Die Autoren haben keine Bestätigungen.

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Die Autoren haben nichts preisgeben.

Hier zeigen wir die Methode der gemultiplexten Genotypisierung mittels Massenspektrometrie. Die repräsentativen Ergebnisse wurden mittels PCR gepaart mit MALDI-TOF-Massenspektrometrie4 mit Assay Chemie entnehmen Sie bitte der Tabelle der Materialien13generiert. Mit dieser Plattform haben wir insgesamt 11.295 Genotypen auf 1.255 Einzelpersonen für 9 SNPs innerhalb von 40 Stunden im Labor erzeugt.
Wir verdeutlichen den Nutzen der Technik bei der Beantwortung genetische Hypothesen durch Erzeugung und Analyse von SNP Daten für das Kandidaten-gen IL13 in einer Entdeckung klinische Kohorte Wildreben für Nahrungsmittel-Allergie und mit unabhängigen Replikation. Die Plattform ist relativ robust, DNA-Qualität zu senken und erfordert minimale Ausgangsmaterial, die Eingabe von nur 10 ng. Wichtige Schritte im Protokoll Folgendes beinhalten: sorgfältige Problembehandlung für das Test-Design-Prozess zu gewährleisten maximale SNP-Aufnahme in die Multiplex-Assays, erfolgreiche Verstärkung der Zielregionen während der Amplifikation PCR, erfolgreiche Single Nukleotid-Erweiterung während der Verlängerung Reaktion und Laden der Assay und Probe-Platte-Layout in der Analyse-Software, damit die Software genau die Massenspektren Daten zuordnen.
Wie bereits erwähnt ist das Test-Design-Tool kompatibel mit der Verwendung von Maus und bovine Polymorphismen, zusätzlich zu Menschen. Für andere Organismen wie Mikroben oder Pflanze kann "andere" im Menü "Organismus" ausgewählt werden. Die automatisierte Schritte zum proximalen SNPs erkennen und optimale Grundierung Bereiche werden jedoch nicht zur Verfügung.
Während des Entwurfsprozesses proximalen SNP eine optimale Grundierung Gebiets, blockiert eine kann entweder entfernen die SNP vom Design und wählen Sie eine andere in hohen LD (z.B., R2 = 1), oder wählen Sie zwei Zündkapseln, eins mit dem Referenz-design Allel des SNP und eins mit der alternative Allel, entwerfen eine Grundierung mit dem gemeinsamen Allel oder Maskierung der SNP eine universelle Basis (z.B.Inosin). Besteht ein Problem mit der Identifizierung eines einzigartigen Ort für die Grundierung, kann man die Amplifikate Länge um eine einzigartige Stätte finden Einstellungen. Die Standardeinstellung ist 80-120 bp, aber dies kann von 60-400 bp geändert werden. Allerdings ist anzumerken, dass wenn mit degradierten DNA (z. B.aus FFPE Gewebe) arbeiten, es nicht ideal ist, um die Amplifikate Länge zu erhöhen.
Fehler während der Assay-Design-Schritt des Werkzeugs können hohe Haarnadel oder Grundierung Dimer potenzielle enthalten. Beide Einstellungen können gelockert werden, versuchen einen Platz die Entwürfe. Es wird jedoch empfohlen, dass Schwellen nicht unter 0,8 gelockert werden; beginnen Sie mit 0,9 zu sehen, ob diese Einstellung ausreichend ist, um die SNPs zu retten und auf 0,8 nur bei Bedarf zu reduzieren. In den erweiterten Einstellungen ist es möglich, ändern Sie die Anzahl der Design-Iterationen (bis 10) unter der Registerkarte " Multiplex " "4." Design-Assays"sowie die besten Iteration Auswahlkriterien zu Höchsten durchschnittlichen Multiplex oder Wenigsten ablehnt durch Low-Plex. Erhöhung der Anzahl der Design-Iterationen kann vorteilhaft sein, weil das Tool dauert die erste SNP in der Reihenfolge sie wurden zur Verfügung gestellt und einen Test zu entwerfen. Dann prüft er ob die nächsten SNP kompatibel zum gleichen Multiplex-Test ist. Damit die Reihenfolge der SNPs Angelegenheit. Mehrere Iterationen die Option aktiviert wird die Software zufällige Reihenfolge der SNPs und versuchen anderen Iterationen. Dies kann die Zahl der SNPs in der Lage, in jeder Multiplex gestaltet werden oder kann der SNP Ausschuss verringern. Allerdings wird es auch Zeit Kosten, kommen, wie das Design-Werkzeug in diesem Schritt viel länger dauern wird.
Gemultiplexten Genotypisierung ist eine schnelle und kostengünstige Ansatz zur Untersuchung der Loci von Interesse. Die Methode ist optimiert und erlaubt den Betrieb von rund 760 Proben von bis zu 40-Plex SNPs in 10 Stunden, schönem Zehntausende von Genotypen in weniger als einem Tag14generiert werden. Der Massenspektren können leicht von der Plattform bereitgestellten Tools analysiert werden.
Einige Einschränkungen auf der Plattform gehören einen geschätzten Schaden von ca. 5-10 % der SNPs, die Test-Design-Prozess fehl. Dies kann manchmal durch Auswahl eines alternativen Tag oder Proxy SNP korrigiert werden. Die Broad Institute SNP Annotation und Proxy Suche (SNAP) Datenbank ist ein solches Tool, das erleichtert die Identifizierung des Proxy SNPs15. Eine weitere Einschränkung des Systems ist, dass es eine gezielte Plattform und also nicht für umfangreiche neuartige Entdeckung erlaubt, wie mit genomweite Ansätze erreicht. Darüber, wie der Ansatz Tag-SNP Proxys verwendet, um die Berichterstattung über Gene zu maximieren, Fine-Mapping-Studien anschließend erforderlich sein, um die präzise kausale Variante zu ermitteln.
Gemultiplexten Genotypisierung ist immer noch eine nützliche Plattform für das Verhör der Krankheit verbundenen SNPs in GWA Studie Ansätze oder Hypothese getrieben Kandidat und Weg gen Exploration identifiziert. Zukünftige Anwendungen für die Plattform dürften neue Verwendungen für Diagnose und Screening in Bereichen wie Krebs und klinische Virologie. Insgesamt ist gemultiplexten Genotypisierung mit Massenspektrometrie eine schnelle, kostengünstige und zuverlässige Medium-Durchsatz-Methode zur Genotypisierung Kandidat Loci.

In komplexen Krankheiten genetische Varianten tragen zur Krankheitsanfälligkeit und Quantifizierung dieser Varianten kann nützlich sein für Verständnis Pathogenese, hohes Risiko Patientengruppen und Behandlung Responder zu identifizieren. In der Tat ist das Versprechen der präzisionsmedizin Nutzung genomischer Informationen zur Identifizierung von Patientengruppen1abhängig. Leider innerhalb der komplexen Krankheit Biologie Raum, wo Krankheit Phänotypen durch erhebliche genetische Heterogenität, geringe Penetranz und variabler Expressivität untermauert werden, Kohorte Größe Anforderungen für genomweite Ansätze zu identifizieren, Roman Kandidaten sind oft übermäßig groß2. Alternativ beginnt ein gezielte Kandidat gen Ansatz mit einer a priori Hypothese über bestimmte Gene/Wege in Krankheit Ätiologie3. Pfad-Analyse-Tools werden häufig verwendet, um die Pathophysiologie der eine identifizierte Ziel Loci, erzeugen zahlreiche Kandidaten Wege erforscht werden zu untersuchen. Wir zeigen hier einen gemultiplexten Genotypisierung Ansatz ermöglicht die Untersuchung von Dutzende bis Hunderte von SNPs mit einem Assay, geeignet für menschlichen Kohorten Studien4. Dieser Ansatz ist relativ hohen Durchsatz, Hunderte bis Tausende von DNA-Proben für neuartige Entdeckung Studien genotypisiert sein und Untersuchung der spezifischen Bahnen erlaubt. Die hier beschriebenen Methoden eignen sich für identifizierende Risiko-Allele und ihre Verbände mit klinischen Merkmale auf eine relativ schnelle und kostengünstige Weise. Diese Plattform ist sehr vorteilhaft für Screening und diagnostische Zwecke5,6, und seit kurzem auch für mikrobielle Infektion7 und humanes Papillomavirus8gewesen.
Dieses Protokoll beginnt mit der Auswahl aus einer Reihe von Genen für Untersuchung, d. h.., den Zielregionen, in der Regel bestimmt durch Literatur suchen oder a priori Hypothesen für die Beteiligung an den Krankheitsprozess; oder vielleicht für die Replikation als den führenden Vereinigungen einer Entdeckung genomweite (GWA) Studie ausgewählt. Aus dem Gen-Set wird der Forscher des Tags SNPs einen raffinierten auswählen. Das heißt, ist die Verknüpfung Ungleichgewicht (LD) oder die Korrelation unter den Varianten in der Region zum Vertreter 'Tag SNP' für eine Gruppe von SNPs in hohen LD, bekannt als ein Haplotyp identifizieren. Die hohen LD der Region bedeutet, dass die SNPs oft zusammen vererbt werden, so dass Genotypisierung ein SNP ausreichen, um die Variation an allen SNPs in den Haplotyp vertreten ist. Alternativ, wenn auf eine endgültige Liste der SNPs aus vielen Regionen, z.B.Follow-up., Replikation für eine GWA-Studie, dieser Prozess möglicherweise unnötig. Für Multiplex Genotypisierung ist ein Test dann um diese Ziele auszulegen, so, dass die Verstärkung Zündkapseln sind unterschiedlicher Masse derjenigen die Verlängerung Zündkapseln und Produkte herstellen interpretierbaren Spektren Masse. Diese Parameter werden leicht durch ein Multiplex Genotypisierung-Assay-Design-Tool implementiert. Die Forward- und reverse Primer von diesem Design werden verwendet werden, Zielen auf die Markierungen des Interesses und verstärken die Sequenz, die SNP enthält. Die Erweiterung Primer Anhängen direkt proximal zu den SNPs und eine einzelne, Masse verändert, 'Terminator'-Basis, die komplementär zu der SNP ist hinzugefügt. Die Terminator Basis verhindert eine weitere Verlängerung der DNA. Die Masse-Modifikation des Sockels kann Fragmente abweichend von einer einzelnen Base von Massenspektrometrie detektiert werden. Die Platte enthält die Genotypisierung Chemie wird dann auf einen Chip für die Messung auf einer Plattform Massenspektrometrie angewendet. Nach der Anwendung entsprechende Qualitätskontrollen, die rohen Genotypisierung Anrufe vom System erkannt, können die Daten exportiert und verwendet zur statistischen Auswertung, um Verbindung mit Krankheit Phänotypen zu testen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="695">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Genomic DNA&#160;</td>
			<td style="width:127px;">-</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td style="width:235px;">1 &#956;L at a concentration of 5-10 ng/&#956;L</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Primers: forward and reverse amplification and extension</td>
			<td style="width:127px;">IDT</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td style="width:235px;">see manuscript section 1.2.1 on design of primers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Deionized water&#160;</td>
			<td style="width:127px;">E.g. Milli-Q water&#160;</td>
			<td style="width:119px;">-</td>
			<td>deionized with 18.2 M&#937;.cm resistivity</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">Genotyping reagent kit. iPLEX Gold Chemistry reagent set&#160;</td>
			<td>Agena Bioscience</td>
			<td style="width:119px;">#10148-2</td>
			<td style="width:235px;">includes all reagents for reactions in 2.2.1, 2.3.1 and 2.4.2 , chip and resin</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">PCR plates (384-well)</td>
			<td style="width:127px;">Abgene</td>
			<td style="width:119px;">#ABGAB-1384</td>
			<td style="width:235px;">For the MassARRAY system plates by Abgene are compatible</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micropipettes</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>single and 8-channel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Centrifuge&#160;</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>compatible with 384-well plates</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Thermocycler</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:235px;">compatible with PCR programs as detailed in 2.2.4, 2.3.2 and 2.4.3</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dimple resin plate&#160;</td>
			<td>Agena Bioscience</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>6mg, 384-well</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plate rotator&#160;</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:216px;">MassARRAY Analyzer 4 System</td>
			<td style="width:127px;">Agena Biosciences</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:235px;">MALDI-TOF (matrix-assisted laser desorption/ionization &#8211; time of flight) Mass Spectrometer.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">RS1000 Nanodispenser</td>
			<td style="width:127px;">Agena Biosciences</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Assay Design Suite</td>
			<td style="width:127px;">Agena Biosciences</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Tool used to design the multiplex genotyping assays</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hot Start Taq</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>DNA polymerase enzyme&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Resin&#160;</td>
			<td style="width:127px;">Agena Biosciences</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Supplied with iPLEX kit</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

candidate gene testing in clinical cohort studies with multiplexed genotyping and mass spectrometry

Komplexe Krankheiten werden oft durch mehrere gemeinsame genetische Varianten untermauert, die Krankheitsanfälligkeit beitragen. Hier beschreiben wir eine kostengünstige Tag Einzel-Nukleotid Polymorphie (SNP) Ansatz mit einem gemultiplexten Genotypisierung Assay mit Massenspektrometrie, gen Weg Verbände in klinischer Kohorten zu untersuchen. Wir untersuchen Lebensmittel Allergie Kandidat Locus Interleukin13 (IL13) als Beispiel. Diese Methode maximiert effizient die Berichterstattung unter Ausnutzung der gemeinsamen Gestänge Ungleichgewicht (LD) innerhalb einer Region. Ausgewählten LD SNPs sind dann in einen Multiplex-Assay konzipiert ermöglichen bis zu 40 verschiedene SNPs gleichzeitig analysiert werden, Steigerung der Wirtschaftlichkeit. Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wird verwendet, um den Ziel-Loci, gefolgt von Einzel-Nukleotid-Erweiterung zu verstärken und die Amplifikate sind dann mit Matrix-unterstützte Laser Desorption/Ionisierung-Zeit der flight(MALDI-TOF) Massenspektrometrie gemessen. Die raw-Ausgabe wird mit dem Genotyp ruft Software, mit strengen Qualitätskontrolle Definitionen und Cut-Offs, analysiert und mit hoher Wahrscheinlichkeit Genotypen sind bestimmt und Ausgang für die Datenanalyse.

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Candidate Gene Testing in Clinical Cohort Studies with Multiplexed Genotyping and Mass Spectrometry

Kandidaten-Gen Tests in klinischen Kohortenstudien mit gemultiplexten Genotypisierung und Massenspektrometrie

Identifizierung von Genvarianten, die einen Beitrag zur komplexen menschlichen Krankheit ermöglicht neuartige Mechanismen zu identifizieren. Hier zeigen wir einen Multiplex-Genotypisierung Ansatz Kandidatengene oder Weg Genanalyse, die maximiert die Reichweite bei niedrigen Kosten und Kohorte-Studien zugänglich ist.

Complex diseases are often underpinned by multiple common genetic variants that contribute to disease susceptibility. Here, we describe a cost-effective ...

candidate-gene-testing-clinical-cohort-studies-with-multiplexed

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Genetics

10.1K Aufrufe.  Max-Delbrück Center for Molecular Medicine. Identifizierung von Genvarianten, die einen Beitrag zur komplexen menschlichen Krankheit ermöglicht neuartige Mechanismen zu identifizieren. Hier zeigen wir einen Multiplex-Genotypisierung Ansatz Kandidatengene oder Weg Genanalyse, die maximiert die Reichweite bei niedrigen Kosten und Kohorte-Studien zugänglich ist.

Serie: Candidate Gene Testing in Clinical Cohort Studies with Multiplexed Genotyping and Mass Spectrometry

siRNA Transfection and EMSA Analyses on Freshly Isolated Human Villous Cytotrophoblasts

Human primary villous cytotrophoblasts are a very useful source of primary cells to study placental functions and regulatory mechanisms, and to comprehend diseases related to pregnancy. In this protocol, human primary villous cytotrophoblasts freshly isolated from placentas through a standard DNase/trypsin protocol are microporated with small interfering RNA (siRNA). This approach provided greater efficiency for siRNA transfection when compared to a lipofection-based method. Transfected cells can subsequently be analyzed by standard Western blot within a time frame of 3-4 days post-transfection. In addition, using cultured primary villous cytotrophoblasts, Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA) analysis was optimized and performed on extracts from days 1 to 4. The use of these cultured primary cells and the protocol described allow for an evaluation of the implication of specific genes and transcription factors in the process of villous cytotrophoblast differentiation into a syncytiotrophoblast-like cell layer. However, the limited time span allowable in culture precludes the use of methods requiring more time, such as generation of a stable cell population. Therefore testing of this cell population requires highly optimized gene transfer protocols.

This protocol describes a method for efficiently transfecting siRNA in freshly isolated human villous cytotrophoblasts using microporation and identifying DNA-protein complexes in these cells. Transfected cells can be monitored by Western blot and EMSA analyses during the 4-day culture time.

siRNA-Transfektion und EMSA-Analysen auf frisch isolierten menschlichen Villöse Cytotrophoblasten

Human primary villous cytotrophoblasts are a very useful source of primary cells to study placental functions and regulatory mechanisms, and to comprehend ...

Forschung

Genetik

Subtyping of Campylobacter jejuni ssp. doylei Isolates Using Mass Spectrometry-based PhyloProteomics (MSPP)

MALDI-TOF MS offers the possibility to differentiate some bacteria not only at the species and subspecies level but even below, at the strain level. Allelic isoforms of the detectable biomarker ions result in isolate-specific mass shifts. Mass spectrometry-based phyloproteomics (MSPP) is a novel technique that combines the mass spectrometric detectable biomarker masses in a scheme that allows deduction of phyloproteomic relations from isolate specific mass shifts compared to a genome sequenced reference strain. The deduced amino acid sequences are then used to calculate MSPP-based dendrograms.
Here we describe the workflow of MSPP by typing a Campylobacter jejuni ssp. doylei isolate collection of seven strains. All seven strains were of human origin and multilocus sequence typing (MLST) demonstrated their genetic diversity. MSPP-typing resulted in seven different MSPP sequence types, sufficiently reflecting their phylogenetic relations.
The C. jejuni ssp. doylei MSPP scheme includes 14 different biomarker ions, mostly ribosomal proteins in the mass range of 2 to 11 kDa. MSPP can in principle, be adapted to other mass spectrometric platforms with an extended mass range. Therefore, this technique has the potential to become a useful tool for strain level microbial typing.

Subtyping of Campylobacter jejuni ssp. doylei Isolates Using Mass Spectrometry-based PhyloProteomics MSPP

Mass spectrometry-based phyloproteomics (MSPP) was used to type a collection of Campylobacter jejuni ssp. doylei isolates at the strain level in comparison to multilocus sequence typing (MLST).

Subtyping von<em&gt; Campylobacter jejuni</em&gt; Ssp.<em&gt; doylei</em&gt; Massen Isolaten Spectrometry-basierte PhyloProteomics (MSPP)

MALDI-TOF MS offers the possibility to differentiate some bacteria not only at the species and subspecies level but even below, at the strain level. ...

Improved Polymerase Chain Reaction-restriction Fragment Length Polymorphism Genotyping of Toxic Pufferfish by Liquid Chromatography/Mass Spectrometry

An improved version of a polymerase chain reaction (PCR)-restriction fragment length polymorphism (RFLP) method for genotyping toxic pufferfish species by liquid chromatography/electrospray ionization mass spectrometry (LC/ESI-MS) is described. DNA extraction is carried out using a silica membrane-based DNA extraction kit. After the PCR amplification using a detergent-free PCR buffer, restriction enzymes are added to the solution without purifying the reaction solution. A reverse-phase silica monolith column and a Fourier transform high resolution mass spectrometer having a modified Kingdon trap analyzer are employed for separation and detection, respectively. The mobile phase, consisting of 400 mM 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol, 15 mM triethylamine (pH 7.9) and methanol, is delivered at a flow rate of 0.4 ml/min. The cycle time for LC/ESI-MS analysis is 8 min including equilibration of the column. Deconvolution software having an isotope distribution model of the oligonucleotide is used to calculate the corresponding monoisotopic mass from the mass spectrum. For analysis of oligonucleotides (range 26-79 nucleotides), mass accuracy was 0.62 &#177; 0.74 ppm (n = 280) and excellent accuracy and precision were sustained for 180 hr without use of a lock mass standard.

An improved polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism method for genotyping pufferfish species by liquid chromatography/mass spectrometry is described. A reverse-phase silica monolith column is employed for separating digested amplicons. This method can elucidate the monoisotopic masses of oligonucleotides, which is useful for identifying base composition.

Verbesserte Polymerase-Kettenreaktion-RFLP Genotypisierung von Toxic Kugelfisch durch Flüssigchromatographie / Massenspektrometrie

An improved version of a polymerase chain reaction (PCR)-restriction fragment length polymorphism (RFLP) method for genotyping toxic pufferfish species by ...

Parallel Measurement of Circadian Clock Gene Expression and Hormone Secretion in Human Primary Cell Cultures

Circadian clocks are functional in all light-sensitive organisms, allowing for an adaptation to the external world by anticipating daily environmental changes. Considerable progress in our understanding of the tight connection between the circadian clock and most aspects of physiology has been made in the field over the last decade. However, unraveling the molecular basis that underlies the function of the circadian oscillator in humans stays of highest technical challenge. Here, we provide a detailed description of an experimental approach for long-term (2-5 days) bioluminescence recording and outflow medium collection in cultured human primary cells. For this purpose, we have transduced primary cells with a lentiviral luciferase reporter that is under control of a core clock gene promoter, which allows for the parallel assessment of hormone secretion and circadian bioluminescence. Furthermore, we describe the conditions for disrupting the circadian clock in primary human cells by transfecting siRNA targeting CLOCK. Our results on the circadian regulation of insulin secretion by human pancreatic islets, and myokine secretion by human skeletal muscle cells, are presented here to illustrate the application of this methodology. These settings can be used to study the molecular makeup of human peripheral clocks and to analyze their functional impact on primary cells under physiological or pathophysiological conditions.

Here, we describe settings to monitor in parallel circadian bioluminescence and the secretory activity of human islet cells and primary myotubes. For this, we employed lentiviral gene delivery of a luciferase core clock reporter, followed by in vitro synchronization and collection of outflow medium by continuous cell perifusion.

Parallel Messung von Circadian Clock Genexpression und Hormon-Sekretion in primären humanen Zellkulturen

Circadian clocks are functional in all light-sensitive organisms, allowing for an adaptation to the external world by anticipating daily environmental ...

Perturbations of Circulating miRNAs in Irritable Bowel Syndrome Detected Using a Multiplexed High-throughput Gene Expression Platform

The gene expression platform assay allows for robust and highly reproducible quantification of the expression of up to 800 transcripts (mRNA or miRNAs) in a single reaction. The miRNA assay counts transcripts by directly imaging and digitally counting miRNA molecules that are labeled with color-coded fluorescent barcoded probe sets (a reporter probe and a capture probe). Barcodes are hybridized directly to mature miRNAs that have been elongated by ligating a unique oligonucleotide tag (miRtag) to the 3&#39; end. Reverse transcription and amplification of the transcripts are not required. Reporter probes contain a sequence of six color positions populated using a combination of four fluorescent colors. The four colors over six positions are used to construct a gene-specific color barcode sequence. Post-hybridization processing is automated on a robotic prep station. After hybridization, the excess probes are washed away, and the tripartite structures (capture probe-miRNA-reporter probe) are fixed to a streptavidin-coated slide via the biotin-labeled capture probe. Imaging and barcode counting is done using a digital analyzer. The immobilized barcoded miRNAs are visualized and imaged using a microscope and camera, and the unique barcodes are decoded and counted. Data quality control (QC), normalization, and analysis are facilitated by a custom-designed data processing and analysis software that accompanies the assay software. The assay demonstrates high linearity over a broad range of expression, as well as high sensitivity. Sample and assay preparation does not involve enzymatic reactions, reverse transcription, or amplification; has few steps; and is largely automated, reducing investigator effects and resulting in high consistency and technical reproducibility. Here, we describe the application of this technology to identifying circulating miRNA perturbations in irritable bowel syndrome.

We describe the use of a multiplexed high-throughput gene expression platform that quantitates gene expression by barcoding and counting molecules in biological substrates without the need for amplification. We used the platform to quantitate microRNA (miRNA) expression in whole blood in subjects with and without irritable bowel syndrome.

Störeinflüsse von Zirkulierende miRNAs in Irritable Bowel Syndrome erkannt einen Multiplexed Hochdurchsatz-Gene Expression-Plattform

The gene expression platform assay allows for robust and highly reproducible quantification of the expression of up to 800 transcripts (mRNA or miRNAs) in ...

Rearing and Double-stranded RNA-mediated Gene Knockdown in the Hide Beetle, Dermestes maculatus

Advances in genomics have raised the possibility of probing biodiversity at an unprecedented scale. However, sequence alone will not be informative without tools to study gene function. The development and sharing of detailed protocols for the establishment of new model systems in laboratories, and for tools to carry out functional studies, is thus crucial for leveraging the power of genomics. Coleoptera (beetles) are the largest clade of insects and occupy virtually all types of habitats on the planet. In addition to providing ideal models for fundamental research, studies of beetles can have impacts on pest control as they are often pests of households, agriculture, and food industries. Detailed protocols for rearing and maintenance of D. maculatus laboratory colonies and for carrying out dsRNA-mediated interference in D. maculatus are presented. Both embryonic and parental RNAi procedures-including apparatus set up, preparation, injection, and post-injection recovery-are described. Methods are also presented for analyzing embryonic phenotypes, including viability, patterning defects in hatched larvae, and cuticle preparations for unhatched larvae. These assays, together with in situ hybridization and immunostaining for molecular markers, make D. maculatus an accessible model system for basic and applied research. They further provide useful information for establishing procedures in other emerging insect model systems.

Rearing and Double-stranded RNA-mediated Gene Knockdown in the Hide Beetle, Dermestes maculatus

Here, we present protocols for rearing an intermediate-germ beetle, Dermestes maculatus (D. maculatus) in the lab. We also share protocols for embryonic and parental RNAi and methods for analyzing embryonic phenotypes to study gene function in this species.

Zucht- und RNA-vermittelte Gene Knockdown in der ausblenden Doppelstrang-Käfer,<em&gt; Dermestes maculatus</em

Advances in genomics have raised the possibility of probing biodiversity at an unprecedented scale. However, sequence alone will not be informative ...

Single-cell Gene Expression Profiling Using FACS and qPCR with Internal Standards

Gene expression measurements from bulk populations of cells can obscure the considerable transcriptomic variation of individual cells within those populations. Single-cell gene expression measurements can help assess the role of noise in gene expression, identify correlations in the expression of pairs of genes, and reveal subpopulations of cells that respond differently to a stimulus. Here, we describe a procedure to measure the expression of up to 96 genes in single mammalian cells isolated from a population growing in tissue culture. Cells are sorted into lysis buffer by fluorescence-activated cell sorting (FACS), and the mRNA species of interest are reverse-transcribed and amplified. Gene expression is then measured using a microfluidic real-time PCR machine, which performs up to 96 qPCR assays on up to 96 samples at a time. We also describe the generation and use of PCR amplicon standards to enable the estimation of the absolute number of each transcript. Compared with other methods of measuring gene expression in single cells, this approach allows for the quantification of more distinct transcripts than RNA FISH at a lower cost than RNA-Seq.

We describe a method to sort single mammalian cells and to quantify the expression of up to 96 target genes of interest in each cell. This method includes the use of internal qPCR standards to enable the estimation of absolute transcript counts.

Einzellige Genexpressionsprofile mittels FACS und qPCR mit internen Standards

Gene expression measurements from bulk populations of cells can obscure the considerable transcriptomic variation of individual cells within those ...

High-resolution Melting PCR for Complement Receptor 1 Length Polymorphism Genotyping: An Innovative Tool for Alzheimer's Disease Gene Susceptibility Assessment

Complement receptor 1 (CR1), a transmembrane glycoprotein that plays a key role in the innate immune system, is expressed on many cell types, but especially on red blood cells (RBCs). As a receptor for the complement components C3b and C4b, CR1 regulates the activation of the complement cascade and promotes the phagocytosis of immune complexes and cellular debris, as well as the amyloid-beta (A&#946;) peptide in Alzheimer's disease (AD). Several studies have confirmed AD-associated single nucleotide polymorphisms (SNPs), as well as a copy-number variation (CNV) in the CR1 gene. Here, we describe an innovative method for determining the length polymorphism of the CR1 receptor. The receptor includes three domains, called long homologous repeats (LHR)-LHR-A, LHR-C, and LHR-D-and an n domain, LHR-B, where n is an integer between 0 and 3. Using a single pair of specific primers, the genetic material is used to amplify a first fragment of the LHR-B domain (the variant amplicon B) and a second fragment of the LHR-C domain (the invariant amplicon). The variant amplicon B and the invariant amplicon display differences at five nucleotides outside of the hybridization areas of said primers. The numbers of variant amplicons B and of invariant amplicons is deduced using a quantitative tool (high-resolution melting (HRM) curves), and the ratio of the variant amplicon B to the invariant amplicon differs according to the CR1 length polymorphism. This method provides several advantages over the canonical phenotype method, as it does not require fresh material and is cheaper, faster, and therefore applicable to larger populations. Thus, the use of this method should be helpful to better understand the role of CR1 isoforms in the pathogenesis of diseases such as AD.

Here, we describe an innovative method to determine complement receptor 1 (CR1) length polymorphisms for use in several applications, particularly the assessment of susceptibility to diseases such as Alzheimer&#39;s disease (AD). This method could be useful to better understand the role of CR1 isoforms in the pathogenesis of AD.

Hochauflösende Schmelz-PCR für Komplement-Rezeptor 1 Länge Polymorphismus Genotypisierung: Ein innovatives Werkzeug für die Alzheimer-Krankheit Gen-Anfälligkeits-Assessment

Complement receptor 1 (CR1), a transmembrane glycoprotein that plays a key role in the innate immune system, is expressed on many cell types, but ...

Generation of a Gene-disrupted Streptococcus mutans Strain Without Gene Cloning

Typical methods for the elucidation of the function of a particular gene involve comparative phenotypic analyses of the wild-type strain and a strain in which the gene of interest has been disrupted. A gene-disruption DNA construct containing a suitable antibiotic resistance marker gene is useful for the generation of gene-disrupted strains in bacteria. However, conventional construction methods, which require gene cloning steps, involve complex and time-consuming protocols. Here, a relatively facile, rapid, and cost-effective method for targeted gene disruption in Streptococcus mutans is described. The method utilizes a 2-step fusion polymerase chain reaction (PCR) to generate the disruption construct and electroporation for genetic transformation. This method does not require an enzymatic reaction, other than PCR, and additionally offers greater flexibility in terms of the design of the disruption construct. Employment of electroporation facilitates the preparation of competent cells and improves the transformation efficiency. The present method may be adapted for the generation of gene-disrupted strains of various species.

Generation of a Gene-disrupted Streptococcus mutans Strain Without Gene Cloning

We describe a facile, rapid, and relatively inexpensive method for the generation of gene-disrupted Streptococcus mutans strains; this technique may be adapted for the generation of gene-disrupted strains of various species.

Generation von einem Gen gestört Streptococcus Mutans Belastung ohne Gene Klonen

Typical methods for the elucidation of the function of a particular gene involve comparative phenotypic analyses of the wild-type strain and a strain in ...

Measuring Gene Expression in Bombarded Barley Aleurone Layers with Increased Throughput

The aleurone layer of barley grains is an important model system for hormone-regulated gene expression in plants. In aleurone cells, genes required for germination or early seedling development are activated by gibberellin (GA), while genes associated with stress responses are activated by abscisic acid (ABA). The mechanisms of GA and ABA signaling can be interrogated by introducing reporter gene constructs into aleurone cells via particle bombardment, with the resulting transient expression measured using enzyme assays. An improved protocol is reported that partially automates and streamlines the grain homogenization step and the enzyme assays, allowing significantly more throughput than existing methods. Homogenization of the grain samples is carried out using an automated tissue homogenizer, and GUS (&#946;-glucuronidase) assays are carried out using a 96-well plate system. Representative results using the protocol suggest that phospholipase D activity may play an important role in the activation of HVA1 gene expression by ABA, through the transcription factor TaABF1.

An improved protocol is presented for the measurement of transient gene expression from reporter constructs in barley aleurone cells after particle bombardment. The combination of automated grain grinding with 96-well plate enzyme assays provides high throughput for the procedure.

Messung der Genexpression in bombardierten Gerste Aleuronschicht Schichten mit erhöhter Durchsatz

The aleurone layer of barley grains is an important model system for hormone-regulated gene expression in plants. In aleurone cells, genes required for ...