Method Article
وصفت رواية عالية الإنتاجية الأسلوب الذي يتيح اكتشاف والكميات النسبية للRNA الصغيرة والتعبير مرنا من الخلايا البكتيرية واحد باستخدام مسابر مؤمن الحمض النووي وتدفق الخلوي ومضان في الموقع التهجين.
مضان التهجين في الموضع (FISH) هي تقنية قوية التي تستخدم لكشف وتوطين محددة تسلسل الحمض النووي في البيئة الخلوية. من أجل زيادة الإنتاجية ، يمكن الجمع بين سمك مع التدفق الخلوي (تدفق FISH) لتمكين الكشف عن تسلسل الحمض النووي المستهدف في الآلاف من الخلايا الفردية. نتيجة لذلك ، تدفق الأسماك يوفر ميزة واضحة على مدى lysate / الفرقة القائمة على الكشف عن الحمض النووي الأساليب لأن كل خلية يعامل بوصفه مراقبة مستقلة ، مما يسمح أقوى التحليلات الإحصائية والتباين. وقد دفعت هذه الصفات استخدام أساليب السمكية وتدفق الأسماك في عدد من التطبيقات المختلفة ، وكانت فائدة هذه الأساليب أثبتت بنجاح في تحديد هوية طول التيلومير ، 1،2 الخلوية والتعبير الجيني 3،4 ، ورصد تكاثر الفيروس في الخلايا المصابة 5 ، والبكتيرية تحليل المجتمع والتعداد6.
تقليديا ، وقد تم الكشف عنها من خصوصية وسائل السمكية وتدفق الأسماك بواسطة المجسات قليل النوكليوتيد الحمض النووي. لكن في الآونة الأخيرة ، ازداد استبدال تحقيقات مع قليل النوكليوتيد النظير DNA الحمض النووي وتحقيقات السمكية وتدفق الأسماك كلا من حساسية وخصوصية كل تقنية نظرا لارتفاع درجات الحرارة في ذوبان (T م) من هذه الأحماض النووية لالنظير الطبيعي 7،8 . الحمض النووي مؤمن (LNA) تحقيقات هي نوع من التناظرية التي تحتوي على الحمض النووي النيوكليوتيدات LNA ارتفعت طوال تسلسل الحمض النووي الريبي أو 9،10. عندما يقترن مع تدفق الأسماك ، تحقيقات LNA سبق أظهرت التحقيقات أن يتفوق الحمض النووي التقليدية 7،11 واستخدمت بنجاح لكشف حقيقية النواة مرنا 12 و RNA فيروسي في الخلايا الثديية 5.
هنا نوسع هذه القدرة ، ووصف تدفق الأسماك LNA الأسلوب الذي يسمح للكشف محددة من الحمض النووي الريبي في الخلية البكتيريةق (الشكل 1). على وجه التحديد ، ونحن مهتمون في الكشف الصغيرة غير الترميز التنظيمية الحمض النووي الريبي (الحمض الريبي النووي الذواب) والتي استقطبت اهتماما كبيرا في السنوات القليلة الماضية حيث تم العثور عليها لتكون بمثابة العناصر التنظيمية الرئيسية في العديد من العمليات الخلوية الحرجة 13. ومع ذلك ، هناك أدوات محدودة لدراسة sRNAs والتحديات للكشف عن الحمض الريبي النووي الذواب في الخلايا البكتيرية ويرجع ذلك جزئيا إلى الحجم الصغير نسبيا (عادة 5-30 النيوكليوتيدات في الطول) وفرة منخفضة من جزيئات الحمض الريبي النووي الذواب فضلا عن صعوبة في العمل العام مع أصغر الخلايا البيولوجية بدرجات الأغشية الخلوية. في هذه الطريقة ، ونحن تصف التثبيت وpermeabilzation الشروط التي تحافظ على بنية الخلايا البكتيرية والسماح للتغلغل تحقيقات LNA فضلا عن الخطوات التي تمكن من تضخيم إشارة الكشف محددة من الحمض الريبي النووي الذواب فرة منخفضة (الشكل 2).
1. تحقيقات LNA والتصميم التجريبي
الحلول
2. تثبيت
3. إثيل pyrocarbonate العلاج
4. Permeabilization
5. تهجين
6. بعد التهجين يغسل
7. الحجب وتلطيخ
8. ممثل النتائج
ويرد مثال على الخلايا التي يتم إصلاحها وpermeabilized بفعالية في مؤامرة نقطة التدفق الخلوي في الشكل 3A. عند استخدام الشروط المذكورة أعلاه لpermeabilization ، السكان خلية صغيرة ومتجانسة تشير المجاميع الخلية قليلة. عندما يتم استخدام أعلى (5 ملغ / مل) تركيزات الليزوزيم ، والخلايا أكثر عرضة لتجميع وإظهار القيم مبعثر زيادة الأمام ، مما يدل على الجسيمات الأكبر حجما (الشكل 3B). ويرد مثال على بيانات التدفق الخلوي من تجربة ناجحة تدفق الأسماك LNA في الشكل 4. الرسم البياني يوضح الكشف معينة من الحمض الريبي النووي الذواب الهدف جنبا إلى جنب مع ثلاثة عناصر تحكم سلبية.في "لا صبغة" التحكم سلبية تنتج أقل مضان ، تليها "لا LNA' و 'غير وأعرب الحمض الريبي النووي الذواب" ضوابط سلبية. أخيرا ، العينة مع التحقيق LNA الحمض الريبي النووي الذواب محددة تنتج أكبر مضان. بمجرد التحقق من صحة الأسلوب وتحقيقات LNA بهذه الطريقة ، يمكن تصميم التجارب إضافية لرصد التغيرات في الحمض الريبي النووي الذواب إشارة مرور الوقت ، واستجابة لظروف الطفرات أو ثقافة متنوعة ، إلخ.
الشكل 1. تصوير الخطة الشاملة للتجربة تدفق الأسماك LNA للكشف عن الحمض الريبي النووي الذواب البكتيرية.
الشكل 2. تلطيخ والتضخيم للإشارة تدفق الأسماك LNA. أ) تهجين للمسبار LNA biotinylated. ب) يلطخ مع المتقارن DyLight الفلورسنت streptavidin 488. ج) ملزم من ليالي مكافحة biotinylatedtreptavidin الضد إلى 488 streptavidin DyLight. لا يمكن للجسم من خلال ربط streptavidin موقع مستضد الملزمة ، أو يمكن أن تكون ملزمة من خلال streptavidin مخلفاتها البيوتين. د) التضخيم للإشارة من تلطيخ أخرى مع المتقارن DyLight الفلورسنت streptavidin 488.
الشكل 3. مؤامرات نقطة التدفق الخلوي تظهر النتائج إلى الأمام في مقابل الجانب مبعثر لالليزوزيم) ملغ / مل 1 و 3 ميكروغرام / مل بروتيناز permeabilization K وب) 5 ملغ / مل الليزوزيم و 3 ميكروغرام / مل permeabilization K بروتين.
الشكل 4. تحليل الرسم البياني لنتائج التدفق LNA السمكية. يظهر إشارة الفلورسنت المتولدة من كل عينة من آثار الأربعة : الأسود -- الحمض الريبي النووي الذواب محددة LNA التحقيق ؛ الحمراء -- مراقبة "غير وأعرب الحمض الريبي النووي الذواب السلبي ؛ الزرقاء -- تحكم" لا LNA السلبي ؛ الأرجواني --"لا صبغة" السيطرة السلبية.
وقد استخدم تدفق الأسماك LNA الأسلوب المعروضة هنا للكشف عن التعبير عن الحمض الريبي النووي الذواب من سلبية الغرام البحرية بكتيريا الضمة campbellii التعبير الذي سبق أن أكد عبر التنميط القائم على التعبير ميكروأري وعكس رد فعل البلمرة النسخ 16. حتى الآن ، وقد استخدمنا هذا الأسلوب لمراقبة التعبير عن مجموعة متنوعة من RNAs (مثلا عبر الحمض الريبي النووي الذواب المشفرة ، التي تعدل الحمض الريبي النووي الذواب نشاط البروتين ، riboswitches ، ومرنا). على هذا النحو ، ونحن واثقون من أن هذه الطريقة قابلة للتكيف ، ويمكن استخدامها للكشف عن أي هدف أو الحمض الريبي النووي الذواب مرنا ويمكن تعديلها لاستخدامها في أي نوع من الأنواع البكتيرية أو نوع من الخلايا. إذا كان تعديل هذا البروتوكول هو ضروري لأنواع الخلايا الأخرى ، والمتغير الأهم للنظر في التلاعب هو الخطوة permeabilization. على سبيل المثال ، عند تعديل شروط permeabilization الموصوفة هنا ، يجب اختبار التغيرات في تركيزات بروتين الليزوزيم وكاف. وجدنا أن تضاعف أوثلاثة أضعاف كمية بروتين الليزوزيم وكاف أدى إلى تغييرات كبيرة في النتائج تدفق الأسماك LNA. علاوة على ذلك ، عند اختبار الظروف permeabilization إضافية ، ينبغي تحليل الخلايا للتكتل ، وفقدان الخلية ، ويمكن الحصول على أفضل إشارة إلى نسبة الخلفية مضان. ويمكن اختبار مدى التثاقل عن الخلية و / أو المجهري التدفق الخلوي. من جانب التدفق الخلوي ، كتل الخلايا موجودة في ذيول في الأمام مقابل الجانب مؤامرة نقطة مبعثر والأسلوب الصحيح permeabilization سيقلل هذا التأثير المخلفات. هذا الأسلوب هو أيضا قابل للكشف عن الحمض الريبي النووي الذواب متعددة دون تعديلات رئيسية في البروتوكول كما هو موضح إضافية يمكن أن تضاف تحقيقات LNA المسمى مع haptens أخرى مثل digoxigenin خلال الخطوة التهجين والكشف عن الأجسام المضادة ثم مع مكافحة digoxigenin والثانوية للأجسام المضادة المتقارن fluorophore. حاليا ، والقيد الوحيد التي واجهناها مع هذا الأسلوب هو عدم قدرتها على توليد ما يكفي من الإشارات السابقة ضعيفةالحمض الريبي النووي الذواب أنواع الضغط والجهود جارية لتحديد عتبة الكشف (في عدد النسخ المطلق لكل خلية).
عموما ، فإن تدفق الأسماك LNA الأسلوب يتيح الفرصة لقياس الحمض الريبي النووي الذواب البكتيرية أو التعبير مرنا على مستوى خلية واحدة بطريقة إنتاجية عالية لتقديم رؤى حول وجود وفرة نسبية لأنواع سرنا والدرجة التي يختلف التعبير عنها في عدد السكان.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
وأيد هذا العمل من قبل مكتب البحوث البحرية عبر بحوث البحرية الامريكية الأموال الأساسية مختبر.
احتفظ المجفف
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم الكاشف | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
10X الفوسفات مخزنة المالحة (PBS) ، ودرجة الحموضة 7.4 | تطبيق النظم البيولوجية / Ambion | AM9625 | |
Nuclease خالية من المياه | تطبيق النظم البيولوجية / Ambion | AM9932 | (لا DEPC المعالجة) |
32 ٪ بارافورمالدهيد | الإلكترون المجهري العلوم | RT 15714 | الإيثانول مجانا |
حامض الخليك | العضوية Acros | 327290010 | |
إثيل pyrocarbonate (DEPC) | سيغما الدريتش | D5758 | |
الليزوزيم | سيغما الدريتش | L2879 | |
بروتين كاف (20 ملغ / مل) | تطبيق النظم البيولوجية / Ambion | AM2546 | |
Formamide | تطبيق النظم البيولوجية / Ambion | AM9342 | منزوع الأيونات ، وتجميد قسامة |
ديكستران ميغاواط سلفات> 500000 | سيغما الدريتش | D8906 | قسامة حل 60 ٪ وتجميد |
التركيز على حل دينهارت 50X | سيغما الدريتش | D2532 | قسامة وتجميد |
سيترات الصوديوم العازلة 20X | تطبيق النظم البيولوجية / Ambion | AM9770 | |
الحمض النووي (المنفصمة) 10 ملغ / مل | تطبيق النظم البيولوجية / Ambion | AM9680 | قسامة وتجميد |
الخميرة الحمض الريبي النووي النقال (10 ملغ / مل) | تقنيات الحياة / Invitrogen | 15401-011 | قسامة وتجميد |
توين - 20 | سيغما الدريتش | P9416 | |
5X في محلول التهجين حجب الموقع | ناقلات مختبرات | MB - 1220 | |
DyLight 488 streptavidin | ناقلات مختبرات | SA - 5488-1 | |
Biotinylated مكافحة streptavidin | ناقلات مختبرات | BA - 0500 | قسامة وتجميد |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved