UWAGA: Schematyczna reprezentacja metody przedstawiona jest na Rysunku 1.

Rysunek 1: Schematyczny przebieg protokołu. Kroki 7.2-13 zostały wyjaśnione za pomocą reprezentacji schematycznych. Każdy wiersz wskazuje poszczególny krok protokołu. Białko komórkowe zaznaczone kolorem zielonym to ludzki nukleosom wygenerowany na podstawie struktury krystalicznej (PDB: 6M4G). Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
1. Równoważenie kolumn do odsalania
UWAGA: Kolumny wirówkowe do odsalania są równoważone zgodnie z opisem w poniższych krokach. Zrównoważone kolumny do odsalania są wykorzystywane w krokach 2.1, 3.4 oraz 4.6.
- Zdejmij dolną zaślepkę z kolumny do odsalania (odcięcie 7 kDa, objętość złoża kulek 0,5 mL, patrz Tabela materiałów) i poluzuj nasadkę na górze kolumny.
- Umieść kolumnę w probówce 1,5 mL o niskim powinowactwie do białek (probówce do zbierania, patrz Tabela materiałów) i wiruj przy 1 500 × g przez 1 min w temperaturze pokojowej, aby usunąć roztwór do przechowywania z kolumny.
UWAGA: Należy użyć wirówki z rotorem kątowym (swing-out), aby spłaszczyć górną powierzchnię złoża kulek.
- Usuń przesącz z probówki 1,5 mL i dodaj 300 µL buforu 150 mM NaCl/100 mM fosforanowego, pH 8,0 (patrz Tabela 1) na wierzch złoża żywicy.
- Wiruj przy 1 500 × g przez 1 min w temperaturze pokojowej i usuń przesącz z probówki do zbierania.
- Powtórz kroki 1.3-1.4 trzykrotnie.
- Wylej bufor z probówki do zbierania i umieść kolumnę w nowej probówce do zbierania.
- Użyj zrównoważonej kolumny do odsalania w krokach 2.1, 3.4 i 4.4.
2. Wymiana buforu przeciwciał
UWAGA: Usuń glicerol, argininę i azydek sodu z przeciwciał anti-H3K27ac10, anti-H3K27me310, anti-Med111 oraz anti-Pol II10 (skład buforu przedstawiono w Tabeli 1). Wszystkie kolejne procedury należy przeprowadzać pod czystym wyciągiem, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 1 h
- Nanieś roztwór przeciwciał (100 µL, patrz Tabela 2) na wyrównaną kolumnę odsolania przygotowaną zgodnie z krokiem 1.
- Wiruj przy 1 500 × g przez 2 min w temperaturze 4 °C, a następnie przenieś przelew z probówki zbiorczej do probówki 1,5 mL o niskim wiązaniu białek.
- Zmierz stężenie IgG, korzystając z absorbancji przy 280 nm12 (użyj spektrofotometru mikropobjętościowego).
- Przenieś roztwór przeciwciał do kasety do ultrafiltracji (próg odcięcia masy cząsteczkowej 100 kDa, 0,5 mL, patrz Tabela materiałów) i wiruj przy 12 000 × g przez 5 min w temperaturze 4 °C.
- Zmierz stężenie IgG, korzystając z absorbancji przy 280 nm.
- Powtarzaj kroki 2.4-2.5, aż stężenie IgG osiągnie poziom 1 mg/mL.
3. Aktywacja przeciwciała
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 2,5 h
- Rozpuścić 1 mg succinimidylo-6-hydrazynonikotynianu acetonohydrazonu (S-HyNic, patrz Tabela materiałów) w 100 µL bezwodnego N,N-dimetyloformamidu (DMF, patrz Tabela materiałów).
UWAGA: DMF jest łatwopalnym rozpuszczalnikiem organicznym i silną toksyną dla wątroby, która wchłania się przez skórę. Należy stosować rękawiczki, okulary ochronne i fartuch laboratoryjny. Należy przestrzegać instytucyjnych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa. Zużyte naczynia laboratoryjne należy utylizować zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi.
- Dodać 0,6 µL roztworu S-HyNic/DMF do 100 µL roztworu przeciwciał (1 mg/mL w 150 mM NaCl/100 mM fosforanie sodu, pH 8,0. Patrz Tabela 2 w celu zapoznania się z użytymi przeciwciałami i kontrolnym IgG).
- Inkubować w temperaturze pokojowej przez 2 h (chroniąc przed światłem).
- Nanieść 100 µL przeciwciał przereagowanych z S-HyNic na górę wyrównanej kolumny odsalającej (patrz krok 1) i wirować przy 1 500 × g przez 2 min w 4 °C w celu zebrania próbki.
- Po użyciu usunąć kolumnę odsalającą.
UWAGA: Stabilność grup HyNic na białkach i innych biomolekułach jest zmienna. Zaleca się bezzwłoczną koniugację biomolekuł zmodyfikowanych HyNic.
4. Aktywacja sondy DNA
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana pod czystym wyciągiem w celu uniknięcia kontaminacji DNazą. Czas: 2,5 h
- Rozpuścić osad sondy DNA modyfikowanej aminą dla przeciwciała lub kontrolnego IgG (Sonda Przeciwciała, Tabela 3) w 20 µL buforu 150 mM NaCl/100 mM fosforanu sodu, pH 8,0.
UWAGA: Należy szukać cienkiego, przezroczystego osadu/filmu na dnie probówki. Bufor należy nanieść bezpośrednio na osad. Jeśli osad nie jest widoczny, mógł on odkleić się i przywrzeć do ścianki lub zakrętki. W takim przypadku należy odwirować probówkę i sprawdzić, czy na dnie pojawił się osad.
- Rozpuścić 1 mg 4-formylobenzoesanu sukcynimidylowego (S-4FB, patrz Tabela materiałów) w 50 µL bezwodnego DMF, a następnie dodać 10 µL DMF do rozpuszczonej Sondy Przeciwciała.
- Dodać 4 µL S-4FB/DMF przygotowanego w kroku 4.2, wymieszać i inkubować w temperaturze pokojowej przez 2 h (chroniąc przed światłem).
- Nanieść 34 µL Sondy Przeciwciała przereagowanej z S-4FB na górę wyrównanej kolumny odsolonej (patrz krok 1).
- Po całkowitym wchłonięciu próbki nanieść na górę złoża żelu 15 µL buforu 150 mM NaCl/100 mM fosforanu sodu, pH 8,0, a następnie odwirować z prędkością 1 500 × g przez 2 min w temperaturze 4 °C, aby zebrać Sondę Przeciwciała modyfikowaną S-4FB.
- Przełom wykorzystać do dalszej koniugacji; zmierzyć absorbancję przy 260 nm i obliczyć stopień odzysku Sondy Przeciwciała.
5. Koniugacja przeciwciała modyfikowanego S-HyNic oraz sondy przeciwciała modyfikowanej S-4FB
UWAGA: Poniższą procedurę należy przeprowadzić pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 2 h
- Wymieszać przeciwciało modyfikowane S-HyNic z sondą przeciwciała modyfikowaną S-4FB, a następnie pipetować roztwór w górę i w dół w celu wymieszania.
- Inkubować przez 2 h w temperaturze pokojowej (chroniąc przed światłem).
- Aby zatrzymać reakcję, dodać 478,8 µL roztworu do wygaszania i przechowywania (patrz Tabela 1).
- Przenieść roztwór przeciwciała sprzężonego z sondą przeciwciała do kasety ultrafiltracyjnej (próg odcięcia masy cząsteczkowej 100 kDa).
- Wirować przez 5 min przy 12 000 × g w temperaturze 4 °C.
- Sprawdzić objętość roztworu wewnątrz kasety za pomocą pipety.
- Powtarzać kroki 5.5-5.6, aż objętość osiągnie 100 µL, a następnie przechowywać w temperaturze -20 °C.
UWAGA: Stężenie IgG mierzy się za pomocą testu sandwich ELISA13,14,15 przy użyciu standardu IgG.
6. Przygotowanie rdzeniowych kulek magnetycznych
UWAGA: W tej metodzie pojedyncza komórka jest osadzona w dwuwarstwowym koraliku akrylamidowym (patrz Rysunek 2). Rdzeń stanowi magnetyczny koralik poliakrylamidowy. Warstwa zewnętrzna składa się z samego poliakrylamidu. W tej sekcji generowane są magnetyczne koraliki rdzenia. Ta sekcja nie jest niezbędna do przeprowadzenia eksperymentu. Czas: 3 h

Rycina 2: Struktura dwuwarstwowej kulki poliakryloamidowej zapewniająca widoczność i łatwą manipulację w eksperymentach REpi-seq. (A) Nanocząstki magnetyczne z kroku 6.6 po wirowaniu. Nanocząstki magnetyczne są zmodyfikowane monomerem akryloamidu i wbudowane w poliakryloamidową kulkę magnetyczną pokazaną w B.(B) Schematyczna reprezentacja pojedynczej komórki z poliakryloamidową kulką magnetyczną do ponownego użycia. Aby zobaczyć większą wersję tej ryciny, kliknij tutaj.
- Wymieszać 50 µL buforu wodorowęglanu sodu 1 M, pH 8,5 oraz 450 µL 40% roztworu akryloamidu.
UWAGA: Akryloamid jest neurotoksyną. Należy stosować rękawiczki, ochronniki oczu i fartuch laboratoryjny. Należy przestrzegać instytucjonalnych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa. Zużyte naczynia laboratoryjne należy utylizować zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi.
- Zawiesić 1 g 30 nm proszku tlenku żelaza funkcjonalizowanego estrem NHS (patrz Tabela materiałów) w buforze akryloamid/wodorowęglan sodu i inkubować przez noc w temperaturze 4 °C.
UWAGA: Ponieważ kuleczki akryloamidowe są przezroczyste, ich widoczność i manipulowanie ich położeniem może być utrudnione. Zastosowanie rdzenia z tlenku żelaza poprawia widoczność i ułatwia manipulację, ponieważ położenie kuleczek można kontrolować za pomocą magnesu. Jednakże, jeśli użytkownicy są zaznajomieni z eksperymentami REpi-seq, można pominąć etap stosowania magnetycznych poliakryloamidowych kuleczek rdzeniowych.
- Przenieść zawiesinę nanokuleczek do 2 probówek (1,5 mL), wirować przy 21 300 × g przez 1 h (używając rotora kątowego) w temperaturze 4 °C, a następnie usunąć nadsącz.
- Zawiesić osad z dna w 1 mL 40% akryloamidu/bis-akryloamidu (19:1, patrz Tabela materiałów).
UWAGA: Bis-akryloamid jest neurotoksyną. Należy stosować rękawiczki i fartuch laboratoryjny. Należy przestrzegać instytucjonalnych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa. Zużyte naczynia laboratoryjne należy utylizować zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi.
- Wirować przy 21 300 × g przez 1 h (używając rotora kątowego) w temperaturze 4 °C.
- Wirować przy 5 000 × g przez 30 min (używając rotora wahadłowego bez hamulca) w temperaturze 4 °C.
- Usunąć nadsącz za pomocą pipety P1000, aspirując z niską prędkością.
- Dopełnić objętość do 400 µL 40% akryloamidu/bis-akryloamidu (19:1, patrz Tabela materiałów).
- Dodać 25 µL 10% roztworu persiarczanu amonu (patrz Tabela 1).
UWAGA: Persiarczan amonu jest silnym utleniaczem. Pył w powietrzu zawierający persiarczan amonu może podrażnić oczy, nos, gardło, płuca i skórę w przypadku kontaktu. Należy stosować rękawiczki, gogle ochronne i fartuch laboratoryjny. Należy przestrzegać instytucjonalnych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa. Zużyte naczynia laboratoryjne należy utylizować zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi.
- Aby wytworzyć magnetyczne poliakryloamidowe kuleczki rdzeniowe, przenieść 0,5 µL zawiesiny tlenku żelaza modyfikowanego akryloamidem do probówki PCR.
- Dodać 50 µL 4% N,N,N',N'-tetrametyloetylenodiaminy/oleju mineralnego (TEMED, patrz Tabela 1) i inkubować przez noc w temperaturze pokojowej.
UWAGA: TEMED jest łatwopalnym rozpuszczalnikiem. Pracować pod wyciągiem. Nie wdychać. Przechowywać z dala od otwartego ognia, gorących powierzchni i źródeł zapłonu. Należy stosować rękawiczki, gogle ochronne i fartuch laboratoryjny. Należy przestrzegać instytucjonalnych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa. Zużyte naczynia laboratoryjne należy utylizować zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi.
7. Modyfikacja grupy aminowej białek komórkowych za pomocą monomeru akryloamidu
UWAGA: Metoda REpi-seq została opracowana w celu analizy epigenomu komórek myszy i człowieka na poziomie pojedynczych komórek. Każdy etap musi zostać zoptymalizowany podczas stosowania tej metody w przypadku komórek gatunków innych niż mysz lub człowiek.
- Zbieranie komórek
UWAGA: Czas: 30 min
- Zmierzyć stężenie i żywotność komórek za pomocą licznika komórek (patrz Tabela materiałów).
UWAGA: Żywotność komórek na tym etapie wpływa na liczbę żywych komórek w analizie danych.
- Dostosować stężenie komórek do 1 × 105 cells/mL przy użyciu pożywki hodowlanej (*) zawierającej 10% płodowej surowicy bydlęcej.
UWAGA: *Pożywka hodowlana to optymalna pożywka dla analizowanych komórek.
- Przenieść 1 mL zawiesiny komórkowej do probówki 1,5 mL.
- Wirować zawiesinę komórkową przy 240 × g przez 5 min w temperaturze 4 °C i usunąć nadsącz.
- Dodać 1 mL soli fizjologicznej w buforze fosforanowym (PBS), wymieszać komórki delikatnie pipetując, a następnie wirować zawiesinę komórkową przy 240 × g przez 5 min w temperaturze 4 °C.
- Usunąć nadsącz.
UWAGA: Wszystkie powyższe kroki powinny być wykonywane w komorze z laminarnym przepływem powietrza, aby zapobiec kontaminacji.
- Modyfikacja grup aminowych białek komórkowych za pomocą monomerowego akrylamidu
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana w komorze czystej, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 1,5 h
- Dodać 1 mL roztworu do modyfikacji grup aminowych (patrz Tabela 1) do osadu komórkowego i resuspender osad przez delikatne pipetowanie.
- Inkubować probówkę w lodzie przez 1 h i wirować zawiesinę komórkową przy 240 × g przez 5 min w temperaturze 4 °C.
- Usunąć nadsącz i resuspender komórki w 100 mL 4% akrylamidu/1 mM EDTA/PBS zawierającego barwnik interkalujący DNA (patrz Tabela 1, 1 cell/µL).
8. Przygotowanie pojedynczych komórek do ponownego użycia
- Przygotowanie wielokrotnego użytku pojedynczych komórek (wersja manualna)
UWAGA: Poniższą procedurę należy przeprowadzać w czystej komorze z laminarnym przepływem powietrza, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 9 h/96 komórek
- Wymieszać 1 mL zawiesiny komórkowej (1 komórka/µL) oraz 199 mL 1 mM EDTA/PBS zawierającego barwnik interkalujący DNA (patrz Tabela 1).
- Przenieść 200 µL zawiesiny komórkowej do każdego dołka płaskodنnych płytek 96-dołkowych (łącznie 10 płytek, patrz Tabela Materiałów).
- Nałożyć pokrywkę na płytkę 96-dołkową i przeskanować 10 płytek za pomocą mikroskopu skanującego (patrz Tabela Materiałów), aby zidentyfikować dołki zawierające pojedynczą komórkę.
- Przenieść zawartość dołka zawierającego pojedynczą komórkę do probówki PCR.
- Przechylić płytkę (w stronę operatora) i odczekać kilka minut, aż pojedyncza komórka opadnie na dolną krawędź dołka.
- Umieścić końcówkę pipety w dolnym narożniku i przenieść pojedynczą komórkę wraz z buforem (aspirując 210 µL/dołek = 200 µL buforu + 10 µL powietrza) do probówki PCR.
UWAGA: Należy koniecznie użyć końcówki P200 o niskiej retencji.
- Sprawdzić dołek za pomocą mikroskopu fluorescencyjnego, aby potwierdzić przeniesienie.
- Jeśli w dołku nadal znajduje się pojedyncza komórka, dodać 200 µL/dołek 1 mM EDTA/PBS zawierającego barwnik interkalujący DNA.
- Następnie powtórzyć proces przenoszenia.
- Wirować probówkę PCR przy 240 × g przez 5 min w 4 °C, używając rotora kątowego (swing rotor) bez hamowania.
UWAGA: Hamowanie powoduje wirowy przepływ cieczy w probówce, co zaburza osadzanie się pojedynczej komórki. Podczas wirowania rotorem kątowym bez hamowania, pojedyncza komórka zawsze opadnie na dno probówki. Jednak w przypadku użycia rotora stałokątowego, pojedyncza komórka przytwierdza się do ścianki bocznej probówki PCR i może zostać utracona.
- Usunąć 195 µL supernatantu, stosując bardzo niską prędkość pipetowania.
- Dodać 195 µL/probówkę roztworu akrylamidu/bis-akrylamidu/APS (patrz Tabela 1).
- Wirować probówkę PCR przy 240 × g przez 5 min w 4 °C, używając rotora kątowego bez hamowania.
- Usunąć 195 µL supernatantu przy bardzo niskiej prędkości pipetowania.
- Przenieść dolne 3 µL do probówki PCR zawierającej 4% TEMED/olej mineralny oraz magnetyczny koralik poliakrylamidowy (wygenerowany w kroku 6).
UWAGA: Należy koniecznie użyć końcówki P10 o niskiej retencji. Wydzielić komórkę w pobliżu magnetycznego koralika poliakrylamidowego. W oleju mineralnym ciecz zawierająca pojedynczą komórkę przylega do powierzchni magnetycznego koralika poliakrylamidowego dzięki napięciu powierzchniowemu.
- Inkubować przez noc w temperaturze pokojowej.
UWAGA: Proces ten generuje dwuwarstwowy koralik żelu akrylamidowego. Rdzeń stanowi magnetyczny koralik żelowy. Warstwa zewnętrzna to żel poliakrylamidowy zawierający pojedynczą komórkę. Pojedyncza komórka jest zatopiona w zewnętrznej warstwie żelu. Bezpieczny punkt przerwania: Po przemyciu wielokrotnego użytku pojedynczych komórek buforem 50% glicerolu/1 mM EDTA/0,05% Tween 20/0,5% BSA/TBS, można je przechowywać w -20 °C do 6 miesięcy.
- Przygotowanie wielokrotnego użytku pojedynczych komórek (wersja półautomatyczna)
UWAGA: Poniższą procedurę należy przeprowadzać w czystej komorze z laminarnym przepływem powietrza, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 3 h/96 komórek
- Wymieszać 1 mL zawiesiny komórkowej (1 komórka/µL) oraz 199 mL 1 mM EDTA/PBS zawierającego barwnik interkalujący DNA (patrz Tabela 1).
- Przenieść 200 µL zawiesiny komórkowej do każdego dołka płytki nanowell 4 nL (patrz Rysunek 3 oraz Tabela Materiałów) i umieścić płytkę nanowell 4 nL w automatycznym robocie do pobierania pojedynczych komórek (patrz Tabela Materiałów).
- Umieścić 96-dołkową płytkę PCR jako płytkę docelową w automatycznym robocie do pobierania pojedynczych komórek. Upewnić się, że każdy dołek zawiera 200 µL/dołek roztworu akrylamidu/bis-akrylamidu/APS (patrz Tabela 1).
- Przenieść pojedynczą komórkę z nanowell 4 nL do dołka 96-dołkowej płytki PCR (patrz Wideo uzupełniające S1).
- Nałożyć pokrywkę na 96-dołkową płytkę PCR i wirować ją przy 240 × g przez 5 min w 4 °C, używając rotora kątowego bez hamowania.
- Umieścić 96-dołkową płytkę PCR na platformie automatycznego robota do dozowania cieczy (patrz Tabela Materiałów, Rysunek 4 oraz Kod uzupełniający 1).
- Przeciągnąć i upuścić Kod uzupełniający 1 do okna oprogramowania (patrz Tabela Materiałów) robota do dozowania cieczy.
- Uruchomić program w automatycznym robocie do dozowania cieczy (patrz Wideo uzupełniające S2 oraz Wideo uzupełniające S3).
- Usunąć 195 µL supernatantu przy bardzo niskiej prędkości pipetowania.
- Dodać 50 µL 4% TEMED/oleju mineralnego.
UWAGA: Kroki 8.2.8.1-8.2.8.2 mogą być wykonane poprzez manualne pipetowanie.
- Inkubować przez noc w temperaturze pokojowej (Rysunek 5). Bezpieczny punkt przerwania: Po przemyciu wielokrotnego użytku pojedynczych komórek buforem 50% glicerolu/1 mM EDTA/0,05% Tween 20/0,5% BSA/TBS, przechowywać je w -20 °C do 6 miesięcy.

Rysunek 3: Automatyczne pobieranie pojedynczych komórek i ich przenoszenie do płytki PCR z 96 dołkami w kroku 8.2. (A) Przegląd systemu pobierania pojedynczych komórek. Robot do pobierania pojedynczych komórek znajduje się w komorze z laminarnym przepływem powietrza, aby uniknąć kontaminacji. (B) Płytka 24-dołkowa z nanodołkami o objętości 4 nL wewnątrz każdego dołka. (C) Rozkład komórek w dołku płytki 24-dołkowej. Zielone kropki to komórki zidentyfikowane jako pojedyncze komórki w każdym nanodołku 4 nL. Purpurowe kropki to komórki zidentyfikowane jako dublety lub multiplety komórek. (D) Obraz w polu jasnym dołka w płytce 24-dołkowej. Zielony kwadrat oznacza nanodołek 4 nL zawierający pojedynczą komórkę. Purpurowy kwadrat oznacza nanodołek 4 nL zawierający wiele komórek. (E) Powiększony obszar wybranych nanodołków 4 nL. Jasne kropki to pojedyncze komórki w nanodołkach 4 nL. System pobierania pojedynczych komórek identyfikuje nanodołki zawierające pojedynczą komórkę poprzez akwizycję obrazów w polu jasnym oraz obrazów fluorescencyjnych komórek z barwieniem DAPI. Zidentyfikowane pojedyncze komórki są przenoszone z nanodołka 4 nL do dołka płytki PCR z 96 dołkami. Paski skali = 2 mm (C, D), 100 µm (E). Skrót = DAPI = 4',6-diamidino-2-fenyloindol. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.

Rycina 4: Generowanie reużywalnych pojedynczych komórek za pomocą robota do obsługi cieczy. (A) Platforma robota do obsługi cieczy. Platforma posiada 11 gniazd na statywy z końcówkami do pipet (końcówki P300: gniazda 1-3, końcówki P20: gniazda 5-6), głęboką płytkę 96-dołkową 2 mL (gniazdo 4), dwie płytki PCR 96-dołkowe zawierające jedną komórkę w każdym dołku (gniazda 7 i 10) oraz dwie płytki 96-dołkowe z płaskim dnem na odpady ciekłe (gniazda 8 i 11). (B) Platforma po rozmieszczeniu sprzętu laboratoryjnego. (C) Schematyczne przedstawienie robotycznego pipetowania w kroku 8.8.1. Program usuwa naddatek, nie aspirując pojedynczej komórki z dna 96-dołkowej płytki PCR. (D) Reużywalne pojedyncze komórki wygenerowane przy użyciu Supplemental Code 1. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.
9. Przyłączanie i elongacja losowych starterów
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Gwiazdki (*) przy następujących krokach wskazują, że do kontrolowania pozycji kulek poliakrylamidowych zawierających pojedynczą komórkę wielokrotnego użytku w probówce można użyć separatora magnetycznego. Użycie separatora magnetycznego nie jest jednak niezbędne. Poprzez powolne przesuwanie końcówki pipety w dół wzdłuż ścianki probówki, kulki są spychane w górę w celu przemycia lub wymiany buforu. Czas: 9 h
- Usuń olej mineralny za pomocą pipety(*) i przemyj (*) 5 razy 200 µL buforu 1x TP Mg(-) (rozcieńcz bufor 10x TP Mg(-) do stężenia 1x wodą ultrapure, patrz Tabela 1).
- Usuń supernatant (*) i dodaj 15 µL buforu do hybrydyzacji (patrz Tabela 1).
- Inkubuj przez 1 h na lodzie.
UWAGA: Celem tej inkubacji jest permeabilizacja błon plazmatycznych i jądrowych oraz wprowadzenie losowego primera do jądra komórkowego.
- Umieść probówki PCR w termocyklerze i podgrzej w temperaturze 94 °C przez 3 min.
UWAGA: Rozmiar probówki wynosi 0,2 mL. Objętość roztworu wynosi około 20 µL, wliczając objętość kuleczki poliakrylamidowej. Temperatura pokrywy termocyklera wynosi 105 °C.
- Przenieś probówki do chłodzonego lodem bloku metalowego i inkubuj przez 2 min.
- Dodaj 4 µL mieszaniny MgSO4/NaCl/dNTP (patrz Tabela 1) i wymieszaj za pomocą wstrząsarki typu vortex z umiarkowaną prędkością.
- Dodaj 1 µL polimerazy Bst, dużego fragmentu (patrz Tabela Materiałów) i wymieszaj za pomocą wstrząsarki typu vortex z umiarkowaną prędkością.
- Inkubuj przez 4 h na wstrząsarce (600 rpm w 4 °C).
UWAGA: Celem tej inkubacji jest wprowadzenie polimerazy Bst do jądra komórkowego.
- Umieść probówkę PCR w termocyklerze i uruchom jeden z następujących programów:
- Uruchom program 4-godzinny: 10 °C przez 30 min, 20 °C przez 30 min oraz 25 °C przez 180 min.
- Alternatywnie uruchom program nocny: 4 °C przez 4 h, 10 °C przez 2 h, 20 °C przez 2 h, 25 °C przez 4 h, a następnie utrzymaj temperaturę 4 °C.
UWAGA: Rozmiar probówki wynosi 0,2 mL. Objętość roztworu wynosi około 25 µL, wliczając objętość kuleczki poliakrylamidowej. Temperatura pokrywy termocyklera wynosi 105 °C. Bezpieczny punkt przerwania pracy: Można przerwać eksperyment w tym miejscu na maksymalnie 1 dobę, przechowując pojedyncze komórki wielokrotnego użytku w temperaturze 4 °C.
10. Wiązanie przeciwciał
UWAGA: Poniższą procedurę przeprowadza się pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 1,5 h
- Dodaj 1.625 µL roztworu NaCl/EDTA/BSA (patrz Tabela 1) i wymieszać za pomocą wortexa przy niskiej prędkości.
UWAGA: Ten etap ma na celu 1) ułatwienie chelatacji Mg2+ przez EDTA, 2) stabilizować wiązanie wydłużonego 1Proszę podać tekst źródłowy do przetłumaczenia. losowych starterów w obecności 300 mM NaCl oraz 3) zablokowanie niespecyficznego wiązania przeciwciał przy użyciu albuminy surowicy bydlęcej (BSA) w kolejnej reakcji.
- Inkubować przez 1 h w lodzie, a następnie dodać 0.1 µg/mL każde z przeciwciał oraz kontrolne IgG sprzężone z sondą przeciwciałową (przygotowaną w kroku 5).
- Inkubować przez noc na lodzie, delikatnie wstrząsając na inkubatorze wytrząsającym.
11. Ligacja bliskościowa sondy przeciwciałowej i proksymalnie wydłużonego randomowego primera
UWAGA: Poniższą procedurę należy przeprowadzać pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Gwiazdki (*) w następnych krokach wskazują miejsca, w których można użyć separatora magnetycznego do kontrolowania pozycji kulek poliakrylamidowych zawierających pojedynczą, wielokrotnie używaną komórkę w probówce. Użycie separatora magnetycznego nie jest jednak niezbędne. Powolnym prowadzeniem końcówki pipety wzdłuż ścianki probówki można przesuwać kulki w górę w celu ich przemycia lub wymiany buforu. Czas: 6 h
- Przemyć (*) dwukrotnie 200 µL buforu 1x TPM-T (inkubacja 20 min podczas każdego płukania) w lodzie. Bufor 10x TPM-T (Tris-HCl/chlorek potasu/siarczan magnezu/Triton X-100) rozcieńczyć do 1x wodą ultrapure).
- Usunąć (*) nadsącz i przemyć (*) raz buforem 1x T4 DNA ligase (patrz Tabela materiałów).
- Usunąć (*) nadsącz i dodać 19 µL roztworu Ligation Adapter Solution (patrz Tabela 1).
- Inkubować przez 1 h w temperaturze 25 °C.
- Dodać 1 µL T4 DNA ligase (patrz Tabela materiałów) i wymieszać zawartość probówki na wstrząsarku vortex z średnią prędkością.
- Umieścić probówkę w termocyklerze i uruchomić następujący program: program ligacji zbliżeniowej, 4 h w 16 °C oraz 30 min w 25 °C.
UWAGA: Rozmiar probówki wynosi 0.2 mL. Objętość roztworu wynosi około 25 µL, wliczając objętość kuleczki poliakrylamidowej. Temperatura pokrywy termocyklera to temperatura pokojowa.
- Przemyć (*) dwukrotnie, krótko, 200 µL buforu 1x Bst Mg(-) EDTA(+) (patrz Tabela 1; przygotować bufor 1x z buforu stokowego 10x) i przechowywać komórkę w 4 °C przez noc. Bezpieczny punkt przerwania: Eksperyment można przerwać w tym miejscu na maksymalnie 1 dzień, przechowując komórki pojedyncze w 4 °C.
12. Pełna elongacja pierwszego promotora losowego
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana pod czystym wyciągiem w celu uniknięcia kontaminacji DNazą. Czas: 4,5 h
- Przemyć dwukrotnie 200 µL buforu 1x Bst Mg(-) EDTA(-) (patrz Tabela 1, przygotować bufor 1x z buforu stokowego 10x), usunąć supernatant i dodać 20 µL mieszaniny Bst/dNTPs/MgSO4 (patrz Tabela 1).
- Wymieszać za pomocą vortexa z prędkością średnią i inkubować przez 4 h na wstrząsarce orbitalnej (w temperaturze 6 °C i przy 500 rpm).
- Umieścić probówkę w termocyklerze i uruchomić następujący program pełnej elongacji: 10 °C przez 1 h, 20 °C przez 1 h, 30 °C przez 1 h, 40 °C przez 1 h, 50 °C przez 1 h, 65 °C przez 1 h, 94 °C przez 10 min oraz utrzymać temperaturę 4 °C.
UWAGA: Bezpieczny punkt przerwania pracy: Eksperyment można w tym miejscu przerwać na maksymalnie 1 dzień, przechowując pojedyncze komórki przeznaczone do ponownego użycia w temperaturze 4 °C.
13. Wielokrotna amplifikacja przez wypieranie
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana pod czystym wyciągiem w celu uniknięcia kontaminacji DNazą. Czas: 2,5 h (kroki 13.1-13.2) + 15 min (kroki 13.3-13.4) + 1 dzień (kroki 13.5-13.10)
- Dodaj 0.4 µL z 100 µM 2nd losowe primery (patrz Tabela 3) i wymieszać za pomocą mieszadła wierzchołkowego (vortexa) z prędkością średnią.
- Inkubować przez 2 h w temperaturze 6 °C i 500 obr./min na wytrząsarce orbitalnej, a następnie umieścić probówkę w termocyklerze i ogrzewać w temperaturze 94 °C przez 3 min.
UWAGA: Rozmiar probówki wynosi 0,2 ml. Objętość roztworu wynosi około 25.4 µL, w tym objętość kulek poliakrylamidowych. Temperatura pokrywy termocyklera wynosi 105 °C.
- Umieść probówki w metalowym bloku chłodzonym lodem i dodaj 1 µL/tube polimerazy DNA Bst.
- Wymieszaj na wibratorze przy niskiej prędkości, umieść probówki w termocyklerze i uruchom następujący program:
4 °C przez 4 h, 10 °C przez 30 min, 20 °C przez 30 min, 30 °C przez 30 min, 40 °C przez 30 min, 50 °C przez 30 min, 65 °C przez 60 min, 94 °C przez 3 min, a następnie utrzymać w temperaturze 4 °C.
UWAGA: Rozmiar probówki wynosi 0,2 ml. Objętość roztworu wynosi około 26.4 µL, w tym objętość kuleczki poliakrylamidowej. Temperatura pokrywy termocyklera wynosi 105 °C. Bezpieczny punkt przerwania pracyZatrzymaj eksperyment w tym miejscu na okres do 1 doby, przechowując pojedyncze komórki przeznaczone do ponownego użycia w 4 °C.
- Zebrać supernatant (około 20 µL), a następnie przenieś do probówki do PCR.
- Przechowywać zebrany naddatek w temperaturze -80 °C.
- Dodaj 20 µL/tube 0,05% Tween 20 / 0,1x buforu TE do probówki PCR zawierającej wielorazową pojedynczą komórkę (patrz Tabela 1) i inkubować wielokrotnego użytku pojedynczą komórkę w 4 °Cprzez noc. Bezpieczny punkt przerwania proceduryPrzerwij eksperyment w tym miejscu na kilka dni, wydłużając czas inkubacji.
- Należy zebrać nadsącz i połączyć go z próbką pobraną w kroku 13.5.
- Powtórz kroki 13.7-13.8 jeszcze raz. Namocz wielokrotnego użytku pojedynczą komórkę w buforze TBS z dodatkiem 50% glicerolu, 5 mM EDTA, 0,5% BSA i 0,05% Tween20, a następnie inkubuj przez 30 min na wytrząsarce orbitalnej (4 °C, 600 obr./min). Przechowywać wielokrotnego użytku pojedynczą komórkę w temperaturze -20 °C do czasu przeprowadzenia kolejnego eksperymentu.
- Dodaj 40 µL z Exo- mieszanina master mix (patrz Tabela 1) i umieść probówkę w termocyklerze, a następnie uruchom następujący program: i) 95 °C przez 5 min, ii) 95 °C przez 30 s, iii) 60 °C 30 s, iv) 72 °C przez 30 s, v) powtórzyć kroki ii-iv 19 razy, vi) 72 °C przez 5 min, vii) utrzymać w 4 °C.
UWAGA: Rozmiar probówki wynosi 0,2 ml. Objętość roztworu wynosi około 45 µL, w tym objętość kuleczki poliakrylamidowej. Temperatura pokrywy termocyklera wynosi 105 °C. Bezpieczny punkt przerwania pracyEksperyment można w tym miejscu przerwać na co najmniej kilka dni, przechowując próbkę w temperaturze -80 °C.
14. Oczyszczanie fenolem i chloroformem oraz wytrącanie glikolem polietylenowym
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 1,5 h
- Przenieś produkt do probówki 0,5 mL o niskim wiązaniu DNA i dodaj 100 µL mieszaniny fenol:chloroform:alkohol izoamylowy.
UWAGA: Mieszanina fenol:chloroform:alkohol izoamylowy powoduje podrażnienia i może wywołać oparzenia w wyniku kontaktu. Należy używać rękawiczek, gogli ochronnych i fartucha laboratoryjnego. Stosować wyłącznie w odpowiednio wentylowanych pomieszczeniach lub przy użyciu odpowiedniej maski ochronnej. Należy przestrzegać instytucyjnych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa. Zużyte naczynia laboratoryjne należy utylizować zgodnie z wytycznymi instytucji.
- Wstrząsać ręcznie przez 30 s, a następnie wirować przy 12 000 × g przez 10 min w temperaturze 4 °C.
- Zebrać fazę wodną (80 µL) do probówki 0,5 mL o niskim wiązaniu DNA i dodać 40,84 µL/probówkę mieszaniny akrylamidu liniowego/MgCl2 (patrz Tabela 1).
- Dodać 47,06 µL/probówkę 50% (w/v) PEG8000 (wolnego od RNazy) i wymieszać poprzez pipetowanie.
- Inkubować przez 20 min w temperaturze pokojowej, a następnie wirować przy 240 × g przez 10 min w temperaturze pokojowej.
- Usunąć nadsącz i dodać 400 µL/probówkę 80% etanolu (EtOH).
- Przemyć 80% EtOH, usunąć nadsącz za pomocą aspiratora i wysuszyć osad na powietrzu.
- Resuspender osad w 20 µL buforu 1 mM EDTA/10 mM Tris-HCl, pH 7,4 i przechowywać roztwór w temperaturze -80 °C.
UWAGA: Stężenie DNA należy zmierzyć przy użyciu barwnika interkalacyjnego specyficznego dla dwuniciowego DNA (patrz Tabela materiałów). Bezpieczny punkt przerwania: Na tym etapie eksperyment można bezpiecznie przerwać na co najmniej tydzień.
15. Transkrypcja in vitro
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą i RNazą. Czas: 5 h
- Odmrozić DNA produktów pochodzących z pojedynczych komórek (z kroku 14) i przygotować mieszaną bibliotekę produktów z pojedynczych komórek, mieszając 2 µL/komórkę produktów DNA (objętość całkowita 20 µL).
- Dodać 26 µL master mixu do transkrypcji In vitro (patrz Tabela materiałów oraz protokół producenta) i wymieszać poprzez pipetowanie.
- Umieścić probówkę PCR w termocyklerze i inkubować przez 4 h w temperaturze 37 °C.
UWAGA: Rozmiar probówki to 0,2 mL. Objętość roztworu wynosi 46 µL. Temperatura pokrywy termocyklera to 105 °C.
- Dodać 5 µL 10x buforu do DNazy I (patrz Tabela materiałów) oraz dodać 4 µL DNazy I (wolnej od RNaz, 4 U, patrz Tabela materiałów).
- Wymieszać i inkubować przez 15 min w temperaturze 37 °C, a następnie przenieść próbkę do probówki 0,5 mL.
- Dodać 300 µL/probówkę tiocyjanianu guanidyny-fenolu-chloroformu (patrz Tabela materiałów) i wymieszać poprzez delikatne wstrząsanie w wortexie.
UWAGA: Tiocyjanian guanidyny-fenol-chloroform może powodować poważne oparzenia chemiczne w wyniku kontaktu. Należy stosować rękawice, okulary ochronne i fartuch laboratoryjny. Używać wyłącznie w warunkach odpowiedniej wentylacji lub stosować odpowiednią maskę ochronną. Należy przestrzegać instytucjonalnych wytycznych dotyczących bezpieczeństwa. Zużyte naczynia laboratoryjne należy utylizować zgodnie z wytycznymi instytucji.
- Inkubować przez 5 min w temperaturze pokojowej (R.T.) na wytrząsarce, a następnie przechowywać próbki w temperaturze -80 °C do 3 dni.
UWAGA: Bezpieczny punkt przerwania: Eksperyment można bezpiecznie przerwać w tym miejscu na okres do 3 dni.
16. Oczyszczanie RNA
UWAGA: Poniższą procedurę należy przeprowadzać pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą i RNazą. Czas: 2 h
- Do próbki z kroku 15.7 dodać 80 µL/probówkę chloroformu i energicznie wstrząsnąć probówką ręcznie przez 15 s.
- Inkubować przez 2-15 min w temperaturze pokojowej, a następnie wirować próbkę z prędkością 12,000 × g przez 15 min w temperaturze 4 °C.
- Zebrać i przenieść fazę wodną próbki (~200 µL) do nowej probówki o pojemności 1.5 mL.
- Dodać 600 µL/probówkę mieszaniny tiocyjanianu guanidyny-fenol-chloroform i przenieść próbkę do probówki 1.5 mL.
- Dodać 180 µL/probówkę chloroformu i energicznie wstrząsnąć probówką ręcznie przez 15 s.
- Wirować próbkę z prędkością 12,000 × g przez 10 min w temperaturze 4 °C.
- Zebrać i przenieść fazę wodną próbki (~450 µL) do probówki 1.5 mL.
- Do fazy wodnej dodać 60 µL/probówkę akryloamidu liniowego (5 µg/µL) oraz 400 µL/probówkę 100% izopropanolu.
- Inkubować probówkę w temperaturze pokojowej przez 10 min, a następnie wirować z prędkością 12,000 × g przez 10 min w temperaturze 4 °C.
- Ostrożnie usunąć nadsącz.
- Przemyć osad RNA 3 razy 200 µL 75% etanolu (EtOH/woda wolna od RNaz), usunąć nadsącz i wysuszyć osad RNA na powietrzu.
UWAGA: Nie dopuszczać do całkowitego wyschnięcia RNA, ponieważ osad może stracić rozpuszczalność.
- Resuspendować osad RNA w 20 µL wody wolnej od RNaz zawierającej inhibitor RNazy (1 µL/20 µL) i rozpuścić osad poprzez pipetowanie.
- Zmierzyć absorbancję przy 260 nm.
17. Odwrotna transkrypcja
UWAGA: Poniższą procedurę należy przeprowadzić pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 1 h
- Do każdej probówki dodać 7 µL mieszaniny starterów do odwrotnej transkrypcji i dNTP (patrz Tabela 1 oraz Tabela 3), a następnie umieścić probówki w termocyklerze.
UWAGA: Rozmiar probówki wynosi 0,2 mL. Objętość roztworu wynosi 27 µL. Temperatura pokrywy termocyklera wynosi 105 °C.
- Ogrzewać w temperaturze 65 °C przez 5 min, a następnie umieścić probówki na lodzie na co najmniej 1 min.
- Do każdej probówki dodać 14 µL master mixu odwrotnej transkryptazy (patrz Tabela 1) i wymieszać poprzez pipetowanie.
- Umieścić probówki w termocyklerze i inkubować w temperaturze 55 °C przez 10 min, a następnie w 80 °C przez 10 min.
UWAGA: Rozmiar probówki wynosi 0,2 mL. Objętość roztworu wynosi 60 µL. Temperatura pokrywy termocyklera wynosi 105 °C.
18. Synteza drugiej nici
UWAGA: Poniższą procedurę należy przeprowadzić pod czystym wyciągiem, aby uniknąć kontaminacji DNazą. Czas: 2,5 h
- Do każdej probówki dodaj 40 µL wody ultrapure i podziel 100 µL roztworu do dwóch probótek PCR o pojemności 0,2 mL (po 50 µL na probówkę).
- Do każdej probówki dodaj 60 µL mieszaniny do syntezy drugiej nici (patrz Tabela 1), umieść probówki w termocyklerze i uruchom następujący program: i) 95 °C przez 5 min, ii) 95 °C przez 30 s, iii) 60 °C przez 30 s, iv) 72 °C przez 30 s, v) powtórz kroki ii-iv 20 razy oraz vi) utrzymaj temperaturę 4 °C.
UWAGA: Rozmiar probówki to 0,2 mL. Objętość roztworu wynosi 110 µL. Temperatura pokrywy termocyklera wynosi 105 °C.
- Do każdej probówki dodaj 4,4 µL 0,5 M EDTA (stężenie końcowe 20 mM) i przechowuj w temperaturze -80 °C przez noc.
UWAGA: Bezpieczny punkt przerwania: Eksperyment można w tym miejscu bezpiecznie przerwać na maksymalnie kilka dni.
- Oczyść DNA za pomocą oczyszczania fenolowo-chloroformowego oraz wytrącania glikolem polietylenowym (opisane w kroku 14).
UWAGA: Bezpieczny punkt przerwania: Eksperyment można w tym miejscu bezpiecznie przerwać na co najmniej jeden tydzień.
19. Trawienie enzymami restrykcyjnymi i selekcja wielkości
UWAGA: Poniższa procedura jest wykonywana pod czystym dygestorium, aby uniknąć kontaminacji DNaza. Czas: 3 h (kroki 19.1-19.7)
- Zmierz stężenie oczyszczonego DNA (z kroku 18.4), mierząc absorbancję przy 260 nm.
- Przenieś 6 µg DNA do probówki PCR, dodaj 30 µL buforu do trawienia 10x i uzupełnij objętość do 294 µL wodą ultrapure.
- Dodaj 6 µL enzymu restrykcyjnego BciVI i inkubuj w 37 °C przez 1 h.
- Przeprowadź wytrącanie EtOH z użyciem liniowego poliakryloamidu.
- Dodaj 60 µL/probówkę 3 M octanu sodu (pH 5.2), a następnie dodaj 40 µL/probówkę akryloamidu liniowego (5 mg/mL, patrz Tabela materiałów).
- Dodaj 400 µL/probówkę EtOH i inkubuj przez noc w -20 °C.
UWAGA: Bezpieczny punkt przerwania: Eksperyment można bezpiecznie przerwać w tym miejscu na jeden dzień.
- Wiruj z prędkością 12,000 × g przez 10 min w 4 °C i usuń nadsącz.
- Przemyj osad dwukrotnie 80% EtOH i wysusz osad.
- Rozpuść osad w 20 µL buforu 1xTE i dodaj 4 µL/probówkę świeżego buforu do ładowania żelu 6x.
- Naniesienie próbki na żel agarozowy 5%/bufor 0.5x TAE i przeprowadź elektroforezę (50 V przez 40 min).
- Wytnij i zbierz fragment żelu powyżej 50 bp (patrz Rysunek 6) i wyizoluj DNA za pomocą zestawu do izolacji z żelu.
UWAGA: Bezpieczny punkt przerwania: Eksperyment można bezpiecznie przerwać w tym miejscu na co najmniej jeden tydzień.
- Przygotuj bibliotekę do sekwencjonowania, korzystając z zestawu do przygotowania bibliotek DNA (patrz Tabela materiałów)16,17.