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Artigo de método

Ligadura altamente eficiente de pequeno RNA moléculas microRNA para quantificação por sequenciamento de alto rendimento

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DOI:

10.3791/52095

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18 de novembro de 2014

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Neste artigo

Resumo

MicroRNAs (miRNAs) são uma classe amplamente conservada de moléculas reguladoras. Aqui descrevemos um método de clonagem de miRNA que se baseia em duas etapas de ligação potentes seguidas de sequenciamento de alto rendimento. Nosso método permite a quantificação precisa de miRNAs em todo o genoma.

Resumo

Mirna clonagem e sequenciamento de alto rendimento, denominada miR-Seq, assume-se como uma abordagem ampla transcriptoma quantificar miRNAs com resolução de nucleotídeo único. Esta técnica de captura miARNs, anexando os adaptadores 3 'e 5' de oligonucleótidos para moléculas de miARN e permite a descoberta de novo miARN. Acoplamento com plataformas de sequenciamento de próxima geração poderosos, miR-Seq tem sido fundamental para o estudo da biologia miRNA. Contudo, desvios significativos introduzidas por passos de ligação de oligonucleótidos têm impedido o miR-SEQ de ser empregado como uma ferramenta de quantificação precisa. Os estudos anteriores demonstram que polarizações em métodos de miR-Seq actuais conduzem frequentemente a quantificação imprecisa miARN com erros de até 1.000 vezes superior para algumas miARNs 1,2. Para resolver estes preconceitos, transmitidas por meio de ligação de ARN, temos desenvolvido um método de ligação de ARN pequenas que resulta em eficiências de ligação de mais de 95% tanto para 3 'e 5' etapas de ligação. O benchmarking este improvou método de construção da biblioteca utilizando miARNs equimolares sintéticos ou mistos diferencialmente, produz consistentemente lê números com desvio inferior a duas vezes a partir do valor esperado. Além disso, essa alta eficiência método miR-Seq permite preciso de todo o genoma miRNA perfil de in vivo total de amostras de RNA 2.

Introdução

Metodologias baseadas em alta capacidade de sequenciamento têm sido amplamente aplicada em muitas amostras biológicas nos últimos anos em expandir muito a nossa compreensão da complexidade molecular de sistemas biológicos 3,4. No entanto, a preparação de amostras de RNA de high-throughput seqüenciamento muitas vezes transmite preconceitos específicos inerentes à metodologia empregada, o que limita a utilidade potencial destas técnicas poderosas. Estes método específico polarizações ter sido bem documentado para preparações de biblioteca, de pequena ligadura de ARN baseado em 1,2,5,6. Estes preconceitos resultar em variação mil vezes na lê número....

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Protocolo

NOTA: É crítico para manter condições isentas de RNase durante todo o procedimento.

1. adenilação de 3 'Linker

  1. Diluir oligonucleótido de ADN concebidos para reacções 3 'de ligação para 100 uM em meio livre de nuclease de H 2 O.
    NOTA: O oligonucleótido deve ter um 'grupo fosfato, um dinucleótido randomizados no terminal 5' 5 fim, e um "3 didesoxicitosina. A 5 'grupo fosfato é um requisito da enzima Mth para eficiente 5' 10 adenilação. O fosfato pode ser adicionado ao pré-tratamento do oligonucleótido com um polinucleótido-quinase, ou encomendado com a modificação dire....

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Resultados

Os resultados esperados para o método anterior deve, inicialmente, ser observação de uma única troca de nucleótidos (aumento) no tamanho do oligonucleótido de ADN que foi sujeita a adenilação por Mth RNA ligase (Figura 2). Após 3 'ligadura, a visualização do gel de acrilamida indica (ver Figura 3) bandas de peso molecular elevado afiadas evidentes na região de nucleótidos 100-300 do gel. Isto indica que a amostra de ARN total a ser utilizado é de alta qualidade (não degradado)........

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Discussão

A metodologia aqui descrita faz uso de diversas variáveis-chave para maximizar a eficiência de ligação, ou seja, altas concentrações de PEG, o uso de ligantes randomizados, e alta concentração de ligantes 2,6,9. Esta abordagem permite que bibliotecas de sequenciamento de forma confiável quantitativos a partir de amostras de RNA total de 2. Nós conduzimos várias titulações de ARN de entrada e concluíram que a metodologia anterior é o mais adequado para quantidades de ARN total na gama de 1-8 ug (dad.......

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Divulgações

Os autores declaram não haver interesses financeiros concorrentes.

Agradecimentos

Os autores gostariam de agradecer aos membros do laboratório Yi, especialmente Zhaojie Zhang, pelas discussões frutíferas sobre o design do linker e as eficiências de ligação, bem como à American Cancer Society por apoiar este trabalho por meio de uma bolsa de pós-doutorado (# 125209) para J.E.L. A pesquisa relatada nesta publicação também foi apoiada pelo Instituto Nacional de Artrite e Doenças Musculoesqueléticas e de Pele dos Institutos Nacionais de Saúde sob o número de prêmio R01AR059697 (para R.Y.) e uma bolsa de pesquisa do Instituto Linda Crnic para Síndrome de Down. O conteúdo é de responsabilidade exclusiva dos autores e não representa necessariamente as opi....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
3' Linker (5' fosforilado, 3' bloqueado)Integrated DNA Technologiespersonalizado
5' LinkerIntegrated DNA Technologiespersonalizado5' bloqueado, HPLC purificado
T4RNL2 (1-249 K227Q)New England BiolabsM0351SEspecializado para ligação de adaptadores de DNA pré-adenilados
10x Ligation buffer (sem ATP)New England BiolabsIncluído com M0351S
10x Tampão de ligação (com ATP)New England BiolabsIncluído com M0204L
RNaseOUTInvitrogen10777-019
Polietilenoglicol (mol. Wt. 8.000)New England BiolabsIncluído com M0204L
Água livre de nucleaseAmbionAM9937Descobrimos que a água coletada de um aparelho de destilação é de qualidade equivalente.
T4RNL1New England BiolabsM0204L
Superscript III RT kitInvitrogen18080-051 
Kit de PCR PhusionNew England BiolabsM0530S
Illumina RP1 primerDNATechnologiespersonalizado Informações de sequência disponíveis no
Illumina Illumina RT primerDNApersonalizadoInformações de sequência disponíveis no
Illumina Illumina Index primer(s)Technologies personalizadoInformações de sequência disponíveis na Illumina
40% AcrilamidaFisher ScientificBP14081
UreiaSigma AldrichU6504
Persulfato de amônioSigma AldrichA3678
Tetrametilenodiamina (TEMED)Sigma AldrichT9281
2x Tampão de carregamento de RNA desnaturanteNew England BiolabsIncluído com M0351S
Lâminas de barbearVWR55411-050
SpinX Tubos CentriconCostarCLS8161
Tubos de microfífugas de baixa retençãoFisher Scientific02-681-320
Sybr GoldInvitrogenS-11494
Kit de adenilaçãoNew England BiolabsE2610L
Integrated Integrated Technologies integrado DNA

Referências

  1. Hafner, M., et al. RNA-ligase-dependent biases in miRNA representation in deep-sequenced small RNA cDNA libraries. RNA. 17 (9), 1697-1712 (2011).
  2. Zhang, Z., Lee, J. E., Riemondy, K., Anderson, E. M., Yi, R. High-efficiency ....

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Reimpressões e permissões

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