The importance and role of reverse transcriptases in gene expression analysis

Abstract

The continuously advancing field of gene expression analysis enables the evaluation of even the slightest changes that occur in the cell transcriptome. In order to ensure accuracy of the observed biological variances, it is fundamentally important to be aware of the possible biases introduced during sample processing. In gene expression research, the methods of reverse transcription−quantitative PCR (RT−qPCR) and RNA- Sequencing (RNA-Seq) are often the primary choice, mostly because of their high precision and reproducibility. Since these both methods require DNA template, they are coupled with the same initial step - reverse transcription (RT), a reaction producing DNA complementary to its RNA template. It is well known that RT introduces bias. As a result, it is therefore of importance to thoroughly evaluate the effects of these biases. One such annotated source of artifacts is the reverse transcriptase (RTase) itself. However, it has been shown that the enzyme does not account for most of the variance alone. Surprisingly, choice of primers or RNA template may influence the reaction outcome even more than the bias introduced from the enzyme. This is especially the case with recent advances in protein engineering. Production of highly efficient RTases may pronounce the variation originating from...

Neustále napredovanie v oblasti analýzy génovej expresie umožňuje zaznamenať aj tie najmenšie zmeny, ktoré sa odohrávajú v transkriptóme bunky. Pre zaistenie správnosti pozorovanej biologickej odlišnosti, je dôležité byť si vedomý možných chýb, ktoré sú dôsledkom spracovania vzoriek. Vo výskume génovej expresie sú často metódy reverznej transkripcie−kvantitatívnej PCR (RT−qPCR) a RNA sekvenovania (RNA-Seq) prvotnou voľbou, najmä z dôvodu ich vysokej presnosti a reprodukovateľnosti. Nakoľko obe tieto metódy potrebujú DNA ako templát, často im predchádza krok reverznej transkripcie (RT), reakcie syntetizujúcej DNA komplementárnu k RNA vláknu. Je známe, že RT sa do určitej miery vyznačuje chybovosťou, čo je práve podnetom na jej podrobné preskúmanie. Zdrojom artefaktov môže byť samotná reverzná transkriptáza (RTase), ale bolo preukázané, že enzým nie je jediným zdrojom týchto chýb. Výber stratégie primingu alebo RNA templát samotný môžu ovplyvniť výsledok reakcie ešte vo väčšej miere. Najmä v spojitosti so súčasným pokrokom v proteínovom inžinierstve, produkujúcom vysoko efektívne reverzné transkriptázy, sa variácia spôsobená ostatnými komponentmi reakcie ešte viac dostáva do popredia. Táto práca sa zameriava na charakteristiku reverznej transkriptázy a faktorov ovplyvňujúcich reverznú transkripciu....