Хранение образцов семейной ДНК своими руками для будущего использования (например, в медицине)

Если у вас есть доступ к лаборатории (или, по крайней мере, к центрифуге и пипеткам) и некоторый лабораторный опыт, вы можете извлечь ДНК из клеток, которые будет гораздо легче хранить. Существует ряд доступных коммерческих наборов для выделения ДНК, которые легко найти в Google и заказать в Интернете. Я не хочу рекламировать какой-то конкретный бренд, но я в основном использовал DNEasy производства Qiagen (на самом деле просто потому, что я к этому привык). Все пошаговые инструкции находятся в наборе, и все реагенты также находятся в наборе, за исключением 100% этанола, который легко достать.

Если у вас есть значительный опыт в области молекулярной биологии и доступ к полной лаборатории с вытяжным шкафом и соответствующими защитными установками, вы можете попробовать ручную экстракцию с использованием тризола или фенол-хлороформа. Это было бы немного дешевле, однако, учитывая токсичность этих агентов, я бы не рекомендовал это вам. На самом деле не похоже, что у вас есть эти ресурсы.

После извлечения ДНК вы можете развести ее в Трис-ЭДТА или элюирующем буфере, входящем в комплект. Выделенную ДНК можно хранить в обычном холодильнике (4С) в течение нескольких лет. Если вы хотите хранить продукты в течение десятилетий, вы можете арендовать место в морозильной камере с температурой -80 ° C, но это будет дороже. Холодильник может быть в самый раз, чтобы удовлетворить ваши потребности. Вы должны быть осторожны, чтобы у этого холодильника был резервный источник питания.

Я должен прояснить, что, хотя выделение ДНК является самым простым способом сделать это для человека с опытом, вам не следует пытаться, если вы не знаете, что делаете. Некоторые из этих реагентов опасны, и вы, скорее всего, испортите образцы, взятые у членов вашей семьи, и в итоге у вас вообще не останется ДНК. Удачи!

Таким образом, криоконсервация была бы способом долгосрочного хранения, и вы бы сделали что-то вроде хранения своего образца в крионическом морозильнике, снабженном жидким азотом при температуре -196°C. Cellgro предоставляет некоторые рекомендации по криоконсервации здесь . Имейте в виду, что крионические морозильники, как правило, дорогие, но в целом идея заключается в том, что вам нужно поддерживать правильную температуру клеток в правильной среде. Источник, который я вам дал, предлагает среду, ДМСО в качестве криопротектора и источник белка для защиты клеток во время процесса. Кроме того, имейте в виду, что при криоконсервации возникают проблемы с восстановлением. Есть некоторые данные, позволяющие предположить, что активные формы кислорода и механизмы апоптоза повреждают/фрагментируют ДНК в клетках, подвергшихся такому замораживанию ( 1 , 2 , 3) .). Эти статьи в основном относятся к хранению спермы.

Вы можете хранить ДНК, разведенную в воде при температуре -20°С, в течение очень долгого времени. Единственная проблема с домашним хранением — тип морозильной камеры, который есть в большинстве домашних хозяйств. Они стандартно поставляются с функцией размораживания, которая оттаивает морозильную камеру, чтобы удалить скопившийся лед... Это повлияет на стабильность ДНК в долгосрочной перспективе. Однако наличие коробки из пенополистирола для защиты образцов может снизить повышение температуры вокруг вашей ДНК.

Что касается самостоятельной экстракции, то в большинстве методов экстракции используется либо хлороформ, либо хаотропные соли... они очень токсичны и опасны. Лучшим подходом будет «грязная» экстракция. Вам все равно понадобится центрифуга, NaOH, EDTA и Tris Base для очень простого подхода (1). Упомянутый протокол предписывается для тканей грызунов, но может быть применен к небольшим надрезам кожи или щечному отростку (не то чтобы я рекомендовал срывать кожу с ваших родственников...).

Что касается различных реагентов, Sigma-Aldrich продает чистые химикаты, но я понятия не имею, можно ли купить детали на их веб-сайте.

(1) http://jaxmice.jax.org/support/genotyping/dna-isolation-protocols.html

В основном согласен с другими ответами, но небольшое уточнение. Суть в том, что ДНК на самом деле является действительно стабильной молекулой — в конце концов, она эволюционировала! Итак, если ваша главная цель — «сохранить достаточное количество ДНК, чтобы можно было читать геномы и/или эпигеномы»*, то основными требованиями к хранению являются низкие и стабильные температуры . Например, исследования древней ДНК регулярно собирают частичные ДНК и даже целые геномы организмов, включая людей, которым тысячи лет . Ключевым моментом здесь является температурная стабильность .

Итак, имея это в виду:

1) Я бы оставил два образца, экстракт ДНК** и немного целой ткани. Это может означать мазок со щеки, немного крови, что-то в этом роде. Там много материала . Зубы довольно хороши, если кто-то из них попадется вам на пути!

2) Криоматериалы (по крайней мере, в Великобритании) будут восприниматься как «очень холодные, что-то связанное с крионикой, направленные на сохранение всей жизни и т. д.». Это выходит за рамки ОП, даже если вы согласны с (спорными) утверждениями этих практиков.

3) Не могу не подчеркнуть, что домашние морозильники не помогут . В общем, вы можете сделать DIYbio / взломать множество лабораторных наборов, стоимость которых завышена (водяные бани, гели, даже машины для ПЦР могут быть в некоторой степени неисправны), но , как упоминалось выше, домашний набор будет периодически размораживаться (даже если у вас есть ИБП для защиты от питания). перебои в работе), и эти колебания температуры разрушат вашу ДНК.

4) Последняя мысль, принимая во внимание, что 100-летняя ДНК при -4, вероятно, будет в лучшей форме, чем 20-летняя ДНК при -80 с периодическим потеплением: вы случайно не живете рядом с ледники, не так ли? Потому что если это так, вы могли бы также сделать био-капсулу времени: идеальное резервное копирование! ;)

В любом случае - удачи.

*Помните, самое простое, что сейчас можно сделать, это секвенировать геномы ваших родственников? Или вы ждете, когда расходы упадут?

**Причина хранения образца цельной ткани, а также выделенной ДНК заключается в следующем: хотя выделенная ДНК, вероятно, будет более стабильной в течение очень длительного периода времени, текущие выделения ДНК были оптимизированы для хорошей работы с текущими методами секвенирования ДНК, но могут тормозить будущие. Например, некоторые из хорошо зарекомендовавших себя шагов трис-ЭДТА https://biology.stackexchange.com/users/15594/jack упоминания противопоказаны для подготовки к секвенированию Oxford Nanopore (MinION/PromethION) IIRC.

На странице 12 этого PDF-файла есть простой протокол выделения ДНК из слюны. Для этого вам просто нужно мыло и соль (это работает даже без Chelex, но вы получаете лучшее качество ДНК, если используете его). Для этого протокола требуется микроцентрифуга, вы можете найти их на eBay менее чем за 100 долларов. Если максимальная скорость недостаточно высока, вы всегда можете крутить дольше на более низкой скорости. Я попробовал это, и это работает.

Если у вас есть ДНК, вы можете хранить ее в обычном морозильнике (-20) в течение десятилетий, просто не размораживайте и не замораживайте ее несколько раз, иначе она испортится.