Ten protokół opisuje metodę mapowania końcowych miejsc przetwarzania pre-mRNA 3'.
Method Article
Ten protokół opisuje metodę mapowania końcowych miejsc przetwarzania pre-mRNA 3'.
Badania przeprowadzone w ostatniej dekadzie ujawniły złożoną i dynamiczną różnorodność reakcji rozszczepienia i poliadenylacji pre-mRNA. mRNA z długimi regionami nieulegającymi translacji 3' (UTR) są generowane w zróżnicowanych komórkach, podczas gdy komórki proliferujące preferencyjnie wyrażają transkrypty z krótkimi 3'UTR. Opisujemy protokół A-seq, obecnie w swojej drugiej wersji, który został opracowany w celu mapowania miejsc poliadenylacji w całym genomie i badania regulacji przetwarzania końcowego pre-mRNA 3'. Również ten obecny protokół wykorzystuje ogony poliadenylowe (poli(A)), które są dodawane podczas biogenezy większości mRNA ssaków w celu wzbogacenia na w pełni przetworzone mRNA. Adaptor DNA z deoksyuracylem w czwartej pozycji umożliwia precyzyjne przetwarzanie fragmentów końcowych mRNA 3' do sekwencjonowania. Nie wliczając hodowli komórkowej i ligacji przez noc, protokół wymaga około 8 godzin czasu praktycznego. Wraz z nim dostarczany jest łatwy w użyciu pakiet oprogramowania do analizy uzyskanych danych sekwencjonowania. A-seq2 i związane z nim oprogramowanie analityczne zapewniają wydajne i niezawodne rozwiązanie do mapowania końców pre-mRNA 3' w szerokim zakresie warunków, od 106 lub mniej komórek.
Wychwytywanie i sekwencjonowanie końcówek mRNA 3' pozwala na badanie przetwarzania mRNA i kwantyfikację ekspresji genów. Ze względu na swoje ogony poli(A), eukariotyczne mRNA mogą być skutecznie oczyszczane z całkowitych lizatów komórkowych za pomocą unieruchomionych cząsteczkami oligo-deoksytymidyny (oligo(dT)) unieruchomionymi kulkami, które mogą również inicjować syntezę cDNA. Takie podejście ma jednak dwie wady. Po pierwsze, odcinki A, które są wewnętrzne dla transkryptów, mogą również inicjować syntezę cDNA, co skutkuje fałszywymi miejscami poli(A). Po drugie, jednorodne odcinki poli(A) stanowią szczególne wyzwanie dla sekwencjonowania, oprócz tego, że nie dostarczają informacji do identyfikacji transkryptów. Zaproponowano różne podejścia w celu obejścia tych ograniczeń, takie jak odwrotna transkrypcja przez ogony poli(A), a następnie trawienie RNazy H (3P-seq 1), użycie niestandardowego startera sekwencjonowania kończącego się na 20 Ts (2P-seq 2), wstępna selekcja fragmentów RNA z ogonami poli(A) ponad 50 nukleotydów ze starterem CU5T45, a następnie trawienie RNazy H (3'READS 3) oraz użycie podkładu oligo-dT, który zawiera adapter 3' w spince do włosów (A-seq 4).
Niedawno opracowana metoda A-seq2 5 ma na celu ominięcie sekwencjonowania przez poli(A) i jednocześnie zminimalizowanie proporcji dimerów, które są generowane przez samoligaturację adapterów, szczególnie występujących, gdy stężenie molowe adapterów przeważa nad stężeniem insertu. Problem ten można wyeliminować, gdy oba adaptery są ligowane do tego samego typu końcówek polinukleotydowych, jak w A-seq2, gdzie adaptery 3' są ligowane do końca 5' fragmentów RNA, a adaptery 5' do końców 5' cDNA po odwrotnej transkrypcji. Metoda jest wygodniejsza niż nasza wcześniej proponowana sekwencja A-seq - w której sekwencjonowanie odbywało się w kierunku od 5' do 3', co wymagało precyzyjnie kontrolowanej fragmentacji RNA - przy zachowaniu wysokiej dokładności identyfikacji miejsca poli(A). Około 80% zsekwencjonowanych odczytów w typowych próbkach odwzorowuje jednoznacznie genom i prowadzi do identyfikacji ponad 20 000 klastrów poli(A), z których ponad 70% pokrywa się z adnotowanymi 3'UTR.
W skrócie, protokół A-seq2 zaczyna się od fragmentacji mRNA i ligacji adapterów 3' odwróconego dopełniacza do końców 5' fragmentów RNA. RNA zawierające poli(A) są następnie odwrotnie transkrybowane za pomocą startera oligo(dT) o długości 25 nukleotydów (nt), który zawiera nukleotyd kotwiczący na końcu 3', dU na pozycji 4 i biotynę na końcu 5', umożliwiając wiązanie cDNA z magnetycznymi kulkami streptawidyny. Większość startera, w tym biotyna, jest usuwana z cDNA przez rozszczepienie w dU przez mieszaninę enzymów USER, zawierającą glikozylazę DNA uracylu (UDG) i glikozylazę DNA Endonukleazę VIII. Ta reakcja pozostawia nienaruszone końce do podwiązania adaptera 5', a trzy T pozostałe po rozszczepieniu pozostają, aby zaznaczyć położenie ogona poli(A). Ponieważ zarówno adaptery 5', jak i 3' są przymocowane przez ligację do końcówek 5' odbiorcy, nie są generowane żadne dimery adaptera. Cztery losowe mery nukleotydowe wprowadzone na początku odczytów umożliwiają rozdzielczość klastra na najnowocześniejszych instrumentach sekwencjonowania, a także mogą służyć jako unikalny identyfikator molekularny (UMI) do wykrywania i usuwania artefaktów amplifikacji PCR. Rozmiar UMI można jeszcze bardziej zwiększyć, tak jak to miało miejsce w innych badaniach 6. Protokół generuje odczyty, które są odwrotnie komplementarne do końców mRNA 3', wszystkie zaczynające się od randomizowanego tetrameru, po którym następują 3 Ts. Przetwarzanie odczytów, które mają 3 diagnostyczne T na końcu 5', rozpoczyna się od korekcji artefaktów amplifikacji PCR poprzez wykorzystanie UMI, usunięcie sekwencji adaptera 3' i odwrotną komplementację. Odczyty, które mogły pochodzić z primingu oligo(dT) w wewnętrznych miejscach bogatych w A, są również identyfikowane obliczeniowo i odrzucane. Miejsca fałszywe na ogół nie mają jednego z 18 dobrze scharakteryzowanych i konserwatywnych sygnałów poli(A), które powinny znajdować się ~21 nukleotydów przed pozornym miejscem rozszczepienia 7.
Protokół wymaga około 8 godzin praktycznego czasu, nie licząc hodowli komórkowych i nocnych ligacji. Powiązane oprogramowanie do analizy odczytu umożliwia bardzo dokładną identyfikację lokalizacji poli(A). Z klastrów poli(A) utworzonych na podstawie 4 próbek szczegółowo opisanych w tym manuskrypcie (dwie biologiczne repliki kontrolnych komórek siRNA i komórek traktowanych si-HNRNPC) 84% pokrywa się z opisanym genem, a spośród nich 75% pokrywa się z 3' UTR, a 86% z 3' UTR lub końcowym eksonem. Współczynnik korelacji Pearsona końca 3' w próbkach powtórzonych wynosi 0,92, a za pomocą tej metody zwykle uzyskuje się wartości powyżej 0,9. Tak więc A-seq2 jest wygodną metodą, która daje bardzo powtarzalne wyniki.
1. Wzrost komórek i izolacja mRNA
2. 5' koniec fosforylacji i leczenia DNazą
3. Blokowanie 3' kończy się trifosforanem kordycepiny
UWAGA: Istotne jest, aby zablokować 3' końce fragmentów RNA, aby uniknąć ich konkategoryzacji w kolejnych reakcjach ligacji. Końce 3', które nie są jeszcze zablokowane przez (cykliczny) fosforan po hydrolizie, są traktowane przez dodanie nukleotydu terminatora łańcucha 3' dATP (trifosforan kordycepiny) za pomocą polimerazy poli(A). W tym przypadku zastosowano polimerazę poli(A) drożdży (yPAP), która została wyrażona i oczyszczona zgodnie z opisem w 8 w stężeniu 0,5 mg/mL. Drożdże lub E. coli PAP mają prawie taką samą aktywność przy dodawaniu 3'dATP i można je kupić na rynku (patrz tabela materiałów).
4. Ligacja odwróconych adapterów 3' do końca 5' fragmentów RNA
5. Odwrotna transkrypcja (RT)
6. Trawienie mieszanką enzymów glikozylazy DNA uracylu
7. Ligacja adapterów 5' do końców 5' cDNA
8. Pilotażowy PCR, Amplifikacja Bibliotek i Wybór Rozmiaru
9. Przetwarzanie danych
UWAGA: Wynikowe dane sekwencjonowania (w formacie fastq) są przetwarzane za pomocą oprogramowania dostępnego w repozytorium gitlab (https://git.scicore.unibas.ch/zavolan_public/A-seq2-processing). Analiza obejmuje cztery główne kroki: (1) pobranie repozytorium git, (2) instalację środowiska wirtualnego, (3) ustawienie określonych parametrów w pliku konfiguracyjnym oraz (4) uruchomienie analizy poprzez 'snakemake' 10. Cała analiza wykonana w kroku 4 wymaga tylko jednego polecenia. Szczegółowy opis analizy krok po kroku znajduje się w pliku README w repozytorium gitlab, a krótki opis dostępny jest poniżej. Wszystkie poszczególne etapy przetwarzania są realizowane poprzez wykonanie publicznie dostępnych narzędzi, pochodzących ze źródeł zewnętrznych lub przygotowanych we własnym zakresie. Potok obliczeniowy zależy od opartego na anakondzie środowiska wirtualnego 11 python 3 z dostępnym pakietem snakemake 10. Działa na maszynach z systemem operacyjnym podobnym do Uniksa i został przetestowany w środowisku Linux z zainstalowanym systemem operacyjnym CentOS 6.5 i dostępnymi 40 GB pamięci RAM. Zależności oprogramowania są automatycznie kontrolowane w środowisku wirtualnym. Wymagane są następujące publicznie dostępne narzędzia programowe, które są instalowane wraz ze środowiskiem: snakemake (v3.9.1) 10,fastx toolkit (v0.0.14) 12, STAR (v2.5.2a) 13, cutadapt (v1.12) 14, samtools (v1.3.1) 14,15, bedtools (v2.26.0) 16,17.
RNA zawierające poli(A) zostało wyizolowane z hodowanych komórek, rozdrobnione przez hydrolizę alkaliczną, a cDNA wytworzono przez odwrotną transkrypcję za pomocą starterów oligo(dT). Otrzymane cDNA unieruchomiono na kulkach streptawidyny, dU rozszczepiono w reakcji wycinania specyficznego dla uracylu, łączniki podwiązano do końców 5' i 3' rozszczepionego fragmentu, a wstawki zsekwencjonowano. Rysunek 1 przedstawia graficzny zarys eksperymentu.
Dla komórek HeLa i HEK293, 106 komórek było wystarczających do zidentyfikowania miejsc poli(A) dla zdecydowanej większości genów kodujących białka pod koniec procedury. Jednak w przypadku innych typów komórek lub tkanek może być konieczne zbadanie nasycenia liczby zidentyfikowanych miejsc poli(A) wraz ze wzrostem liczby komórek użytych w eksperymencie. Reprezentatywne wyniki etapu pilotażowego PCR i analizy fragmentu DNA próbki przed sekwencjonowaniem przedstawiono na rysunku Rysunek 2.
Rysunek 3 pokazuje etapy wstępnego przetwarzania analizy obliczeniowej, zaczynając od pliku fastq uzyskanego z sekwencera, a kończąc na sprawdzonych jakościowo, przyciętych za pomocą adaptera odczytach, które są gotowe do zmapowania do genomu. Rysunek 4 pokazuje etapy analizy, które rozpoczynają się od mapowania odczytów do odpowiedniego genomu, a kończą na katalogu końcowych miejsc przetwarzania mRNA 3', które są zidentyfikowane w konkretnej próbce. Gdy analizowanych jest wiele próbek, przeprowadza się dodatkowe kroki w celu dopasowania 3-calowych miejsc przetwarzania końców, które znaleziono w poszczególnych próbkach i podania ich obfitości w próbkach. Te kroki są pokazane w Rysunek 5.
Tak więc, po zsekwencjonowaniu próbek, analiza wynikowych plików odczytu sekwencjonowania (w formacie fastq) przez dostępny potok przetwarzania jest prosta. Po dodaniu informacji o próbkach do pliku konfiguracyjnego, wykonanie potoku spowoduje powstanie dwóch głównych typów plików wyjściowych: 1) plików BED ze wszystkimi miejscami przetwarzania końcowego 3' zidentyfikowanymi w poszczególnych próbkach (np. "sample1.3pSites.noIP.bed.gz"), oraz 2) pliku BED ze wszystkimi klastrami miejsc poli(A) (clusters.merged.bed) we wszystkich próbkach badania. Dane wyjściowe zawierają również współrzędne genomu dla wszystkich odczytów z każdej pojedynczej próbki (np. "próbka1. STAR_out/Aligned.sortedByCoord.out.bam"), które można później wyświetlić w przeglądarce genomu, takiej jak IGV16. Oględziny odczytywanych profili na ogół dają pierwszy wgląd w rozmieszczenie miejsc poli(A) w genomie i zmiany, które zachodzą w określonych perturbacjach, które zostały przeprowadzone w badaniu. Na przykład w Rysunek 6 pokazana jest odpowiedź określonego genu na knock-down białka HNRNPC.
Podsumowania tych rozkładów w całym genomie są również dostępne (Tabela 1). W szczególności pliki wyjściowe w katalogu "counts/annotation_overlap" zawierają ułamki witryn, które nakładają się na określone cechy z adnotacjami (z pliku gtf dostarczonego jako dane wejściowe; adnotacje to: 3' UTR, ekson końcowy, ekson, intron, międzygenowy). Na koniec dla każdej próbki zapisywane są również wyniki poszczególnych etapów przetwarzania (np. "sample1.summary.tsv"). Obejmuje to liczby: odczytów surowych w każdej próbce, odczytów, które mają oczekiwaną strukturę końca 5', odczytów, które pozostają po złożeniu pełnych duplikatów PCR, odczytów wysokiej jakości zgodnie z kryteriami zdefiniowanymi w kroku 9.2, odczytów, które jednoznacznie odwzorowują genom (po zwinięciu tych, które wynikały z błędów sekwencjonowania, patrz krok 9.5), Odczyty wielokrotnego mapowania (po zwinięciu tych, które wynikały z błędów sekwencjonowania, patrz krok 9.5), surowe (nie zgrupowane) miejsca przetwarzania końcowego 3' w każdej próbce, surowe 3' końcowe miejsca przetwarzania bez potencjalnych wewnętrznych kandydatów do gruntowania, unikalne miejsca przetwarzania końcowego 3' ze wszystkich próbek bez wewnętrznych kandydatów do gruntowania oraz końcowy zestaw klastrów miejsc poli(A).

Rysunek 1: Główne kroki protokołu A-seq2. Poszczególne kroki są wskazane po lewej stronie rysunku. Fragmenty wstawionego RNA są przedstawione jako zielone linie, które zmieniają kolor na czerwony dla cDNA po odwrotnej transkrypcji; Adaptery są w kolorze jasnoniebieskim lub pomarańczowym. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Pilotażowy PCR i końcowy profil produktu. a) Podwielokrotności z reakcji PCR zebrano w różnych cyklach i rozdzielono na 2% żelach agarozowych. Liczby po lewej stronie wskazują rozmiar w nukleotydach odpowiednich prążków w drabinie DNA. W tym eksperymencie wybrano 12 cykli (*) dla wielkoskalowej reakcji PCR. (b) Przykład próbki po wybraniu wielkości przeprowadzonej na analizatorze wielkości fragmentów, która ujawnia średnią wielkość około 280 nukleotydów. Liczby po lewej stronie [FU] wskazują względną intensywność sygnału. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Zarys wstępnego przetwarzania odczytów sekwencjonowania. Pliki fastq z odczytami, które są generowane przez oprogramowanie powiązane z instrumentem do sekwencjonowania, są przetwarzane w celu zidentyfikowania odczytów wysokiej jakości, które zostaną zmapowane do odpowiedniego genomu. Rysunek przedstawia specyfikację wejścia/wyjścia poszczególnych kroków w potoku, wraz z linkami do poszczególnych kroków protokołu opisanego w sekcji "Przetwarzanie danych". Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Zarys przetwarzania odczytu sekwencji, od etapu mapowania do genomu do generowania poszczególnych końcowych miejsc przetwarzania 3'. Rysunek przedstawia specyfikację wejścia/wyjścia poszczególnych kroków w potoku, wraz z linkami do poszczególnych kroków protokołu opisanego w sekcji "Przetwarzanie danych". Główny plik wyjściowy, który jest dostarczany do użytkownika, jest oznaczony pogrubioną czcionką. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 5: Zarys kroków, które są podejmowane w celu wygenerowania klastrów współregulowanych miejsc sekwencjonowania końca 3'. Rysunek przedstawia specyfikację wejścia/wyjścia poszczególnych kroków w potoku, wraz z linkami do poszczególnych kroków protokołu opisanego w sekcji "Przetwarzanie danych". Główny plik wyjściowy jest zaznaczony pogrubioną czcionką. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rycina 6: Przykładowe wyniki profilu przetwarzania końca 3' odczytują się wzdłuż końcowego eksonu genu NUP214, pokazanego w przeglądarce genomu IGV 16. Odczyty A-seq2 przygotowano z dwóch próbek komórek HEK 293, potraktowanych kontrolnym siRNA lub siRNA HNRNPC. Odczyty, które dokumentowały miejsca poli(A), które zostały oznaczone przez potok analizy, zostały zapisane w formacie BAM, który był używany jako dane wejściowe do przeglądarki genomu IGV. Końce 3' odczytanych pików są mapowane na końce mRNA 3', które są oznaczone w Ensembl. Profile wskazują na zwiększone wykorzystanie długiej izoformy UTR 3' po powaleniu HNRNPC. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
| si-Control replicate 1 | si-Control replicate 2 | |
| Numer identyfikacyjny: 29765 | Numer identyfikacyjny: 32682 | |
| Liczba odczytów RAW | 44210258 | 68570640 |
| liczba prawidłowych odczytów po przycięciu i filtrowaniu | 14024538 | 21211793 |
| Liczba unikatowych odczytów mapowania | 6953674 | 13946436 |
| Liczba odczytów odwzorowanych na wiele loci | 2040646 | 2925839 |
| liczba poszczególnych 3' końcowych miejsc przetwarzania | 1107493 | 1710353 |
Tabela 1: Przykładowy wynik potoku analizy. Podsumowania odczytów, które zostały uzyskane na poszczególnych etapach.
Mnogość czynników rdzeniowych i pomocniczych, które są zaangażowane w przetwarzanie końcowe pre-mRNA 3', znajduje odzwierciedlenie w odpowiednio złożonym krajobrazie poliadenylacji. Ponadto poliadenylacja reaguje również na zmiany w innych procesach, takich jak transkrypcja i splicing. Końcowe miejsca cięcia 3' w pre-mRNA są zwykle identyfikowane na podstawie charakterystycznych ogonów poli(A), które są dodawane do produktów cięcia 5'. Większość metod wykorzystuje startery oligo(dT) o zmiennej długości, które umożliwiają specyficzną konwersję mRNA zawierających poli(A) do cDNA w reakcji odwrotnej transkrypcji. Częstym problemem tego podejścia jest wewnętrzne torowanie do sekwencji bogatych w A, co skutkuje sztucznymi miejscami cięcia. Zaproponowano dwie metody, które mają na celu obejście tego artefaktu na etapie przygotowania próbki. W metodzie 3P-seq 1 adaptery są specyficznie ligowane do końców ogonów poli(A) za pomocą oligo szyny, a następnie częściowe trawienie RNazy T1 i odwrotna transkrypcja z TTP w reakcji jako jedynym deoksynukleotydem. Powstałe heterodupleksy poli(A)-poli(dT) są następnie trawione za pomocą RNazy H, a pozostałe fragmenty RNA są izolowane, ligowane do adapterów i sekwencjonowane. Prostsza i bardziej elegancka metoda, 2P-seq, która wykorzystuje niestandardowy starter sekwencjonowania, pomijając pozostały odcinek oligo(dT) w reakcji sekwencjonowania, została opisana przez tych samych autorów 2. W pokrewnej metodzie, 3'READS 3, niezwykle długi starter składający się z 5 Us i 45 T, zawierający również biotynę, jest wyżarzany do rozdrobnionego RNA, a następnie poddawany rygorystycznym płukaniom w celu wyselekcjonowania cząsteczek RNA z ogonami poli(A) ponad 50 nukleotydów. Chociaż 3'READS drastycznie zmniejsza częstotliwość wewnętrznego gruntowania, nie eliminuje go całkowicie 3. Zaproponowano również protokoły bezpośredniego sekwencjonowania RNA, ale wynikowe odczyty są krótkie i mają wysoki poziom błędu, a podejście to nie było dalej rozwijane 18,19,20. Protokoły PolyA-Seq i skomercjalizowane Quant Seq łączą priming oparty na oligo(dT) z losowym etapem primingu do syntezy drugiej nici cDNA 20. Zastosowanie reakcji odwrotnej transkrypcji przełącznika matrycowego z odwrotną transkryptazą wirusa mysiej białaczki Moloneya (MMLV) prowadzi do wytworzenia cDNA z łącznikami w jednym kroku, a zatem w metodach PAS-Seq i SAPAS nie mogą pojawić się żadne dimery adapterowe 21,22.
Przedstawiona tutaj metoda A-seq2 wyróżnia się wykorzystaniem łupliwego nukleotydu (dU) w biotynylowanym starterze oligo(dT). Modyfikacja ta łączy w sobie użyteczność wzbogacania zhybrydyzowanych oligo(dT), poliadenylowanych celów z usunięciem większości sekwencji oligo (dT)25 z izolowanych fragmentów przed przygotowaniem bibliotek i zachowaniem trzech T, które wskazują na wcześniejszą obecność ogona poli(A). W przeciwieństwie do tego, metody, które wykorzystują RNazę H do usuwania poli(A) z cząsteczek RNA, losowo pozostawiają kilka As. Ponieważ w A-seq2 sekwencjonowanie odbywa się od końca 3' nici antysensownych, przewiduje się, że miejsca rozszczepienia będą zlokalizowane po odczytaniu motywu NNNNTTT na początku surowej sekwencji. Randomizowane tetramery służą nie tylko do umożliwienia wywoływania bazy, ale także do eliminacji artefaktów amplifikacji PCR. Można również pomieścić dłuższe moduły UMI. Możliwość wewnętrznego torowania pozostaje w A-seq2 i jest rozpatrywana obliczeniowo, najpierw poprzez odrzucenie końców 3' z zakodowaną genomowo, bogatą w A sekwencją dalszą, a następnie poprzez odrzucenie klastrów końcowych 3', które można wyjaśnić wewnętrznym torowaniem w samym sygnale poli(A) bogatym w A. Niedawna analiza miejsc poli(A) wywnioskowanych jednoznacznie przez dużą liczbę protokołów wskazuje, że miejsca, które są unikalne dla A-seq2, mają oczekiwaną dystrybucję nukleotydów i lokalizację w genach, podobnie jak inne protokoły sekwencjonowania końca 3'.
Krytycznym krokiem w A-seq2 jest selekcja poliadenylowanego RNA i usunięcie rybosomalnego RNA i różnych małych RNA. Najłatwiej jest to osiągnąć za pomocą zestawu do izolacji mRNA z kulkami magnetycznymi oligo (dT)25 . Zasadniczo całkowite RNA wyizolowane roztworami zawierającymi fenol daje również wysokiej jakości RNA, które można dalej poddawać selekcji za pomocą zestawu do izolacji mRNA lub agarozy oligo(dT). Etapem, który można zmieniać w A-seq2, jest leczenie hydrolizą alkaliczną, którą można skrócić lub wydłużyć w celu uzyskania fragmentów RNA o różnych rozmiarach. Kluczowe jest również to, że dodawanie 3'dATP do końców 3' fragmentów RNA przez polimerazę poli(A) jest wydajne. W opisanym tutaj protokole zabieg ten stosuje się do wszystkich fragmentów RNA, aby uniknąć konkategoryzacji podczas reakcji ligacji. Na koniec zauważamy, że chociaż ligaza RNA 1 jest zwykle używana jako ligaza RNA, skutecznie liguje również jednoniciowe DNA, tak jak zrobiliśmy to tutaj, aby podwiązać adapter do końca 5' cząsteczek cDNA.
Tak więc A-seq2 jest wydajnym i łatwym do wdrożenia protokołem do identyfikacji końcowych miejsc przetwarzania pre-mRNA 3'. Przyszłe rozwiązania mogą obejmować dalsze zmniejszanie złożoności protokołu i ilości wymaganego materiału. Powiązany zestaw narzędzi do obliczeniowej analizy danych umożliwia ponadto jednorodne przetwarzanie odczytów sekwencjonowania końca 3' uzyskanych za pomocą szerokiej gamy protokołów.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy dziękują Pani Béatrice Dimitriades za pomoc w hodowli komórek. Prace te były wspierane przez granty Szwajcarskiej Narodowej Fundacji Nauki #31003A_170216 i 51NF40_141735 (NCCR RNA & Disease).
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Materiały | |||
| Agaroza, ultra czysty | Invitrogen | 16500-500 | |
| 2100 Bioanalyzer | Agilent | G2940CA | |
| Trifosforan kordycepiny (3' dATP) | SIGMA | C9137 | |
| DNA fiolki o niskim poziomie wiązania, 1,5 ml | Eppendorf | 22431021 | |
| Dulbecco’ s Sól fizjologiczna buforowana fosforanami | SIGMA | D8637 | |
| Dynabeads mRNA-DIRECT Kit | Ambion | AM61012 | |
| GR-Green barwnik | Excellgen | EG-1071 | zastosowanie rozcieńczenia 1:10 000 |
| HiSeq 2500 lub NextSeq 500 sekwencery nowej generacji | Illumina | zapytaj dostawcę | |
| KAPA HiFi Hotstart Mieszanka polimerazy DNA | KAPA/Roche | KK2602 | |
| Woda wolna od nukleaz | Ambion | AM9937 | |
| Polimeraza poli(A), drożdże | Thermo Fisher Scientific | 74225Z25KU | |
| Polimeraza poli(A), E.coli | New England Biolabs | M0276L | |
| Kinaza polinukleotydowa | Thermo Fisher Scientific | EK0032 | |
| Zestaw do ekstrakcji żelu QIAEX II | Qiagen | 20021 | |
| Zestaw do oczyszczania QIAquick PCR | Qiagen | 28104 | |
| QIAquick Zestaw do ekstrakcji żelu | Qiagen | 28704 | |
| Ligaza RNA 1, wysokie stężenie | New England Biolabs | M0437M | zawiera zestaw do czyszczenia RNA PEG-8000 |
| RNeasy MinElute | Qiagen | 74204 | |
| RNase H | New England Biolabs | M0279 | |
| RNasin Plus, inhibitor rybonukleazy | Promega | N2618 | |
| Indeks górny IV odwrotna transkryptaza | Thermo Fisher Scientiific | 18090050 | |
| Turbo DNase | Ambion | AM2238 | |
| UŻYTKOWNIK mieszanka enzymów | New England Biolabs | M5505 | |
| Dyna-Mag-2 stojak magnetyczny | Thermo Fisher Scientific | 12321D | |
| Thermomixer C | Eppendorf | 5382000015 | Podgrzewany mikser z podgrzewaną pokrywą |
| Kolumny MicroSpin | GE-Healthcare | 27-5325-01 | |
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
| Buffers | |||
| Alkaliczny bufor do hydrolizy, 1,5 x | Wymieszaj 1 część 0,1 M Na2CO3 i 9 części 0,1 M NaHCO3. Dodaj EDTA do 1 mM. Dostosuj pH do 9,2. Przechowuj podwielokrotności w temperaturze -20 °C. | ||
| 5x bufor poli(A) polimerazy | Thermo Fisher Scientiific | 100 mM Tris-HCl, pH 7,0, 3 mM MnCl2, 0,1 mM EDTA, 1 mM DTT, 0,5 mg/ml acetylowany BSA, 50% glicerol | |
| Bufor wiążący biotynę | 20 mM Tris Cl pH 7,5, 2 M NaCl, 0,1% NP 40 | ||
| bufor | 10 mM Tris Cl, pH 7,5, 1 mM EDTA, 0,02% NP 40 | ||
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Sequence |
| Oligonukleotydy według zestawów do przygotowywania małych próbek RNA Illumina TruSeq, do sekwencerów GA-IIx i Hiseq2000/2500 | Microsynth | ||
| revRA3 (RNA) | Mikrosyntezator | 5' aminowy & nieśmiały; CCUUGGCACCCGAGAAUUCCA&nieśmiały; 3' | |
| revDA5 | Microsynth | 5' amino&nieśmiały; GTTCAGAGTTCTACAGTCCGAC GATCNNNN-3' | |
| Bio-dU-dT25, RT starter | Microsynth | 5' Biotin-TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT 3' (V = G, A lub C) | |
| Starter PCR do przodu, RP1 | Microsynth Microsynth | 5' AATGATACGGGGCGGACCACCGAGA TCTACACGTGTGTTCTCTACAG TCCGA 3'PCR | |
| starter reverse, RPI1, kod kreskowy pogrubioną czcionką | Microsynth | 5' CAAGCAGAAGGGCATACGAG ATCGTGATGTGACTGGAGTTCCT TGGCACCCGAGAATTCCA 3' | |
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Uwagi |
| >Oligonukleotydy według zestawów do przygotowywania próbek Illumina TruSeq HT-Small RNA, dla sekwencerów HiSeq2000/2500 i NextSeq500 | |||
| HT-rev3A (DNA/RNA) | Mikrosyntezator | 5'-amino-GTGACTGGAGTTCAGACGTGTG CTCTTCCrGrAUrC-3'HT-rev5A | |
| Mikrosyntezator | 5' amino-ACACTCTCTCCCTACACGACGCT CTTCCGATCTNNNN | ||
| 3'Bio-dU-dT25, RT starter | Microsynth | 3'PCR | |
| startery do przodu (D501-506) | Microsynth lub Illumina | 5'-AATGATACGGCGACCACCGAGAT CTACAC[i5]ACACTCTTTCCCTACA CGACGCTCTCTCCCCGATCT -3'PCR | |
| startery odwrotne (D701-D712) | Microsynth lub Illumina | 5'-CAAGCAGAAGACGGCATACGAG A[i7]GTGACTGGAGTTCAGACGTG TGCTCTTCCGATC-3'Dokumentacja | |
| multipleksowania Illumina: | Illumina | https://support.illumina.com/content/dam/illumina-support/documents/documentation/chemistry_documentation/experiment-design/illumina-adapter-sequences_1000000002694-01.pdf |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission