$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
NOT: Bu protokol boyunca Caenorhabditis elegans "solucan" veya "solucanlar" olarak adlandırılır. Çeşitli C. elegans suşları çevrimiçi veritabanları aracılığıyla veya model organizmayı kullanan laboratuvarlara doğrudan başvurarak sipariş edilebilir. Bu protokolün I. bölümü (bölüm 1−3), Worm-to-CT protokolü aracılığıyla cDNA hazırlığını açıklar. Bu protokolün BÖLÜM II'si (bölüm 4−13), Fluidigm16tarafından geliştirilen bir protokolden uyarlanan nanoakışkanlar kullanılarak yüksek verimli RT-qPCR çalıştırmayı açıklar. Bu protokol, daha önce tanımlanan iki tür nanoakışkan yonganın, 96 numuneye (toplam 9.216 RT-qPCR reaksiyon) 96 hedefi izleyebilen tek dizili yonganın veya 12 hedef x 12 örneğin alt birimi olarak işlev gören çok dizili yonganın kullanımı için geçerlidir. Her çok dizili yonga, birlikte veya ayrı ayrı çalıştırılabilen altı bağımsız dizi içerir. Örneğin, çok dizili bir yonganın tamamı kullanılarak 72 hedef x 12 örnek (veya tam tersi) veya 36 hedef x 24 örnek (veya tam tersi) izlenebilir. Bu protokolde kullanılan materyallerden herhangi biri hakkında daha fazla bilgi için Malzeme Tablosunabakın.
1. RT-qPCR astar doğrulaması
NOT: Gerçek zamanlı astarlar, başlangıçta MIQUE yönergeleri17tarafından yayınlanan önerilen özelliklere göre tasarlanmıştır. İşlenmiş RNA'ya özgü astarlar yapmak için, ürünler en az bir splice kavşağının her iki tarafına bağlı iki astar olacak şekilde tasarlanmıştır. Uygun astarlar için gereksinimler arasında %20−%80 guanin ve sitozin içeriği, 58−60 °C erime sıcaklığı, ≤0,5 °C astar çiftleri arasındaki erime sıcaklığı farkı ve 70-120 bp ürün uzunluğu yer aldı. Oluşturulan astarların sırası Ek Tablo 1'de bulunabilir. Astarları oluşturmak için kullanılan komut dosyaları için açık kaynak kodu https://github.com/s-andrews/wormrtpcr bulunabilir. Splice sitelerine sahip transkriptler için primer çiftleri, bir intron'u kuşayan iki eksonda yatacak şekilde tasarlanmıştır, ancak NCBI Primer Blast yazılımı18kullanılarak splice varyantı özgü olacak şekilde tasarlanmamıştır. Bu çalışma için astar setleri, hedef dışı herhangi bir tamamlayıcılığı test etmek için C. elegans genomuna karşı patlatıldı.
- RT-qPCR primer veritabanından astarları alın (Ek Tablo 1). Alternatif olarak, NCBI Primer Blast 18 gibi çevrimiçi araçları kullanarak qPCR astar çiftleritasarlayin.
- Standart dökme qPCR teknikleri19 kullanarak ve MIQUE yönergelerini takip17,20kullanarak her astar çifti için özgüllüğü ve PCR verimliliğini izlemek için bir qPCR standart eğrisi gerçekleştirin.
NOT: Sadece R2 > 0.98 ve PCR verimliliği %85 ile %115 arasında olan astar çiftleri kullanılmalıdır. Bu çalışmada kullanılan astarlar için sıra, PCR verimliliği ve R2 Tablo 3'teayrıntılı olarak yer uzamıştır.
2. Solucandan CT'ye solucan lizisi
- Solucanları bakteri çimlerinden taze, kamışsız bir NGM plakasına alın ve solucanların hareket yoluyla bakterilerin çoğunu solucandan uzaklaştırmak için 5 dakika boyunca plakanın etrafında hareket etmesine izin verin.
NOT: Bakteriyel çimler ve büyüme koşulları deneysel tasarıma bağlı olarak farklılık gösterecektir. Burada sunulan deneyler, 20 °C inkübatörde L4.9 aşamasına yetiştirilen ilgi solucanları ile OP50 Escherichia coli ile tohumlanmış 6 cm NGM plakaları gerektirir.
- RNase içermeyen bir başlıkta, numune başına 12,5 μL 2x RT tampon, 1,25 μL 20x RT enzim tamponu ve 0,25 μL çekirdeksiz sudan oluşan bir ana karışım hazırlayın. Adım 2.8'den her numunenin 11 μL'sine 14 μL ana karışım ekleyin.
- Bir PCR şeridinin kapağını kesme kapsamının platformuna baş aşağı yerleştirin ve kubbeli PCR tüp kapaklarına bileşik bir mikroskop altında 10 μL lizis karışımı ekleyin.
NOT: Sadece bir veya iki örnekle, en az dört tüp içeren bir PCR şeridi kullanmak daha iyidir, çünkü bu, sonraki donma-çözülme adımlarında kapakların patlama riskini azaltır. Alternatif olarak, kapakları yerinde tutmak için lastik bantlar kullanılabilir. Bu durumda, tüpler her aktarıldığı zaman kapakların düzgün bir şekilde kapatıldığından emin olun.
- Bakteriyel kirlenmeyi önlemek için solucanları plakadan liziz karışımını içeren kapağın her yuvasına "kepçeleyerek" (yani, altındaki solucanları kazmayla yakalayarak) alın. Tüpleri kapatın ve sıvı nitrojenle dolu bir Dewar şişesine yerleştirmeden önce bir masa üstü mikrosantrifüj (Malzeme Masası)kullanarak 5 sn aşağı çevirin.
NOT: Toplu deneyler için 15 ila 30 solucan, tek solucan ölçümleri için 1 solucan kullanılmalıdır.
DİkKAT: Sıvı nitrojen kullanımı yaparken Cryo-Gloves ve koruyucu gözlük giyin ve standart giysi yönetmeliklerine uyun, çünkü cilt veya gözlerle temas ciddi donma hasarına neden olabilir.
- PCR tüplerini sıvı nitrojen ve ~40 °C su banyosu arasında aktararak 10x dondurun. Numunelerin tamamen dondurulduğundan emin olmak için tüpleri sıvı nitrojende en az 5 sn bekletin. Numuneler eriyene kadar tüpleri su banyosunda bırakın. RNA bozulmasına yol açtığı için daha uzun süre bırakmayın.
NOT: Numuneler yaklaşık -200 °C'ye kadar dondurulduğu için tüpler uzun süre sıvı nitrojende bırakılabilir ve RNA bozulmasını azaltır. Bununla birlikte, bu bir protokol durdurma noktası olmamalıdır, çünkü sıvı azot hızla buharlaşır.
- Numuneleri ~ 1.800 rpm'de dönen 20−30 dakika boyunca 4 °C'de ayarlanmış bir termal karıştırıcıda(Malzeme Masası)karıştırın.
- Numuneler karıştırılırken, buz üzerindeki durdurma çözeltisini çözün.
- Numuneleri bir masa üstü mikrosantrifüj (Malzeme Masası)kullanarak aşağı çevirin ve her tüpe 1 μL durdurma çözeltisi ekleyin.
NOT: Numuneler RNA'yı ters çevirmeden önce 1 haftaya kadar -80 °C'de bırakılabilir (bölüm 3).
3. Ters transkripsiyon
NOT: Tek solucanların ters transkripsiyonu için, burada gösterilen sonuçlar nanoakışkan çiplerle sağlanan reaktifler kullanılarak oluşturulmuştır (Şekil 1'dekiseçenek 2). Şekil 1'in 2. seçeneğinde vurgulanan reaktifler, havuza alınan örneklerin ters transkripsiyonu için de kullanılmıştır. Her iki yöntem de farklı örnek türleri için birbirinin yerine çalışır.
- Tek solucanların ters transkripsiyon
- RNase içermeyen bir davlumbazda, taze bir PCR tüpüne 1,25 μL ters transkripsiyon karışımı (Malzeme Masası)ekleyin.
NOT: Çok sayıda örnek varsa 96 kuyu PCR plakası ve otomatik pipet kullanılabilir. Üreticinin protokolü, numune başına 1 μL kullanılabileceğini belirtir.
- Liziz çözeltisinin 5 μL'sini alın ve çözelti karışımını adım 2.8'den durdurun ve ters transkripsiyon karışımını içeren taze PCR tüpüne ekleyin.
NOT: Üreticinin protokolü, reaksiyon başına 1 μL RNA (2,5 pg/μL–250 ng/μL) kullanılabileceğini belirtir. Ters transkripsiyon karışımını 5 μL lised numune ve 1,25 μL RNAse içermeyen su ile değiştirerek plaka başına negatif bir RT kontrolü eklenebilir.
- Numuneleri bir termosikler üzerinde aşağıdaki ters transkripsiyon programını kullanarak çalıştırın: 5 dakika için 25 °C, 30 dakika için 42 °C, 5 dakika için 85 °C ve ∞ için 4 °C.
NOT: Üretilen cDNA, yüksek verimli qPCR kullanılarak amplifikasyona ve veri toplamaya geçmeden önce -20 °C'de saklanabilir.
- Toplu numuneler için ters transkripsiyon (15−30 solucan)
- RNase içermeyen bir başlıkta, numune başına 12,5 μL 2x RT tampon, 1,25 μL 20x RT enzim tamponu ve 0,25 μL çekirdeksiz sudan oluşan bir ana karışım hazırlayın. 11 μL lizis çözeltisine 14 μL ana karışım ekleyin ve 2.8 adımından çözelti karışımını durdurun.
NOT: Çok sayıda numune ile uğraşırken bu 96 kuyu plakasında gerçekleştirilebilir.
- Numuneleri aşağıdaki ters transkripsiyon programını kullanarak bir termosikler aracılığıyla çalıştırın: 60 dakika için 37 °C, 5 dakika için 95 °C ve ∞ için 4 °C.
- Üretilen cDNA 1:4'i nükleaz içermeyen suda seyreltin.
NOT: Genellikle, ürünler 25 μL'lik son hacme gelir, bu durumda 75 μL eklenmelidir. Bununla birlikte, yoğuşma nedeniyle son hacim değişebilir. Bu nedenle, son çözümde 1:4 oranı yapmak için buna göre ayarlayın. Bu seyreltme adımı, tek solucanlarda qPCR gerçekleştiriyorsa geçerli değildir. Üretilen cDNA, yüksek verimli qPCR kullanılarak amplifikasyon ve veri toplama işlemine geçmeden önce -20 °C'de saklanabilir.
4. Multipleks astar karışımının hazırlanması
- 50 μM son konsantrasyondaki her astar çifti için ileri/geri (F/R) astar stoğu hazırlayın. Her biri 100 μM'de aynı hacimde ileri ve ters astarları karıştırın.
- Test edilecek her astar çifti için 1 μL 50 μM F/R astar stoğunu birleştirin. DNA süspansiyon tamponu toplam 100 μL hacme kadar ekleyin.
NOT: Buradaki stok astar konsantrasyonları, üreticinin protokol16'da açıklananlardan farklıdır, ancak aynı son konsantrasyon olan 500 nM'i korur.
5. Belirli bir önkopunlamayı hedefle
- %10 genel fazla hacimle reaksiyon başına 1 μL önamplifikasyon mastermiksi (Malzeme Masası),0,5 μL havuzlanmış astar karışımı (adım 4,2) ve 2,25 μL çekirdeksiz su içeren bir ana karışım hazırlayın.
- 96 kuyu plakasında, aliquot 3.75 μL ana karışımı, çalıştırılacak numune sayısı için gerektiği kadar kuyuya karışır.
- Her kuyuya adım 3.1.3 veya 3.2.3'te üretilen 1.25 μL cDNA faiz çözümlerini ekleyin.
- Plakayı 96 iyi sızdırmazlık bandı, kısa bir girdap ve santrifüj ile bir masa üstü plaka spinner ile örtün. Bir termostale aktarın ve aşağıdaki programı çalıştırın: 2 dakika için 95 °C, 15 s için 95 °C'de 15 denatürasyon döngüsü, 4 dakika boyunca 60 °C'de tavlama /uzatma ve ∞ için 4 °C.
NOT: Üretici, önamplifikasyon reaksiyonu için 10−20 döngüdentavsiye eder 16. Bu protokol, hedef genlerin ifade seviyelerine bağlı olarak 10 veya 15 döngü önerir.
6. Exonuclease I tedavisi
NOT: Bu, şirketleşmemiş astarları preamplifikasyondan çıkarmaktır.
- 0.2 μL exonuclease I reaksiyon tamponu (Malzeme Tablosu), 20 U /μL'de 0.4 μL exonuclease I (Malzeme Masası) ve numune başına 1.4 μL çekirdeksiz su içeren bir exonuclease I karışımı hazırlayın. Tüm reaktifleri buzda tut, özellikle de exonuclease I.
- 96 kuyu plakasını (adım 5.4) termositten çıkarın, masa üstü plaka spinner ile santrifüjleyin ve contayı dikkatlice çıkarın. Her preamplifikasyon reaksiyonuna karıştırdığım exonuclease'den 2 μL ekleyin. 96 kuyu plakasını aşağıdaki programı kullanarak termositlere yeniden yerleştirin, santrifüj edin ve yerleştirin: 30 dakika için 37 °C, 15 dakika için 80 °C ve ∞ için 4 °C.
- Numuneleri termositten alın ve 18 μL 1x Tris EDTA tamponu(Malzeme Masası)ekleyerek 1:5 seyreltin.
NOT: CDNA örneklerini daha sonra kullanmak üzere -20 °C'de tutmak mümkündür. Üreticinin protokolü, bu aşamada 5x, 10x veya 20x potansiyel seyreltmeler önerir16, ilgi hedeflerinin ifade seviyesine bağlı olarak.
7. Tahlil karışımlarının hazırlanması
NOT: Tahlil karışımları 384 kuyu plakasında hazırlanabilir, çünkü kuyular nanoakışkan talaşlarla aynı boşluktan sahiptir ve yüklemeyi kolaylaştırır.
- Çok dizili bir çip için test karışımları hazırlama
- Hazırlanan plana göre her kuyu için 2 μL 2x test yükleme reaktifi (Malzeme Masası) ve 1,6 μL DNA süspansiyon tamponu (Malzeme Masası) oluşan bir ana karışımhazırlayın. Aliquot 3.6 μL bu ana karışımın kuyu başına 384 kuyu plakasına.
- 4.1. adımda hazırlanan 50 μM F/R astar stoğunun 0.4 μL'lik kısmını hazırlanan plana göre uygun kuyulara ekleyin.
NOT: Bu, kuyu başına toplam 4 μL test karışımı sağlar ve 1 μL fazlalık sağlar.
- Tek dizili yonga için tahlil karışımları hazırlama
- Hazırlanan plana göre her kuyu için 3 μL 2x test yükleme reaktifi ve 2,4 μL DNA süspansiyon tamponundan oluşan bir ana karışım hazırlayın. Aliquot 5.4 μL bu ana karışımın kuyu başına işaretli 384 kuyu plakasına.
- Hazırlanan plana göre uygun kuyulara 50 μM F/R astar stoğunun 0,6 μL'lik kısmını ekleyin.
NOT: Bu, kuyu başına toplam 6 μL test karışımı sağlar ve 1 μL fazlalık sağlar.
8. Numune karışımlarının hazırlanması
NOT: Numune karışımları 1 güne kadar önceden hazırlanabilir ve 4 °C'de saklanabilir.
- Çok dizili yonga için numune hazırlama
- Numune başına düşük ROX ( Malzeme Tablosu ) ve 0,2 μL numune reaktifi(Malzeme Tablosu)ile 2 μL 2x floresan prob süpermix'inden oluşan bir numune ana karışımıhazırlayın. Bu karışımın 2,2 μL'lik kısmını işaretli 384 kuyu plakasına dağıtın.
NOT: Üretici, örnek reaktif16'nıngirdaplamamanızı önerir.
- Pipet 1.8 μL her preamplified, exonuclease ben hazırlanan plana göre uygun kuyulara adım 3.2.3 örnek tedavi.
NOT: Bu, 1 μL fazlalık ile toplam 4 μL verir.
- Tek dizili yonga için numune hazırlama
- Numune başına düşük ROX (Malzeme Masası) ve 0,3 μL 20x DNA bağlayıcı boya numune yükleme reaktifi(Malzeme Tablosu)ile 3 μL 2x floresan prob süpermix'inden oluşan bir numune ana karışımıhazırlayın. Bu karışımın 3,3 μL'lik kısmını işaretli 384 kuyu plakasına dağıtın.
- Pipet 2.7 μL her bir preamplified ve exonuclease ben hazırlanan plana göre uygun kuyular içine adım 6.3 örnek tedavi.
NOT: Bu, 1 μL fazlalık ile toplam 6 μL verir. Numune olmadan çalıştırılacak kuyular varsa, bunlar numune ana karışımı ve cDNA yerine 2,7 μL su ile yüklenmelidir. Bu, her iki yonga türü için de önerilir. Makine, çipin ızgarasını tespit etmek için her girişte düşük ROX'a ihtiyaç duyar.
9. Nanoakışkan çipi astarlama
NOT: Çok dizili bir yonganın yalnızca ilk çalıştırmada astarlanması gerekir. Aynı yonganın sonraki çalıştırmaları varsa, bu aşama atlanabilir. Bu adımlar her iki yonga türü için de aynıdır.
- Yavaşça ve dikkatlice, kontrol hattı sıvısının tam 150 μL'lik kısmını talaşın akümülatörlerine dahil edilen şırınnalardan enjekte edin. Çipi 45° açıyla tutarak ve dökülmeyi önlemek için şırınnanın ucunu uzak tutarak hiçbir kontrol sıvısının çipe temas etmemesini sağlayın.
- Mavi koruyucu filmi çipin altından çıkarın.
- Çipi nanoakışkan PCR astar makinesine(Malzeme Masası)barkodu dışa bakacak şekilde yerleştirin. ~ 15-20 dakika süren 'Prime (153x)' komut dosyasını çalıştırın.
NOT: Bu aşamada nanoakışkan termosikleyiciyi(Malzeme Masası)açın, çünkü kameranın 0 °C'nin altına soğuması yaklaşık 10 dakika sürer.
10. Nanoakışkan çipin yüklenmesi
- Yükleme gerçekleşirken bariyer fişlerini sırayla çıkarın. Bu, kuyuları yanlış yükleme olasılığını azaltır.
- Çok dizili bir çip için 3 μL veya hazırlanan plana göre nanoakışkan çipin ilgili girişlerine her astar testinin tek dizili çipi için 5 μL aktarın. Aktarılan toplam hacmin istenenden daha küçük olmasına neden olabilecek kabarcıkları tanıtmamaya dikkat edin.
NOT: Astarsız çalıştırılacak kuyular varsa, bunların ana karışımla yüklenmesi, astar hacminin suyla ikame edilmesi önemlidir. Bu her iki yonga türü için de geçerlidir. Bu aşamada, çipi karanlık bir yüzeye yerleştirmek daha kolay olabilir, bu da kuyuların daha kolay görülmesini sağlayacaktır.
11. Nanoakışkan çipi çalıştırma
NOT: Çok dizili bir yongayı ilk kez çalıştırdığında, Araçlar'ı seçerek izleme dosyasını ayarlayın | Flex Six Kullanım İzleme, Yeni'yi tıklatın, bir dosya adı girin ve Bitti'yi tıklatmadan önce bir konum seçin.
- Veri toplama yazılımını açın. Yeni Çalıştırmayı Başlat 'ıtıklatın. Yüklenen çipi, barkodu dışa bakacak şekilde nanoakışkan termosikleyiciye yerleştirin.
- Varsa proje ayarını seçin ve İleri | 'yi yükleyin. Çok dizili bir yonga yüklüyorsanız, çalıştırılacak bölümleri (dizileri) seçin.
- Uygulama Başvuru Probları'nı seçin, sonra uygulama türünü Gen İfadesiolarak değiştirin ve pasif başvuruyu ROXolarak değiştirin. Tek Prob Tahlili 'niseçin, prob türünü Eva Greenolarak değiştirin ve İleri'yi tıklatın.
- Çok dizili bir çip çalıştırmak için GE FLEX altı Hızlı PCR+Melt v1 termal bisiklet protokolünü veya tek dizili bir çip çalıştırmak için GE 96.96 Fast PCR+Melt v2 protokolünü seçin.
- Otomatik Pozlama'nın seçili olduğunu onaylayın ve Çalıştırmayı Başlat'ı tıklatın.
12. Çip çalıştırma sonrası
NOT: Bu bölüm yalnızca çipin tamamını kullanmadığında çok dizili yongalar için gereklidir.
- Çipi nanoakışkan termositten alın ve nanoakışkanlar PCR astar makinesine yükleyin ve 5 dakika süren Post Run (153x) komut dosyasını çalıştırın.
- Kişisel başvuru için kullanılan fişleri etiketleyin.
NOT: Çip artık oda sıcaklığında saklanabilir ve çipteki kalan diziler 2 ay içinde çalıştırılabilir.
13. Veri temizleme ve analiz
- Verileri ' GerçekZamanlı PCR Analizi' yazılımında (Malzeme Tablosu) açın. Test edilen her astar çifti için eriyen tepe sıcaklığını kontrol edin. Belirli bir astar çifti için birden fazla erime sıcaklığı zirvesi sergileyen sonuçları ortadan kaldırın.
NOT: Birden fazla tepe noktası yalnızca ara sıra, muhtemelen astar çiftleri solukluk oluşturduğunda veya hedef astarların havuza alınan astar karışımındaki diğer astarlarla etkileşimlerinden görünür.
- Verileri bir 'ısı haritası' elektronik tablo dosyası olarak dışa aktarın ve başarısız örnekleri veya astarları ortadan kaldırın.
- Standart Delta-Ct yöntemi21kullanarak verileri analiz edin. İstatistiksel değerlendirme için göreli ifade düzeylerinde tek yönlü ANOVA gerçekleştirin.