Yöntem makalesi

Tek nükleotid varyantlarının miktar tayini için tüp içinde çip tabanlı dijital PCR

8 Temmuz 2025

Bu makalede

Özet

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Kaynak: Kahyo, T., et al. Tüp İçinde Çip Formatı Kullanılarak Sporadik Ailesel Adenomatöz Polipozis Hastasında Genetik Varyasyon için Dijital Polimeraz Zincir Reaksiyonu Testi. J. Vis. Uzm. (2018).

Bu video, DNA örneklerindeki tek nükleotid varyasyonlarının tespiti için tüp içinde çip formatında dijital PCR'nin faydasını göstermektedir. Tek bir PCR reaksiyonu, bağımsız PCR reaksiyonları olarak işlev gören odalara bölünür ve odalardaki güçlendirilmiş hedeflerden gelen floresan sinyallerinin tespiti, numunedeki varyant alelin frekansını hesaplamak için kullanılır.

Protokol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Genomik DNA'nın Kalite Kontrolü

NOT: Genomik DNA (gDNA), iyi bilinen silika membran bazlı DNA saflaştırma yöntemi kullanılarak periferik kandan ekstrakte edildi. Aşağıdaki prosedürlerden önce, gDNA konsantrasyonu bir spektrofotometre kullanılarak belirlendi.

  1. gDNA örneğini 10-100 ng/μL'lik bir konsantrasyonda hazırlayın.
  2. 8 tüplük bir şeride 10 μL DNA örnek tamponu ekleyin.
  3. Tüplere 1 μL DNA merdiveni veya gDNA ekleyin. Mikroplaka ekini kullanarak karışımı 1 dakika boyunca vorteksleyin.
  4. Tüpü, jel cihazını ve pipet uçlarını elektroforez cihazına (Malzeme Tablosu) yükleyin ve 'Başlat' düğmesine basarak çalıştırmayı başlatın.
    not: Elektroforez sistemi, Başlat düğmesine tek bir tıklama ile otomatik olarak çalışacaktır.
  5. DNA örneği tamponunda bulunan alt işaretleyicinin elektroferogramlara doğru şekilde atandığını onaylayın. Yanlış atanmışsa, işaretçiyi yazılımın 'Elektroherogram modunda' manuel olarak atayın.
    not: DNA bütünlük numarası (DIN) otomatik olarak hesaplanacaktır. DIN değeri DNA bütünlüğünden gelir. Yüksek ve düşük DIN değerleri, sırasıyla yüksek derecede sağlam ve güçlü bir şekilde bozulmuş gDNA'yı gösterir.
  6. gDNA konsantrasyonunu (> 200 bp) otomatik olarak hesaplamak için yazılımın 'Bölge modunda' gDNA'nın boyut bölgesini (> 200 bp) belirtin.

2. Primer ve Prob Tasarımı

  1. Aşağıdaki koşullar altında herhangi bir açık erişimli araç kullanarak erime sıcaklığı (Tm) değerlerini hesaplayın: 10-25 baz, 50 mM Na+/K+, 0,80 mM dNTP ve 3 mM Mg2+ (Malzeme Tablosu). Tm değeri yaklaşık 60 °C ve amplikon uzunluğu 100-300 bp olan hedef alelleri içeren genomik bölgeyi amplifiye etmek için ileri ve geri primerleri tasarlayın.
    NOT: Oligonükleotidlerin konsantrasyonu için Tablo 1'e bakın.
  2. Aşağıdaki koşullara dayalı olarak referans ve varyant aleller için kilitli nükleik asit (LNA) problarını tasarlayın: (i) Her probda 1-6 LNA bulunur; (ii) her probun sırasıyla 5'- ve 3'-terminallerinde bir floresan boya ve bir söndürücü bulunur; (iii) eşleşen ve eşleşmeyen probların Tm değerleri arasındaki fark > 10 °C'dir; (iv) Eşleşen ve eşleşmeyen probların Tm değerleri, sırasıyla primerlerinkinden daha yüksek ve daha düşüktür [örneğin, ileri astar: 60.8 °C, ters astar: 59.8 °C, referans alel probu (eşleşmiş/eşleşmemiş): 62.6/45.3 °C, varyant alel probu (eşleşmiş/uyumsuz): 61.7/50.5 °C]. Tm değerleri, adım 2.1 için de kullanılan açık erişim aracı kullanılarak hesaplanmıştır.
  3. Tasarlanan primerlerin ve probların, veri tabanlarından [örneğin, Tek Nükleotid Polimorfizmi veritabanı (dbSNP)] belirlendiği üzere %> 0.1 frekansa sahip tek nükleotid polimorfizmlerini kapsamadığından emin olun.

3. Dijital PCR

  1. Primerleri, probları ve gDNA stok çözeltilerini Tablo 1'de açıklanan konsantrasyonlarda bir TE tamponu ile hazırlayın ve -20–4 °C'de saklayın.
  2. Reaktifleri oda sıcaklığında toplam 15 μL hacimde Tablo 1'de tarif edildiği gibi nihai bir konsantrasyona kadar karıştırın.
    1. Şablonsuz kontrolde (NTC) gDNA yerine 3 μL damıtılmış su ekleyin.
    2. Pipetleme hatasını hesaba katmak için PCR karışımının 3,5 katını üç nüsha halinde hazırlayın.
  3. Karıştırmak için PCR karışımını yukarı ve aşağı pipetleyin.
  4. Yükleme platformunu 8 tüplü şeritte yerleşik talaşların üzerine yerleştirin ve bunları otomatik yükleyiciye yerleştirin. Çip ile yükleme platformu arasında temas olduğundan emin olun.
  5. Platforma bir yükleme sürgüsü takın ve durdurucu yükleyiciden uzaktayken kaydırıcıyı tutun.
  6. Kaydırıcının ucuna yakın bir yerde platforma 15 μL PCR karışımı pipetleyin (Şekil 1A).
  7. Yükleyicinin düğmesine basarak yükleyiciyi çalıştırın (yaklaşık 1 dakika).
    not: Platformda az miktarda PCR karışımının kalması sorun değildir. Yükleyiciyi sırayla yeniden çalıştırmak mümkündür.
  8. PCR karışımıyla doldurulmuş tüp içinde çipi, sızdırmazlık arttırıcının yan yuvasına yerleştirin. Talaşı kırmamak için sürgülü kapağı ve üst kapağın kenarını itin (Şekil 1B).
  9. Sızdırmazlık arttırıcıyı çalıştırın (yaklaşık 2 dk). Eksik bir sızdırmazlık pozitif sinyallerin çapraz kontaminasyonuna neden olduğundan, bir sıvı birikintisi hala görünüyorsa, sızdırmazlık arttırıcıyı 1 dakika boyunca sırayla yeniden çalıştırın (Şekil 1C ve 1D).
  10. Tüplere yağ bazlı bir reaktif olan 230 μL sızdırmazlık sıvısı ekleyin.
    not: Talaşlar şimdi sıvıya daldırılmalıdır.
  11. Tüpleri termal döngüleyiciye yerleştirin. Termal döngüleyiciyi Tablo 2'de açıklandığı gibi çalıştırın (yaklaşık 2 saat). Pozitif bölümlerin eşit olmayan bir dağılımı varsa PCR'nin sıcaklığını veya süresini ayarlayın (Şekil 1E).
    NOT: rampa hızının yaklaşık 1 °C/s'ye ayarlanması önerilir.
  12. Temel gürültüyü azaltmak için tüpleri en az 15 dakika termal döngüleyicide bırakın.
    not: Tüpler gece boyunca da bırakılabilir. Ertesi gün bile floresan sinyalleri tespit edildi.
  13. Tüpleri algılama aparatına yerleştirin ve jig içine 6 mL damıtılmış su dökün. Tüplerin içinde ve dışında hava kabarcıkları görünüyorsa, bunları temizleyin (Şekil 1F ve 1G).
  14. Jig'i dedektöre yükleyin ve Floresan, Deney ve Örnek/NTC sekmelerini seçtikten sonra yazılımın 'Çalıştır' düğmesine tıklayarak çalıştırın (Malzeme Tablosu).
    NOT: Varsayılan yoğunluğa sahip sekiz numunenin çift renk algılaması yaklaşık 4 - 5 dakika sürer.
  15. Konum grafiğini, histogramı ve 2B dağılım grafiğini onaylayın.
    NOT: Negatif bölümlerin floresan yoğunluğu yüksekse, yazılımın Ayarlar düğmesine tıklayarak yoğunluğu 30-70 aralığına düşecek şekilde ayarlayın.
  16. Aşağıdaki formülü kullanarak varyant alel fraksiyonunu (VAF) hesaplayın:
    figure-protocol-1
    Burada, Cv ve Cr sırasıyla varyantın ve referans alelinin kopya numaralarıdır.
    not: Poisson istatistiklerine dayalı olarak yazılım programında otomatik olarak hesaplanırlar.

4. PCR Ürününün Toplanması

  1. Sızdırmazlık sıvısını tüpten çıkarın.
  2. Tüpe 100 μL TE tamponu ekleyin. 30 saniye boyunca kuvvetlice vorteksleyin ve tüpü kısaca santrifüjleyin.
  3. TE çözeltisini başka bir tüpe aktarın ve 30 μL 3 M sodyum asetat ve 200 μL etanol ekleyin.
  4. Çözeltiyi gece boyunca -20 °C'de soğutun.
  5. Çözeltiyi 16.000 x g'da 30 dakika santrifüjleyin ve süpernatanı çıkarın.
  6. Tüpe 300 μL% 80 etanol ekleyin ve girdap yapın.
  7. Çözeltiyi 16.000 x g'da 15 dakika santrifüjleyin ve süpernatanı çıkarın. Çökeltinin 5 dakika kurumasına izin verin.
  8. Havada kuruduktan sonra çökeltiyi 1-5 μL TE tamponunda çözün.
  9. Gerekirse, adım 1'e atıfta bulunarak bir elektroforez cihazı kullanarak ürün boyutunu değerlendirin. Yüksek hassasiyet için jel cihazına 1 μL solüsyon yükleyin (Malzeme Tablosu).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

figure-results-1
Şekil 1: Tüp içinde çip formatına sahip dPCR testi için dikkat edilmesi gereken noktalar.(A) Bu panel, otomatik yükleyicide 8 borulu şeridin nasıl kurulacağını gösterir. (B) Bu panel kırık talaşları gösterir. (C) Bu panel, (i) yükleme ve (ii) sızdırmazlıktan hemen sonra talaşın nasıl yüzeylendiğini gösterir. (iii) Eksik bir sızdırmazlık durumunda bir ...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Herhangi bir çıkar çatışması beyan edilmedi.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
QIAamp DNA Kan Maxi KitiKeçi51194Protokol 1'den Önce: Genomik DNA'nın Ekstraksiyonu
Nano Damla 1000ThermoFisher BİLİMSELND-8000Protokol 1 Öncesi: Spektrofotometre
8 şeritli tüpAgilent Teknolojileri401428Protokol 1
Genomik DNA örnek tamponuAgilent Teknolojileri5067-5366Protokol 1:
      Genomik DNA Ekran Bant Testinin bir bileşeni
DNA merdiveniAgilent Teknolojileri5067-5366Protokol 1:
      Genomik DNA Ekran Bant Testinin bir bileşeni
MS3 Temel Küçük ÇalkalayıcıİKA3617000Protokol 1: Vorteks karıştırıcı
Genomik DNA Ekran BandıAgilent Teknolojileri5067-5365Protokol 1: Jel cihaz
2200 TapeStation sistemiAgilent TeknolojileriG2965AAProtokol 1: Elektroforez cihazı
TapeStation Analiz YazılımıAgilent TeknolojileriG2965AA ile birlikte gelirProtokol 1: Analiz yazılımı
DNA oligo primerleriKimlik BilgisiÖzel siparişProtokol 2
LNA problarıKimlik BilgisiÖzel siparişProtokol 2
Yazılım aracıKimlik Bilgisiİnternet sitesi: http://biophysics.idtdna.com/Protokol 2
dbSNP veritabanıNCBI (Nükleer Bilişimİnternet sitesi: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/SNP/Protokol 2
TE tamponuThermoFisher BİLİMSEL12090015Protokol 3
DNase / RNaz İçermeyen Damıtılmış SuThermoFisher BİLİMSEL10977015Protokol 3 (Tablo 1)
Clarity Dijital PCR Probu MastermixJN Medsys (İngilizce12013Protokol 3 (Tablo 1): 2xPCR Master Mix
      #10011'in bir bileşeni
Clarity Sızdırmazlık SıvısıJN Medsys (İngilizce12005Protokol 3: Sızdırmazlık sıvısı
      #10011'in bir bileşeni
Clarity JN ÇözümüJN Medsys (İngilizce12006Protokol 3 (Tablo 1): 20xdPCR çözümü
      #10011'in bir bileşeni
Berraklık Tüp şeridiJN Medsys (İngilizce12007Protokol 3: Tüp içinde çip
      #10011'in bir bileşeni
Clarity Numune Yükleme KitiJN Medsys (İngilizce12008Protokol 3: Yükleme platformu ve kaydırıcı
      #10011'in bir bileşeni
Clarity Otomatik YükleyiciJN Medsys (İngilizce11002Protokol 3: Otomatik yükleyici
      #10001'in bir bileşeni
Netlik Sızdırmazlık ArttırıcıJN Medsys (İngilizce11003Protokol 3: Sızdırmazlık arttırıcı
      #10001'in bir bileşeni
Netlik OkuyucuJN Medsys (İngilizce11004Protokol 3: Okuyucu
      #10001'in bir bileşeni
Life Eco Termal DöngüleyiciBiyoer TeknolojisiTC-96GHbCProtokol 3: Termal döngüleyici
Clarity YazılımıJN Medsys (İngilizce#10001 ile birlikteProtokol 3: Analiz yazılımı
Yüksek Hassasiyetli D1000 ekran bandıAgilent Teknolojileri5067-5584Protokol 4: Yüksek hassasiyet için jel cihaz
Serisi ) Yılı ) Yılı ) ) Yılı ) Yılı ) ) ) )

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Allele Spesifik problarFloresan TespitMikroak kan ipTermal D ng leyiciPozisyon Grafi i AnaliziVaryant Allel FraksiyonuS zd rmazl k Art r c

İlgili makaleler