Tutaj opisujemy protokoły analizy i wizualizacji struktury i budowy całego repertuaru przeciwciał. Wiąże się to z pozyskiwaniem ogromnych sekwencji RNA przeciwciał za pomocą sekwencjonowania nowej generacji.
Artykuł metodologiczny
Tutaj opisujemy protokoły analizy i wizualizacji struktury i budowy całego repertuaru przeciwciał. Wiąże się to z pozyskiwaniem ogromnych sekwencji RNA przeciwciał za pomocą sekwencjonowania nowej generacji.
Ogromna zdolność adaptacyjna rozpoznawania antygenu przez przeciwciała jest podstawą nabytego układu odpornościowego. Pomimo naszego zrozumienia mechanizmów molekularnych leżących u podstaw wytwarzania szerokiego repertuaru przeciwciał przez nabyty układ odpornościowy, nie udało nam się jeszcze uzyskać globalnego obrazu pełnego repertuaru przeciwciał. W szczególności repertuar limfocytów B został uznany za czarną skrzynkę ze względu na astronomiczną liczbę klonów przeciwciał. Jednak technologie sekwencjonowania nowej generacji umożliwiają przełomowe odkrycia, które pozwalają nam lepiej zrozumieć repertuar limfocytów B. W tym raporcie opisujemy prostą i skuteczną metodę wizualizacji i analizy całego repertuaru przeciwciał mysich i ludzkich. Z narządów odpornościowych, reprezentatywnie dla śledziony u myszy i komórek jednojądrzastych krwi obwodowej u ludzi, przygotowano całkowite RNA, dokonano odwrotnej transkrypcji i amplifikacji metodą 5'-RACE. Stosując uniwersalny starter do przodu i startery antysensowne dla domen stałych specyficznych dla klasy przeciwciał, mRNA przeciwciał były jednolicie amplifikowane w proporcjach odzwierciedlających ich częstość w populacjach przeciwciał. Amplikony sekwencjonowano za pomocą sekwencjonowania nowej generacji (NGS), uzyskując ponad 105 sekwencji przeciwciał na próbkę immunologiczną. Opisujemy protokoły analiz sekwencji przeciwciał, w tym adnotację segmentu genu V(D)J, widok z lotu ptaka na repertuar przeciwciał oraz nasze metody obliczeniowe.
System przeciwciał jest jednym z fundamentów nabytego układu odpornościowego. Jest bardzo silny przeciwko inwazyjnym patogenom ze względu na swoją ogromną różnorodność, delikatną specyficzność rozpoznawania antygenu i klonalną ekspansję komórek B specyficznych dla antygenu. Szacuje się, że repertuar limfocytów B wytwarzających przeciwciała wynosi więcej niż 1015 u jednej osoby1. Ta ogromna różnorodność jest generowana za pomocą rekombinacji genu VDJ w loci2. Opisanie całego repertuaru limfocytów B i ich dynamicznych zmian w odpowiedzi na immunizację antygenową jest zatem trudne, ale niezbędne do pełnego zrozumienia odpowiedzi przeciwciał przeciwko atakującym patogenom.
Ze względu na ich astronomiczną różnorodność, repertuar komórek B był uważany za czarną skrzynkę; jednak pojawienie się technologii NGS umożliwiło przełomowe odkrycia w lepszym zrozumieniu ich złożoności3,4. Z powodzeniem przeanalizowano cały repertuar przeciwciał, najpierw u danio pręgowanego5, następnie myszy6 i ludzi6,7. Chociaż NGS stał się obecnie potężnym narzędziem w badaniach nad adaptacyjną odpowiedzią immunologiczną, brakuje podstawowych analiz podobieństw i różnic w repertuarze przeciwciał u poszczególnych zwierząt.
U myszy stwierdzono, że repertuar IgM jest prawie identyczny u poszczególnych osób, podczas gdy repertuary IgG1 i IgG2c znacznie różnią się między osobami8. Oprócz profilu użycia genu V, obserwowana częstość występowania profilu VDJ w naiwnych obwodowych komórkach B jest bardzo podobna u różnych osób8. Analiza sekwencji aminokwasów regionu VDJ wykazała również występowanie tych samych sekwencji połączeniowych u różnych myszy znacznie częściej niż wcześniej sądzono8. Wyniki te wskazują, że mechanizmy powstawania repertuaru przeciwciał mogą być deterministyczne, a nie stochastyczne5,8,9. Proces rozwoju repertuaru przeciwciał u myszy został również z powodzeniem przeanalizowany przy użyciu NGS, aby jeszcze bardziej podkreślić potencjał NGS do szczegółowego odkrycia układu odpornościowego przeciwciał10.
W tym raporcie opisujemy prostą i skuteczną metodę wizualizacji i analizy repertuaru przeciwciał na poziomie globalnym.
Wszystkie eksperymenty na zwierzętach zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi instytucji i za zgodą Komitetu ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Narodowego Instytutu Chorób Zakaźnych. Pobieranie próbek PBMC od zdrowych dorosłych ochotników, wykorzystanych jako reprezentatywny wynik w niniejszym raporcie, zostało przeprowadzone za zgodą Komisji Etycznej Narodowego Instytutu Chorób Zakaźnych w Tokio w Japonii, a od każdego uczestnika uzyskano pisemną świadomą zgodę przy użyciu formularza zatwierdzonego przez komisję etyczną.
1. Projekt podkładu
| Uniwersalny podkład do przodu | 5'- AAGCAGTGGTATCAACGCAGAGT-3' |
| Odwrócone startery dla mysich immunoglobulin (Ref.8) | |
| IgM_CH1: | 5'- CACCAGATTCTTATCAGAGAGGGGGCTCTC -3' |
| IgG1_CH1: | 5'- CATCCCAGGGTCACCATGGAGTTAGTTTGG -3' |
| IgG2c_CH1: | 5'- GTACCTCCACACACAGGGGAGTGGATAG -3' |
| IgG3_CH1: | 5'-ATGTGTCACTGCAGCCAGGGAAGGAGGA-3' |
| IgA_CH1: | 5'-GAATCAGGCAGCCGATTATCACGGGATCAC-3' |
| Igκ_CH1: | 5'- GCTCACTGGATGGTGGGAAGATGGATACAG -3' |
| Igλ_CH1: | 5'- CTBGAGCTCYTCAGRGGAAGGTGGAAACA -3' |
| Odwrócone startery dla ludzkich immunoglobulin (Ref.14) | |
| IgM_CH1: | 5'- GGGAATTCTCACAGGAGACG -3' |
| IgG_CH1: | 5'- AAGACCGATGGGCCCTTG -3' |
| IgD_CH1: | 5'- GGGTGTCTGCACCCTGATA -3' |
| IgA_CH1: | 5'- GAAGACCTTGGGGCTGGT -3' |
| IgE1_CH1: | 5'- GAAGACGGATGGGCTCTGT -3' |
| IgE2_CH1: | 5'- TTGCAGCAGCGGGTCAAGGG -3' |
| Igκ_CH1: | 5'- TGCTCATCAGATGGCGGGAAGAT -3' |
| Igλ_CH1: | 5'- AGAGGAGGGCGGGAACAGAGTGA -3' |
Tabela 1: Sekwencje starterów do amplifikacji immunoglobulin metodą PCR
2. Izolacja kwasów nukleinowych z komórek i tkanek odpornościowych
UWAGA: Poniższa procedura służy do ekstrakcji kwasów nukleinowych ze śledziony myszy. Ma jednak zastosowanie do innych tkanek odpornościowych i komórek ludzkich, takich jak węzły chłonne lub komórki jednojądrzaste krwi obwodowej (PBMC) (Rysunek 1B).
3. Synteza cDNA i amplifikacja PCR
UWAGA: Opisana poniżej metoda opiera się na 5'-RACE11,12 i technikach SMART-PCR13. Szczegóły i optymalizacja reakcji są opisane w instrukcji zestawu 15. Materiałem wyjściowym dla immunoglobuliny myszy jest próbka z kroku 2.10. Materiałem wyjściowym dla immunoglobuliny ludzkiej jest próbka z tkanek ludzkich, np. PBMC, traktowana zgodnie z opisem w krokach 2.3–2.10.
4. Sekwencjonowanie bibliotek NGS
5. Kontrola jakości danych NGS
6. Ekstrakcja i analiza sekwencji immunoglobulin z danych .fna
UWAGA: Przykładowe programy zostały zaimplementowane w środowisku UNIX. Użyj ich jako przykładowych odniesień, ponieważ wydajność może zależeć od systemu operacyjnego i środowiska sprzętowego. Autorzy nie ponoszą odpowiedzialności za błędy lub pominięcia. Języki programowania, Perl17, R18 oraz wymagane moduły muszą być zainstalowane zgodnie z instrukcjami na cytowanych stronach internetowych. program IgBLAST należy zainstalować zgodnie z instrukcją na odpowiedniej stronie internetowej19,20.
Repertuar przeciwciał myszy
Perspektywę repertuaru przeciwciał mysich jako całości można uzyskać z komórek lub tkanek, takich jak śledziona, szpik kostny, węzeł chłonny lub krew. Rysunek 3 pokazuje reprezentatywne wyniki repertuaru IgM, IgG1, IgG2c i immunoglobuliny łańcucha lekkiego (IgL) z naiwnej śledziony myszy. Podsumowanie odczytanych liczb przedstawiono w tabeli 3. Na przykład 166 175/475 144 odczyty zawierały sekwencję sygnatur specyficzną dla IgM (Tabela 2), a 133 371/166 175 odczytów było produktywnych dla VDJ wywnioskowanych przez IgBLAST19.
Rysunek 3 pokazuje profil repertuaru przegrupowania VDJ za pomocą wykresu 3D-VDJ, w którym rozmiar każdej kulki reprezentuje względną liczbę odczytów; innymi słowy, liczbę przeciwciał mRNA w całych komórkach B. Siatka 3D składa się ze 110 IGHV, 12 IGHD i 4 IGHJ, które są wyrównane, aby odzwierciedlić ich kolejność na chromosomie. Ponadto geny niejednoznacznie przypisane przez IgBLAST zebrano osobno w ostatniej pozycji dla każdej linii IGHV, IGHD i IGHJ, dając początek 7 215 węzłom w prostopadłoście
.Również pokazane w Rysunek 3 to wykres 2D-VJ pokazujący profil przegrupowania VJ w repertuarze IgL. Długość każdego słupka na tym wykresie reprezentuje względną liczbę odczytów. Oś x reprezentuje 101 genów IGLVκ i 3 IGLVλ, a oś y reprezentuje 4 geny IGLJκ i 3 IGLJλ. Nieoznaczone geny V i J są reprezentowane na prawej linii granicznej.
Determinujące komplementarność sekwencje regionu 3 (CDR3) tych produktywnych odczytów, które powodują większość specyficzności wiążącej antygen, są podane w wyjściach IgBLAST. Sekwencje CDR3 mogą być analizowane statystycznie, w tym kontrpróby biologiczne lub techniczne, jak opisano wcześniej8,10.
Repertuar ludzkich przeciwciał
Perspektywa repertuaru ludzkich przeciwciał jako całości może być analizowana z różnych tkanek, w tym komórek jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMC) lub tkanek patologicznych. Rysunek 4 pokazuje reprezentatywne wyniki IgM, całkowitej IgG (IgG1, IgG2, IgG3 i IgG4), całkowitej IgA (IgA1 i IgA2), IgD, IgE i IgL z normalnych PBMC. Podsumowanie odczytanych liczb przedstawiono w tabeli 3. Na przykład 90 238/1 582 754 odczytów zawierało sekwencję sygnatur specyficzną dla IgM, a 67 896/90 238 odczytów było produktywnych dla VDJ.
Profil repertuaru przegrupowania VDJ jest pokazany na wykresie 3D-VDJ, na którym rozmiar każdej kulki reprezentuje względną liczbę odczytów; innymi słowy, liczbę przeciwciał mRNA z całych PBMC (Rysunek 4). Siatka 3D składa się z 56 IGHV, 27 IGHD i 6 IGHJ, wyrównanych w kolejności, w jakiej pojawiają się na chromosomie. Ponadto geny niejednoznacznie przypisane przez IgBLAST są reprezentowane oddzielnie na ostatniej pozycji dla każdej linii IGHV, IGHD i IGHJ, co daje początek 11 172 węzłom w prostopadłościanie.
Profil przegrupowania VJ w repertuarze IgL jest przedstawiony na wykresie 2D-VJ, na którym długość każdego taktu reprezentuje względną liczbę odczytów (Rysunek 4). Oś x reprezentuje 41 genów IGLVκ i 32 geny IGLVλ, a oś y reprezentuje 5 genów IGLJκ i 5 genów IGLJλ. Nieoznaczone geny V i J są reprezentowane na prawej linii granicznej.
Ludzkie sekwencje CDR3 są podane w danych wyjściowych IgBLAST i mogą być analizowane statystycznie, jak opisano wcześniej8,10.
powiedział: powiedział: powiedział: powiedział: powiedział: powiedział: powiedział: : powiedział: powiedział: powiedział: powiedział:| Klasa immunoglobulin | zmysł | Antysens |
| Ciężkie łańcuchy immunoglobuliny myszy (C57BL/6) | ||
| Igm | AGTCAGTCCTTCCCAAATGTC | GACATTTGGGAAGGACTGACT |
| IgG1 | AAAACGACACCCCCATCTGTC powiedział: | GACAGATGGGGGTGTCGTTTT powiedział: |
| (wariant IgG1) | AAAACAACACCCCCATCAGTC powiedział: | GACTGATGGGGGTGTTTTTTT powiedział: |
| IgG2c | AAAACAACAGCCCCATCGGTC | GACCGATGGGGCTGTTTTTTT powiedział: |
| IgG3 | GTGATCCCGTGATAATCGGCT | AGCCGATTATCACGGGATCAC powiedział: |
| IgA | TCCCTTGGTCCCTGGCTGCAG | TCCCTTGGTCCCTGGCTGCAG |
| Łańcuchy lekkie immunoglobuliny myszy (C57BL/6) | ||
| Igκ | CTGTATCCATCTTCCCACCATCCAGTGAGC powiedział: | GCTCACTGGATGGTGGGAAGATGGATACAG |
| Igλ1 | TGTTTCCACCTTCCTCTGAAGAGCTCGAG | CTCGAGCTCTCTTCAGAGGAAGGTGGAAACA powiedział: |
| Igλ2 | TGTTTCACCTTCCTCTGAGCTCAAG | CTTGAGCTCCTCAGAGGAAGGTGGAAACA powiedział: |
| Igλ3 | TGTTTCCACCTTCCCCTGAGCTCCAG powiedział | CTGGAGCTCCTCAGGGGAAGGTGGAAACA powiedział: CTGGAGCTCCTCAGGGGAAGG***aaca |
| Igλ4 | TGTTCCCACCTTCCTCTGAAGAGCTCAAG | CTTGAGCTCTTCAGAGGAAGGTGGGAACA powiedział: |
| Ludzkie łańcuchy ciężkie immunoglobuliny | ||
| Igm | GGGAGTGCATCCGCCCCAAC | GTTGGGGCGGATGCACTCCC |
| IgG (IgG) | GCTTCCACCAAGGGCCCATC powiedział: | GATGGGCCCTTGGTGGAAGC |
| IgA | GCATCCCCGACCAGCCCCAA powiedział: | GACCGATGGGGCTGTTTTTTT powiedział: |
| IgD (IgD) | GCACCCACCAAGGCTCCGGA powiedział: | TCCGGAGCCTTGGTGGGTGC powiedział: |
| IgE | GCCTCCACACAGAGCCCATC powiedział: | GATGGGCTCTGTGTGGAGGC powiedział: GATGGGCTCTGTGTGGAGGC |
| Łańcuchy lekkie ludzkiej immunoglobuliny | ||
| Igκ | ACTGTGGCTGCACCATCTGC powiedział: | GCAGATGGTGCAGCCACAGT powiedział: |
| Igλ1,2,6 | GTCACTCTGTTCCCGCCCTC | GAGGGCGGGAACAGAGTGAC powiedział: |
| Igλ3,7 | GTCACTCTGTTCCCACCCTC powiedział: | GAGGGTGGGAACAGAGTGAC powiedział: |
Tabela 2: Podsumowanie sekwencji sygnatur immunoglobulin
osób osób osób osób osób TGL osób osób osób osób TGL osób osób osób osób osób osób TGL osób osób TGL osób osób osób osób osób TGL| Mysz IgH | Łączna liczba odczytów | Igm | IgG1 | IgG2c | ||
| wkład | 475 144 | |||||
| Zawierające IgC | 166 175 | 229 671 | 36 628 | |||
| Wydajny VDJ | 133 371 | 196 583 | 31 446 | |||
| Mysz IgL | Łączna liczba odczytów | IgKappa powiedział: | IgLambda (IgLambda) | |||
| wkład | 527 668 | |||||
| Zawierające IgC | 178 948 | 21 446 | ||||
| Wydajny VJ | 160 924 | 16 988 | ||||
| Ludzkie IgH | Łączna liczba odczytów | Igm | IgG (IgG) | IgA | IgD (IgD) | IgE |
| wkład | 1 582 754 | |||||
| Zawierające IgC | 90 238 | 5 298 | 94 061 | 75 549 | 2 932 | |
| Wydajny VDJ | 67 896 | 2 775 | 78 203 | 56 495 | 3 | |
| Ludzkie IgL | Łączna liczba odczytów | IgKappa powiedział: | IgLambda (IgLambda) | |||
| wkład | 1 582 754 | |||||
| Zawierające IgC | 120 316 | 64 148 | ||||
| Wydajny VJ | 97 169 | 52 324 |
Tabela 3: Podsumowanie odczytanych liczb w eksperymentach

Rysunek 1: Schematyczne przedstawienie strategii sekwencjonowania do analizy repertuaru przeciwciał u poszczególnych myszy. (A) Całkowite RNA z komórek lub tkanek odpornościowych zostało poddane odwrotnej transkrypcji i amplifikacji PCR przy użyciu uniwersalnego startera do przodu i starterów odwrotnych specyficznych dla klasy immunoglobulin. Amplikony z każdej klasy immunoglobulin zostały połączone i wyrenderowane do sekwencjonowania nowej generacji. (B) Kontrpróby biologiczne, takie jak śledziony myszy C57BL / 6, traktowano w następujący sposób: całkowite RNA oczyszczono z próbek śledziony, a cDNA amplifikowano przez 5'-RACE przy użyciu uniwersalnego startera i startera specyficznego dla klasy przeciwciał. Następnie zostały one wyrenderowane do sekwencjonowania nowej generacji ze starterami znakującymi dla poszczególnych myszy. Części rysunku zostały zaadaptowane z8 za zgodą. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 2: Schemat blokowy przetwarzania danych do analizy repertuaru przeciwciał u poszczególnych myszy. Odczyty amplikonów uzyskane po sekwencjonowaniu nowej generacji przetwarzano w następujący sposób: (1) sekwencje odczytu sprawdzono pod kątem obecności sekwencji sygnaturowych specyficznych dla klasy przeciwciał; (2) sekwencje badano pod kątem fragmentów genów V, D i J za pomocą IMGT/HighV-Quest i/lub IgBLAST; (3) zebrano sekwencje zawierające produktywne złącze VDJ; oraz (4) sekwencje te zostały wykorzystane do analizy ogólnych cech repertuaru, CDR3 itp. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 3: Globalna wizualizacja danych dla repertuaru przeciwciał myszy. Ogólne profile repertuarowe każdej klasy przeciwciał zostały zobrazowane za pomocą wykresu 3D-VDJ. Oś x reprezentuje 110 genów IGHV uporządkowanych jak na chromosomie. Oś y i z reprezentuje odpowiednio 12 genów IGHD i 4 geny IGHJ. Objętość sfer w każdym węźle reprezentuje liczbę odczytów. Czerwone kule: nieoznaczone geny V, D i J. Rozkłady odczytu IgL są pokazane na wykresie 2D-VJ, na którym długość każdego słupka reprezentuje względną liczbę odczytów. Oś x reprezentuje 101 x geny IGLVκ i 3 x IGLVλ, a oś y reprezentuje 4 x geny IGLJκ i 3 x IGLJλ. Nieoznaczone geny V i J są reprezentowane na prawej linii granicznej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Rysunek 4: Globalna wizualizacja danych dla repertuaru przeciwciał ludzkich. Ogólne profile repertuarowe każdej klasy przeciwciał zostały zobrazowane za pomocą wykresu 3D-VDJ. Oś x reprezentuje 56 genów IGHV uporządkowanych jak na chromosomie. Oś y i z reprezentuje odpowiednio 27 genów IGHD i 6 IGHJ. Objętość sfer w każdym węźle reprezentuje liczbę odczytów. Czerwone kule: nieoznaczone geny V, D i J. Odczyty IgL są ułożone w tablicę na wykresie 2D-VJ, w którym długość każdego słupka reprezentuje względną liczbę odczytów. Oś x reprezentuje 41 x geny IGLVκ i 32 x IGLVλ, a oś y reprezentuje 5 x geny IGLJκ i 5 x IGLJλ. Nieoznaczone geny V i J są reprezentowane na prawej linii granicznej. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.
Opisana tutaj metoda wykorzystuje NGS do RNA przeciwciał amplifikowanych metodą 5'-RACE. W przeciwieństwie do metod wykorzystujących zdegenerowane startery genu 5'-VH, mRNA każdej klasy przeciwciał są równomiernie amplifikowane przy użyciu uniwersalnych starterów do przodu. Ponadto zastosowanie starterów antysensownych specyficznych dla regionu stałego 1 (CH1) genu przeciwciała umożliwia profilowanie repertuarowe specyficznych klas immunoglobulin. Jest to bardzo korzystne dla analizy odpowiedzi przeciwciał specyficznej dla danej klasy, a także dla porównania repertuaru naiwnych i uodpornionych 8,9.
Najbardziej prawdopodobną pułapką tej metody jest niedostatek amplifikowanych wiadomości immunoglobulinowych. Głębokość repertuaru przeciwciał uzyskana za pomocą tego protokołu zasadniczo zależy od amplifikacji PCR opisanej w krokach 3.1 i 3.2. Jeśli głębokość repertuaru nie zostanie uzyskana prawidłowo, zdecydowanie zaleca się zmianę proporcji matrycowego cDNA i starterów w krokach 3.2.1 lub 3.2.2.
Ogólnie rzecz biorąc, około 20% odczytów przeciwciał wytwarzanych przez NGS to sekwencje niejednoznaczne21. Nawet przy ustalonych "metodach korekcyjnych" 5-10% pozostaje niejednoznacznych3. W związku z tym przeanalizowaliśmy sekwencję i przefiltrowaliśmy surowe odczyty zawierające sekwencje sygnatur odpowiadające stałym regionom immunoglobulin (CμH1, Cγ1H1, Cγ2cH1 itp.). W związku z tym analiza hipermutacji somatycznych wymaga dokładnych badań.
Jednym z ograniczeń tej metody jest to, że nie można wywnioskować pary łańcuchów ciężkich i lekkich immunoglobulin. Stąd spojrzenie repertuarowe uzyskane tą metodą nie jest holistyczne. Możliwe jest jednak przybliżenie par o najwyższej pozycji w rankingu poprzez analizę statystyczną danych10. Niedawno doniesiono również o nowej metodzie sekwencjonowania par immunoglobulin 3,4.
Sekwencje immunoglobulin w danych wyjściowych .fna zostały wyekstrahowane na podstawie obecności sekwencji sygnatur genów immunoglobulin. Segmenty genów V, D i J zostały następnie oznaczone i oceniono produktywność rearanżacji V(D)J. Opisano również sekwencje regionu 3 determinującego komplementarność (CDR3). Te systematyczne badania sekwencji immunoglobulin w danych .fna zostały z pożytkiem dostarczone przez serwer IMGT/HighV-QUEST 22,23,24. Jednak zbudowanie zautomatyzowanego potoku przetwarzania ma tę zaletę, że można analizować duże dane eksperymentalne. Rurociąg dostosowany do każdego celu jest możliwy do skonfigurowania przy użyciu autonomicznego protokołu IgBLAST19. Takie podejście wymaga podstawowych umiejętności programowania, ale jest bardzo przydatne do szczegółowych analiz układu immunoglobulin. Opisane potoki są przykładami dostosowanego protokołu (rysunek 2).
Liczba odczytanych przeciwciał jest proporcjonalna do ilości RNA przeciwciał w próbce, odzwierciedlając składniki przeciwciał układu przeciwciał w danych punktach czasowych 5,8,25. Opisana tutaj metoda daje widok z lotu ptaka na konstytucję V(D)J repertuaru przeciwciał przy użyciu programów R 8,18,26.
Globalny wgląd w repertuar przeciwciał IgM u poszczególnych nieleczonych myszy ujawnił wysoce konserwatywny profil VDJ w porównaniu z profilami IgG1 lub IgG2c8. Doniesiono, że kombinacje VDJ niedojrzałych danio pręgowanego są wysoce stereotypowe9. W przeciwieństwie do tego, ludzkie kombinacje VDJ są zgłaszane jako wysoce skośne6. Wysoce konserwatywne deterministyczne profile VDJ w naiwnych komórkach B są prawdopodobnie generowane albo przez skośne rearanżacje VDJ, albo negatywną selekcję z autoantygenami obecnymi w organizmie. Na przykład IGHV11-2 ulega ekspresji preferencyjnie w repertuarze płodowych IgM27 , a tę dominację przypisuje się autoreaktywności IGHV11-2 wobec starzejących się erytrocytów27. Co ciekawe, IGHV11-2 był również najczęstszym głównym repertuarem w naszej wcześniej opublikowanej analizie naiwnej IgM8.
Opisana tutaj metoda jest przydatna do rozszyfrowywania repertuarów przeciwciał reagujących na antygen poprzez kompleksową analizę przestrzeni repertuaru przeciwciał generowanej w poszczególnych ciałach, unikając przypadkowego pominięcia kluczowych repertuarów przeciwciał 8,10. Metoda ta pozwala również na szczegółowe badanie dynamiki sieci przeciwciał, co ułatwiłoby przyspieszone odkrywanie przeciwciał ochronnych przeciwko nowo pojawiającym się patogenom.
Autorzy nie mają do ujawnienia żadnych konfliktów interesów.
Ta praca była wspierana przez grant od AMED w ramach grantu o numerze JP18fk0108011 (KO i SI) i JP18fm0208002 (TS, KO, i YO), oraz dotację z Ministerstwa Edukacji, Kultury, Sportu, Nauki i Technologii (15K15159) dla KO. Dziękujemy Sayuri Yamaguchi i Satoko Sasaki za cenną pomoc techniczną. Serdecznie dziękujemy firmie Editage (www.editage.jp) za redakcję w języku angielskim.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Probówki paskowe 0,2 ml | Thermo Fisher Scientific | AB0452 | 120 pasków |
| 100 pz Drabinka DNA | TOYOBO | DNA-035 | 0,5 ml |
| 2100 Systemy bioanalizatorów | Agilent Technologies | G2939BA /2100 | |
| Kwas octowy | Wako | 017-00256 | 500 ml |
| Agaroza, NuSieve GTG | Lonza | 50084 | |
| Amon Chlorek | Wako | 017-02995 | 500 g |
| Chloroform | Wako | 038-02606 | 500 ml |
| Dulbecco's PBS (-)" Nissui" | NISSUI | 08192 | |
| Kwas etylenodiamino-N,N,N',N'-tetraoctowy sól disodowa dwuwodna (2NA) | Wako | 345-01865 | 500 g |
| Falcon 40 µ m Sitko do komórek | Falcon | 352340 | 50/Case |
| rurka zamka 1,7 | mL SPRZĘT BM | BM-15 | |
| rurka blokująca 2,0 mL | SPRZĘT BM | BM-20 | |
| MiSeq Reagent Kit v2 | illumina | MS-102-2003 | 500 cykli |
| MiSeq System | illumina | SY-410-1003 | |
| Spektrofotometr NanoDrop 2000c | Thermo Fisher Scientific | ||
| Wodorowęglan potasu | Wako | 166-03275 | 500 g |
| PureLink RNA Mini | Kit technologie życia | 12183018A | |
| Fluorometr Qubit 3.0 | Thermo Fisher Scientific | Q33216 | |
| Zestaw testowy Qubit dsDNA HS | Testy | ||
| Thermo Fisher Scientific Q32854 500SMARTer WYŚCIG 5'/3' Zestaw | Klonat | ||
| Wersja gorącego startu TaKaRa Ex Taq | Takara Bio Inc. | Karabin Jądrowy RR006A | |
| Baza Trizma | Sigma | T6066 | 1 kg |
| Odczynnik TRIzol | AmbionThermo Fisher Scientific | 15596026 | 100 ml |
| Ultra Clear qPCR Caps | Thermo Fisher Scientific | AB0866 | 120 pasków |
| UltraPure Ethidium Bromek | Thermo Fisher Scientific | 15585011 | |
| Wizard SV Żel i system czyszczenia PCR | Promega | A9282 |
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie