Оптимизация протокола приготовления библиотек для секвенирования циркулирующих микроРНК плазмы и сыворотки

Киселева А. В.; Сотникова Е. А.; Жарикова А. А.; Куценко В. А.; Борисова А. Л.; Шальнова С. А.; Ершова А. И.; Мешков А. Н.; Драпкина О. М.

Статья

Оптимизация протокола приготовления библиотек для секвенирования циркулирующих микроРНК плазмы и сыворотки

Киселева А. В.,

Сотникова Е. А.,

Жарикова А. А.,

Куценко В. А.,

Борисова А. Л.,

Шальнова С. А.,

Ершова А. И.,

Мешков А. Н.,

Драпкина О. М.

2025

https://doi.org/10.15829/1728-8800-2025-4557

Цель. Оптимизировать протокол приготовления библиотек для секвенирования микроРНК (малые некодирующие молекулы рибонуклеиновой кислоты) на основе коммерческого набора QIAseq miRNA UDI Library Kit для повышения качества получаемых данных.Материал и методы. Образцы плазмы и сыворотки крови четырех участников исследования были отобраны из коллекции биобанка ФГБУ "НМИЦ ТПМ" Минздрава России. Выделение рибонуклеиновой кислоты (РНК) проводилось для каждого образца параллельно из 200 и 300 мкл. Из каждого образца РНК с помощью набора QIAseq miRNA UDI Library Kit были приготовлены две библиотеки для секвенирования по двум вариантам протокола производителя: для 1 нг РНК с уменьшенным числом циклов амплификации и для 10 нг РНК. Секвенирование проводилось на NextSeq 550.Результаты. При сравнении групп образцов, приготовленных с использованием разных версий протокола, статистически значимо различались показатели тегов на млн прочтений (TPM, tags per million reads) на образец по генам человека (версия ENCODE v47) и по генам микроРНК (p<0,001).Заключение. Показано, что при использовании биообразцов плазмы и сыворотки крови основным параметром, влияющим на более высокие показатели секвенирования микроРНК, является уменьшение количества циклов полимеразной цепной реакции при приготовлении библиотек.

Киселева А. В., Сотникова Е. А., Жарикова А. А., Куценко В. А., Борисова А. Л., Шальнова С. А., Ершова А. И., Мешков А. Н., Драпкина О. М. Оптимизация протокола приготовления библиотек для секвенирования циркулирующих микроРНК плазмы и сыворотки. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2025;24(11):4557. https://doi.org/10.15829/1728-8800-2025-4557

Цитирование

Список литературы

1. Matias-Garcia PR, Wilson R, Mussack V, et al. Impact of long-term storage and freeze-thawing on eight circulating microRNAs in plasma samples. PLoS One. 2020;15:e0227648. doi:10.1371/journal.pone.0227648.

2. O’Brien J, Hayder H, Zayed Y, et al. Overview of MicroRNA biogenesis, mechanisms of actions, and circulation. Front Endocrinol (Lausanne). 2018;9:402. doi:10.3389/fendo.2018.00402.

3. Михайлина В. И., Мешков А. Н., Киселева А. В. и др. МикроРНК как биомаркеры ишемической болезни сердца для использования в клинической практике. Cardiovascular Therapy and Prevention. 2024;23(12):4225. doi:10.15829/1728-8800-2024-4225.

4. Киселева А. В., Сотникова Е. А., Куценко В. А. и др. Циркулирующие микроРНК и развитие коллатерального кровообращения при хронической окклюзии коронарной артерии. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2024;23(10):4190. doi:10.15829/1728-8800-2024-4190.

5. Wang J, Chen J, Sen S. MicroRNA as biomarkers and diagnostics. J Cell Physiol. 2016;231:25-30. doi:10.1002/jcp.25056.

6. Chan S-F, Cheng H, Goh KK-R, et al. Preanalytic Methodological Considerations and Sample Quality Control of Circulating miRNAs. J Mol Diagn. 2023;25:438-53. doi:10.1016/j.jmoldx.2023.03.005.

7. Сотникова Е. А., Киселева А. В., Мешков А. Н. Влияние условий хранения плазмы и сыворотки на уровни циркулирующих микроРНК. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2024;23(11):4180. doi:10.15829/1728-8800-2024-4180.

8. Сотникова Е. А., Киселева А. В., Мешков А. Н. Факторы преаналитического этапа, влияющие на уровни циркулирующих микроРНК плазмы и сыворотки крови. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2024;23(11):4179. doi:10.15829/1728-8800-2024-4179.

9. Suzuki K, Yamaguchi T, Kohda M, et al. Establishment of preanalytical conditions for microRNA profile analysis of clinical plasma samples. PLoS One. 2022;17:e0278927. doi:10.1371/journal.pone.0278927.

10. Androvic P, Benesova S, Rohlova E, et al. Small RNA-sequencing for analysis of circulating miRNAs: benchmark study. J Mol Diagn. 2022;24:386-94. doi:10.1016/j.jmoldx.2021.12.006.

11. Coenen-Stass AML, Magen I, Brooks T, et al. Evaluation of methodologies for microRNA biomarker detection by next generation sequencing. RNA Biol. 2018;15:1133-45. doi:10.1080/15476286.2018.1514236.

12. Hasby F, Bachmann J, Wang C, et al. Adapter dilution and input optimization for Qiagen QIAseq miRNA Library kit. bioRxiv. 2025. doi:10.1101/2025.04.30.651388.

13. Benesova S, Kubista M, Valihrach L. Small RNA-sequencing: Approaches and considerations for miRNA analysis. Diagnostics (Basel). 2021;11:964. doi:10.3390/diagnostics11060964.

14. Barberán-Soler S, Vo JM, Hogans RE, et al. Decreasing miRNA sequencing bias using a single adapter and circularization approach. Genome Biol. 2018;19:105. doi:10.1186/s13059-018-1488-z.

15. Herbert ZT, Thimmapuram J, Xie S, et al. Multisite evaluation of next-generation methods for small RNA quantification. J Biomol Tech. 2020;31:47-56. doi:10.7171/jbt.20-3102-001.

16. Wong RKY, MacMahon M, Woodside JV, et al. A comparison of RNA extraction and sequencing protocols for detection of small RNAs in plasma. BMC Genomics. 2019;20:446. doi:10.1186/s12864-019-5826-7.

17. Heinicke F, Zhong X, Zucknick M, et al. Systematic assessment of commercially available low-input miRNA library preparation kits. RNA Biol. 2020;17:75-86. doi:10.1080/15476286.2019.1667741.

18. Rodgers O, Watson CJ, Waterfield T. MiRNA library preparation optimisation for low-concentration and low-volume paediatric plasma samples. Noncoding RNA. 2025;11. doi:10.3390/ncrna11010011.

19. Копылова О. В., Ершова А. И., Покровская М. С. и др. Популяционно-нозологический исследовательский биобанк "НМИЦ ТПМ": анализ коллекций биообразцов, принципы сбора и хранения информации. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2022;20(8):3119. doi:10.15829/1728-8800-2021-3119.

20. Smith T, Heger A, Sudbery I. UMI-tools: modeling sequencing errors in Unique Molecular Identifiers to improve quantification accuracy. Genome Res. 2017;27:491-9. doi:10.1101/gr.209601.116.

21. Martin M. Cutadapt removes adapter sequences from high-throughput sequencing reads. EMBnet J. 2011;17:10. doi:10.14806/ej.17.1.200.

22. Dobin A, Davis CA, Schlesinger F, et al. STAR: ultrafast universal RNA-seq aligner. Bioinformatics. 2013;29:15-21. doi:10.1093/bioinformatics/bts635.

23. Danecek P, Bonfield JK, Liddle J, et al. Twelve years of SAMtools and BCFtools. GigaScience. 2021;10:giab008. doi:10.1093/gigascience/giab008.

24. Liao Y, Smyth GK, Shi W. featureCounts: an efficient general purpose program for assigning sequence reads to genomic features. Bioinformatics. 2014;30:923-30. doi:10.1093/bioinformatics/btt656.

25. ENCODE Project Consortium. An integrated encyclopedia of DNA elements in the human genome. Nature. 2012;489:57-74. doi:10.1038/nature11247.

26. Wickham H. Ggplot2: Elegant graphics for data analysis. New York, NY: Springer; 2009. ISBN: 978-0-387-98141-3.

27. Grieco GE, Sebastiani G, Fignani D, et al. Protocol to analyze circulating small non-coding RNAs by high-throughput RNA sequencing from human plasma samples. STAR Protoc. 2021;2: 100606. doi:10.1016/j.xpro.2021.100606.

Источник

Информация

Автор

Киселева А. В. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Сотникова Е. А. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Жарикова А. А. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России; ФГБОУ ВО "Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова"
Куценко В. А. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Борисова А. Л. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Шальнова С. А. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Ершова А. И. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Мешков А. Н. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России
Драпкина О. М. ФГБУ "Национальный медицинский исследовательский центр терапии и профилактической медицины" Минздрава России

Название журнала

Кардиоваскулярная терапия и профилактика

Ключевые слова

Статья