O ensaio de FLIPS amplifica e sequências simples, perto de longa-metragem provírus HIV-1. O protocolo envolve 6 etapas para obter perto sequências proviral completos. Estas etapas incluem: lise de infectados células, PCR aninhado de provírus de HIV-1 (intactos e defeituosos) completos, purificação de DNA e quantificação, sequenciamento de preparação de biblioteca, NGS, e de novo conjunto de sequenciado provírus. O final de cada etapa pode ser considerado um ponto de verificação em que a qualidade do produto (por exemplo, amplificado DNA, DNA purificado, biblioteca de sequenciamento ou sequência) pode ser avaliada antes da próxima etapa. Uma visão geral da avaliação realizada no final de cada etapa e os resultados esperados é descrito abaixo.
Após PCR aninhado, produtos amplificados são executados em um gel de agarose 1% (Figura 3). A qualidade inicial da PCR pode ser determinada pela inspeção de controles positivos e negativos. Poços de controlo negativo contendo o produto amplificado indicam contaminação e poços de controle positivo ausente do produto amplificado indicam amplificação insuficiente. Em seguida, poços contendo produto amplificado são selecionados para o sequenciamento. Para evitar poços que contêm misturas de vários provírus amplificados, somente poços contendo produto amplificado executar a diluição de ponto de extremidade são considerados para sequenciamento. De acordo com a distribuição de Poisson, a diluição de ponto de extremidade é encontrada quando 30% dos poços são positivos para o produto amplificado. A esta diluição, há um 80% chance esses poços contêm um único pró-vírus amplificado. Além disso, poços contendo múltiplos provírus amplificados de comprimentos diferentes podem ser visualizados nesta fase como várias bandas aparecerão no gel. Esses poços não deverá ser seleccionados para sequenciamento (Figura 3).
Após a purificação dos provírus amplificados selecionado para sequenciamento, quantificação garante que nenhum DNA proviral é perdido durante a fase de purificação. Se a concentração de DNA de um amplificado pró-vírus é < 0.2 ng / µ l, a amostra restante no PCR2 placa pode ser purificada. Um posto de controle semelhante ocorre após a preparação da biblioteca, em que cada biblioteca individual é quantificada. Isso garante provírus individuais foram adequadamente fragmentados, marcados e amplificados antes de sequenciamento. Bibliotecas proviral individuais são agrupadas em montantes equimolar a uma concentração final de biblioteca de 4 nM (ou conforme especificado pelo provedor de sequenciamento). Se a concentração de uma biblioteca proviral individual é muito baixa, pode excluir-se do pool de biblioteca do sequenciamento, ou a biblioteca preparado novamente. É realizada uma verificação final da concentração da biblioteca em pool antes de sequenciamento juntamente com confirmando os comprimentos médios de fragmento.
Etapas de controle de qualidade antes da fase de montagem de novo garante a qualidade dos lê usado para montar o contig proviral final. Estas etapas incluem: remoção de sequências de adaptador, aparando de 5' e 3' nucleotídeos, um limite de qualidade rigorosos e desconsiderando leituras curtas. CLC Genomics Workbench pode fornecer relatórios de controle de qualidade que podem ser usados antes para avaliar a qualidade inicial da guia Configurações de aparamento e leituras e depois para determinar se o corte foi suficiente para remover a regiões de baixa qualidade. Além disso, para montagem de novo , a qualidade do contigs montado pode ser avaliada por profundidade suficiente (> 1000 X) e a uniformidade da cobertura (Figura 4A). As populações mistas também podem ser identificadas nesta fase. Misturas de vários provírus completos (~ 9 kb) são identificadas através da presença de SNPs múltiplos com uma frequência superior a 40%, Considerando que as misturas de curtas (contendo uma grande exclusão interna) e provírus completos podem ser identificadas por desigual Leia cobertura após o mapeamento de uma referência de longa-metragem do mesmo participante (Figura 4B).
Dependendo da aplicação, o alinhamento final pode ser visualizado usando ferramentas como o ggtree disponível como um pacote em "r.: A linguagem e ambiente para computação estatística"27. Em um estudo recente, FLIPS foi utilizado para provírus sequência HIV-1 da memória ingênuo, central, transicional e efetoras CD4+ T células isoladas de indivíduos na arte a longo prazo, com o objetivo de identificar se os subconjuntos de célula específica mostraram maiores proporções de geneticamente intacta e potencialmente competentes a replicação de HIV-12. Aqui, uma representação visual das sequências isoladas de um participante deste estudo (participante 2026) é apresentada (Figura 5). Neste participante, a maioria (97%) das sequências foram defeituosa, com sequências intactas encontradas em efetoras e de memória transitória CD4+ T células. Esta ferramenta de visualização é útil para visualizar o número de sequências com grandes exclusões internas e sua posição no genoma. Pode ser anotado mais para indicar sequências com códons de parada deletérios, mutações frameshift e exclusões/mutações do site MSD e/ou sinal de embalagem.
Uma aplicação do ensaio FLIPS é a identificação de geneticamente intactas e potencialmente replicação competente provírus HIV-1. Em um estudo recente de 531 sequências isoladas de CD4+ T células de 6 participantes na arte a longo prazo, 26 (5%) geneticamente intactas provírus de HIV-1 foram identificados2. Os provírus defeituosas restantes incluíam aqueles com sequências de inversão (6%), grandes exclusões internas (68%), códons de parada deletérios/Hipermutação (9%), mutações frameshift (1%) e defeitos do sinal de embalagens e/ou mutações no site MSD (11%) .

Figura 2: Visão geral do fluxo de trabalho para montagem de novo de provírus HIV-1. As principais etapas do fluxo de trabalho incluem: sequência 1) ler o controle de qualidade, 2) mesclando pares sobrepostos, 3) montagem de novo e 4) remapeamento e construção de consenso foram cor vermelha, azul, verde e laranja, respectivamente. Esta figura foi modificada de Hiener et al . 2 . Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: gel de agarose a exemplo do PCR amplificados provírus HIV-1. Poços, 1, 2, 3, 6, 9 e 10 contêm amplificados provírus HIV-1. Bem 10 contém uma pró-vírus com uma grande exclusão interna, bem 2 contém co amplificação de provírus de HIV-1 dois comprimentos diferentes (mistura) e bem 12 contém controle positivo. Observe a porcentagem de poços que contém o produto amplificado é 60%, o que está acima o percentual necessário para isolar os modelos simples. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 4: exemplo de saída do mapeamento leitura. (A) exemplo demonstrando mesmo cobertura devido a amplificação de um único pró-vírus completos do HIV-1. Na sequência de montagem de novo , todas as leituras são mapeadas para o contig montado para produzir uma sequência de consenso. A plataforma de software permite que o lê mapeado a inspeccionar para cobertura suficiente e mesmo. (B) exemplo demonstrando co amplificação de provírus de HIV-1 dois comprimentos diferentes (mistura). Para determinar as misturas, leituras são mapeadas para uma sequência de referência completos (~ 9 kb) a partir do mesmo participante e ler mapeamento inspecionado. A presença de cobertura irregular indica uma mistura. Esta figura é reproduzida com permissão da Qiagen14. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5: Visualização de exemplo de HIV-1 proviral sequências isoladas de CD4+ T subconjuntos de um indivíduo na arte de longa duração da pilha. Proviral sequências individuais HIV-1 são representadas por linhas horizontais. Esta figura foi modificada de Hiener et al . 2 . Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.