Summary

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Published: January 30, 2017
doi:

Summary

Microarray technology allows quantitative measurement and gene expression profiling of transcripts on a genome-wide basis. Therefore, this protocol provides an optimized technical procedure in a two-color custom made bovine array using Day 7 bovine embryos to demonstrate the feasibility of using low amount of total RNA.

Abstract

Early embryonic loss is a large contributor to infertility in cattle. Moreover, bovine becomes an interesting model to study human preimplantation embryo development due to their similar developmental process. Although genetic factors are known to affect early embryonic development, the discovery of such factors has been a serious challenge. Microarray technology allows quantitative measurement and gene expression profiling of transcript levels on a genome-wide basis. One of the main decisions that have to be made when planning a microarray experiment is whether to use a one- or two-color approach. Two-color design increases technical replication, minimizes variability, improves sensitivity and accuracy as well as allows having loop designs, defining the common reference samples. Although microarray is a powerful biological tool, there are potential pitfalls that can attenuate its power. Hence, in this technical paper we demonstrate an optimized protocol for RNA extraction, amplification, labeling, hybridization of the labeled amplified RNA to the array, array scanning and data analysis using the two-color analysis strategy.

Introduction

높은 생산 젖소의 초기 배아 손실은 낙농 산업 1, 2의 주요 과제 중 하나입니다. 소는 그들의 유사한 발달 과정 3, 4 인간의 착상 전 배아 발달을 연구하는 흥미있는 모델이되고있다. 그러나, 더 많은 연구가 소 초기 배아 발달에 관여하는 유전자에 대한 이해가 요구된다.

첫 마이크로 어레이 기술 보낸 이십년 1995 5 개발 후보다 정교한 프로브 제작 기술 감소 인쇄 오류 및 마이크로 어레이 내의 상이한 플랫폼 (6) 사이의 어레이 칩의 변동의 개발. 개선 된 마이크로 어레이 기술은 초기 배아 질문에, 최근 임상 연구 7에서이 기술을 널리 응용 프로그램에서 결과를 uality 평가 (8).

마이크로 어레이 기술에 필요한 재료의 양이 큰 마이크로 어레이 기술은 초기에 초기 배아 발달로 연구 분야의 번호를 입력 못한 주된 이유이다. 최근 RNA 증폭 방법은 선형 RNA 재료 (9)를 시작 서브 나노 그램에서 마이크로 그램 수준까지 RNA를 증폭하도록 개선되었다. 시장에서 사용할 수있는 여러 상업 RNA 증폭 키트가 있습니다; 그러나, 더 많은 인기를 잘 개발 키트는 Ribo를 싱글 프라이머 등온 증폭 (10) 관련 및 T7 프로모터 (11) 방법을 구동된다. 가장 인기있는 안티센스 RNA 증폭는 5 '말단 (12)에 T7 프로모터에 연결하는 올리고 DT 프라이머와 시험 관내 전사에 사용합니다. 이 기술은 선형 증폭 후에 F 대표적인 안티센스 전 사체를 최대한 유지할 수 있도록또는 배열 하이브리드 13. 이 방법은 소 배아 (8)로부터 추출 된 총 RNA의 피코 그램 수준을 증폭하도록하고있다.

유니버설 링크 시스템 (ULS)를 직접 구아닌 (14)의 N7 위치에 배위 결합을 형성함으로써, 백금 결합 된 형광 염료 중 하나 시아닌 (547) 또는 시아닌 647로 DNA 또는 RNA 증폭을 통합 라벨링 방법입니다. 이 방법은 ARNA이 효소 방법 (15)에 의해 생성 된 수정 된 아미노 알릴에 비해 수정하지 않고 ARNA 증폭보다 안정적인 생성하는 배아 연구에 적응했다. 단일 염료와 두 개의 염료 라벨 두 가지 방법은 마이크로 어레이에 범용 연계 시스템을 사용하여 적용하고있다. 큰 마이크로 어레이의 비교 연구는 단일 및 두 개 컬러 배열 플랫폼 (6) 사이의 데이터 품질의 상관 관계가 있다고 하였다.

최근 두 T7 프로모터 드라이브N 안티센스 RNA 증폭 ULS 라벨링 방법은 마이크로 어레이 혼성화 8 16 아르나 물질을 표지 고품질의 충분한 양을 생성하기위한 더 신뢰성있는 프로토콜을 제공하기 위해 개발되었다. 따라서 본 연구는 예를 들어 7 일 소 배아를 사용하여 두 개의 색상에 관련된 마이크로 어레이 데이터 분석 RNA 추출의 중요한 단계 중 일부를 입증하는 프로토콜을 제공한다.

Protocol

이 연구의 동물 부분은 알버타 동물 관리 및 사용위원회의 대학에 의해 모든 동물 실험 절차 승인 (프로토콜 # AUP00000131)와, 앨버타, 에드먼턴, 캐나다 대학의 대사 연구 단위에서 실시하고, 동물에 따라 마음에 든다고했다 동물 보호 가이드 라인의 캐나다 협의회 (1993)이다. 1. 배아 생산, 총 RNA와 DNase의 치료의 분리 동물 실험 프로토콜 및 배아 컬렉션에 대한 이전 간행물 <sup class="xref…

Representative Results

7 일 소 배아로부터 총 RNA 증폭 아르나의 대표적인 결과가도 3에 도시되고 표 1에 요약 하였다. RNA 무결성 및 프로파일은 RNA 추출 후 평가 될 수있다. RNA의 질 평가 bioanalyzer 기기 (도 3a) 및 이상 7.0 증폭 (표 1)에 사용되는 자격 RIN 값들만 샘플에 의해 수행 될 수있다. <p class="…

Discussion

첫 번째 문제는 유전자 발현 연구를위한 고품질의 RNA의 충분한 양을 받고 있지 않은 7 일 소 배아를 이용한 마이크로 어레이 분석을 수행한다. 기존의 페놀 / 클로로포름 RNA 추출 및 에탄올 침전 방법은 낮은 수율 및 RNA 증폭 반응 억제 할 수 남은 페놀의 결과로, 7 일 배아를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 대신에, 기준 열 기초 방법은 총 RNA를 분리 한 후 농도를 높이기 위해 최소 용출 버퍼로 RNA를 …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Research supported by Alberta Livestock and Meat Agency, Alberta Innovates – BioSolutions, Alberta Milk, and Livestock Research Branch, Alberta Agriculture and Forestry.

Materials

PicoPure RNA Isolation Kit Applied Biosystems KIT0204
RNase-Free DNase Set (50) Qiagen 79254
Agilent RNA 6000 Pico Kit Agilent Technologies 5067-1513
Arcturus RiboAmp HS PLUS Kit Applied Biosystems KIT0505
2100 Bioanalyzer Instruments Agilent Technologies G2940CA
RNA Screen Tape Agilent Technologies 5067-5576
ULS Fluorescent Labeling Kit Kreatech Diagnostics EA-021
Custom Gene Expression Microarrays Agilent Technologies G2514F
 Agilent Gene Expression wash buffer 1 Agilent Technologies Part #5188-5325
Agilent Gene Expression wash buffer 2 Agilent Technologies Part #5188-5326
2X Hi-RPM Hybridization buffer Agilent Technologies  Part #5190-0403
25X Fragment buffer Agilent Technologies Part #5185-5974
10X GE Blocking Agent Agilent Technologies Part #5188-5281
Stabilization and drying solution Agilent Technologies  Part #5185-5979
Gasket slides enabled by Agilent SureHyb techonolgy Agilent Technologies G2524-60012 Pack of 20 gasket slides, 4 microarrays/slide
Two-Color RNA Spike-In Kit Agilent Technologies  Cat# 5188-5279
GenePix 4000B array scanner Molecular Devices GENEPIX 4000B-U
Ozone Free Box BioTray OFB_100x200
GAL file Agilent Technologies

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Salehi, R., Tsoi, S. C., Colazo, M. G., Ambrose, D. J., Robert, C., Dyck, M. K. Transcriptome Profiling of In-Vivo Produced Bovine Pre-implantation Embryos Using Two-color Microarray Platform. J. Vis. Exp. (119), e53754, doi:10.3791/53754 (2017).

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