全自動(dòng)DNA片段回收儀在small RNA和ChiP-seq文庫(kù)制備中的應(yīng)用

二代測(cè)序（NGS）以其無(wú)與倫比的高測(cè)序精度和高通量?jī)?yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于各個(gè)生物學(xué)研究領(lǐng)域，包括全基因組測(cè)序、全外顯子測(cè)序、目標(biāo)區(qū)域測(cè)序、mRNA測(cè)序、small RNA測(cè)序、Lnc RNA測(cè)序、circle RNA測(cè)序、單細(xì)胞測(cè)序、Chip測(cè)序、甲基化測(cè)序等。

 

在測(cè)序文庫(kù)的制備中，片段長(zhǎng)度是文庫(kù)的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于以Illumina為代表的二代測(cè)序而言，測(cè)序的片段長(zhǎng)度一般是幾十至幾百bp。因此，保證測(cè)序文庫(kù)的片段長(zhǎng)度符合測(cè)序要求，成為獲得好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的關(guān)鍵指標(biāo)。如果文庫(kù)片段長(zhǎng)度過(guò)短，會(huì)產(chǎn)生大量無(wú)用數(shù)據(jù)且浪費(fèi)測(cè)序儀的測(cè)序潛力；片段過(guò)長(zhǎng)，又會(huì)隨著讀長(zhǎng)延長(zhǎng)導(dǎo)致測(cè)序的錯(cuò)誤率升高。

不僅如此，對(duì)一些特殊類(lèi)型的樣本進(jìn)行測(cè)序，由于其片段長(zhǎng)度集中在某一特定長(zhǎng)度區(qū)間，因此精準(zhǔn)回收相應(yīng)長(zhǎng)度的DNA片段，可相對(duì)富集這類(lèi)DNA確保實(shí)驗(yàn)成功。目前實(shí)驗(yàn)室常規(guī)DNA片段回收方式，如手工切膠回收、磁珠回收等方式，在回收精確度、重復(fù)性等多個(gè)方面無(wú)法達(dá)到要求。

基于上述背景，為幫助研究人員實(shí)現(xiàn)DNA片段精準(zhǔn)回收，美國(guó)Sage Science公司提供以Blue Pippin為代表的一系列全自動(dòng)DNA片段回收產(chǎn)品，其優(yōu)秀的性能表現(xiàn)，得到全球超過(guò)3000家客戶(hù)的認(rèn)可，國(guó)內(nèi)裝機(jī)數(shù)量400臺(tái)左右，同時(shí)多達(dá)2萬(wàn)篇應(yīng)用文獻(xiàn)，包括眾多Nature、Science、Cell系列等一線(xiàn)主刊的文章，現(xiàn)已成為DNA片段篩選回收領(lǐng)域的行業(yè)金標(biāo)準(zhǔn)。

Blue Pippin可以精準(zhǔn)回收小到幾十至幾百bp（二代測(cè)序應(yīng)用），大到幾十kb的片段（三代測(cè)序應(yīng)用）。研究人員只需要在軟件中輸入回收范圍的bp值，儀器自動(dòng)精準(zhǔn)的回收目標(biāo)DNA片段。

鑒于二代測(cè)序文庫(kù)種類(lèi)眾多，我們將分?jǐn)?shù)期介紹Pippin系列產(chǎn)品在不同文庫(kù)構(gòu)建中的應(yīng)用，本期我們先介紹其在small RNA和chip seq測(cè)序建庫(kù)中的應(yīng)用。

Small RNA文庫(kù)測(cè)序

Small RNA是一類(lèi)長(zhǎng)約20～30個(gè)核苷酸的非編碼RNA分子，包含miRNA 、siRNA和piRNA等，是一大類(lèi)調(diào)控分子，幾乎存在于所有的生物體中。因此如何準(zhǔn)確回收small DNA，減少其他非目標(biāo)DNA就成為實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵因素。small RNA文庫(kù)加上adapter接頭后其長(zhǎng)度一般在140-150bp左右，前后存在大量雜帶，用Blue Pippin系列產(chǎn)品可以精準(zhǔn)回收相關(guān)片段，將雜帶徹底去除干凈，有效提高測(cè)序質(zhì)量和效率。（圖1）

圖1 某研究中small RNA回收效果比較

相關(guān)應(yīng)用文獻(xiàn)：

1	Mayo-Muñoz, David, et al. "Type III CRISPR-Cas provides resistance against nucleus-forming jumbo phages via abortive infection." Molecular cell 82.23 (2022): 4471-4486.
2	Lee, Min Young, et al. "Distinct profiles of cell-free microRNAs in plasma of veterans with post-traumatic stress disorder." Journal of Clinical Medicine 8.7 (2019): 963.
3	Emilie Cardona, E., et al. "Circulating miRNA diversity, origin and response to changing metabolic and reproductive states, new insights from the rainbow trout." bioRxiv (2021): 2021-04.
4	Dinh, Phuong-Uyen C., et al. "Inhalation of lung spheroid cell secretome and exosomes promotes lung repair in pulmonary fibrosis." Nature communications 11.1 (2020): 1064.
5	Toden, Shusuke, et al. "Cancer stem cell–associated miRNAs serve as prognostic biomarkers in colorectal cancer." JCI insight 4.6 (2019).
6	Mills, Mary Katherine, et al. "microRNA Expression Dynamics in Culicoides sonorensis Biting Midges Following Blood-Feeding." Insects 14.7 (2023): 611.
7	Anastasakis, Dimitrios G., et al. "A non-radioactive, improved PAR-CLIP and small RNA cDNA library preparation protocol." Nucleic Acids Research 49.8 (2021): e45-e45.
8	Hamilton, Matthew, et al. "Assessing spermatozoal small ribonucleic acids and their relationship to blastocyst development in idiopathic infertile males." Scientific Reports 12.1 (2022): 20010.

ChiP-seq相關(guān)應(yīng)用

將ChIP與第二代測(cè)序技術(shù)相結(jié)合的ChIP-Seq技術(shù)，能夠高效地在全基因組范圍內(nèi)檢測(cè)與組蛋白、轉(zhuǎn)錄因子等互作的DNA區(qū)段。ChIP-Seq的原理是：首先通過(guò)染色質(zhì)免疫共沉淀技術(shù)（ChIP）特異性地富集目的蛋白結(jié)合的DNA片段，并對(duì)其進(jìn)行純化與文庫(kù)構(gòu)建；然后對(duì)富集得到的DNA片段進(jìn)行高通量測(cè)序。研究人員通過(guò)將獲得的數(shù)百萬(wàn)條序列標(biāo)簽精確定位到基因組上，從而獲得全基因組范圍內(nèi)與組蛋白、轉(zhuǎn)錄因子等互作的DNA區(qū)段信息。

對(duì)于ChiP-seq測(cè)序，常規(guī)的切斷方法有酶切和超聲打斷，而DNA與組蛋白復(fù)合物往往集中在150-350bp，通過(guò)Pippin系列產(chǎn)品對(duì)這些對(duì)應(yīng)的片段進(jìn)行定向富集和回收，可以顯著提高測(cè)序結(jié)果信噪比。

相關(guān)文獻(xiàn)：

1	Wilbanks, Elizabeth G., et al. "A workflow for genome-wide mapping of archaeal transcription factors with ChIP-seq." Nucleic acids research 40.10 (2012): e74-e74.
2	Tao, Fang, et al. "An optimized chromatin immunoprecipitation protocol using Staph-seq for analyzing genome-wide protein-DNA interactions." STAR protocols 3.4 (2022): 101918.
3	Fitz, Nicholas F., et al. "Genome-wide alteration of histone methylation profiles associated with cognitive changes in response to developmental arsenic exposure in mice." Toxicology Reports 9 (2022): 393-403.
4	Li, Yichao, et al. "Differential gene expression identifies a transcriptional regulatory network involving ER-alpha and PITX1 in invasive epithelial ovarian cancer." BMC cancer 21.1 (2021): 1-18.
5	Hogg, Simon J., et al. "Distinct modulation of IFNγ-induced transcription by BET bromodomain and catalytic P300/CBP inhibition in breast cancer." Clinical Epigenetics 14.1 (2022): 1-15.
6	Papale, Ligia A., et al. "Gene by environment interaction mouse model reveals a functional role for 5-hydroxymethylcytosine in neurodevelopmental disorders." Genome Research 32.2 (2022): 266-279.
7	Abraham, Brian J., et al. "Small genomic insertions form enhancers that misregulate oncogenes." Nature communications 8.1 (2017): 14385.

環(huán)亞生物科技有限公司作為美國(guó)Sage Science公司DNA片段回收系列產(chǎn)品在中國(guó)區(qū)的獨(dú)家代理商，自2011年以來(lái)將Sage Science的產(chǎn)品線(xiàn)引入國(guó)內(nèi)，一直為國(guó)內(nèi)用戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的全自動(dòng)核酸片段回收系統(tǒng)的安裝測(cè)試、應(yīng)用培訓(xùn)，技術(shù)支持與售后維護(hù)工作，贏得客戶(hù)的一致好評(píng)與信任。環(huán)亞生物科技有限公司將一如既往地支持越來(lái)越多的Sage Science用戶(hù)。

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