一种FFPE组织样本的超低频建库方法与流程

文档序号:14192286阅读:1321来源:国知局
本发明涉及一种ffpe组织样本的超低频建库方法,主要解决基于ngs测序过程中,ffpe样本的建库测序问题。
背景技术
:目前ffpe样本的建库方法主要有两类:第一类为双链dna建库方法,该方法不足之处主要表现在以下几个方面:1、双链dna所需建库样本量较大,因此,无法满足临床上的某些组织样本的需要,比如穿刺组织的ffpe样本,5~10年的ffpe样本等;2、由于在建库过程中需要多步纯化过程,因此某些较短的或者超短的dna,单链的dna,严重损伤的dna均被损失,无疑给原本就珍贵的样本雪上加霜,从而造成某些超低频率的突变无法检出;3、由于建库过程需要对某些严重降解的样本进行末端修复,pcr富集,上机测序等,这些过程均存在着引入技术突变的可能性,从而导致检测的不准确。第二类为单链dna建库方法,该方法的不足之处在于:1、在单链建库过程中,单链接头与单链dna的连接具有偏好性,连接效率比较低,导致依然需要较大的起始建库样本量;2、在现有的单链建库中依然存在着与双链dna建库共有的问题,那就是同样存在着无法排除因人为操作引入的突变。技术实现要素:本发明目的在于解决现有技术中的上述问题,提供一种ffpe组织样本的超低频建库方法。本发明为达到上述目的,所采用的技术手段是:一种ffpe组织样本的超低频建库方法,其步骤如下:步骤一、ffpe样本dna的提取;步骤二、dna片段化处理:确定提取的ffpedna样本的降解程度,根据降解程度决定是否打断;步骤三、dna的去磷酸化与变性:使用去磷酸化酶fastap,对dna5’与3’端去磷酸化;步骤四、单链接头的添加:在连接酶的作用下,将单链接头与变性的单链dna进行连接;步骤五、链霉素磁珠捕获与洗脱:利用链霉素与生物素结合的特性,使用带有链霉素的磁珠对步骤四中的连接产物进行捕获,然后变性,洗脱;步骤六、引物退火与延伸:根据单链接头的部分序列,设计引物,并在dntp、酶条件下,进行延伸反应;步骤七、双链第二接头的添加与文库洗脱:使用连接酶将双链第二接头与延伸获得的靶双链dna分子进行连接,使用洗脱洗去残留接头;步骤八、lm-pcr扩增,引入barcode:使用带barcode的引物序列,进行带磁珠的pcr反应,靶向富集dna分子;步骤九、磁珠纯化pcr扩增产物。进一步的,所述步骤一中ffpe样本dna的提取是指:单链接头的获得:按照以下序列信息合成两条序列,adaptor序列:5’pho-gctaccccac-nnnnnnnnnnnn-agatcggaag-xxxxxxxxxxxx-teg-biotin3’;splinter序列:3’nnnnnn-cgatggggtg5’;adaptor序列的纯化:总反应体系为20ul:2ulof10µma序列,16ul1xt4rna连接酶buffer,1ulklenowfragmentofe.colidnapolymerasei,1ult4多久核苷酸激酶;反应条件为37℃,20min,95℃,2min;splinter序列的纯化:总反应体系为20ul:4ulof10µmsplinter序列,14ul1xt4rna连接酶buffer,1ulklenowfragmentofe.colidnapolymerasei,1ult4多聚核苷酸激酶;反应条件为37℃,20min,95℃,2min;将上述20ul的adaptor序列与20ul的splinter序列组成40ul反应体系,pcr仪上杂交,95℃,10s,逐步降低温度至10℃,降温速率为0.1℃/s,合成单链接头;双链第二接头的获得:按照以下序列信息合成两条序列:5’cgacgctcttc-ddc3’5’pho-ggaagagcgtcgtgtagggaaagag*t*g*t*a3’总反应体系为50ul:20ul500µm上链序列,20ul500um下链序列,9.5ultebuffer,0.5ul5mnacl;反应条件为:pcr仪上杂交,95℃,10s,逐步降低温度至10℃,降温速率为0.1℃/s;反应结束后,加入50ul的tebuffer,合成双链第二接头。相关试剂配制:1xbwt+sdsbuffer:1mnacl,10mmtris-hcl(ph8.0),1mmedta(ph8.0),0.05%tween-20,0.5%sds;0.1xbwt+sdsbuffer:0.1mnacl,10mmtris-hcl(ph8.0),1mmedta(ph8.0),0.05%tween-20,0.5%sds;stringencywashbuffer:49.5ml的ddh20,250ul的20%(wt/vol)sds,250ul的20×sscbuffer;0.1xbwtbuffer:0.1mnacl,10mmtris-hcl(ph8.0),1mmedta(ph8.0),0.05%tween-20;tebuffer:49.4ml的ddh20,500ul的1mtris-hcl(ph8.0),100ul的0.5medta(ph8.0)。进一步的,所述根据降解程度决定是否打断是指:根据凝胶电泳显示的降解程度,将提取的ffpedna样本分为四种类型:无降解,有主带且主带大小大于2k;轻度降解,有主带但主带范围在1k~2k之间;中度降解,无主带,条带弥散,片段范围在100bp~2kb之间;严重降解,无主带,片段大小小于500bp;严重降解的样本,无需打断,直接建库,无降解、轻度降解与中度降解的需要进行超声打断。进一步的,所述步骤三中,去磷酸化反应体系为:8ul10xt4rnaligationbuffe;2ul2%tween20;1ulfastap;xulffpedna;34.6-xulddh20;去磷酸化反应条件为35~39℃,6~15min,然后90~100℃变性1~5min,立即冰浴。进一步的,所述步骤四中,单链接头为带有uid标签与splinter序列的接头,其中uid标签用于标记每条单链dna分子。进一步的,所述步骤四中,连接酶为t4dna连接酶,连接反应的体系为:32ul50%peg-8000;0.4ul100mmatp;1ul单链接头;1ult4dnaligase;45.6ul步骤三变性产物;连接反应温度35~39℃,反应时间35~80min。进一步的,所述步骤五中,使用myonec1磁珠,进行捕获;文库洗脱过程中,先将样本90~100℃变性处理1~10min,立即冰浴后,进行洗脱buffer,洗去splinter序列,弃上清。更进一步的,所述步骤六中,延伸反应使用48ulbuffer回溶磁珠,buffer体系为:39.1ulddh20;5ul10xklenowreactionbuffer;0.4ul25mmdntp;2.5ul1%tween-20和1ul延伸引物(100um);引物退火条件为:65℃,2min。进一步的,所述步骤七中,连接酶为t4dna连接酶,进行双链第二接头的添加,连接体系为:73.5ulddh20;10ul10xt4dna连接酶buffer;10ul50%peg-4000;2ul第二接头(100um);2.5ul1%tween-20;2ult4dna连接酶,连接条件为:15~30℃,反应时间35~80min。本发明有益效果在于:针对ffpe组织样本等降解样本的二代测序建库时,提供一种解决办法,其次在建库的初期通过对每一个dna进行标记,从而为后续排除因技术引入突变提供条件。具体实施方式实施例1一种ffpe组织样本的超低频建库方法,其步骤如下:步骤一、ffpe样本dna的提取;步骤二、dna片段化处理:提取过程,需要根据凝胶电泳显示的降解程度,将提取的ffpedna样本分为四种类型:无降解,有主带且主带大小大于2k;轻度降解,有主带但主带范围在1k~2k之间;中度降解,无主带,条带弥散,片段范围在100bp~2kb之间;严重降解,无主带,片段大小小于500bp;严重降解的样本,无需打断,直接建库,无降解、轻度降解与中度降解的需要进行超声打断;步骤三、dna的去磷酸化与变性:使用去磷酸化酶fastap,对dna5’与3’端去磷酸化;步骤四、单链接头的添加:在连接酶的作用下,将单链接头与变性的单链dna进行连接;步骤五、链霉素磁珠捕获与洗脱:利用链霉素与生物素结合的特性,使用带有链霉素的磁珠对步骤四中的连接产物进行捕获,然后变性,洗脱;步骤六、引物退火与延伸:根据单链接头的部分序列,设计引物,并在dntp、酶条件下,进行延伸反应;步骤七、双链第二接头的添加与文库洗脱:使用连接酶将双链第二接头与延伸获得的靶双链dna分子进行连接,使用洗脱洗去残留接头;步骤八、lm-pcr扩增,引入barcode:使用带barcode的引物序列,进行带磁珠的pcr反应,靶向富集dna分子;步骤九、磁珠纯化pcr扩增产物。实施例2步骤一、单链接头的获得:按照以下序列信息合成两条序列:adaptor序列(a):5’pho-gctaccccac-nnnnnnnnnnnn-agatcggaag-xxxxxxxxxxxx-teg-biotin;序列(a)为接头序列,由5部分组成,包括10nt的碱基序列区,12nt的uid区,10nt的illumina接头区,10个c3-spacer区以及与链霉素结合的生物素区;splinter序列(b):3’nnnnnn-cgatggggtg5’;序列(b)为splinter序列,由2部分组成,包括6nt的随机序列区与10nt的互补区,adaptor(a)的纯化:总反应体系为20ul:2ulof10µma序列,16ul1xt4rna连接酶buffer,1ulklenowfragmentofe.colidnapolymerasei,1ult4多久核苷酸激酶;反应条件为37℃,20min,95℃,2min。splinter序列(b)纯化:总反应体系为20ul:4ulof10µmsplinter序列,14ul1xt4rna连接酶buffer,1ulklenowfragmentofe.colidnapolymerasei,1ult4多聚核苷酸激酶;反应条件为37℃,20min,95℃,2min。单链接头的合成:将上述20ul的adaptor序列与20ul的splinter序列组成40ul反应体系,pcr仪上杂交,95℃,10s,逐步降低温度至10℃,降温速率为0.1℃/s。双链第二接头的获得:按照一下序列信息合成两条序列:5’cgacgctcttc-ddc3’5’pho-ggaagagcgtcgtgtagggaaagag*t*g*t*a3’双链第二接头的合成:总反应体系为50ul:20ul500µm上链序列,20ul500um下链序列,9.5ultebuffer,0.5ul5mnacl;反应条件为:pcr仪上杂交,95℃,10s,逐步降低温度至10℃,降温速率为0.1℃/s;反应结束后,加入50ul的tebuffer。相关试剂配制:1xbwt+sdsbuffer:1mnacl,10mmtris-hcl(ph8.0),1mmedta(ph8.0),0.05%tween-20,0.5%sds;0.1xbwt+sdsbuffer:0.1mnacl,10mmtris-hcl(ph8.0),1mmedta(ph8.0),0.05%tween-20,0.5%sds;stringencywashbuffer:49.5ml的ddh20,250ul的20%(wt/vol)sds,250ul的20×sscbuffer;0.1xbwtbuffer:0.1mnacl,10mmtris-hcl(ph8.0),1mmedta(ph8.0),0.05%tween-20;tebuffer:49.4ml的ddh20,500ul的1mtris-hcl(ph8.0),100ul的0.5medta(ph8.0)。步骤二、打断:根据提取ffpe样本的降解程度,选择打断或者不打断,dna的降解程度采用2%琼脂糖凝胶电泳进行判断,判断标准为无降解有主带,且主带大小大于2k轻度降解有主带,但主带范围在1k-2k之间中度降解无主带,条带弥散,片段范围在100bp-2kb之间严重降解无主带,片段大小小于500bpdna样本的打断标准为,严重降解的样本无需打断,直接进行下一步骤;如果为无降解或者轻度/中度降解的样本需要进行打断。步骤三、磷酸化与热变性:反应体系为45.6ul:8ul10xt4rna连接buffer,2ul2%tween20,ulfastap,xulffpedna;34.6-xulddh20;去磷酸化反应条件为:37℃,10min。变性条件为:95℃,2min;立即冰浴。步骤四、生物素uid单链接头的连接:此步骤分为2个部分,1)单链接头的合成;2)单链接头与变性dna的连接。反应体系为80ul:32ul50%peg-8000;0.4ul100mmatp;1ul单链接头;1ult4dnaligase;45.6ul磷酸化变性产物,反应条件为:37℃,1h。步骤五、磁珠捕获与洗脱:使用myonec1磁珠捕获片段,使用洗脱试剂进行洗脱:磁珠的准备:使用500ul的1xbwt+sdsbuffer洗涤20ulmyonec1磁珠两次,250ul的1xbwt+sdsbuffer重悬;磁珠捕获:将连接产物95℃孵育1min,快速转移至冰上,冰浴冷却2-5min,加入重悬磁珠250ul,室温条件下摇管20min,磁力架上,弃上清,200ul0.1xbwt+sds重悬磁珠,磁力架上弃上清;洗脱去除splinter序列:100ul45℃预热的stringencywashbuffer重悬磁珠,45℃加热振荡孵育3min,磁力架上,弃上清,200ul0.1xbwt重悬磁珠,磁力架上,弃上清。步骤六、引物退火与延伸:延伸引物序列为:5’gtgactggagttcagacgtgtgctcttccgatct3’延伸反应体系为:总体系为48ul,39.1ulddh20,5ul10xklenowreactionbuffer,0.4ul25mmdntp,2.5ul1%tween-20,1ul退火引物,将其与上述磁珠混合;延伸反应条件为:65℃,2min,立即转移冰上冷却2-5min,加入2ulklenowfragment,25℃,5min,35℃,25min,期间每间隔2s,混匀样本60s。延伸后洗脱:将延伸产物置磁力架上,弃上清,200ul0.1xbwt+sdsbuffer重悬磁珠,磁力架上,弃上清,100ulstringencywashbuffer,45℃条件下重悬磁珠,45℃,热浴振荡3min,磁力架上,弃上清,200ul0.1xbwtbuffer重悬磁珠,磁力架上,弃上清。步骤七、双链第二接头添加与洗脱:双链第二接头的添加,分为两个步骤:1)双链第二接头的合成;2)双链第二街头的连接。总反应体系为100ul:73.5ulddh20,10ul10xt4dna连接酶buffer,10ul50%peg-4000,2ul双链第二接头(100µm),2.5ul1%tween-20,2ult4dna连接酶,用反应液重悬延伸后洗脱的磁珠,反应条件为22℃,1h;连接后洗脱:连接产物磁力架上,弃上清,200ul0.1xbwt+sdsbuffer重悬磁珠,磁力架上,弃上清,100ulstringencywashbuffer,45℃条件下重悬磁珠,45℃,热浴振荡3min,磁力架上,弃上清,200ul0.1xbwtbuffer重悬磁珠,磁力架上,弃上清,20ultebuffer回溶磁珠,然后95℃,热浴2min。lm-pcr扩增,引入barcode:扩增引物序列为:5’aatgatacggcgaccaccgagatctacactctttccctacacgacgctctt3’,5’caagcagaagacggcatacgagatnnnnnnnngtgactggagttcagacgtgt3’,其中每个粗体部分代表barcode序列lm-pcr反应体系为:总反应体系为50ul:25ul2xkapahifihotstartreadymixr,2.5ul上游引物,2.5ul下游引物,20ultebuffer回溶的磁珠,进行pcr反应。磁珠纯化pcr扩增产物:beckman磁珠纯化pcr产物。本发明针对ffpe组织样本等降解样本的二代测序建库时,提供一种解决办法,其次在建库的初期通过对每一个dna进行标记,从而为后续排除因技术引入突变提供条件。以上所述,仅为本发明的具体实施方式,并不局限于此,任何熟悉本
技术领域
的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。当前第1页12
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