الكمية القاتل خلية الغلوبولين المناعي مثل مستقبلات (كيريباتي) كتابة شبه الآلي (قكات) أسلوب بسيط والفائق، وفعالة من حيث التكلفة لنسخ رقم نوع قير الجينات لتطبيقها في الرابطة للدراسات السكانية والمرض.
خلية القاتل الغلوبولين المناعي مثل مستقبلات (كيرس) مجموعة من المستقبلات المناعية المثبطة وتفعيل، القاتل الطبيعية (ناغورني كاراباخ) وخلايا T، مرمزة بواسطة كتلة متعددة الأشكال من الجينات على الكروموسوم 19. على يغاندس أفضل تتسم هي جزيئات مستضد (هلا) الكريات البيض البشرية التي تم ترميزها ضمن محور histocompatibility الرئيسية المعقدة (MHC) على الكروموسوم 6. وهناك أدلة كبيرة على أنها تلعب دوراً هاما في الحصانة والاستنساخ وزرع الأعضاء، مما يجعل من أهمية حاسمة لأن التقنيات التي يمكن بدقة التركيب الوراثي لهم. بيد عالية-تسلسل التماثل، كذلك الاليلي وتباين عدد النسخ، تجعل من الصعب على تصميم الأساليب التي يمكن بدقة وكفاءة النمط الوراثي جميع قير الجينات. الأساليب التقليدية عادة ما تكون محدودة في دقة البيانات المتحصل عليها والإنتاجية والفعالية من حيث التكلفة والوقت اللازم لإعداد وتشغيل التجارب. يصف لنا طريقة تسمى الكمية قير شبه الآلي كتابة (قكات)، وهو أسلوب سلسلة من ردود فعل الفائق متعدد بوليميراز في الوقت الحقيقي التي يمكن تحديد أرقام نسخ الجينات لجميع الجينات في موضع كيريباتي . قكات هو أسلوب الفائق بسيطة التي يمكن أن توفر عالية الاستبانة قير نسخ عدد البيانات، التي يمكن أن تستخدم كذلك لاستنتاج الاختلافات في haplotypes هيكلياً متعددة الأشكال التي تشتمل عليها. يمكن أن يكون هذا العدد و haplotype نسخ البيانات مفيداً للدراسات المتعلقة بالجمعيات المرض على نطاق واسع، وعلم الوراثة السكانية، فضلا عن التحقيقات في التعبير والتفاعلات الوظيفية بين قير و هلا.
في البشر، ومستقبلات الغلوبولين المناعي مثل القاتل(قير) يتم تعيين موضع على الذراع الطويلة كروموسوم 19 داخل مجمع مستقبلات الكريات البيض (LRC). هذا المكان هو حوالي 150 كيلو بايت في طول ويتضمن 15 قير الجينات مرتبة رئيس-إلى-الذيل. المكاني قير المعروفة حاليا هي KIR2DL1، KIR2DL2/KIR2DL3، KIR2DL4، KIR2DL5A، KIR2DL5B، KIR2DS1-5، KIR3DL1/KIR3DS1، KIR3DL2-3، وهما بسيودوجينيس، KIR2DP1 و KIR3DP1. ترميز الجينات قير لثنائي الأبعاد (2D) ومستقبلات المجال مثل الغلوبولين المناعي (3D) ثلاثي الأبعاد مع القصيرة (S؛ وتفعيل) أو طويلة (L؛ والمثبطة) ذيول هيولى، التي يعرب عنها الخلايا القاتلة الطبيعية (ناغورني كاراباخ) ومجموعات فرعية من T الخلايا. تباين عدد نسخ معروضة ضمن أشكال محور قير haplotypes المتنوعة مع الجينات متغيرة المحتوى1. عدم الاليلي جزئ مثلى (نهر)، يسر بترتيب إغلاق الرأس إلى الذيل الجينات وتسلسل عالية التماثل، هو الآلية المقترحة لتكون مسؤولة عن تقلب هابلوتيبيك. وأبلغ ما يزيد على 100 من haplotypes مختلفة في السكان في جميع أنحاء العالم1،2،،من34. جميع هذه haplotypes يمكن أن تقسم إلى فئتين رئيسيتين: haplotypes A و B. هابلوتيبي A يحتوي على جينات قير 7: KIR3DL3، KIR2DL1، KIR2DL3، KIR2DL4، KIR3DL1، و KIR3DL2، هما المثبطة قير الجينات، و تفعيل قير جين KIR2DS4. ومع ذلك، حتى إلى 70% من الأصل الأوروبي الأفراد الذين متماثل قير haplotype A حصرا تحمل شكلاً غير وظيفية ‘حذف’5، KIR2DS46. جميع مجموعات الجينات قير أخرى تشكل haplotypes المجموعة باء، بما في ذلك واحد على الأقل من جينات محددة قير KIR2DS1، KIR2DS2، KIR2DS3، KIR2DS5، KIR3DS1، KIR2DL2، و KIR2DL5، وعادة ما تشمل اثنين أو أكثر من الجينات قير تفعيل.
هلا الفئة الأولى جزيئات قد حددت يغاندس لبعض المستقبلات المثبطة (KIR2DL1، KIR2DL2، KIR2DL3، و KIR3DL1)، تفعيل مستقبلات (KIR2DS1، KIR2DS2، KIR2DS4، KIR2DS5، و KIR3DS1)، و KIR2DL4، وهو فريد كيريباتي التي تحتوي على ذيول طويلة هيولى مثل مستقبلات قير المثبطة الأخرى ولكن له أيضا بقايا إيجابيا يحمل قرب المجال خارج الخلية التي مشترك ميزة أخرى تفعيل مستقبلات كيريباتي . مزيج المتغيرات داخل كيريباتي الجينات والجينات هلا يؤثر على مستقبلات يجند تفاعل تلك الأشكال المحتملة ناغورني كاراباخ خلية الاستجابة على المستوى الفردي7،8. وأوضحت الأدلة المستمدة من الدراسات الوراثية الرابطة أن كيريباتي يلعب دوراً في المقاومة الفيروسية (.على سبيل المثال،9 من فيروس نقص المناعة البشرية (الإيدز) والتهاب الكبد الوبائي فيروس [سي]10)، نجاح زرع 11، خطر الإصابة باضطرابات الحمل والتناسل بنجاح12،13، الحماية ضد الانتكاس بعد متمكنة من الخلايا الجذعية المكونة للدم (هسكت) زرع14،15، 16، وخطر السرطان17.
بمزيج من التماثل عالية-تسلسل والاليلي والتحديات يعرض التنوع هابلوتيبيك في مهمة التنميط قير الجينات بدقة. وتشمل الأساليب التقليدية لكتابة قير الجينات الخاصة بتسلسل التمهيدي (SSP) بوليميريز سلسلة من ردود الفعل (PCR)18،،من1920، اليغنوكليوتيد الخاصة بتسلسل التحقيق بكر (SSOP)21، و مصفوفة الليزر ساعد الامتزاز التأين-وقت الرحلة الكتلي (TOF استخدام MS)22. المآخذ على هذه التقنيات أنها توفر فقط جزئية من التبصر في النمط الوراثي للفرد في حين يجري أيضا شاقة لأداء. مؤخرا طبق تسلسل الجيل القادم (خ ع) اكتب موضع كيريباتي على وجه التحديد. بينما يكون هذا الأسلوب قوية جداً، فإنه يمكن أن تكون مكلفة لتشغيل، وأنها تستغرق وقتاً طويلاً لإجراء تدقيق البيانات والتحليل المتعمق.
قكات أسلوب PCR كمي الفائق. بينما الأساليب التقليدية شاقة وتستغرق وقتاً طويلاً، هذا الأسلوب يجعل من الممكن لتشغيل ما يقرب من 000 1 عينة الحمض النووي (جدنا) الجينوم في خمسة أيام ويعطي النمط الوراثي كيريباتي ، فضلا عن عدد نسخ الجينات. قكات يتكون من عشرة ردود فعل متعدد، يستهدف كل منها اثنين قير المكاني ونسخ الجينات مرجع واحد عدد نسخة ثابتة في الجينوم (STAT6) تستخدم للتحديد الكمي النسبي للجينات قير رقم23. هذا التحليل قد استخدمت بنجاح في الدراسات التي تنطوي على لوحات كبيرة من السكان والأفواج المرض عن الأمراض المعدية مثل فيروس التهاب الكبد جيم، شروط المناعة الذاتية مثل داء السكري من النوع 1، واضطرابات الحمل مثل بريكلامبسيا، فضلا عن توفير الوراثية التي تدعم بدراسات تهدف إلى فهم الخلية ناغورني كاراباخ وظيفة4،1،24،،من2526.
وصفت لنا طريقة الفائق رواية شبه الآلي، تسمى قكات، مما يسهل نسخ كتابة عدد الجينات قير . الأسلوب هو تحسين عبر الطرق التقليدية مثل موفر الخدمات المشتركة-بكر، وهي منخفضة الإنتاجية ويمكن إلا أن يشير إلى وجود أو عدم وجود هذه الجينات عالية متعددة الأشكال.
تعتمد على عدة عوامل، بما في ذلك نوعية وتركيز-التوحيد عينات جدنا ونوعية المواد الكاشفة دقة البيانات عدد النسخ التي تم الحصول عليها. جودة ودقة عينات جدنا عبر صفيحة تكتسي أهمية بالغة نظراً للاختلافات في التركيز عبر اللوحة يمكن أن ينتج خطأ في حساب عدد النسخ. البيانات من الأفواج من أجزاء أخرى من العالم حيث تم التحقق من صحة فحوصات باستخدام مجموعات عينة الأصل الأوروبي، تتطلب عمليات تفتيش أكثر دقة. هذا لضمان أن حالات التسرب اليل أو الربط غير محددة التمهيدي/التحقيق لا تفسر خطأ كتباين عدد النسخ.
بينما صممت فحوصات والأمثل لتشغيل الفائق، يمكن تعديلها لتشغيل نماذج أقل. مقياس الثقة في برنامج تحليل عدد نسخ يتأثر عند تحليل العينات أقل، ولكن هذا يمكن أن تتحسن إذا تدرج عينات الحمض النووي الجينوم التحكم بعدد نسخ جينات قير معروفة على اللوحة و replicates عينة إضافية وشملت.
للمختبرات دون الروبوتات السائل/لوحة معالجة، يمكن أن يكون الاستغناء عن مزيج الرئيسي استخدام الماصات متعدد القنوات ولوحات يمكن تحميلها يدوياً في الصك qPCR.
وكان الهدف الرئيسي وراء تطوير قكات لإنشاء بسيطة والفائق والدقة والفعالية من حيث التكلفة أسلوب للنمط الوراثي كيرس للمرض الرابطة للدراسات. وقد تحقق ذلك بنجاح منذ قكات وقد استخدمت في التحقيق في دور كيريباتي في العديد من الدراسات رابطة الأمراض الكبيرة، بما في ذلك مجموعة من الأمراض المعدية، والظروف الذاتية، و اضطرابات الحمل4، 24 , 25 , 26.
The authors have nothing to disclose.
تلقي المشروع تمويلاً من مجلس البحوث الطبية (MRC) ومجلس البحوث الأوروبي (المنسق) ضمن أفق 2020 البحث والابتكار في البرنامج الاتحاد الأوروبي في (منحة الاتفاق رقم 695551) كامبردج “المعهد الوطني للصحة” (NIH) الطبية مركز البحوث والمعاهد الوطنية للصحة أبحاث الدم وزرع وحدة البحوث (NIHR بترو) في التبرع بالأعضاء وزرعها في جامعة كامبردج وفي شراكة مع دائرة الصحة الوطنية الدم و “زرع الأعضاء” (نسبت). الآراء التي أعرب عنها هي آراء المؤلفين وليس بالضرورة من دائرة الصحة الوطنية، في NIHR، ووزارة الصحة، أو نسبت.
REAGENTS | |||
Oligonucleotides | Sigma | Custom order | SEQUENCES: Listed in Table 4 |
Probes labelled with ATTO dyes | Sigma | Custom order | SEQUENCES: Listed in Table 3 |
SensiFAST Probe No-ROX Kit | Bioline | BIO-86020 | − |
MilliQ water | − | − | − |
NAME | COMPANY | CATALOG NUMBER | COMMENTS |
EQUIPMENT | |||
Centrifuge with a swinging bucket rotor | Eppendorf(or equivalent) | Eppendorf 5810R or equivalent system | |
NanoDrop | Thermo Scientific | ND-2000 | |
OR | |||
QuBit Fluorometer | Life Technologies | Q33216 | |
Matrix Hydra | Thermo Scientific | 109611 | |
LightCycler 480 II Instrument 384-well | Roche | 05015243001 | |
Twister II Microplate Handler with MéCour Thermal Plate Stacker (MéCour) | Caliper Life Sciences | 204135 | |
Vortex mixer | Biosan | BS-010201-AAA | |
Single-channel pipettes (volume range: 0.5–10 µL, 2–20 µL, 20–200 µL, 200–1,000 µL; 1-10 mL) | Gilson(or equivalent) | F144801, F123600, F123615, F123602, F161201 | |
RNase- and DNase-free pipette tips filtered (10 µL, 20 µL, 200 µL, 1,000 µL, 10 mL) | Starlab (or equivalent) | S1111-3810, S1120-1810, S1120-8810, S1111-6810, I1054-0001 | |
StarTub PS Reagent Reservoir, 55 mL | STARLAB | E2310-1010 | |
50 mL Centrifuge Tube | STARLAB | E1450-0200 | |
96-well deep well plate | Fisher Scientific | 12194162 | |
LC480 384 Multi-well plates | Roche | 04729749001 | |
LightCycler 480 Sealing Foil | Roche | 04729757001 | |
NAME | COMPANY | CATALOG NUMBER | COMMENTS |
SOFTWARE | |||
Roche LightCycler 480 Software v1.5 | |||
Applied Biosystems CopyCaller Software v2.1 | https://www.thermofisher.com/uk/en/home/technical-resources/software-downloads/copycaller-software.html | ||
KIR haplotype identifier | http://www.bioinformatics.cimr.cam.ac.uk/haplotypes/ |