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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!接下来小翌带领大家一起解决实验开展前后的可能遇到的各种困惑


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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:

  • 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。

  • 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建预计耗时1h

  • 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。


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图1.翌圣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)。

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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:

展示为翌圣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。

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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:

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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。


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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。

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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)。

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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,建议搭配翌圣FFPE修复试剂FFPE DNA Repair Reagent(Cat#12606)。

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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。

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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。

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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。翌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。

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