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Systematic comparison of small RNA library preparation protocols for next-generation sequencing

Authors :
Cloelia Dard-Dascot
Delphine Naquin
Yves d’Aubenton-Carafa
Karine Alix
Erwin van Dijk
Claude Thermes
Plateforme de séquençage à haut débit (NGS)
Département Plateforme (PF I2BC)
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon (Génétique Végétale) (GQE-Le Moulon)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Van Dijk, Erwin
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-AgroParisTech-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
ProdInra, Archive Ouverte
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
National Center for Scientific Research (CNRS)
French Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA)
Paris-Sud University
Plateforme de séquençage à haut débit ( NGS )
Département Plateforme ( PF I2BC )
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 )
Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon (Génétique Végétale) ( GQE-Le Moulon )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Source :
Réunion France Génomique, Réunion France Génomique, Oct 2015, Paris, France, BMC Genomics (19), 1-16. (2018), BMC Genomics, Vol 19, Iss 1, Pp 1-16 (2018), BMC Genomics, BMC Genomics, BioMed Central, 2018, 19, pp.1-16. ⟨10.1186/s12864-018-4491-6⟩, BMC Genomics, 2018, 19, pp.1-16. ⟨10.1186/s12864-018-4491-6⟩, Réunion France Génomique, Oct 2015, Paris, France. 2015
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

Background Next-generation sequencing technologies have revolutionized the study of small RNAs (sRNAs) on a genome-wide scale. However, classical sRNA library preparation methods introduce serious bias, mainly during adapter ligation steps. Several types of sRNA including plant microRNAs (miRNA), piwi-interacting RNAs (piRNA) in insects, nematodes and mammals, and small interfering RNAs (siRNA) in insects and plants contain a 2’-O-methyl (2’-OMe) modification at their 3′ terminal nucleotide. This inhibits 3′ adapter ligation and makes library preparation particularly challenging. To reduce bias, the NEBNext kit (New England Biolabs) uses polyethylene glycol (PEG), the NEXTflex V2 kit (BIOO Scientific) uses both randomised adapters and PEG, and the novel SMARTer (Clontech) and CATS (Diagenode) kits avoid ligation altogether. Here we compared these methods with Illumina’s classical TruSeq protocol regarding the detection of normal and 2’ OMe RNAs. In addition, we modified the TruSeq and NEXTflex protocols to identify conditions that improve performance. Results Among the five kits tested with their respective standard protocols, the SMARTer and CATS kits had the lowest levels of bias but also had a strong formation of side products, and as a result performed relatively poorly with biological samples; NEXTflex detected the largest numbers of different miRNAs. The use of a novel type of randomised adapters called MidRand-Like (MRL) adapters and PEG improved the detection of 2’ OMe RNAs both in the TruSeq as well as in the NEXTflex protocol. Conclusions While it is commonly accepted that biases in sRNA library preparation protocols are mainly due to adapter ligation steps, the ligation-free protocols were not the best performing methods. Our modified versions of the TruSeq and NEXTflex protocols provide an improved tool for the study of 2’ OMe RNAs. Electronic supplementary material The online version of this article (10.1186/s12864-018-4491-6) contains supplementary material, which is available to authorized users.

Details

Language :
English
ISSN :
14712164
Database :
OpenAIRE
Journal :
Réunion France Génomique, Réunion France Génomique, Oct 2015, Paris, France, BMC Genomics (19), 1-16. (2018), BMC Genomics, Vol 19, Iss 1, Pp 1-16 (2018), BMC Genomics, BMC Genomics, BioMed Central, 2018, 19, pp.1-16. ⟨10.1186/s12864-018-4491-6⟩, BMC Genomics, 2018, 19, pp.1-16. ⟨10.1186/s12864-018-4491-6⟩, Réunion France Génomique, Oct 2015, Paris, France. 2015
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b604f2f110aa8e12ffafd12d176bb874