来宝网 2020/6/26点击776次
干货分享|酶切法DNA建库“十问实答”,助您建库无忧
第二代测序(NGS)技术迅猛发展,越来越多的科研工作者采用NGS技术作为课题研究的主要手段。NGS过程中,基因文库的质量直接影响后续的测序工作,因此构建基因文库是整个测序过程中最为关键的步骤。其中酶切法DNA文库构建,越来越多的获得广大科研人员的青睐。相信在运用酶切法构建DNA文库的过程中,大家或多或少的会遇到各种问题。
他山之石,可以攻玉!接下来小翊带领大家一起解决实验开展前后的可能遇到的各种困惑。
实验开展前,“千头万绪”
1、DNA文库构建方法的选择:为什么酶切法建库如此备受青睐?
酶切法构建DNA文库,相较于传统的超声法和转座酶法具有以下优势:
² 无偏好片段化酶:具有稳定的片段化效果,无需复杂的机械片段化过程。酶切产物片段大小同样本类型、Input DNA量和GC含量等均无相关性,仅与酶切时间有关。
² 建库流程精简:一步完成片段化/末端修复/加A ,片段化/末端修复/加A (30min)-接头连接(15min)-纯化/分选(30min)-文库扩增(15min)-纯化分选(30min),常规建库预计耗时约2h,PCR-free建库预计耗时1h。
² 宽泛的样本投入范围:相比较固定投入量,固定酶切时间的TN5建库,酶切法建库适用500 pg-1 μg,满足个性化建库。
图1.翊圣Onepot系列酶切法建库优势
2. 酶切法建库运用的是什么酶,类似限制性酶切酶吗,具体如何打断DNA呢?
不同于限制性酶切酶,片段化酶是随机内切酶,不受特定酶切位点的限制,随机切割对应模板DNA,片段化的产物属于粘性末端,后续需要进行末端修复。
举例:投入500 pg-1000 ng的正常人类基因组DNA,30 ℃ 15min, 可将DNA酶切为150-550 bp左右的长度。
3. 酶切法建库适合哪些应用研究吗,对样本具有普适性吗?
片段化酶酶切法建库可适用全基因组测序(含PCR-free文库构建)、全外显子测序、靶向捕获测序、宏基因组测序等。适合样本类型是gDNA、cDNA和高质量的FFPE样本等,不适合cfDNA(cfDNA无需打断)。
应用 | 样本类型 | 推荐Input DNA量 |
WGS | gDNA、FFPE | 50 ng-1 ug |
WGS(PCR-Free) | 高质量DNA | 大于10 ng |
捕获测序(WES) | gDNA、扩增子 | 10 ng-1 ug |
4、酶切法建库试剂盒针对哪些样本建库效果比较好?
兼容范围为500 pg – 1μg Input DNA。应尽可能使用A260/A280= 1.8-2.0的高质量Input DNA。基因组DNA和cDNA均可获得高产高质的文库。
举例:
展示为翊圣onepot II系列12204应用于cDNA文库构建(ds-cDNA)
背景:客户得到逆转录的ds-cDNA,全长1.1kb左右,想酶切至300 bp左右。
结论:Input DNA 50 ng左右,酶切4-10 min,PCR 8Cycles,产量>3μg,若需要更集中的文库,可进行双轮分选。
5、对于不同类型的DNA样本,酶切时间如何控制?
对于常规的高质量基因组DNA,酶切时间如下:
插入片段主峰大小 | 片段化时间 | 优化范围 |
600 bp | 5 min | 3-8 min |
350 bp | 8 min | 5-12 min |
250 bp | 10 min | 8-15 min |
200 bp | 13 min | 10-20 min |
150 bp | 20 min | 12-25 min |
当然了,为保证优质精确的片段化效果,建议在自己的实验体系中进行微调。
实验开展后,“五味陈杂”
6、gDNA片段化参考说明书酶切条件酶切20 min,竟然切不动?
一般优先考虑DNA的质量问题,比如 Input DNA中引入高浓度金属离子螯合剂或其他盐离子,可能会影响酶切效果,建议将DNA稀释在ddH2O或不含EDTA的10 mM Tris Buffer (pH 7.5-8.0)中再进行片段化。其次,如果样本是反转录得到的全长cDNA,则需考虑样本纯度问题。另外,对于环状DNA的酶切,需要另行摸索酶切时间体系。特殊样本可考虑磁珠纯化之后进行酶切或适当延长酶切时间。
备注:红色曲线表示,30度酶切20 min未切开
7、FFPE样本,酶切时间太难控制了?
众所周知,FFPE样本虽然使组织得以长期保存,但其特殊的制作方法和保存过程对核酸分子造成多方面的影响:核酸与蛋白交联、降解严重等诸多问题。我们先来看下不同质量的FFPE样本,采用相同的酶切条件影响有多大。
举例:相同酶切条件下,质量高的样本酶切效果较好,满足需求(样本4),质量差的样本出现过度酶切现象,酶切片段偏小(样本1/3)
因此对于不同降解程度的FFPE样本,建议做好质量控制,对样本进行分层级,不同层级的推荐酶切时间参考下表。对FFPE样本,建议搭配翊圣FFPE修复试剂FFPE DNA Repair Reagent(Cat#12606).
插入片段主峰大小 | 片段化时间 | DIN* |
250 bp | 9-13 min | > 8.0 |
250 bp | 8-11 min | 6.5-8.0 |
250 bp | 4-8 min | 4.2-6.5 |
250 bp | 3-6 min | 2.5-4.2 |
备注:FFPE样本DNA质量也可通过琼脂糖凝胶电泳胶图简单判断,高质量样本-DNA质量大于10kb,条带明亮单一,建议酶切10 min左右;一般质量样本-胶图显示无明显主带,整体弥散条带,建议酶切6-8 min;质量较差样本-胶图无主带,整体条带弱,建议酶切2 min;极差FFPE样本,建议可不酶切,搭配FFPE修复试剂直接建库。
8、DNA酶切后出现大片段残留?
酶切产物出现大片段残留现象,考虑Input DNA纯度外(参考FAQ 6),建议适当延长酶切时间。
9、酶切时间也不长,竟然过度酶切了?
以插入片段300 bp为例,白细胞gDNA,30 度酶切10min,出现如下图过度酶切现象。建议参考酶切条件需要考虑不同样本gDNA大小,如白细胞gDNA较小,应适当缩短酶切时间,否则易出现如下过度酶切现象。
10、酶切法建库,如何做到较好的质量控制?
1)文库浓度检测,qubit法或qPCR ;
2)文库长度检测,琼脂糖凝胶电泳测定;
3)文库质量鉴定,Agilent 2100/2200;
4)文库大小分布、引物二聚体和过扩增产物的缺失,应通过电泳方法进行确认.
构建优异的DNA文库,除了明确以上因素之外,还需要选择高质量的建库产品。翊圣生物为满足广大科研工作者的NGS建库实验需求,推出了NGS建库整体解决方案,方便大家根据实验需求进行选择。
试剂类别 | 产品名称 | 货号 | 规格 | 目录价/元 | 促销价/元 |
建库试剂盒 Illumina平台
| Hieff NGS® OnePot DNA Library Prep Kit for Illumina® 一步法DNA建库试剂盒 | 12203ES08/24/96 | 8/24/96 T | 3656/7486/28567 | 2194/4492//17140 |
Hieff NGS® OnePotTM II DNA Library Prep Kit for Illumina® 一步法DNA建库试剂盒 | 12204ES08/24/96 | 8/24/96 T | 3683/7583/28663 | 2210/4550/17198 | |
建库试剂盒 华大MGI平台
| Hieff NGS® OnePot II DNA Library Prep Kit for MGI | 13331ES16/96 | 16/96 T | 5363/26563 | 3486/17266 |
磁珠 | Hieff NGS® DNA Selection Beads 分选磁珠(完美替代AMPure XP Beads) | 12601ES03/08/56/75 | 1/5/60/450 ml | 296/986/6286/26186 | 192/641/4086/17021 |
接头 | Hieff NGS® Complete Adapter Kit for Illumina® Set1/2/3/4 | 12615/6/7/ 12618ES04/16 | 12×4 T/12×16 T | 1256/4536 | 816/2948 |
定量 | dsDNA HS Assay Kit for Qubit® | 12640ES60/76 | 100/500T | 686/2696 | 446/1752 |
1×dsDNA HS Assay Kit for Qubit® | 12642ES60/76 | 100/500T | 853/2983 | 554/1939 |