Burada, kısa dönüş süresi, düşük maliyet ve yüksek iş elde etme avantajları ile aneuploidy (PGT-A) için preimplantasyon genetik test için bir yarı iletken sıralama yöntemi sokulmaktadır.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Burada, kısa dönüş süresi, düşük maliyet ve yüksek iş elde etme avantajları ile aneuploidy (PGT-A) için preimplantasyon genetik test için bir yarı iletken sıralama yöntemi sokulmaktadır.
Kromozomal aneuploi, embriyonik gelişim durmasına yol açan ana nedenlerinden biri, implantasyon yetmezliği, veya gebelik kaybı, iyi insan embriyolarında belgelenmiştir. Aneuploidi için preimplantasyon genetik test (PGT-A) önemli ölçüde embriyoların kromozomanomalileri tespit ederek üreme sonuçlarını iyileştirir genetik bir testtir. Yeni nesil sıralama (NGS) genetik analiz için yüksek iş artışı ve maliyet-etkin bir yaklaşım sağlar ve PGT-A klinik uygulanabilirlik göstermiştir. Burada embriyolarda aneuploidi taraması için hızlı ve düşük maliyetli yarı iletken dizilime tabanlı NGS yöntemini salıyoruz. İş akışının ilk adımı biyopsi yapılan embriyo örneğinin tüm genom amplifikasyonu (WGA) ve ardından sıralama kütüphanesinin inşası ve ardından yarı iletken sıralama sistemi üzerinde sıralamadır. Genellikle, bir PGT-A uygulaması için, ortalama okuma uzunluğu 150 baz çifti olan 60−80 milyon okuma üreten her yongaya 24 örnek yüklenebilir ve sıralanabilir. Yöntem, PGT-A algılamasını tekrarlanabilir, yüksek verimli, maliyet açısından verimli ve zaman tasarrufu sağlayan şablon amplifikasyonu ve sıralama kitaplığını zenginleştirme işlemi için zarif bir protokol sağlar. Bu yarı iletken sıralayıcının çalışma süresi sadece 2−4 saattir ve numune almaktan rapor verme süresini 5 güne kısaltır. Tüm bu avantajlar bu töşeyi, embriyolardan kromozomal aneuploidies tespit etmek ve böylece PGT-A geniş uygulama kolaylaştırmak için ideal bir yöntem yapmak.
Yardımlı üreme transferi için normal kromozom kopya numaraları (euploid) ile kaliteli canlı embriyoların seçilmesi gebelik sonuçlarını iyileştirmeye yardımcı olur. Geleneksel olarak, köklü morfolojik derecelendirme sistemi yaygın kolay kullanılabilirliği ve non-invaziv doğası nedeniyle embriyo değerlendirme için kullanılır. Ancak, morfolojik değerlendirmenin sadece embriyo kalitesi1 ve implantasyon potansiyeli2hakkında sınırlı bilgi sağlayabileceği gösterilmiştir. Bir temel nedeni embriyoların kromozom bileşimi değerlendirilmesinde yetersizlik olduğunu.
Kromozom alofoidi (kromozomların anormal kopya sayısı) embriyonik gelişim durmasına, implantasyon yetmezliğine veya gebelik kaybına yol açan başlıca nedenlerden biridir. Aneuploidin in oluşumu insan embriyolarında iyi belgelenmiştir, dekolte evresi embriyolarda %60−%70,blastosistlerde %3,4 ve %50−%60'ı blastosistlerde%50-60'dır. Bu, bir dereceye kadar, yaklaşık% 35−40%6,7korumuştur in-vitro fertilizasyon (IVF) tedavisi, gebelik oranının iyileştirilmesinde darboğaz katkıda bulunmuştur. Bu nedenle, transfer için euploid embriyoların seçilmesi gebelik sonuçlarını iyileştirmek için yararlı olduğuna inanılmaktadır. Bu amaçla, aneuploidi için preimplantasyon genetik test (PGT-A) daha genetik yaklaşımlar kullanılarak embriyo canlılığı araştırmak için geliştirilmiştir. PGT-A'nın önemli rolünü destekleyen randomize kontrollü çalışmalar ve kohort çalışmaları giderek artmaktadır. PGT-A uygulamasının düşük oranını azalttığı ve klinik gebelik oranını ve implantasyon oranını artırdığı kanıtlanmıştır8, devam eden gebelik oranı ve canlı doğum oranı9.
Tarihsel olarak PGT-A'da floresan in situ hibridizasyon (FISH), karşılaştırmalı genomik hibridizasyon (CGH), dizi-CGH ve tek nükleotid polimorfizm (SNP)-mikrodizi gibi farklı yöntemler uygulanmıştır. Daha önceki çalışmalar, FISH tarafından dekolte evresi embriyoları için PGT-A'nın 59273array-CGH veya SNP-microarray5927310. Bu tutarsızlıklar kromozom mozaisiliğine, FISH teknik eserlerine veya gelişim sırasında kromozom elayrımı hatalarının embriyonik kendini düzeltmesine bağlanabilir11. Bu yaygın olarak dizi tabanlı PGT-A dizi-CGH veya SNP-mikrodizi için blastosist trophectoderm (TE) biyopsikullanarak embriyolarda kromozom dengesizliği tanımlamak için etkili olduğu kabul edilmiştir10,12. Son zamanlarda, tek hücreli yeni nesil sıralama (NGS) genetik analiz için yüksek iş ve maliyet-etkin bir yaklaşım sağlar ve PGT-A klinik uygulanabilirlik göstermiştir13,14,15, hangi bir yapmak şu anda mevcut yöntemlere umut verici bir alternatif.
Burada, insan embriyolarında aneuploidi taraması için hızlı, sağlam ve düşük maliyetli yarı iletken dizilime tabanlı NGS yöntemisi saiyoruz. İş akışının ilk adımı, biyopsi yapılan embriyo örneğinin tüm genom amplifikasyonu (WGA) olup, tek hücreli WGA kiti kullanılarak, ardından sıralama kütüphanesinin inşası ve ardından yarı iletken sıralama sistemi üzerinde sıralama dır.
DNA iplikçik sentezi sırasında her deoksiribonükleoside trifosfatdan salınan H+ iyonlarının tespit edilmesi yle sistem, yarı iletken elementler tarafından yakalanan kimyasal sinyalleri (pH değişimi) doğrudan dijital verilere aktarır. , daha fazla DNA dizisi bilgi olarak yorumlanır. Pahalı optik algılama ve karmaşık sıralama reaksiyonları gereksinimini ortadan kaldıran bu basit sıralama kimyası toplam reaktif maliyetini azaltır vesıralama çalışma süresini 2−4 saat 16'ya kadar kısaltır. Daha da önemlisi, üreticinin performans özelliklerine göre, yarı iletken sıralama platformu çalıştıran başına 15 GB'a kadar sıralama verisi (kitaplığın kalitesine bağlıdır) üretebilir ve bu da diğer sıralayıcılardan önemli ölçüde daha yüksektir. sadece yaklaşık 3−4 GB veri üreten (2 x 75 bp okuma uzunluğu ile)17. PGT-A'nın klinik uygulamalarında, bu platform 80 milyon adede kadar okuma17 ve her numunenin en az bir milyon benzersiz okuması üreten çip başına 24 örnek elde edebilir. Okuma derinliği, her numunenin en az 0,05x tüm genom kapsama alanına sahip olmasını sağlayabilir. Bu platformun yukarıdaki avantajları ideal bir tarama yöntemi yapmak ve böylece, PGT-A18geniş uygulamaları kolaylaştırmak.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Etik onay, Hong Kong Ortak Çin Üniversitesi―Yeni Bölgeler Doğu Küme Klinik Araştırma Etik Komitesi (Referans Numarası: 2010.432) tarafından verilmiştir. Araştırma lisansı Hong Kong İnsan Üreme Teknolojisi Konseyi (Sayı R3004) tarafından onaylanmıştır.
1. Tüm genom amplifikasyonu
2. WGA ürünlerinin kalite kontrolü
3. WGA ürünlerinin parçalanması
4. Kütüphane inşaatı
5. DNA kütüphanesinin kalite kontrolü ve seyreltilmesi

6. Sıralama
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu modifiye protokole dayanarak, yarı iletken sıralama platformu ilk kez PGT-A için uygulandı. Hem de dekolte-evre blastomerlerden biyopsiler ve blastosist evresi embriyoları üzerinde test ettik. Biyopsi yapılan hücrelerin DNA'nın bozulmasını önlemek için mümkün olan en kısa sürede WGA'ya tabi tutulması önerilmektedir. Bir önceki çalışmada farklı WGA yöntemlerinin performansı karşılaştırıldığında ve burada açıklanan yöntem 100 KB20bin boyutunda en iyi tekdüzelik ol...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Diğer sıralama kimyalarından farklı olarak, burada açıklanan sıralayıcı nükleotitlerin tespiti için yarı iletken kullanır. Çipin kendisi polimeraz tahrikli baz birleşme17ile hidrojen iyonlarını algılayan elektronik bir cihazdır, bu da Proton programının 2−4 saat sıralama süresini sağlar. Ayrıca, çip diğer sıralayıcı sağlayıcıları tarafından akış hücresi sıralama kimyası farklı bir hedef molekül, lokalizasyonu sağlayan bir microwell çip. Bu protokol, PGT-A uygulaması için optimize edilmiş değiştiri...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Bu çalışma Hong Kong, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (Ref No. 81860272), Guangxi İl Bilim ve Teknoloji Vakfı (Ref No) Büyük Araştırma Planı Genel Araştırma Fonu (Ref No. 14162417) tarafından desteklenmiştir. AB16380219) ve Çin Doktora Sonrası Bilim Vakfı Hibe (Ref No. 2018M630993) Çin.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| PCR tüpleri, 0.2 mL | Axygen | PCR-02D-C | |
| UltraPure 0.5M EDTA, pH 8.0 | ThermoFisher | 15575020 | |
| PBS, pH 7.4, Ca2+ ve Mg2+ içermeyen | ThermoFisher | 10010023 | |
| 1.0 M NaOH (1.0N) solüsyonu | SIGMA-ALDRICH | S2567 | Melt-off solüsyonu için. Moleküler dereceli |
| Eppendorf LoBind Tüpleri, 1,5 mL | Fisher Scientific | 13-698-791 | |
| İyon Artı Parça Kitaplığı Kiti | ThermoFisher | 4471252 | |
| ELGA PURELAB Flex 3 Su Arıtma Sistemi veya Eşdeğeri 18 MΩ su sistemi | ThermoFisher | 4474524 | |
| İyon Plus Parça Kitaplığı Kiti | ThermoFisher | 4471252 | |
| PicoPLEX WGA Amplifikasyon tamponu | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-03. |
| PicoPLEX WGA Amplifikasyon enzimi | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-03. |
| İyon OneTouch Amplifikasyon Plakası | Kit içinde: İyon OneTouch 2 Sarf Malzemeleri (Parça No. A26367). Sayfa 5'te genişletilmiş kit bileşeni | ||
| İyon PI Tavlama Tamponu | |||
| MyOne Boncuk Yakalama Çözeltisi | |||
| Agilent 2100 Biyoanalizör cihazı | Agilent | G2939AA | |
| İyon OneTouch Kırma Çözeltisi (siyah kapak) | Kit içinde: İyon PI Merhaba? Q OT2 Solutions 200 (Parça No. A26429). Sayfa 5'teki genişletilmiş kit bileşeni | ||
| Dynabeads MyOne Streptavidin C1 | ThermoFisher | 65001 | |
| PicoPLEX WGA Hücre ekstraksiyon tamponu | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-00. |
| PicoPLEX WGA Hücre ekstraksiyon enzimi | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-03. |
| İyon PI Çip Kiti v3 | ThermoFisher | A26771 | |
| İyon Çip Minifuge, 230 V | ThermoFisher | 4479673 | |
| İyon PI dATP | ThermoFisher | A26772 | |
| İyon PI dCTP | ThermoFisher | A26772 | |
| İyon PI dGTP | ThermoFisher | A26772 | |
| İyon Plus Parça Kitaplığı Kiti | ThermoFisher | 4471252 | |
| Ion Plus Parça Kitaplığı Kiti | ThermoFisher | 4471252 | |
| ThermoQ– Sıcaklık Kuru Banyo | TAMAR | HB-T2-A | |
| NEBNext dsDNA Fragmentaz | New England Biolabs | M0348L | |
| NEBNext dsDNA Fragmentaz | New England Biolabs | M0348L | |
| İyon PI dTTP | ThermoFisher | A26772 | |
| İyon OneTouch 2 Cihaz | ThermoFisher | INS1005527 | ThermoFisher Katalog numarası: 4474778. |
| Ion Plus Parça Kitaplığı Kiti | ThermoFisher | 4471252 | |
| Ion One Touch ES | ThermoFisher | 8441-22 | ThermoFisher Katalog numarası: 4469495. Sayfa 5'teki genişletilmiş kit bileşeni |
| Etanol | SIGMA-ALDRICH | 51976 | Bu, herhangi bir markanın moleküler dereceli mutlak etanolü ile değiştirilebilir. |
| PicoPLEX WGA Ekstraksiyon enzimi seyreltme tamponu | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-01. |
| PicoPLEX WGA Ekstraksiyon enzimi seyreltme tamponu | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-02. |
| Qubit 3.0 Florometre | ThermoFisher | Q33216 | Bu model Qubit 4 Florometre ile değiştirilmiştir, Katalog numarası: Q33226. |
| Qubit ds DNA HS Test kiti | ThermoFisher | M2002-02 | |
| Qubit Test Tüpleri | ThermoFisher | Q32856 | |
| İyon PI Köpürtme Çözeltisi | ThermoFisher | A26772 | |
| Kütüphanelerin barkodlaması için indeks | BaseCare | bu kurum içi hazırlanmış bir indekstir. Kullanıcılar, ThermoFisher Ion Xpress Barkod Adaptör Kitlerinden (Cat. 4474517) | |
| İyon PI Yükleme Tamponu | ThermoFisher | A26772 | |
| Katı(TM) Tampon Kiti-1X Düşük TE Tampon | ThermoFisher | 4389764 | |
| Agencour AMPure XP Kiti | Beckman Coulter | A63880 | |
| DynaMag-2 mıknatıs (manyetik raf) | ThermoFisher | 12321D | |
| İyon PI Master Mix PCR tamponu | |||
| Sorvall Legend Micro 17 Microcentrifuge | Micro 17 | 75002430 | |
| Ion Plus Fragment Library Kit | ThermoFisher | 4471252 | |
| Nükleaz içermeyen su | ThermoFisher | AM9922 | Bu, başka bir marka ile değiştirilebilir. |
| PicoPLEX WGA Nükleaz içermeyen su | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-03. |
| İyon OneTouch Yağ şişesi | Ion PI Merhaba? Q OT2 Solutions 200 (Parça No. A26429). Sayfa 5'te genişletilmiş kit bileşeni | ||
| İyon Artı Parça Kitaplığı Kiti | ThermoFisher | 4471252 | Sayfa 3'te genişletilmiş kit bileşeni |
| çift sarmallı DNA standardı | Bu, kitaplığın nicelleştirilmesinden önce Qubit'in kalibrasyonu için kurum içi hazırlanmış bir DNA standardıdır. | ||
| PicoPLEX WGA Preamplifikasyon tamponu | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-03. |
| PicoPLEX WGA Preamplifikasyon enzimi | Rubicon Genomics | R30050 | Bu, SurePlex DNA Amplifikasyon Sistemi ile değiştirilebilir, katalog numarası: PR-40-415101-03. |
| Kütüphane Amplifikasyon Astar Karışımı | ThermoFisher | 4471252 | Sayfa 3'te Genişletilmiş kit bileşeni |
| İyon OneTouch Reaksiyon Filtresi | Sayfa 5'te genişletilmiş kit bileşeni | ||
| Kurtarma Yönlendiricisi | 5'te genişletilmiş kit bileşeni | ||
| Geri Kazanım Tüpleri | 5'te genişletilmiş kit bileşeni | ||
| ISP Yeniden Süspansiyon Çözümü | |||
| İyon Proton | ThermoFisher | DA8600 | Bu model, Sun Yat-Sen Üniversitesi'nden Da An Gene Co., LTD. tarafından ThermoFisher'dan ithal edilmiştir ve klinik uygulama için Çin Gıda ve İlaç Dairesi tarafından onaylanmıştır. ThermoFisher'daki katalog numarası 4476610'dir. |
| İyon PI Merhaba? Q Sıralama Polimeraz | ThermoFisher | A26772 | |
| İyon PI Sıralama Sıralayıcı için astar | |||
| sunucusu | Lenovo | T260 | |
| İyon PI Küre Parçacıkları Platin | |||
| PCR SuperMix Yüksek Sadakatli | ThermoFisher | 4471252 | |
| Nalgene 25mm Şırınga Filtreleri | ThermoFisher | 724-2045 | Gözenek boyutu: 0.45μm. Özellikle sulu sıvılar için. |
| İyon PI Merhaba? Q W2 Çözeltisi | ThermoFisher | A26772 | |
| İyon PI 1X W3 Çözeltisi | ThermoFisher | A26772 | |
| İyon OneTouch Yıkama Çözeltisi C1 | |||
| İyon PGM Merhaba? Q View Sıralama Kiti | ThermoFisher | A30044 | Sayfa 2'deki Genişletilmiş kit bileşeni |
| Ion Plus Parça Kitaplık Kiti | ThermoFisher | 4471252 | Sayfa 3'teki Genişletilmiş kit bileşeni |
| Ion PI Hi-Q Sıralama 200 Kiti (başlatma başına 1 sıralama çalışması) | ThermoFisher | A26772 | Sayfa 4'teki genişletilmiş kit bileşeni |
| İyon PI Merhaba? Q OT2 200 Kiti | ThermoFisher | A26434 | Sayfa 5'teki genişletilmiş kit bileşeni |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.