¿Cómo podría una persona usar un termociclador barato para sondear SNP individuales?

Descargo de responsabilidad: este no es un sustituto de la secuencia y el análisis genómico clínico profesional, y no debe usarse para autodiagnosticarse nada . Este método puede producir errores y definitivamente no debe tomar decisiones médicas importantes basadas en la información obtenida de él.

La estrategia general es amplificar una parte del genoma que le interesa usar cebadores específicos de secuencia y luego usar un servicio de secuenciación comercial para determinar su secuencia. Supongo que ya tiene un ADN genómico de alta calidad para usar como plantilla (si no lo tiene, hay muchos protocolos directos disponibles en línea para hacer algunos) y que tiene acceso a un termociclador y Todos los reactivos y equipos menores (como micropipetas y equipos de electroforesis) necesarios para realizar la PCR.

Paso 1: Encuentre un polimorfismo de un solo nucleótido (SNP) que le interese. Por lo general, se identifican con nombres únicos que incluyen “rs” seguidos de muchos números. Como ejemplo, voy a usar el desafortunado SNP asociado con el cilantro que tiene un sabor jabonoso, rs72921001. ( fuente: Página en arxiv.org ).

Paso 2: Encuentre la ubicación genómica y la secuencia del SNP que le interesa en dbSNP. Todo lo que necesita hacer es buscar la identificación de SNP, y se lo dirigirá a una página que tiene toda la información que necesita.
Hay una gran cantidad de información en esta página, pero lo que le interesa está en la sección de mapas integrados (resaltada en rojo): necesita la coordenada genómica del SNP que le interesa. Específicamente, desea el cromosoma en el que está (Chr) y la posición en ese cromosoma que ocupa (Chr Pos). Vamos a utilizar la versión GRCh37.p13 del genoma, por lo que para este SNP, la ubicación es chr11: 6889648.

Paso 3: Obtenga la secuencia de ADN que rodea el SNP. Hay muchas opciones para esto, pero soy parcial con el navegador UCSC Genome. Vaya a la puerta de enlace del genoma humano (Puerta de enlace del genoma humano (Homo sapiens)), y en el cuadro de término de búsqueda, escriba la cadena de caracteres exacta que obtuvimos del último paso (entonces, en este caso, chr11: 6889648). Esto lo llevará al espectador del genoma. Aquí hay mucha información útil, pero solo nos importa la secuencia del genoma. Puede descargarlo yendo a Ver -> ADN, que lo llevará a una página con algunas opciones.
Puede ignorar todo, excepto las opciones de región de recuperación de secuencia, que deberían establecerse en 150; esto le dará alrededor de 300 bases de secuencia total, incluido su SNP justo en el medio. Esto te dará un texto vainilla, que querrás copiar en tu portapapeles para el siguiente paso.

Paso 4: Diseñe cebadores para amplificar la región SNP. Diseño muchos imprimadores, y también soy tremendamente vago, por lo que Primer3Plus es prácticamente lo mejor que he visto. Esto tomará una secuencia de entrada y generará automáticamente secuencias de cebador para detectarla. Los cebadores en cada par tendrán parámetros emparejados, por lo que estarán listos para usar una vez que los reciba.

Obtener iniciadores es increíblemente fácil: si ha seguido mis instrucciones hasta ahora, todo lo que necesita hacer es pegar el contenido del portapapeles en el cuadro “pegar secuencia de origen debajo” y luego escribir “149,3” en el cuadro “Objetivos” abajo. Este último paso le dice a Primer3Plus que las tres bases que comienzan en la posición 149 (en otras palabras, ¡nuestro SNP!) Deben estar flanqueadas por cebadores que diseñe. (Elegí estos números porque no estoy seguro exactamente cómo funciona el buscador del genoma o los números de primer3plus, ¡y quería asegurarme de obtener el SNP!)

Haga clic en el botón verde Pick Primers, y debería ver algo como esto:
Esto enumera una serie de pares de cebadores válidos que Primer3Plus identificó, así como información útil sobre ellos. Cada par tiene un cebador directo (en azul) y un cebador inverso (en amarillo). Las secuencias de los cebadores se enumeran justo debajo de los encabezados; copie las secuencias para un solo par (generalmente tomo el primero) y escriba la información del “Tamaño del producto” en la esquina inferior derecha del cuadro del par. Deberá asegurarse de mantener tanto la secuencia de cada iniciador como su orientación, ya que esto será importante más adelante.

Paso 5: Ordene cebadores. Por lo general, uso las tecnologías de ADN integradas para esto, pero hay muchas compañías que sintetizarán oligonucleótidos para usted. ¡Desea la escala más pequeña que pueda obtener, ya que esto va a hacer mucho más imprimación de la que necesita! El par de cebadores probablemente costará entre $ 6- $ 12, dependiendo de cuánto tiempo sean y qué tipo de precio obtenga.

Paso 6: Realice la PCR y verifique que la reacción funcionó. Use los cebadores que ordenó en el paso 5 y las instrucciones de su polimerasa. Ejecute ~ 10% de su muestra en un gel de agarosa y determine el tamaño mediante tinción con bromuro de etidio (u otra tinción de ADN segura, como SYBR Safe). Si su producto tiene el tamaño correcto (según lo determinado por primer3plus) y ve una banda definida y definida, ¡funcionó!

Paso 7: envíe su muestra para la secuenciación. Las muestras de PCR deben limpiarse antes de que puedan secuenciarse, pero esto requiere equipos y reactivos que quizás no tenga. Algunas compañías de secuenciación (como GENEWIZ, Inc. – DNA Sequencing Services) limpiarán sus productos de PCR por usted (a un costo adicional) antes de la secuenciación. Desea enviar su producto de PCR, así como su cebador directo, y debería obtener los resultados en un día más o menos.

Paso 8: Analiza tus resultados de secuencia. Obtendrá un archivo de texto y un archivo de cromatograma de su ejecución de secuenciación. Querrá ver el cromatograma con un programa como FinchTV, que le mostrará los datos de secuencia sin procesar, así como las bases llamadas. Si lee la secuencia hasta la parte que contiene el SNP que le interesa, puede determinar qué variante (s) tiene con solo leer la secuencia. Los SNP homocigotos tendrán un pico en la ubicación del SNP, mientras que los SNP heterocigotos deben tener dos picos superpuestos, uno para cada alelo.

Una vez que tenga esto en funcionamiento, debería llevar aproximadamente una semana desde el diseño del cebador hasta el análisis de secuencia.

Todo lo que dijo Brian, pero dependiendo del SNP en cuestión, suponiendo que conozca los cambios de base en cuestión, puede tener enzimas de restricción que cortan / no cortan su sitio objetivo (NEB Cutter o un recurso similar es bueno aquí). Un resumen rápido de su producto de PCR le dará una respuesta mucho más rápida de lo que obtendrá los resultados de la secuencia.