باستخدام الحمض النووي الريبي التي تتوسط استراتيجية التغذية التدخل للكشف عن الجينات المسؤولة عن تنظيم حجم الجسم في نيماتودا<em&gt; C. ايليجانس</em

Jun Liang; Sheng Xiong; Cathy Savage-Dunn

doi:10.3791/4373

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

Method Article

باستخدام الحمض النووي الريبي التي تتوسط استراتيجية التغذية التدخل للكشف عن الجينات المسؤولة عن تنظيم حجم الجسم في نيماتودا

DOI:

10.3791/4373

⸱

February 13th, 2013

Jun Liang¹, Sheng Xiong²^,³, Cathy Savage-Dunn²^,³

¹Department of Science, Borough of Manhattan Community College, City Universtiy of New York (CUNY), ²Department of Biology, Queens College, The City University of New York (CUNY), ³Biochemistry Program, The Graduate Center, Queens College, The City University of New York (CUNY)

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

Summary

نحن لشرح كيفية استخدام تقنية التغذية رني لاسقاط الجينات المستهدفة والنمط الظاهري نقاط حجم الجسم في C. ايليجانس. ويمكن استخدام هذه الطريقة لشاشة نطاق واسع لتحديد المكونات الجينية محتمل في المصالح، مثل تلك التي تشارك في تنظيم حجم الجسم عن طريق إشارات DBL-1/TGF-β.

Abstract

RNA المزدوج حبلا بوساطة التدخل (رني) هو استراتيجية فعالة لاسقاط الهدف الجين ^1-3 التعبير. وقد تم تطبيق النموذج على الأنظمة بما في ذلك العديد من اللافقاريات والنباتات والفقاريات. هناك طرق مختلفة لتحقيق رني ^4،5 في الجسم الحي. على سبيل المثال، قد يتم تحويل الجينات المستهدفة إلى ناقلات رني، ومن ثم إما بشكل دائم أو عابر تحويلها إلى خطوط الخلية أو الخلايا الأولية لتحقيق تأثيرات الجينات ضربة قاضية، وقد توليفها بدلا من مزدوج الجديلة أليغنوكليوتيد] من الجينات المستهدفة محددة (رني oligos) تكون عابر ويمكن تصنيعه أو microinjected المزدوج حبلا جزيئات الحمض النووي الريبي في الكائن الحي؛ تحويلها إلى خطوط الخلية أو الخلايا الأولية لإسكات الجينات المستهدفة. منذ C. الديدان الخيطية ايليجانس يستخدم البكتيريا كمصدر للغذاء، وإطعام الحيوانات مع البكتيريا معربا عن نقرا مزدوجا حبلا الحمض النووي الريبي الجينات المستهدفة ضد يوفر استراتيجية قابلة للتطبيق ^6. هنا نقدم لتغذية رنيطريقة الجسم ليسجل حجم النمط الظاهري. حجم الجسم في C. وينظم ايليجانس في المقام الأول من قبل TGF-β - يجند مثل DBL-1، لذلك هذا الاختبار هو المناسب لتحديد TGF-β مكونات يشير ^7. كنا سلالات مختلفة بما في ذلك سلالات شديدة الحساسية 2 رني لتكرار التجارب التغذية رني. وأظهرت النتائج أن قوة الرد السريع دينا-3 سلالة قدم لنا أفضل النمط الظاهري رني المتوقعة. هذه الطريقة سهلة لتنفيذ، واستنساخه، وكميا بسهولة. وعلاوة على ذلك، لدينا بروتوكول يقلل من استخدام المعدات المتخصصة، لذلك هي مناسبة لأصغر المختبرات أو في المؤسسات الجامعية التي في الغالب.

Protocol

1. إعداد لوحات التغذية رني حمل الهدف تسلسل الجينات

في حالة استخدام المكتبات المتاحة تجاريا رني (على سبيل المثال من علوم الحياة العلوم الاحيائية المصدر)، انتقل إلى الخطوة 1.4. بدلا من ذلك، استنساخ تسلسل الجينات المستهدفة في ناقلات L4440، دودة تستخدم عادة رني البلازميد ^8، من بروتوكول الاستنساخ القياسية.
تحويل البلازميد المؤتلف في السلالة البكتيرية HT115 (DE3)، والثقافة، منهم على لوحات أجار LB مع 25 ميكروغرام / مل و 12.5 كربنيسيلين ميكروغرام / مل التتراسيكلين، واختيار واحد استنساخ لاستخدامها في المستقبل.
وفي الوقت نفسه، تحويل L4440 ناقلات الفارغة في السلالة البكتيرية HT115 لاستخدام عنصر تحكم عن التجارب.
الثقافة على حد سواء والمؤتلف فارغة L4440-تحمل البكتيريا في 1 مل مرق LB مع 100 ميكروغرام / مل بين عشية وضحاها في الأمبيسلين 37 ° C. لا يتم إضافة التتراسيكلين يرجع ذلك إلى حقيقة أنه يقلل رني الكفاءة.
إضافة آخر LB 5 مل مرق مع 100 ميكروغرام / مل الأمبيسلين في cultu بين عشية وضحاهاإعادة، احتضان لمدة ساعة 4-6 في 37 ° C.
البذور 0.5 مل المؤتلف أو فارغة L4440-تحمل ثقافة البكتيرية على لوحات دودة رني. تسمية جميع لوحات مع اسم استنساخ.
بمناسبة احتضان بين عشية وضحاها لوحات وعند 37 ° C لزراعة العشب البكتيرية، وهذه هي لوحات رني مع أو بدون تسلسل الجينات المستهدفة. وينبغي إعداد لوحات على الأقل 2 لكل حالة.

2. الديدان الثقافة على لوحات التغذية رني

لهب تعقيم غيض من دودة اختيار البلاتين السلك. استخدام دودة اختيار لاختيار 6-10 مرحلة اليرقات الرابعة (L4) المنحرفين إلى كل لوحة رني الذي يحتوي L4440 المؤتلف أو فارغة، والحيوانات واستخدام البكتيريا كمصدر للغذاء.
اسمحوا المنحرفين تنمو بنسبة 20 ° C (شرط الثقافة القياسية لايليجانس C.) بين عشية وضحاها، وسوف تصبح صغار البالغين في اليوم التالي.
6-10 نقل الشباب إلى لوحة جديدة رني المسمى المقابل وإعدادها.
السماح للوضع البيض البالغين لمدة 4-6 ساعة، ثم إزالة جميع البالغين من لوحة، وهذا هو خطوة لمزامنة ذرية. مرة واحدة يتم إزالة الأمهات، يبدأ العد الوقت. هذا هو صفر الوقت.
احتضان لوحات عند 20 درجة مئوية للسماح للحيوانات تنمو لمرحلة إنمائية محددة، وفي هذا البروتوكول، نختار الشباب للتحليل المظهري. لknockdowns التي تنمي بمعدل طبيعي، 72 ساعة حضانة كافية للحيوانات لتصبح صغار البالغين. ومع ذلك، الجينات المختلفة تؤثر على التنمية الحيوانية بشكل مختلف. إذا رني يؤدي إلى الحيوانات تنمو بمعدل مختلفة، يمكن تحديد تلك الشباب والموارد البشرية لا يزيد عن ال 24 الماضية L4 مع التنمية فرجي المنجزة والأجنة 2-6 في الرحم (إذا الخصبة). لتحديد مراحل النمو الأخرى، يتعين على المحقق استخدام وتطوير الغدد التناسلية فرجي كدليل.

3. نمط ظاهري نقاط حجم الجسم من الديدان المعالجة رني

وضع طبقتين من الأشرطة الملونة التسمية على شريحة زجاجية. جعل اثنين منالشرائح الزجاجية حد ذاتها. ثم، ضع شريحة زجاجية جديدة في بين الشرائح اثنين مع الشريط. تذوب الاغاروز 2٪ في الماء، وتطبيق قطرة واحدة إلى مركز للشريحة زجاجية جديدة؛ ثم اضغط على شريحة زجاجية الثاني على أعلى لجعل طبقة رقيقة من 2٪ كما هو موضح سابقا الاغاروز ^9.
بمجرد طدت الاغاروز، إزالة شريحة زجاجية الأعلى؛ الشريحة مع لوحة الاغاروز مستعد لتحميل الديدان. الشريحة التسمية مع اسم استنساخ.
إضافة 10 ميكرولتر 25 مم ₃ نان لوحة الاغاروز؛ اختيار الحيوانات 30-40 في الحل ₃ نان لشل لهم؛ ثم وضع على رأس ساترة؛ تكرار لكل من المؤتلف وفارغة L4440-تحمل رني معاملة الحيوانات.
صورة الديدان تحت المجهر تشريح باستخدام عدسة 2.5X الهدف، وهنا نستخدم لايكا الكاميرا الرقمية مع دعم Qcapture البرمجيات.
للمعايرة، والتقاط صورة أولا من حاكم ميكرومتر القياسية. ثم فتح الصورة في صورة برو البرمجيات، وانقر على "التدبير" واختيار "المعايرة" ثم اختر"معالج معايرة المكانية". مع "معايرة الصورة النشطة" المختارة، انقر على "التالي". إدخال اسم لمعايرة وضمان أن يتم تعيين وحدة المرجعية المكانية لميكرومتر. ثم، تحقق من "المعايرة إنشاء مرجع" ثم انقر زر "التالي". انقر على "خط المرجعية التعادل." وهناك شريط مقياس إشارة تظهر. إعادة شريط النطاق لتتناسب مع طرفي ميكرومتر، ثم تشير إلى أن الإشارة إلى 1،000 وحدة. انقر على زر "موافق"، "التالي"، و "إنهاء".
مرة واحدة يتم معايرة البرنامج، افتح صورة دودة. ثم، حدد ضمن القائمة "إجراء"، حدد "المعايرة" ثم انقر على "اختيار المكانية". في سحب أسفل القائمة، حدد اسم الملف الذي تم إنشاؤه لمعايرة ميكرومتر. ثم، ضمن القائمة "إجراء"، حدد "القياسات". في النافذة التي تفتح، حدد أداة مجانية رسم وتتبع الخط من خلال مركز جسم الحيوان من الرأس الى الذيل مع فأرة الكمبيوتر (الشكل 1). وسيتم إبلاغ طول في الإطار. الآنلديك مجموعتين من البيانات: طول الجسم من الحيوانات تعامل مع الجينات المستهدفة رني والحيوانات تحكم تعامل مع ناقلات L4440 فارغة.
تصدير قياسات طول لملف Microsoft Excel، أو غيرها من البرامج الإحصائية المناسبة. تحليل البيانات عن طريق حساب المتوسط والانحراف المعياري لكل عينة. ثم قارن الطلاب في العينات باستخدام اختبار t.

النتائج

في بحثنا، ونحن نركز على تنظيم حجم الجسم عن طريق المسار DBL-1/TGF-β. فقدان وظائف من نتائج مسار DBL-1 في حجم الجسم الصغيرة، بما في ذلك أقصر من طول الجسم مقارنة مع الحيوانات البرية من نوع ^7،10،11. وهكذا، شاشات لC. المسوخ ايليجانس حجم الجسم قادرة على تحديد مكونات الإ?...

Discussion

في هذا البروتوكول، ونحن لدينا وصف طريقة لتحديد حجم الجسم المسوخ معيبة من C. ايليجانس بواسطة رني التغذية. هذه الطريقة تنطبق على تحديد مكونات الإشارات TGF-β. من الحفظ للغاية منذ هذه المكونات من خلال التطور ^15، شاشات ذات الصلة مثل توضيح الآليات الجزيئية للإشارات...

Disclosures

الإعلان عن أي تضارب في المصالح.

Acknowledgements

نشكر جيمس كلارك لتقديم شخصيات من الحيوانات في مختلف نقاط زمنية التنموية. C. تم الحصول على سلالات ايليجانس في هذه الدراسة من مركز علم الوراثة Caenorhabditis، وهو مدعوم من قبل المركز الوطني لبحوث الموارد NIH (NCRR). وأيد هذا العمل من قبل 1817 من جامعة مدينة نيويورك CIRG لJL وCSD، والمعاهد الوطنية للصحة و1R15GM073678-01-01 1R15GM097692 لجنة التنمية المستدامة ونحن نشكر الدكتور ويليام J رايس، والدكتور ناتاليا هولتزمان، وسيلفستريني ميليسا للتعليقات على المخطوط. تم تنفيذ هذا العمل في التنفيذ الجزئي فقط من متطلبات للحصول على درجة الدكتوراه من مركز الدراسات العليا التابع لجامعة مدينة نيويورك (S. شيونغ).

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
			لوحات رني دودة 17،7 متوسطة دودة ز ميكس 60 جم آجار إضافة H ₂ O إلى 3 لترات. الأوتوكلاف. إضافة 3 مل 1M IPTG (العقيمة) و 3 مل 25 ملغ / مل كربنيسيلين (العقيمة)، ثم تصب في أطباق بتري 60 مم. دودة لوحات 17،7 متوسطة دودة ز ميكس 0،6 ز كبريتات الستربتوميسين 60 جم آجار إضافة H ₂ O إلى 3 لترات. الأوتوكلاف. تصب في أطباق بتري 60 مم. دودة متوسطة ميكس 55 ز تريس الكلورين 24 G-OH تريس 310 ز Bacto ببتون 800 ملغ كولسترول 200 غرام كلوريد الصوديوم مزيج دقيق والتأكد من تجنب قطع، ويمكن تخزين هذا الخليط مسحوق لعدة أشهر قبل استخدامها. 2٪ الاغاروز 0.5 غ الاغاروز إعلاند 25 مل DH ₂ O. الحرارة في الميكروويف حتى يذوب. الآيزوبروبيل β-D 1M-1-thiogalactopyranoside (IPTG) 2 غرام IPTG حل in10 مل DH ₂ O 1M نان ₃ 6،5 ز نان ₃ إضافة إلى DH ₂ O 100 مل نان 25 مم ₃ 2.5 مل ₃ 1M نان إضافة إلى DH ₂ O 100 مل Caenorhabditis ايليجانس من Caenorhabditis علم الوراثة مركز بلازميد L4440 (الأمبيسلين يحمل الجينات المقاومة) البكتيريا توتر HT115 (DE3) (يحتوي على IPTG بوليميريز T7 محرض؛ قاصرة عن ريبونوكلياز الثالث الجينات (أ dsRNAse) الذي يحمل أيضا التتراسيكلين الجينات المقاومة) ¹⁶ 60 مم أطباق بتري 100 ملم أطباق بتري 14 مل فالكون الثقافة ذهابا وأسفل أنابيب الزجاج الشرائح الزجاج coverslips 1-20 ميكرولتر pipettor 20-200 ميكروليتر pipettor 200-1000 ميكرولترpipettor 1-200 نصائح الماصة ميكرولتر 200-1000 نصائح الماصة ميكرولتر 1.5 مل أنابيب إيبندورف اختيار البلاتين سلك دودة

References

Melnyk, C. W., Molnar, A., Baulcombe, D. C. Intercellular and systemic movement of RNA silencing signals. Embo J. 30, 3553-3563 (2011).
Wall, N. R., Shi, Y. Small RNA: can RNA interference be exploited for therapy. Lancet. 362, 1401-1403 (2003).
Kalantidis, K., Schumacher, H. T., Alexiadis, T., Helm, J. M. RNA silencing movement in plants. Biol. Cell. 100, 13-26 (2008).
Shim, M. S., Kwon, Y. J. Efficient and targeted delivery of siRNA in vivo. Febs. J. 277, 4814-4827 (2010).
Amarzguioui, M., Rossi, J. J., Kim, D. Approaches for chemically synthesized siRNA and vector-mediated RNAi. FEBS Lett. 579, 5974-5981 (2005).
Kamath, R. S., Ahringer, J. Genome-wide RNAi screening in Caenorhabditis elegans. Methods. 30, 313-321 (2003).
Savage-Dunn, C., et al. Genetic screen for small body size mutants in C. elegans reveals many TGFb pathway components. Genesis. 35, 239-247 (2003).
Timmons, L., Fire, A. Specific interference by ingested dsRNA. Nature. 395, 854 (1998).
Sulston, J. E., Horvitz, H. R. Post-embryonic cell lineages of the nematode, Caenorhabditis elegans. Dev. Biol. 56, 110-156 (1977).
Wang, J., Tokarz, R., Savage-Dunn, C. The expression of TGFβ signal transducers in the hypodermis regulates body size in C. elegans. Development. 129, 4989-4998 (2002).
Liang, J., et al. The Caenorhabditis elegans schnurri homolog sma-9 mediates stage- and cell type-specific responses to DBL-1 BMP-related signaling. Development. 130, 6453-6464 (2003).
Savage-Dunn, C. TGF-β signaling. WormBook. , 1-12 (2005).
Simmer, F., et al. Loss of the putative RNA-directed RNA polymerase RRF-3 makes C. elegans hypersensitive to RNAi. Curr. Biol. 12, 1317-1319 (2002).
Wang, D., et al. Somatic misexpression of germline P granules and enhanced RNA interference in retinoblastoma pathway mutants. Nature. 436, 593-597 (2005).
De Robertis, E. M. Evo-devo: variations on ancestral themes. Cell. 132, 185-195 (2008).
Timmons, L., Court, D. L., Fire, A. Ingestion of bacterially expressed dsRNAs can produce specific and potent genetic interference in Caenorhabditis elegans. Gene. 263, 103-112 (2001).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

72 TGF C Caenorhabditis RNA RNA DNA

This article has been published

Video Coming Soon

Keep me updated: