Summary

유전과 Epigenetic 분석을위한 파라핀 임베디드 재료에서 DNA 추출

Published: March 26, 2011
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Summary

이 동영상은 포르말린 고정 파라핀 – – 임베디드 물질로부터 DNA 추출을위한 프로토콜을 보여줍니다. 이것은 조직 섹션 크실렌과 deparaffinized하는 멀티 일 절차, 에탄올과 rehydrated 이후 유전자의 특정 또는 게놈 차원의 분석을 위해 DNA를 정화하고 분리 proteinase K로 처리됩니다.

Abstract

질병 개발 및 진행은 염색체 rearrangements, 복사 번호 이득과 손실과 DNA의 methylation을 포함하여 자주 유전 및 epigenetic aberrations 특징으로하고 있습니다. 같은 microarrays으로 높은 처리량, 게놈 – 광범위한 프로 파일링 기술, 발전이 크게 이러한 특정 변경을 파악하고 감지하는 능력을 향상. 기술 향상을 위해 계속하지만 같은 제한 요인은 샘플의 품질 및 가용성 유지됩니다. 또한, 후속 임상 정보와 질병 결과는 종종 년 초기 표본 수집 후에 수집하고 있습니다. 표본은, 일반적으로 포르말린 고정과 파라핀 – 임베디드 (FFPE)는 수십 년 동안 병원에 아카이브에 저장됩니다. 추출의 적절한 방법이 적용되는 경우에는 DNA가 효과적이고 효율적으로 파라핀 – 임베디드 표본에서 복구할 수 있습니다. 제대로 보존 및 저장 표본에서 추출한 고품질의 DNA는 유전 및 epigenetic 서명 1 정상과 질병 조직과 세대의 비교에 대한 양적 assays을 지원할 수 있습니다. 파라핀 – 임베디드 샘플, 조직 코어 또는 microdissected 조직에서 DNA를 추출하려면 조직에서 파라핀을 녹이고 크실렌 치료에 받게 다음 에탄올 세척 일련의를 사용하여 rehydrated 있습니다. 단백질과 같은 nucleases와 같은 유해 효소 이후 proteinase K. 같은 나트륨 dodecyl 황산 (SDS)로 denaturing 요원을 포함하고 소화 2 용이하게 용해 버퍼의 또한으로 소화하고 있습니다. 핵산은 biphasic 솔루션을 생성 버퍼 포화 페놀 및 고속 원심 분리를 사용하여 조직 lysate에서 정화 수 있습니다. 단백질, lipids과 다당류가 간 및 유기 – 단계 각각에 분리된있는 동안 DNA와 RNA는 위 수성 단계에 남아 있습니다. 수성 단계 반복 페놀 extractions의 보존 깨끗한 샘플을 생성합니다. 페놀 extractions 후, RNase가 오염 RNA를 제거하는 추가됩니다. 추가 페놀 extractions는 RNase와 부화 다음은 남아있는 효소를 제거하는 데 사용됩니다. 아세트산 나트륨과 이소프로판올 precipitates DNA, 그리고 고속 원심 분리의 추가는 펠렛으로 DNA를 사용하고 이소프로판올 제거를 용이하게합니다. 강수량에서 이월된 초과 소금은 이후 효소 assays를 방해할 수 있지만, 다시 펠렛으로 DNA 원심 분리 다음에, 70 % 에탄올로 세척하여 DNA에서 제거할 수 있습니다. DNA는 증류수 또는 선택의 버퍼에 다시 정지 계량 및 -20 ° C.에 저장됩니다 정화의 DNA가 이후에 포함할 스트림 응용 프로그램에서 사용할 수 있지만 여기에 국한되지 않습니다, PCR, 배열 비교 게놈의 하이브리드화 4 (배열 CGH), methylated DNA를 Immunoprecipitation (MeDIP)과 조직 / 종양 샘플의 통합 분석 있도록 시퀀싱.

Protocol

<p class="jove_title"> 1. 절차 노트</p><ul><li> 크실렌과 페놀은 독성 화학 물질 있으며 fumehood에서 처리되어야합니다. 사용하기 전에 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조하십시오.</li><li> 크실렌 특정 플라스틱을 녹이고, 그들은이 화합물을 용납 같은 폴리 프로필렌 튜브를 사용해야합니다.</li><li> 특별 팁는 내부 숯불 스토퍼를 포함하는 것을 구입하실 수 있습니다. 이것은 피펫에 고무 구성 요소를 해소에서 크실렌을 방지합니다. 또는 필터 팁을 사용할 수 있습니다.</li></ul><p class="jove_title"> 2. 파라핀 제거</p><ol><li> fumehood에서 파라핀을 해산 5 ~ 15 분 정도 부드럽게 잡고 락커에 표본과 장소를 포함하는 레이블 튜브에 크실렌 800 μl (VWR, CABDH6216 – 4)을 추가합니다.</li><li> 펠렛 3 분 microcentrifuge에서 최대 속도 (14,000 RPM 또는 16 000 XG)에서 회전하여 샘플. 조심스럽게 크실렌 뜨는을 철회하고 크실렌 폐기물의 폐기를위한 폴리 프로필렌 튜브에 폐기. 펠렛을 방해하지 않도록주의하십시오.</li><li> 크실렌 세척 단계 1을 반복하고 2until 파라핀이 완전히 녹아있다. 이것은 일반적으로 조직 표본의 크기에 따라 2-3 세척이 필요합니다. 완전히 녹아 샘플 부드러운 나타납니다, 그리고 때로는 그 구조적 무결성을 잃게됩니다. 샘플의 무결성은 부드럽게 피펫 팁로 평가하실 수 있습니다.</li></ol><p class="jove_title"> 3. 에탄올 rehydration</p><ol><li> 100 % 에탄올 (V / V) 분자 생물학 등급 에탄올, 소용돌이 800 μl를 추가 후 microcentrifuge에서 14,000 rpm으로 3 분 돌린다. 펠렛을 방해하지 않도록주의하고, 에탄올 뜨는을 제거합니다.</li><li> 70 % 에탄올 800 μl (100 % (V / V) 증류수에 희석 에탄올을 (DH 추가<sub> 2</sub> O)), 소용돌이, 그리고 14,000 RPM에서 3 분간 돌린다. 조심스럽게 에탄올 뜨는을 제거합니다.</li><li> 50 % 에탄올 800 μl (100 % (V / V) 증류수에 희석 에탄올을 (DH 추가<sub> 2</sub> O)), 소용돌이, 그리고 14,000 rpm으로 5 분간 돌린다. 조심스럽게 pipetting하여 가능한 한 많은 에탄올로 제거합니다. 완전히 rehydrated 조직하지 않습니다 펠렛뿐만 아니라 탈수 조직으로이 시점에서 펠렛을 방해 매우주의하십시오.</li><li>하고 5 분 동안 에탄올 뜨는, 공기 건조 펠렛을 제거한 후 조심하지여 건조합니다.</li></ol><p class="jove_title"> 4. 조직 소화</p><ol><li> 용해 버퍼의 200-500 μl (아래 수식)을 추가합니다. 펠렛은 피펫 팁 또는 소용돌이를 사용하여 다시 일시 중지합니다. 이 시점에서 추가적인 노력 완전히 다시 중단 조직 샘플을보다 완벽하게 소화하고 DNA의 좋은 수율로 얻을 수 있습니다.</li><li> 56 샘플을 품어 ° 물 목욕이나 가열 블록에서 C.</li><li> 조직 코어의 경우, 스파이크 proteinase K (20 MG / ML 주식 솔루션, Invitrogen, AM2548) 아침과 저녁에 20 μl.</li><li조직이 완전히 해소 될 때까지> 2~5일에 대한 소화 위의 단계를 반복합니다.</li></ol><p class="jove_step"> 용해 완충액</p<ul><li> 10 MM 트리스 – HCL의 산도 8.0</li><li> 100 MM EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산)의 산도 8.0</li><li> 50 MM NaCl</li><li> 0.5 % SDS</li><li> 200 μg / ML proteinase K는 (바로 사용하기 전에 추가)</li></ul><p class="jove_title"> 5. DNA는 청소</p><ol><li> 페놀 포화 (피셔, BP1750I – 400)과 역전의 혼합 버퍼의 동일한 볼륨을 추가합니다. microcentrifuge에서 14,000 rpm으로 적어도 5 분간 스핀.</li><li> 새로운 튜브로 수성 레이어를 전송합니다. 계면 참고 : 흰색 소재의 많은 있나요?</li><li계면은 (일반적으로 3 번 이상) 명확 때까지> 수성 분율에서 1 단계와 2 단계를 반복합니다. extractions 다시 수행 * 계면이 최종 수율을 높이기 위해 퍼지 때.</li><li샘플의 추출 수성 분율에 isoamyl 알코올 (25:24:1) (피셔, BP1752I – 400) : 클로로포름 : 계면이 분명하다> 일단, 페놀의 동일한 볼륨을 추가합니다. 5 분 혼합 후 14,000 rpm으로 5 분간 돌린다. 잔여은 페놀 및 추가 수성 층의 추출을 촉진, 계면을 선명 Thisreduces</li><li> 37에서 1 시간 동안 100 μg / ML에 새로운 튜브로 수성 레이어를 제거하고 treatwith RNase ° C.</li><li> 남아있는 RNase를 제거하고 수성 분수를 수집하기 위해 4 단계를 반복합니다. 초기 lysate에서보다 훨씬 덜 제거하는 단백질이 있어야로 당신은 단지 1 개 또는 2 버퍼 포화 페놀 단계가 필요합니다.</li></ol><p class="jove_content"> * extractions는 DH의 50-100 μl를 추가 다시 수행하려면<sub> 2</sub계면> 0. 믹스, 그리고 5 분 microcentrifuge에서 14,000 rpm으로 샘플을 회전하기 위해 튜브를 반전. 수성 단계를 수집하고 이전에 취득한 수성 추출에 추가합니다. 계면 분명히 때까지 extractions 다시 계속합니다.</p><p class="jove_title"> 6. DNA 침전</p><ol><li> 귀하의 수집 수성 층의 볼륨을 예상하고있다.</li><li> 10분의 1 3 M의 아세트산 나트륨의 산도 5.2의 볼륨을 100 % 이소프로판올 (V / V) 분자 생물학 등급 (또는 100 % 에탄올 2.5 권) 1 볼륨을 추가합니다.</li><li> 잘 믹스 30 분 또는 숙박에 대해 얼음 또는 -20 ° C의 냉동고에 넣어.</li><li4 최대 속도> 스핀 (14,000 RPM) ° C 10 분 microcentrifuge로</li><li> 뜨는 폐기하십시오.</li><li> 원치 않는 소금을 제거하는 70 %의 얼음 차가운 에탄올과 펠릿 씻으십시오.</li><li선택의 버퍼에> 다시 중단 펠릿 (보통 DH<sub> 2</sub> O).</li></ol><p class="jove_title"> 7. DNA의 양을 정함</p><ol><li> DNA의 농도를 정량. A260 : A280 비율 ~ 1.8하여야한다. DNA의 소량 들어, NanoDrop 분광 광도계를 사용하여 측정하는 것이 좋습니다.</li><li> 다음 부량, 젤 전기 영동은 DNA 샘플의 품질을 테스트하고 오염 RNA가 완전히 저하되었는지 여부를 확인하기 위해 수행되어야합니다.</li><li> 고품질 추출한 DNA는 이제 스트림 애플 리케이션에 적합하거나 나중에 사용하기 위해 -20 ° C에 저장할 수 있습니다. RNA가 아직 샘플에있는 경우, DNA가 깨끗하고 석출 단계 반복하고 다시 계량 및 샘플의 품질을 한정.</li></ol>

Discussion

histopathologic 분석과 진단을 위해 Biopsied 또는 수술 excised 조직은 장기 저장을 위해 자주 포르말린 고정과 파라핀 임베디드 (FFPE)입니다. 질병의 유전 기초를 이해 증가 흥미를 가지고,이 샘플에서 DNA를 추출하는 능력은 게놈 분석과 translational 연구에 사용할 수있는 진단 자료의 귀중한 소스를 나타냅니다. 핵산은 크게 6 연결 단백질 핵산 및 단백질 – 단백질 상호 수정할 수 있습니다와 같은 역사적 FFPE 샘플은 분자 분석을 위해 가능한 원본으로 간주되지 않았습니다. 그러나, 테아제 소화가 PCR, 배열 CGH, 시퀀싱 및 methylation 프로 파일링 포함하여 하류 분석에 적합합니다 조각난 핵산을 출시하는 발견은 유전자 분석 6이 귀중한 표본의 사용이 가능합니다.

파라핀 – 임베디드 조직에서 DNA를 추출 DNA를 정화 차동 용해도에 의존 강력한 절차입니다. 추출된 DNA 품질 및 수량과 이후의 DNA를 증폭의 성공은 추출 과정과 전후의 매개 변수의 수에 따라 다릅니다. 이들을 포함 하나 이에 국한되지 않습니다 조직의 종류와 금액은, 조직 보존에 사용되는 정착액의 종류, 고정 기간, 파라핀 블록 및 스토리지 조건의 나이뿐만 아니라 원하는 DNA 세그먼트의 길이는 수 1,7를 증폭. 소화 되 다만 파라핀이 좋지 샘플의 품질과 PCR 증폭의 억제로 연결 같은 조직에서 파라핀 제거가 성공적으로 추출을위한 가장 중요한 단계입니다.

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

우리는 그들의 평가 및 본 동영상과 문서의 critiques에 대한 람 실험실의 구성원을 감사드립니다. 이 작품은 건강 연구에 대한 캐나다 연구소에서 자금을 지원했다.

Materials

Name Company Catalogue Number Comments
Xylene VWR CABDH6216- 4
1.7 ml SafeSeal Microcentrifuge Tubes Sorenson BioScience 11510
Spectrafuge 16M Microcentrifuge Labnet C0160-B
Lysis Buffer 10 mM Tris-HCl pH8,
100 mM EDTA pH 8,
50 mM NaCl,
0.5% SDS,
200 μg/ml Proteinase K
Proteinase K Stock Solution Invitrogen AM2548 20 mg/ml
Proteinase K Stock Solution      
Buffer Saturated Phenol pH 6.6/7.9 Fisher BP1750I-400
Phenol: chloroform: Isoamylalcohol (25:24:1, pH 6.7/8.0) Fisher BP1752I-400
RNase A Roche 10109169001 100mg
3M sodium Acetate pH 5.2 40.81g NaOAc in 80ml
Adjust to pH 5.2 with glacial acetic acid
Add dH2O to 100ml
Autoclave
ND 3300 Spectrophotometer NanoDrop

Referências

  1. Santos, M. C., Saito, C. P., Line, S. R. Extraction of genomic DNA from paraffin-embedded tissue sections of human fetuses fixed and stored in formalin for long periods. Pathol Res Pract. 204, 633-636 (2008).
  2. Hilz, H., Wiegers, U., Adamietz, P. Stimulation of proteinase K action by denaturing agents: application to the isolation of nucleic acids and the degradation of ‘masked’ proteins. Eur J Biochem. 56, 103-108 (1975).
  3. Sambrook, J. o. s. e. p. h., R, D. . Molecular Cloning: A Laboratory Manual. , (2001).
  4. Kennett, J. Y., Watson, S. K., Saprunoff, H., Heryet, C., Lam, W. L. Technical demonstration of whole genome array comparative genomic hybridization. J Vis Exp. , (2008).
  5. Thu, K. L. Methylated DNA immunoprecipitation. J Vis Exp. , (2009).
  6. Tang, W. DNA extraction from formalin-fixed, paraffin-embedded tissue. Cold Spring Harb Protoc. , (2009).
  7. Hongxin Fan, M. L. G., G, M. L. DNA Extraction from Paraffin-Embedded Tissues. Molecular Pathology Protocols. 49, 1-4 (2001).

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Citar este artigo
Pikor, L. A., Enfield, K. S. S., Cameron, H., Lam, W. L. DNA Extraction from Paraffin Embedded Material for Genetic and Epigenetic Analyses. J. Vis. Exp. (49), e2763, doi:10.3791/2763 (2011).

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