Coleta e Extração de DNA de saliva para Next Generation Sequencing

Summary

DNA extraction from saliva can provide a readily available source of high molecular weight DNA, with little to no degradation/fragmentation. This protocol provides optimized parameters for saliva collection/storage and DNA extraction to be of sufficient quality and quantity for downstream DNA assays with high quality requirements.

Abstract

The preferred source of DNA in human genetics research is blood, or cell lines derived from blood, as these sources yield large quantities of high quality DNA. However, DNA extraction from saliva can yield high quality DNA with little to no degradation/fragmentation that is suitable for a variety of DNA assays without the expense of a phlebotomist and can even be acquired through the mail. However, at present, no saliva DNA collection/extraction protocols for next generation sequencing have been presented in the literature. This protocol optimizes parameters of saliva collection/storage and DNA extraction to be of sufficient quality and quantity for DNA assays with the highest standards, including microarray genotyping and next generation sequencing.

Introduction

A obtenção de DNA de alta qualidade para estudos genéticos humanos, é essencial no processo de descoberta do gene da doença. Sangue, embora exigindo um procedimento invasivo e também a ser mais caro do que a coleta da saliva, é favorecido para a criação de linhas de células imortalizadas como uma fonte infinita de DNA, ou iPSCs para estudos funcionais e, às vezes DNA do sangue é usado quando as linhas celulares não estão disponíveis. No entanto, a obtenção de sangue requer um flebotomista treinado e sangue tem uma meia-vida mais curta do que a saliva ^1. DNA de saliva é mais barata e mais fácil de obter, uma vez que podem ser coletadas e enviadas pelo correio, sem a necessidade de um phlebotomist, aumentando, assim, potenciais piscinas sujeitas bem além da área de abrangência de hospitais e laboratórios ^2. Inclusão no estudo pode ser melhorada quando os indivíduos têm a opção de dar uma amostra de saliva em vez de sangue ^{3, 4.} Preocupações sobre a quantidade e qualidade de DNA de saliva pode ter limitado a sua generalizada nose apesar de diversos estudos recentes estudos que comprovem a adequação de toda saliva, com uma média de 4,3 x 10 ⁵ células por mililitro, para testes de DNA ao longo dos mais antigos métodos de cotonetes bucais que não obtiveram uma quantidade significativa de saliva ^{2, 3, 4, 5, 6.} Embora exista uma literatura modesta mostrando a adequação de DNA derivado saliva inteiro para aplicações de genotipagem incluindo métodos baseados em microarrays ^{8, 9, 10,} nenhum estudo examinou sequenciamento de próxima geração (NGS). O objetivo de otimização deste protocolo toda a extração de DNA de saliva era maximizar quantidade e qualidade para aplicações de genética de uma forma rentável que pode ser facilmente implementado em laboratórios com reagentes e consumíveis comuns.

Extracção de DNA a partir da saliva requer vários procedimentos: 1) a recolha e armazenamento, 2) lise celular, 3) tratamento com RNase, 4) precipitação de proteínas, 5) precipitação com etanol, 6) de re-hidratação de ADN. A solução de DNA Estabilização tampão, descrito² anteriormente, funciona adequadamente sem alteração. Nenhuma tentativa foi feita para otimizar o tratamento RNase e etapas de reidratação de DNA. Para cada etapa restante, foram identificadas diversas variáveis ​​que podem afetar o rendimento. Cada variável foi manipulado individualmente e melhoria na produtividade e qualidade foi avaliada estatisticamente. Para as variáveis ​​que foram mostrados para melhorar a produtividade e / ou qualidade do DNA, os valores ótimos foram incluídos no protocolo final.

Protocol

NOTA: Antes de fornecer amostras de saliva todos os sujeitos deram consentimento informado em conformidade com as diretrizes para o tratamento de seres humanos do Hospital Nacional Infantil. 1. Saliva coleta e armazenamento Antes da coleta de saliva, garantir que a boca do tema é livre de alimentos ou outras substâncias estranhas, tendo o assunto lavar a boca com água e evitar comer ou beber por 30 minutos antes de coletar a amostra. Abrir um tubo de centrífuga de 15 ml com 2,5 ml de tam…

Representative Results

Para determinar parâmetros ótimos para Extração de DNA de uma série de extrações de DNA pareadas foi realizada. Uma única amostra de saliva foi dividido e cada porção ensaiada por um dos dois valores possíveis para uma determinada variável. Pelo menos oito repetições de cada teste emparelhado foram realizadas (por exemplo, uma única amostra de saliva foi dividido em alíquotas para testar a extracção com e sem inicial de incubação de 50 ° C). Otimização foi baseada em quatro métricas padr…

Discussion

O presente procedimento é um protocolo de extração de DNA otimizado, que melhorou consideravelmente o rendimento de DNA de alto peso molecular em comparação com os métodos convencionais, sem comprometer a qualidade do DNA. O passo crítico com o maior efeito sobre o rendimento mais foi o passo 5.2, que inclui uma etapa de centrifugação durante a precipitação mais etanol do que qualquer protocolo publicado aqui analisados, com exceção de um que não foi amplamente distribuído ^11. Nenhuma alteraç?…

Materials

15ml Centrifuge Tubes	Fisher	12-565-268
Cell Lysis Solution	Qiagen	158908
Proteinase K	Sigma	P6556
Protein Precipitation Solution	Qiagen	158912
Isopropanol	Fisher	A416-4
Glycogen	EZ-BioResearch	S1003
70% Ethanol	Fisher	04-355-305
Tris-EDTA (TE)	Fisher	BP2473-1
NaCl	Fisher	AC194090010
Tris HCl	Fisher	BP1757-100
EDTA(0.5M) Solution	Fisher	03-500-506
Sodium Dodecyl Sulfate	Fisher	BP166-100
Equipment
Name of Equipment	Distributor	Catalog#
Analog Vortex Mixer	Fisher	02-215-365
Centrifuge 5810R	Eppendorf	5811 000.010