Ultra bajo entrada genoma secuencia biblioteca elaboración de un solo espécimen Tardigrade
Summary
Contaminación durante la secuenciación de organismos microscópicos sigue siendo un gran problema. A continuación, os mostramos un método para secuenciar el genoma de un tardígrado de una sola muestra con tan poco como 50 pg de ADN genómico sin amplificación del genoma entero para minimizar el riesgo de contaminación.
Abstract
Tardígrados son animales microscópicos que entran en un estado ametabólico anhydrobiosis llamados frente a la desecación y puede volver a su estado original cuando se suministra agua. La secuenciación genómica de los animales microscópicos como la contaminación bacteriana de tardígrados riesgos que a veces conduce a interpretaciones erróneas, por ejemplo, en relación con el grado de transferencia horizontal del gene en estos animales. Aquí, ofrecemos un método de entrada ultrabajo para secuenciar el genoma de tardígrado, Hypsibius dujardini, de una sola muestra. Empleando la rigurosa exclusión de lavado y contaminante junto con una extracción eficiente del 50 ~ 200 pg de ADN genómico de una sola persona, construimos una biblioteca ordenada con un instrumento de la secuencia de ADN. Estas bibliotecas fueron altamente reproducible y objetiva, y un análisis de informática de la Lee secuenciado con otros genomas de H. dujardini mostró un mínimo de contaminación. Este método puede aplicarse a unculturable tardígrados que no podrían ser secuenciados utilizando los métodos anteriores.
Introduction
Tardígrados son animales microscópicos que pueden entrar en un estado ametabólico llamado anhydrobiosis frente a la desecación. Se recuperan por la absorción de agua1,2. En el estado de ametabólica, los tardígrados son capaces de tolerar ambientes extremos distintos, que incluyen temperaturas extremas3 y presiones de4,5, una alta dosis de luz ultravioleta6, rayos x y rayos gamma 7 , 8y9de espacio cósmico. Datos genómicos están un fundamento indispensable para el estudio de mecanismos moleculares de anhydrobiosis.
Los intentos anteriores para secuenciar el genoma de tardígrados han mostrado señales de contaminación bacteriana10,11,12,13,14. Secuenciación de estos pequeños organismos requiere una gran cantidad de animales y es propenso a la contaminación bacteriana; por lo tanto, previamente hemos establecido un protocolo de secuenciación utilizando un método ultra bajo de la entrada a partir de una única muestra de tardígrado, para minimizar el riesgo de contaminación15. Con estos datos, hemos realizado más un resecuenciación de alta calidad y el ensamblado del genoma de H. dujardini16,17. Aquí describimos en detalle este método de secuenciación de un solo individuo tardigrade ()figura 1). La validación de este método de secuenciación es más allá del enfoque de este trabajo y ya se ha discutido exhaustivamente en nuestro anterior informe16.
Este método se compone de dos partes: el aislamiento de un tardígrado solo con el más bajo posible de la contaminación y la extracción de alta calidad de niveles de pictograma de ADN. El tardígrado es hambre y enjuagarse con agua, así como antibióticos y observado bajo un microscopio con 500 aumentos para asegurar la eliminación de cualquier contaminación bacteriana. Mediciones y estimaciones previas muestran que un solo individuo de tardígrado contiene aproximadamente 50-200 pg de genomic DNA16, que se extrae por agrietar el exoesqueleto de quitina por ciclos de hielo-deshielo u homogeneización manual. Este ADN genómico es enviado a la construcción de la biblioteca y ordenado en un instrumento de la secuencia de ADN. Un análisis de informática adicional muestra la secuencia de alta calidad, así como bajos niveles de contaminación en comparación con anteriores proyectos de secuenciación tardigrade.
Protocol
Representative Results
Discussion
La contaminación bacteriana es una amenaza para la secuenciación de organismos microscópicos. Mientras que estudios anteriores sobre la secuenciación del genoma tardigrade han filtrado contaminación empleando métodos de informática amplia12,20, hemos secuenciado el genoma de un solo individuo para minimizar el riesgo de contaminación. Puesto que un tardígrado individual contiene aproximadamente 50-200 pg de ADN genómico16 y es en…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Los autores agradecen a Nozomi Abe Yuki Takai y Nahoko Ishii por su apoyo técnico en la secuencia genomic. Este trabajo fue apoyado por subvenciones de la sociedad japonesa para la promoción de la ciencia (JSPS) investigador KAKENHI subvenciones para jóvenes científicos (No.22681029) y KAKENHI subvenciones para investigación científica (B), no. 17 H 03620 desde las JSP, por un Subvención para proyectos básicos de investigación de ciencia de la Fundación de Sumitomo (No.140340) y en parte por fondos de investigación del gobierno de la Prefectura Yamagata y ciudad de Tsuruoka, Japón. Chlorella vulgaris utilizado para alimentar los tardígrados fue cortesía de Chlorella Industry LTD. Co.
Materials
| SZ61 microscope | OLYMPUS | ||
| BactoAgar | Difco Laboratories | 214010 | |
| Penicillin Streptomycin (10,000 U/mL) | Gibco by life technologies | 15140-148 | |
| VHX-5000 System | Keyence | ||
| 0.2mL Silicone coating tube | Bio Medical Science | BC-bmb20200 | |
| Quick-DNA Microprep Kit | ZYMO Research | D3021 | Use of this kit is absolutey critical; see step 3.1 |
| 1.5 mL microtube | greiner bio-one | 616-201 | See 4.1.1 |
| HIgh speed refrigerated micro centrifuge | TOMY | MX-307 | |
| Covaris M220 | Covaris Inc. | 4482277 | |
| ThruPLEX DNA-Seq kit | Rubicon Genomics | CAT. NO. R400406 | Use of this kit is absolutey critical; see step 4.2 |
| Thermal Cycler | Bioer Technology | TC-96GHbC | |
| AMPure XP reagent | BECKMAN COULTER Life Science | A63881 | |
| Ethanol | Wako | 054-027335 | |
| EB buffer | QIAGEN | 19086 | |
| 2200 TapeStation | Agilent | G2965AA | |
| D1000 Reagents | Agilent | 5067-5583 | |
| D1000 ScreenTape | Agilent | 5067-5582 | |
| Qubit dsDNA BR Buffer/Reagent | ThermoFisher Scientific | Q32850 | |
| Cubee Mini-Centrifuge | RecenttecGenereach | R5-AQBD01aqbd | |
| MiSeq 600 cycle v3 | Illumina Inc. | MS-102-3003 | |
| MiSeq Sequencer | Illumina Inc. | SY-410-1003 |
References
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