Gene Core – Kvantitativní a digitální PCR

Gene Core – Kvantitativní a digitální PCR

Ing. Eva Rohlová

Ing. Eva Rohlová — Vedoucí laboratoře

O nás

BIOCEV – Gene Core je jedním z nejlépe vybavených poskytovatelů služeb v oblasti genové exprese ve střední Evropě. Máme bohaté zkušenosti s kontrolou kvality experimentu (RNA/DNA spike, ValidPrime, interplate kalibrátor, kvalita RNA/DNA), v single cell analýze (ALS Cellcelector), vysokokapacitní a digitální PCR (Fluidigm BioMark, BioRad QX200 Droplet digital PCR systém) i v přípravě NGS knihoven.

Klademe důraz na kontrolu kvality, která je v experimentech často opomíjena. Efektivní kontrola kvality spočívá především ve využití molekulárních nástrojů pro kontrolu kontaminace, genomického pozadí i kvality RNA. Zabýváme se i vývojem těchto metod, které usnadňují a zpřesňují analýzu genové exprese a to až na úroveň jednotlivých buněk (ΔAmp).

Kromě konvenčních analýz qPCR se zaměřujeme i na analýzu jednotlivých buněk a multianalytický přístup. Společně s profilováním genové exprese analýzou DNA/RNA/protein z jednoho vzorku a to až na úroveň jedné buňky tak nabízíme komplexní nástroj ke zmapování exprese ve vzorku pro charakterizaci typů buněk, stanovení stupně diferenciace i ke studiu jejich patologického stavu.

Nově zavádíme metody pro přípravu experimentálního designu RNA-Seq knihoven, kde efektivní protokol představuje prvotní předpoklad pro úspěšný projekt. A také novou ultra sensitivní techniku pro analýzu malých molekul RNA (microRNA). Základem nové metody, nazvané Two-tailed PCR je inovativní, patentově chráněná struktura DNA-oligonukleotidu sloužícího pro záchyt molekul microRNA. Díky svým dvou vazebným místům zaručuje mimořádnou kombinaci sensitivity a specificity.

https://academic.oup.com/nar/article/3958703/Two-tailed-RT-qPCR-a-novel-method-for-highly

Aktuality

Kvantitativní real-time PCR

 Absolutní kvantifikace

Při absolutní kvantifikaci se používá standardní křivka se standardy o známé koncentraci. Koncentrace je vyjádřena v počtu kopií. Vzorky o neznámé koncentraci jsou porovnány se standardy o známé koncentraci a koncentrace je intrapolována ze standardní křivky.

POZOR: Pokud je standardní křivka nepřesná nebo vytvořena z nevhodných standardů, pak i počty kopií získané ze standardní křivky jsou nespolehlivé. Při nemožnosti vytvořit vhodný standard, je výhodné použít jiné metody, digitální PCR.

PŘÍKLAD: qPCR KAPA Library Quantification Kit pro kvantifikaci NGS knihoven

 

Relativní kvantifikace

Pomocí relativní kvantifikace analyzujeme změny genové exprese v určitém vzorku (např. čas 48 hodin) v porovnání s referenčním vzorkem (např. čas 0 nebo zdravá kontrola, atd.). Všechny vzorky jsou většinou normalizovány k referenčním genům (viz. referenční geny). Normalizovaná kontrola s normalizovaným vzorkem je porovnána a výsledkem je násobek exprese (fold change), např. exprese genu X ve vzorku ovlivněným léčivem je 5x nižší než expese genu X v kontrolního vzorku, který nebyl ovlivněn.

 

Výběr vhodných referenčních genů

Cílem genově expresních studií je zjistit zda exprese genu, který vás zajímá, stoupá nebo klesá. Proto cílový gen musíme relativně vztáhnout ke stabilně se exprimujícímu genu (referenčnímu genu či genům), který pak může sloužit jako základna. Takový gen by měl být stabilní za všech podmínek VAŠEHO experimentu. A pro tento účel musí být také validován pro každý nový, specifický experiment. Neexistuje žádný univerzální referenční gen.

Referenční geny jsou endogenní kontrolou, a proto mohou „opravit“ i nestejné množství RNA, které přidáte do reverzní transkripce. Pokud je referenční gen v duplexu s cílovým genem (v jedné reakci), může „opravit“ i pipetovací chyby v qPCR.

Stabilitu potencionálních referenčních genů lze otestovat na panelu referečních genů s minimálně deseti reprezentativními vzorky pro každou experimentální podmínku, softwarem NormFinder. Nabízíme testování vhodných referenčních genů s pomocí referenčních panelů pro lidské nebo myší vzorky obsahující 12 potencionálních referenčních genů.

 

Kontrola kontaminace genomovou DNA

Při izolaci RNA je téměř nemožné vyizolovat čistou RNA bez jakékoliv kontaminace genomovou DNA. Po reverzní transkripci není možné rozeznat kontaminující genomovou DNA od cDNA, což vede ke generování falešně pozitivních výsledků a špatné kvantifikaci RNA.

Jakými způsoby se lze zbavit genomové DNA:

  • DNasováním po či při izolaci
  • RT- kontrola pro každý vzorek a následný odpočet genomové DNA (software GenEx)
  • ValidPrime kontrola a následný odpočet genomové DNA (software GenEx)
  • Navržení primerů přes hranice intronu (nemusíme se zbavit pseudogenů)

 

Obr: Příklad špatné kvantifikace RNA kontaminované gDNA

 

Zkontrolujeme kvalitu vašeho preparátu s pomocí valid primu.

 

Validace nových primerů a prób

Po zakoupení primerů či prób od jakékoliv společnosti zabývající se primer designem nemusíte dostat všechny informace, které jsou nutné pro submitování publikace do vědeckého časopisu.

Nabízíme kompletní prověření Vašich primerů a prób pro qPCR nebo dPCR podle MIQE pravidel:

  • Specificita: pomocí elektroforetického gelu a meltingového profilu
  • Optimizace annelingové teploty primerů a prób
  • Změření efektivity primerů a zjistění dynamického rozsahu reakce (s pomocí carrieru)
  • Na vyžádání změření limitu kvantifikace či detekce
  • Zahrnutí všech kontrol: NTC, valid prime či RT-, kalibrační kontroly, pozitivní či negativní kontrola
  • Validace multiplexové reakce

Obr. Příklad sériového ředění pro zjištění efektivity primerů

 

Kontrola inhibice v RT nebo v qPCR

Inhibice v reverzní transkripci a během qPCR reakce způsobují chybné biologické výstupy. Inhibitory v reakci způsobí částečné zpomalení reakce až její úplné zastavení. Inhibice v reakci se nedá nijak odpočítat či přepočítat, lze ji pouze detekovat. Vzorek, který je inhibovaný by se měl dostatečně naředit, pokud to koncentrace vzorku dovolí. Pokud je vzorek inhibován a jeho koncentrace je nízká, jediným řešením je nová izolace nukleových kyselin.

Inhibitory v reakci mohou pocházet:

  • Ze vzorku (tkáňově nebo vzorkově specifická inhibice), například hemoglobin v krvi
  • Z fixativa, ve kterém se tkáň uchovává, například FFPE
  • Z použité izolační metody, například trizol nebo chemikálie použité pro uchovávání nukleových kyselin jako EDTA, glykogen
  • Z reverzní transkripce. Inhibiční je vysoká koncentrace RT enzymu nebo Taq DNA polymerázy, která se vnese do reakce s vyšším objemem RNA
  • Z interakce specifického qPCR templátu se specifickou próbou nebo primerem. Například při příliš velké koncentraci próby v reakci

Pomůžeme Vám zkontrolovat inhibici sériovým ředěním či spikem. A navrhneme spolehlivé ředění pro RT nebo qPCR reakci.

Vybavení

Naše přístroje

QX200 droplet digital PCR system (Bio-Rad)

QX200 droplet digital PCR system (Bio-Rad)

Digitální PCR systém poskytuje absolutní počty DNA nebo cDNA molekul bez nutnosti vytvoření standardní křivky. Systém funguje pro všechny PCR aplikace s mastermixem EvaGreen nebo mastermixem pro próby. Materiál k dispozici v CF. Přístroj lze používat samostatně po zaškolení.

Veškerý materiál pro ddPCR je k zakoupení v CF.

Nutno rezervovat C1000 před ddPCR na 2 hodiny.

Nabízíme kvantifikaci s EvaGreenem, s probama a kvantifikaci NGS knihoven.

Pro různý počet vzorků se cena různí: 8, 16, 48, 24.

Další informace

VIDEO 

Qubit® 2.0 Fluorometer (life Technologies)

Qubit® 2.0 Fluorometer (life Technologies)

The Qubit® 2.0 Fluorometr umožňuje přesnou kvantifikaci DNA, RNA a proteinů s využitím specifického fluorescenčního značení. Umožňuje kvantifikace velmi nízkých koncentrací bez nespecifického měření kontaminant. Pro měření je nutné vytvořit kontrolní standardní křivku. Přístroj lze používat samostatně po zaškolení.

Kit pro měření DNA, RNA a microRNA koncentrace k dispozici v CF: 1 reakce = 13 Kč.

Další informace

VIDEO 

GentleMACS™ Dissociator (MACS Miltenyi Biotec)

GentleMACS™ Dissociator (MACS Miltenyi Biotec)

gentleMACS™ Dissociator je přístroj pro automatickou disociaci tkání. 2 typy zkumavek jsou používány pro disociaci nebo homogenizaci tkání v uzavřeném systému. C-zkumavky jsou používány pro přípravu jednobuněčných suspenzí z tkání. M-zkumavky se používají pro homogenizaci tkání nebo buněk. Přístroj lze používat samostatně po zaškolení.

 

Zkumavky jsou k dispozici v CF:

  • Typ C pro disociaci tkáně na jednotlivé buňky. ZDARMA na vyzkoušení
  • Typ M pro kompletní disociaci tkáně. ZDARMA na vyzkoušení

 

Další informace

Video 

Fragment Analyzer (Agilent)

Fragment Analyzer (Agilent)

Fragment Analyzer je automatická kapilární elektroforéza. Fragment Analyzer je doporučen firmou  Illumina™ jako automatický systém pro kvantifikaci a zjištění kvality pro gDNA, RNA a NGS. Tento přístroj lze zarezervovat pouze s operátorem.

Další informace

VIDEO 

CFX96 Real Time PCR Instrument (Bio-Rad)

CFX96 Real Time PCR Instrument (Bio-Rad)

Cyklér pro kvantitivní real-time PCR s gradientem  pro low profile 96 jamkové destičky.

 

Vlastosti CFX 96:

  • Zdroj světla: 6 LED
  • Detekce: 6 fotodiod
  • Excitační vlnová délka: 450–684 nm
  • Emisní vlnová délka: 515–730 nm
  • Gradientové rozmezí: 30–100°C, maximum gradient přes 24°C
  • Software pro genově expresní analýzy Precision melt software: Umožňuje High Resolution Melt analýzu, min. krok pro meltingovou křivku 0.2°C

 

Spotřební materiál, který není v ceně, lze zakoupit v CF:

1x 96 PCR destička s fólií 174 Kč bez DPH
1x strip (8 reakcí) + 1x víčko  33 Kč bez DPH


DALŠÍ INFORMACE
VIDEO 

epMotion P5073 Automated Pipetting System (Eppendorf)

epMotion P5073 Automated Pipetting System (Eppendorf)

epMotion 5073 pipetovací robot napipetuje za vás 384 jamkovou PCR destičku pro jakýkoliv přístroj a k tomu může vytvořit i bezchybnou ředící řadu. Volně programovatelný systém.

 

Výhody automatizace:

  • Opakovatelnost – automatický systém má stále stejnou variabilitu, není zatížen chybou operátora
  • Umožňuje efektivnější využití času
  • Sníží se cena plastického spotřebního materiálu
  • Robotický systém neztrácí koncentraci a nejde ho vyrušit

 

Speciální špičky jsou k dispozici v CF. 1 špička = 1,10 Kč. V

CF lze zakoupit i mastermixy pro qPCR.

DALŠÍ INFORMACE
VIDEO 

C1000 Thermal Cycler (Bio-Rad)

C1000 Thermal Cycler (Bio-Rad)

Termální cyklér od Bio-Radu využívá deep-well destičky, které jsou spolu s fólií k dispozici v CF.

 

Vlastnosti C1000:

  • Teploty gradientu: 30-100°C
  • Rozmezí gradientu: 1-24°C
  • Přesnost gradientu: ±0.2°C

 

PCR destičky a fólie jsou k dispozici v CF:

1 destička s 1 folií 172 Kč bez DPH
1 stip (8 reakcí) + 1 víčko 32 Kč bez DPH

K dispozici jsou i mastermixy.

Nanodrop 8000 (Thermo Scientific)

Nanodrop 8000 (Thermo Scientific)

Thermo Scientific NanoDrop 8000 UV-Vis Spectrophotometry dokáží měřit 1-8 mikroobjemů nukleových kyselin a proteinů najednou bez nutnosti ředění v objemu od 1 ul.

Thermo Scientific NanoDrop 8000 UV-Vis Spectrophotometry dokáží měřit 1-8 mikroobjemů nukleových kyselin a proteinů najednou.

 

Vlastnosti:

  • Možnost měřit 1-8 vzorků během jednoho cyklu v objemu 1µL na vzorek.
  • Široké spektrální rozmezí (220-750nm) umožňuje měření různých typů vzorků.
  • Patenotvaná metoda automaticky optimalizuje délku dráhy procházejícího světla a tím umožňuje měřit jak nízké, tak vysoké koncentrace a není potřeba vzorky ředit (2.5 to 3,700 ng/µL dsDNA)
  • Součástí jsou pre-konfigurované metody pro DNA, Protein A280, Microarray, Protein and Labels, Pierce 660, Bradford, BCA, and Lowry

 

Pokud si donesete špičky, můžete měřit zdarma. PCR produkty a plasmidy, prosím měřte v místnosti G1.049. Tiskárna je nastavena v chodbě, kde se nachází laboratoře BTU. Pokud chcete připojit další tiskárnu, kontaktujte Vlastu Korenkovou.

DALŠÍ INFORMACE

VIDEO 

BioMark qPCR System (Fluidigm)

BioMark qPCR System (Fluidigm)

Vysokokapacitní qPCR systém BioMark (Fluidigm) využívá integrované fluidní obvody známe jako dynamické nebo digitální araje. Přístroj umožňuje použít próby nebo EvaGreen mastermixy. Díky velké kapacitě čipu a malému objemu qPCR reakcí, výzkumníci ušetří reagencie, špičky, čas, množství primerů a prób a spotřebují velmi malé množství vzorků (stačí 2 ul).

 

Formáty čipů, které poskytujeme:

  • Flex Six™ IFC for Gene Expression: Čip pro 6 použití, který umožní zkombinovat 12 vzorků s 12 páry primerů (6x 144 reakcí)
  • 96.96 Dynamic Array IFC for Gene Expression: kombinace 96 vzorků s 96 páry primerů (9216 reakcí)
  • 96.96 Dynamic Array IFC for Genotyping: kombinace 96 vzorků s 96 páry primerů (9216 reakcí)
  • 48.48 Dynamic Array IFC for Gene Expression: kombinace 48 vzorků s 48 páry primerů (2304 reakcí)
  • 48.48 Dynamic Array IFC for Genotyping: ckombinace 48 vzorků s 48 páry primerů (2304 reakcí)
  • 12.765 Digital Array IFC: for dPCR s 12 vzorky
  • 48.770 Digital Array IFC: for dPCR se 48 vzorky

 

Světelný zdroj: Xenonová lampa s excitačními filtry

Detekce: CCD camera

Excitační vlnová délka: 465-505 nm, 510-550 nm

Emisní vlnová délka: 500-550 nm, 540-600 nm

Podpora pro: FAM-MGB,VIC-MGB,FAM-TAMRA, FAM-non fluorescent quencher, EvaGreen chemistry

 

Aplikace:

  • Genová exprese: validace mikroarají, single cell genová exprese
  • Digital PCR: Absolutní kvantifikace, detekce mutací
  • Genotypování: SNP assoční studie, Single cell genotypování

 

Čipy pro měření kvality RNA jsou k dispozici v CF.

 

DALŠÍ INFORMACE

Video: www.youtube.com/watch?v=PmbKDyHmJ7g&index=4&list=PL2F7AFE2B9F34DB47

www.youtube.com/watch?v=s9HUhuCbbhU

www.youtube.com/watch?v=UwzDc6wcGZg&index=3&list=PL2F7AFE2B9F34DB47

TissueLyser LT (Qiagen)

TissueLyser LT (Qiagen)

Pro disrupci tkání pro molekulární analýzu. Lze homogenizovat až 12 vzorků najednou v 2 ml zkumavkách. K dispozici je chlazený adapter a kovové homogenizační kuličky.

Před použitím se ujistěte jaké kuličky budou potřeba k dezintegraci vašeho typu vzorku. K dispozici v CF jsou kovové kuličky 5 mm v průměru (Cat No./ID 69989). Jedna kulička za 23 Kč.

Při rezervaci zadejte čas použití, minimum je 15 minut.

 

DALŠÍ INFORMACE

VIDEO1 

VIDEO2 

Publikace

2015

Pre-amplification in the context of high-throughput qPCR gene expression experiment. Korenková V, Scott J, Novosadová V, Jindřichová M, Langerová L, Švec D, Šídová M, Sjöback R. BMC Mol Biol. 2015 Mar 11;16:5. doi: 10.1186/s12867-015-0033-9.

Post-treatment recovery of suboptimal DNA repair capacity and gene expression levels in colorectal cancer patients. Slyskova J, Cordero F, Pardini B, Korenkova V, Vymetalkova V, Bielik L, Vodickova L, Pitule P, Liska V, Matejka VM, Levy M, Buchler T, Kubista M, Naccarati A, Vodicka P. Mol Carcinog. 2015 Sep;54(9):769-78. doi: 10.1002/mc.22141. Epub 2014 Mar 3

2014

SPIDIA-RNA: second external quality assessment for the pre-analytical phase of blood samples used for RNA based analyses. Malentacchi F, Pazzagli M, Simi L, Orlando C, Wyrich R, Günther K, Verderio P, Pizzamiglio S, Ciniselli CM, Zhang H, Korenková V, Rainen L, Bar T, Kubista M, Gelmini S. PLoS One. 2014 Nov 10;9(11):e112293. doi: 10.1371/journal.pone.0112293. eCollection 2014.

Biomarkers for monitoring pre-analytical quality variation of mRNA in blood samples. Zhang H, Korenková V, Sjöback R, Švec D, Björkman J, Kruhøffer M, Verderio P, Pizzamiglio S, Ciniselli CM, Wyrich R, Oelmueller U, Kubista M, Lindahl T, Lönneborg A, Rian E. PLoS One. 2014 Nov 4;9(11):e111644. doi: 10.1371/journal.pone.0111644. eCollection 2014.

Molecular characteristics of mismatch repair genes in sporadic colorectal tumors in Czech patients. Vymetalkova VP, Slyskova J, Korenkova V, Bielik L, Langerova L, Prochazka P, Rejhova A, Schwarzova L, Pardini B, Naccarati A, Vodicka P. BMC Med Genet. 2014 Jan 31;15:17. doi: 10.1186/1471-2350-15-17.

Effect of zearalenone on reproductive parameters and expression of selected testicular genes in mice. Zatecka E, Ded L, Elzeinova F, Kubatova A, Dorosh A, Margaryan H, Dostalova P, Korenkova V, Hoskova K, Peknicova J. Reprod Toxicol. 2014 Jun;45:20-30. doi: 10.1016/j.reprotox.2014.01.003. Epub 2014 Jan 9.

2013

Evaluation of tumor suppressor gene expressions and aberrant methylation in the colon of cancer-induced rats: a pilot study. Polakova Vymetalkova V, Vannucci L, Korenkova V, Prochazka P, Slyskova J, Vodickova L, Rusnakova V, Bielik L, Burocziova M, Rossmann P, Vodicka P. Mol Biol Rep. 2013 Oct;40(10):5921-9. doi: 10.1007/s11033-013-2699-8. Epub 2013 Sep 25.

Association of obesity susceptibility gene variants with metabolic syndrome and related traits in 1,443 Czech adolescents. Dušátková L, Zamrazilová H, Sedláčková B, Včelák J, Hlavatý P, Aldhoon Hainerová I, Korenková V, Bradnová O, Bendlová B, Kunešová M, Hainer V. Folia Biol (Praha). 2013;59(3):123-33.

Microfluidic high-throughput RT-qPCR measurements of the immune response of primary bovine mammary epithelial cells cultured from milk to mastitis pathogens. Sorg D, Danowski K, Korenkova V, Rusnakova V, Küffner R, Zimmer R, Meyer HH, Kliem H. Animal. 2013 May;7(5):799-805. doi: 10.1017/S1751731112002315. Epub 2012 Dec 11.