$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Анализируя весь процесс регуляции генов необходимо полностью понимать клеточной адаптации в ответ на конкретный раздражитель или лечения. Сочетание всего РНК seq, 4СУ seq, рибосома профилирование и чип seq в разное время точках приводит к всесторонний анализ основных процессов регуляции генов с течением времени. Для определения экспериментальной установки, а также оптимальное время точки требуется глубокое понимание биологических процессов.
Поскольку методы для изучения гена регулирование улучшить быстро, эти протоколы могут быть адаптированы к быстрым изменениям. Тем не менее они обеспечивают наиболее важные методы для изучения механизмов регулирования основных генов в любой тип клеток. Здесь мы рассмотрим некоторые из ловушек и факты, которые необходимо учитывать при использовании этих методов.
Клетки: Клетки должны быть весьма жизнеспособной и, если с помощью первичных изолированных клеток, чистоту клеточных популяций должна быть гарантирована (например, анализ СУИМ для первичного Т-клетки). Даже немного подчеркнул клетки могут повлиять на результаты этих методов очень чувствительной последовательности и снизить количество вновь переписаны или переведенный НКА и привести к нежелательных отсчетов реакции стресса в последовательности результатов. Скорость центрифугирования, упомянутых в этом протоколе для пеллет клетки оптимизирован для первичного Т-клеток. Таким образом регулировать скорость в зависимости от типа ячейки.
4 Су эффекты на физиологии клетки: Помимо вышеупомянутых вариантов для проверки минимальной возмущений в клеточной физиологии при добавлении 4СУ могут выполняться дополнительные и/или дополнительного анализа, особенно, когда число клеток ограничены. Влияние на пролиферацию клеток может быть проверена путем проверки время удвоения клеток путем простого подсчета маркировку и непомеченного клетки. Ядрышковые стресс индукции также может быть проверена анализа морфологии клеток через иммунофлюоресценции окрашивание nucleolin и ядер. Для дальнейшей проверки воздействия 4СУ, измененные глобальные ген выражение можно судить по корреляции читать графов с метками всего РНК к немеченому всего РНК.
Мобильных номеров: В пробирке создан Т-клеток мы рекомендуем, начиная с по крайней мере количество клеток, указанных в таблице 2. Выбор надлежащего числа метода в зависимости от типа клеток. Так как Т-клетки имеют меньше цитоплазмой и РНК, по сравнению с другими клетками, скорее нижнюю других ячеек будет адекватной. Для чип seq числа клеток сильно зависит антитела, используемые и уровень экспрессии протеина интереса внутри клетки. Для гистона или RNAPII чип может использоваться ДВ клетки, тогда как число клеток необходимо увеличить при использовании факторов транскрипции, особенно если они выражены при низких уровнях.
4 Су маркировки и РНК biotinylation: При использовании адэрентных клеток, 4СУ маркировки могут быть направлены, как описано в Rädle и др. 19 начиная с клетки очень быстро включать 4СУ, его можно добавить непосредственно в среде подвеска, сторонником или полу адэрентных клеток.
Рекомендуется для запуска biotinylation с 60-80 мкг РНК. Тем не менее, меньше количества РНК могут быть использованы, хотя мы не тест менее чем 30 мкг. Добавить coprecipitant (например, GlycoBlue) при проникающих РНК, если шарик трудно увидеть. Даффи et al. также показали, что methylthiosulfonate активированный биотин (МТС биотин) более эффективно реагирует с надписью 4СУ РНК чем HPDP-биотин31. Следовательно она может быть стоит рассмотреть переход на МТС биотин, в частности, для восстановления малых РНК, которые склонны иметь меньше уридина остатков (см. biotinylation протокол, упомянутые Даффи и др.; см. Очистка 4СУ меченых РНК, Экспериментальные методы).
Для восстановления недавно транскрипции РНК можно использовать парамагнитных бусы или Очистка РНК бусины по вашему выбору. Всегда принимать во внимание, что эти комплекты могут или не могут очистить для конкретных молекул РНК. Например если вы заинтересованы в адаптивной, рассмотрите возможность использования конкретные наборы для захвата Мирна и последовательности.
Количественной оценки недавно транскрипции РНК: Чтобы точно измерить недавно транскрипции РНК, измерение должно выполняться подходящего флуориметр (см. Таблицу материалы). В течение 1 ч 4СУ воздействия недавно транскрипции РНК представляет около 1-4% всего РНК. Недавно транскрипции РНК 1 ч помечены, активированные Т-клетки состоит из ~ 90-94% рРНК11.
Рибосомы профилирование: При создании метода, мы определили, что использование 1.5 x количество нуклеиназы, чем предлагается в исходный протокол гарантирует правильное пищеварение. Кроме того побочные эффекты не сообщалось на повышенных количествах нуклеиназы. Так как это довольно трудно overdigest РППБ, хотя они являются частью РНК, обязательность рибосомных белки, можно еще немного увеличить объем к Титруйте оптимального нуклеиназы пищеварение.
Если меньше, чем 500 нг ПФР РНК были восстановлены в шаге 4.4.2, повторяю, рРНК истощения и бассейн очищается РППБ с РНК Clean & концентратор-5 столбцов. Кроме того Загрузите два идентичных образцов рядом друг с другом на геле (шаг 4.5.3) и бассейн гель фрагментов во время элюции РНК от геля (шаг 4.5.6).
Мы рекомендуем, резка РППБ на геле максимально плотно групп nt 28 и 30. Это помогает в устранении ненужных фрагментов с теорией и tRNAs, которая позже станет частью вашей библиотеки и уменьшить считывает последовательность для вашего РППБ.
Также рекомендуется избегать УФ света во время очищения геля. Это может создать Ники в РНК фрагменты, а также пиримидина димеры, которые в конечном итоге может серьезно повлиять на Библиотека подготовки и последовательности результатов.
Библиотека подготовка и последовательности данных: Рибосомы, профилирование протокол позволяет создать библиотеку cDNA, подходящих для виртуализации. Образцы, порожденных 4СУ маркировки может использоваться для приготовления библиотека с любой соответствующий комплект последовательности РНК. После недавно транскрипции РНК особенно при использовании коротких маркировки раз, может быть еще не polyadenylated, не поли-выбор должны выполняться. Вместо этого, мы настоятельно рекомендуем рРНК истощения, чтобы предотвратить уменьшение глубины последовательности для действительного образца. С помощью Т-клеток, мы начали с 400 нг вновь переписаны и общая РНК (в зависимости от комплекта, см. материалы), выполненных рРНК истощения и сокращение циклов для амплификации PCR для сведения к минимуму предвзятость ПЦР. Подготовка библиотеки могут быть выполнены с меньше исходного материала. Для учета библиотеки сложности количество циклов PCR должны быть оптимизированы.
Для чип seq также имеются многочисленные наборы для приготовления библиотеки. В нашей библиотеке руки подготовка работал хорошо, начиная с 2 нг чип ДНК (см. материалы для предложение на какой комплект для использования). Не забудьте проверить индексы для цветовой баланс во время виртуализации. Мы рекомендуем последовательности глубины ≥40 х 106 читает каждый 4СУ seq, всего РНК seq, и чип seq образцы и ≥80 x 106 гласит на рибосомы, профилирование образцы. Секвенирование глубина зависит выборки и анализа течению биоинформатики и следует тщательно рассмотреть. Для анализа intronic читает для cotranscriptional сращивания, 100 bp в паре конец последовательности должен быть выбран.
Последовательности предвзятости: Секвенирование стал золотым стандартом при определении глобальных изменений в транскрипции, перевод или связывания фактор транскрипции. В последние годы существующие методы были толкнул до предела или новые методы были разработаны для виртуализации все больше начиная небольшое РНК. Это требует амплификация cDNA, который вводит шум или уклон. Недавно уникальные идентификаторы молекулярные (UMIs) были разработаны для экспериментально определить дубликаты, представленный ПЦР. Недавно было показано, что UMIs просто слегка улучшить последовательность мощности и уровень ложных обнаружения для дифференциальной ген выражение32. Тем не менее рекомендуется использовать уникальные идентификаторы молекулярные (UMIs) для всех библиотек виртуализации для управления для библиотеки сложности, особенно когда начиная с низкого количества РНК и когда требуется много циклов PCR.
Буфер и фондовых решения: Все буферы 4СУ seq и рибосома профилирования должна быть подготовлена в строгих условиях, RNase бесплатно, с использованием воды, свободной от нуклеиназы. Мы рекомендуем вам купить готовые бесплатные нуклеиназы NaCl, трис-HCl, ЭДТА, цитрат натрия и воды. Для обеспечения свободной от нуклеиназы условий, RNase Обеззараживание решение может использоваться для очистки пипетки или поверхностей. Все буферы для чип seq необходимо быть по меньшей мере DNase бесплатно и может храниться при комнатной температуре. Всегда добавить ингибиторы протеазы и, при необходимости, битор фосфатазы прямо перед использованием и держите на льду.
Биоинформатика: Анализ всех данных последовательности (то есть, чип seq, РНК seq и ribsosome профилирования) включает в себя контроль качества (например, с помощью FastQC, http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/), обрезки адаптер (например, с 20cutadapt) следуют картирования генома ссылка для клетки под исследование. РНК seq данных (как общей, так и 4СУ seq), а также рибосомы, Профилирование данных требуется сращивания РНК seq mapper, например ContextMap 221. Для выравнивания данных unspliced чип seq используя АДЖ-MEM22 является достаточным. Экспрессии генов могут быть рассчитаны с помощью модели (читает за Kilobase экзона за миллион сопоставить фрагменты) RPKM1, после определения читать сиг / Джин с помощью программы, например featureCounts23. Для вызова пик от чип seq данных, доступны ряд программ, например, MACS24 или25GEM. Далее вниз по течению анализы могут быть выполнены в R26, в частности с помощью инструментов, предоставляемых Bioconductor проекта27.
Одной из основных задач в деле интеграции 4СУ - и всего уровнем РНК и переводческая деятельность от рибосома профилирование вот нормализации. Классический подход к решению этой проблемы является нормализация уровня домоустройства генов. Чтобы уменьшить шум из-за случайных колебаний для отдельных генов домоустройства, рекомендуется не только использовать несколько домоустройства генов, но средний уровень для более широкого набора, например > 3000 домоустройства генов, составленный Айзенберг и Леванон28 . Для расчета показателей текучести РНК от соотношения 4СУ-до всего РНК, нормализации основан на средний оборот ставки (например, предполагая РНК полураспада 5 h)29. Однако поскольку это предполагает не общего изменения для домоустройства генов, мы рекомендуем использовать анализ подходов зависит от нормализации, например, кластеризацию рядов различных типов данных для выявления групп генов на основе корреляции с различных поведение в транскрипции и трансляции во время активации. Подробное описание по интеграции биоинформатический различных типов данных мы ссылаемся на оригинальной публикации11.
Анализ интеграции данных и темпы оборота: Недавно опубликованный документ33 , сравнивая полураспада определяется элемент управления мультиплексированных гена (MGC) глобальные методы можно показать, что полураспада коррелирует с полученными метаболических обозначая методами, по сравнению с другими методами (например, лучшее Общие ингибирование транскрипции наркотиков). Однако следует отметить, что различия между half-life расчеты могут возникнуть и были описаны в 15,34. Мы составляют большую часть проблемы и разногласия, которые появились в ответ стресса из-за длительного 4СУ воздействия. Таким образом необходимо исключить стресс ответ, представленный 4СУ маркировки. Для дополнительной проверки текучесть, мы рекомендуем использовать mgc.
Кроме того набор данных, созданный здесь также могут использоваться для более комплексных данных анализа (например, регулирование длиной некодирующих RNAs)35,36.