderkant van de grafieken in figuur 5A en 5B.

Figuur 5 . Smelt kromme analyse om ervoor te zorgen assay specificiteit en verschillende PCR producten kunnen worden onderscheiden zich door hun smeltende functies. A. smelten kromme analyse van TiLV-positieve monsters afkomstig uit Thailand, negatieve controle en positieve plasmide controle. B. smelten van kromme analyse van TiLV positieve monsters afgeleid van Egypte, pTiLV normen en een NTC. De grafieken in A en B beide de verandering fluorescentie gedeeld door de verandering in de temperatuur vertonen uitgezet tegen de temperatuur tot een duidelijk beeld van de smeltende dynamiek. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.
De meeste qPCR machines voorzien van een software vergemakkelijken verdere evaluatie de qPCR uitvoeren en zal het kwantificeren van de monsters door het genereren van een standaard curve door het automatisch uitzetten van de drempel van de cyclus (Ct) tegen de logaritme van de pTiLV normen sjabloon Kopieer nummer zoals aangegeven in figuur 6A en 6B voor de twee onafhankelijke laboratoria. Kortom, de C-t is de eenheid die wordt gebruikt voor de evaluatie van de resultaten van de qPCR. De C-t -waarde geeft het aantal cycli dat nodig is om een ingestelde drempel fluorescentie signaalniveau te bereiken. Hoe groter het bedrag van het starten van de sjabloon, hoe minder cycli het neemt om een detecteerbare fluorescentie-niveau te bereiken. Monsters met een hoge belasting van de TiLV zal inderdaad lager Ct -waarden dan monsters met een lage belasting van TiLV zoals in vis met een subklinisch infectie. Om te bepalen Ct -waarden, fluorescentie achtergrondniveaus worden eerst in mindering onbewerkte gegevens. Vervolgens selecteert de software gekoppeld aan het qPCR-apparaat automatisch een fluorescentie-drempel door het zoeken van de curven van de gegevens voor elk monster en de integratie van een Ct vertegenwoordigen waar het monster de drempel overschreden. Dit gebeurt apart voor elk assay en elke drempel moet zorgvuldig worden beoordeeld, ervoor te zorgen dat de drempel is vastgesteld in de logaritmische deel van de curven van de versterking en op een plaats waar alle krommen parallel zijn. Dus, de specifieke Ct verworven is een relatieve waarde en is ten opzichte van de eerste sjabloon kopiëren nummer45, maar het is ook specifiek voor de qPCR machine en gebruikte reagentia, de efficiëntie van de PCR versterking en de gevoeligheid van detectie. Deze parameters dragen bij aan de verschillen waargenomen met behulp van de dezelfde bepaling in Figuur 6.
Van de standaard curven in Figuur 6, regressieanalyses, met inbegrip van de berekening van de standaard curve hellingen (m) en onderschept, versterking efficiëntie (100 x (10-1/m -1))46 en de lineariteit van de reactie werden uitgevoerd. Standaard curve analyses werden ook gebruikt om te bevestigen gevoeligheid (limiet van detectie), de herhaalbaarheid en de reproduceerbaarheid van de test. Theoretisch, de hoeveelheid DNA wordt verdubbeld met elke PCR cyclus, wat betekent dat de efficiëntie (E) gelijk aan 100 is %. Echter in de praktijk een dergelijke ideale efficiëntie is zelden kan bereiken als gevolg van sub-optimale PCR voorwaarden zoals remming van de polymerase van DNA, contaminanten, teveel cDNA en pipetteren fouten47. Typisch, versterking E variëren van 90-110% voor goed testen, in figuur 6A een rendement van 94,5% werd berekend aan de hand van 8 serieel verdunde pTiLV monsters, terwijl de efficiëntie van de bepaling in de analyse weergegeven in figuur 6B gebruik van 7 serieel verdunde pTiLV monsters was 101,2%. Een rendement van meer dan 100% is meestal te wijten aan de aanwezigheid van PCR-remmers in de bepaling. Lineaire regressie-analyse van de standaard plot voorziet ook in de berekening van het aantal TiLV exemplaren in elk monster41,42,45, zoals kan worden waargenomen voor de drie TiLV monsters weergegeven in rood in de figuur 6B die strookt met de resultaten voor monsters S1, S3 en S5 weergegeven in figuur 3B.

Figuur 6 . RT-qPCR standaard curven. PCR in real time van 10-fold seriële verdunningen van het pTiLV, de standaard in beide laboratoria wordt gebruikt. A. 8 serieel verdunde pTiLV monsters werden getest, alle bekende concentratie en gecorreleerd aan het aantal TiLV kopieën / reactie. De standaard curve werd gegenereerd door het uitzetten van log kopie nummer vs. cyclus drempel (Ct). De helling =-3.462, R2 = 0.9992 en de efficiëntie is 94.47%. B. zoals in A, behalve 7 serieel verdunde pTiLV monsters (groen) werden getest en de grafiek toont de drempel-cyclus op de y-as en het exemplaaraantal van TiLV (Quantity) op de x-as. Het y-snijpunt = 32.327, helling =-3.292, R2 = 0,98 en de efficiëntie is 101,2%. Voor beide normen krommen worden in A en B, de helling, het y-snijpunt en de waarden van de correlatiecoëfficiënt (R2) gebruikt om de prestaties van de test begrijpen. Bovenal moet R2 waarde dicht bij 1 omdat het een maatregel van de lineariteit van de standaard curve. De helling is gebruikt om te meten van de PCR-efficiëntie waarin 100% rendement komt met een helling van-3.32 overeen, zie hoofdtekst voor de vergelijking en de verdere details. De reactie van een goede qPCR heeft over het algemeen een rendement tussen 90-110% correleren aan een helling van tussen-3.58 en-3.10. De standaard curve wordt gebruikt voor absolute kwantificering van onbekende TiLV positieve monsters en bepaalt het exacte aantal TiLV kopieën / reactie, zoals het geval voor de drie TiLV positieve monsters rood in B.