A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
* These authors contributed equally
ماوس البويضات المخصبة والأجنة مرحلة مبكرة محمية بواسطة zona pellucida، مصفوفة بروتين سكري يشكل عائقا يحول دون إيصال الجينات. توضح هذه المقالة بروتوكول لتثقيب زونا بليزر ترانسدوسي الخلايا الجنينية مع ناقلات لينتيفيرال وخلق الفئران المعدلة وراثيا.
لينتيفيروسيس ناقلات فعالة لإيصال الجينات إلى خلايا الثدييات. وبعد توصيل، الجينوم لينتيفيرال ستابلي أدمجت في كروموسوم المضيف ويتم تمريره إلى ذرية. وبالتالي، نواقل مثالية لإنشاء خطوط الخلايا مستقرة و في فيفو تقديم مؤشرات، وتوصيل البيض خلية واحدة مخصبة لخلق الحيوانات المحورة وراثيا. ومع ذلك، الفأرة المخصبة البيض وأوائل مرحلة الأجنة محمية بواسطة بيلوسيدا زونا، مصفوفة بروتين سكري يشكل عائقا يحول دون إيصال الجينات لينتيفيرال. Lentiviruses كبيرة جداً لاختراق زونا وهي عادة ألقاه microinjection الجسيمات الفيروسية في تجويف بيريفيتيليني، والمسافة بين زونا والخلايا الجنينية. شرط التكنولوجيين ذوي المهارات العالية والمعدات المتخصصة قد التقليل من استخدام لينتيفيروسيس لتوصيل الجينات للأجنة الماوس. توضح هذه المقالة بروتوكول بيرميبيليزينج البيض الفأرة المخصبة تثقيب زونا بليزر. تثقيب الليزر لا ينتج أي ضرر على الأجنة ويسمح لينتيفيروسيس للوصول إلى الخلايا الجنينية لإيصال الجينات. يمكن أن تتطور لتصبح الكيسة في المختبر، وإذا كان مزروع في الفئران بسيودوبريجنانت، تتطور إلى الجراء المعدلة وراثيا الأجنة ترانسدوسيد. الليزر المستخدمة في هذا البروتوكول فعالة وسهلة الاستخدام. ودمج الخلايا الجنينية الماوس الجينات ألقاه lentiviruses ستابلي germline المعدية. هذا هو أسلوب بديل لإيجاد الفئران المعدلة وراثيا التي تتطلب لا ميكرومانيبوليشن و microinjection البويضات المخصبة.
هذا الأسلوب يوفر إرشادات مفصلة عن بيرميبيليزينج بيلوسيدا زونا البيض الفأرة المخصبة جعل الخلايا الجنينية موجوداً لإيصال الجينات التي لينتيفيروسيس. لينتيفيروسيس مصممة بطبيعتها لإيصال الجينات تتسم بالكفاءة لخلايا الثدييات. أنها تصيب الفاصل وعدم تقسيم الخلايا ودمج الجينوم لينتيفيرال الكروموسومات المضيف1. سهولة توسيع نطاق الخلايا المضيفة لينتيفيرال من بسيودوتيبينج lentivirus المؤتلف مع التهاب الفم الحويصلي الفيروس بروتين سكري (منظمة-ز)، سبب انتحاء واسعة من البروتين منظمة-ز2. وبعد توصيل، ستابلي الجينات لينتيفيرال متكاملة والتعبير عنها كجزء من الكروموسومات المضيف إنشاء أداة مثالية لتوليد الحيوانات المحورة وراثيا. إذا سلمت إلى المرحلة المبكرة الخلايا الجنينية، الجينوم لينتيفيرال تكرارها والمعرب عنها في الكائن الحي كامل. وقد أدى إلى إنتاج الفئران والجرذان، والدجاج والسمان توصيل لينتيفيرال وخنزير3،،من45،،من67 من بين الأنواع الأخرى من الوراثي. ومع ذلك، يتطلب الأسلوب النموذجي لإيصال الجينات لينتيفيرال، الفنيين المهرة والمعدات المتخصصة للتغلب على الحاجز zona pellucida بتغليف الأجنة المرحلة المبكرة. والهدف العام لهذا الأسلوب لوصف كيفية بيرميبيليزي زونا استخدام ليزر لتسهيل إيصال الجينات لينتيفيرال.
بيض الثدييات محاطة بيلوسيدا زونا التي يصلب بعد الإخصاب لحماية البيض المخصب ضد بوليسبيرمي والحد من التفاعلات البيئية8،9. زونا أشكال حاجز الذي يحتفظ لينتيفيروسيس بعيداً عن الخلايا الجنينية حتى هي دبرت الأجنة الكيسة. المستزرعة الفأرة المخصبة يفقس البيض بعد 4 أيام ويجب أن يكون مزروع في الفئران بسيودوبريجنانت قبل الفقس للتطور الطبيعي في الجراء. ولذلك، لتوصيل، هي ميكروينجيكتيد لينتيفيروسيس قبل الفقس من زونا تجويف بيريفيتيليني، والمسافة بين زونا والخلايا الجنينية.
غالباً ما تتم إزالة بيلوسيدا زونا للاخصاب في الأنابيب من البويضات البشرية لزيادة معدل التسميد10. ومع ذلك، الكيميائية إزالة الماوس zona pellucida سلبا يؤثر نمو الجنين الماوس والضارة بالخلايا الجنينية11،12. طرق أخرى لإيصال الجينات إلى البيض الفأرة المخصبة التغلب على الحاجز zona pellucida microinjection المباشر للحمض النووي في نواة الخلية13. Pronuclear microinjection وسيلة فعالة لإيصال الجينات إلى الأجنة. ومع ذلك، منذ يقام كل الأجنة في مكان على حدة ل microinjection، يمكن الممارسة شاقة وتستغرق وقتاً طويلاً لمستخدم مبتدئ.
أساليب أخرى مثل انهانسر وفوتوبوريشن مفيدة عابرة وإيصال الجينات القصيرة الأجل للماوس يخصب البيض14،،من1516. هذه الأساليب تستخدم على نطاق واسع لتوصيل المكونات كريسبر-Cas9 وريكومبيناسيس. ومع ذلك، لا يمكن استخدام التسليم انهانسر وفوتوبوريشن من الجينات كفاءة لخلق الوراثي. المني التي يتم جمعها من البربخ الماوس ثقب يمكن أيضا ترانسدوسيد من لينتيفيروسيس وتستخدم للاخصاب في المختبر لإنتاج الحيوانات المحورة وراثيا17،،من1819، 20.
في هذا البروتوكول، وتيسر إيصال الجينات لينتيفيرال للأجنة الماوس بيرميبيليزينج زونا استخدام ليزر. وقد وضعت الليزر زيكلون كمساعدة للاخصاب في الأنابيب 21 وزراعة الخلايا الجذعية الجنينية22. وهو جهاز صغير بسيط للإعداد وسهلة الاستخدام. مرة واحدة مثبتة على مجهر، تحتل المساحة من عدسة الهدف ويسمح البرنامج المصاحب لهدف الليزر بينما كانوا يبحثون عن طريق العدسات المجهر (انظر البروتوكول: الفرع 3). مرة واحدة هو مثقب زونا واسطة الليزر زيكلون، يمكن إدخال لينتيفيروسيس في ثقافة وسائل الإعلام ل إيصال الجينات23. يمكن استخدام لينتيفيروسيس متعددة في نفس الوقت تقديم عدة جينات لإدماج الكروموسومات.
هذا البروتوكول سوف تصف كيفية عزل والماوس الثقافة يخصب البيض، ويوضح استخدام الليزر لانثقاب بيلوسيدا زونا ويوضح توصيل الماوس الخلايا الجنينية بواسطة لينتيفيروسيس.
جميع الإجراءات الحيوان والعلاجات المستخدمة في هذا البروتوكول كانت متفقة مع المبادئ التوجيهية الرعاية الحيوانية في المعاهد الوطنية للصحة/نيس وأقرها "رعاية الحيوانات" واستخدام اللجنة (ACUC) في المعاهد الوطنية للصحة/نيس، الحيوان البروتوكول 2010-0004.
1-الأعمال التحضيرية
2-عزل الفأرة المخصبة البيض
3-انثقاب الفأرة المخصبة البيض مع الليزر زيكلون
4-توصيل الماوس يخصب البيض بعد انثقاب الليزر زيكلون
5-غير الجراحية نقل الأجنة ترانسدوسيد الماوس للفئران الحوامل الزائفة
يمكن التحقق من وضع البيض معزولة ترانسدوسيد الفأرة المخصبة تحت المجهر يوميا (الشكل 1). وضع أجنة صحية في الكيسة في غضون 3 – 4 أيام. في هذا البروتوكول، وضع 60 – 70% أجنة غير المعالجة في الكيسة23. من أصل 114 الأجنة ترانسدوسيد مثقوبة الليزر، تطورت 54 الكيس?...
قدرة لينتيفيروسيس على الاندماج على جينوم مضيف يجعلها متجه مثالية لإيصال الجينات مستقرة. يمكن أن تحمل ناقلات لينتيفيرال يصل إلى 8.5 كيلوبس زوج (kbp) المواد الجينية التي يمكن أن تستوعب المروجين خلية محددة أو إيندوسيبلي أو علامات التحديد مويتيس الفلورسنت. يمكن إجراء نسخ متماثل كجزء من جينوم مض?...
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
وأيد هذا البحث "برنامج البحوث الداخلية" للمعهد الوطني للصحة (NIH)، "الوطني معهد لعلوم الصحة البيئية" (نيس). ونحن ممتنون للدكتور روبرت بيتروفيتش والدكتور جيسون وليامز لقراءة نقدية للمخطوطات ونصائح مفيدة. كما نود أن نعترف وأشكر الدكتور بيرند اللمعان ولب خروج المغلوب ومرفق التدفق الخلوي، مجهرية Fluorescence ومركز التصوير وتسهيلات "نسبية الطب فرع" نيس لمساهماتهم الفنية. ونود أن نشكر السيد ديفيد غولدنغ من "فرع الطب المقارن" والسيدة لويس ويريك من مركز التصوير في نيس على تزويدنا بالصور والرسوم التوضيحية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
CD510B-1 plasmid | System Biosciences | CD510B-1 | used to package the lentivirus expressing EF1a-copGFP |
Dimethylpolysiloxane | Sigma | DMPS5X | culturing embryos |
hyaluronidase | Sigma | H3506 | used to remove cumulus cells |
XYClone Laser | Hamilton Thorne Biosciences | perforating mouse fertilized eggs | |
Non-Surgical Embryo Transfer (NSET) Device | ParaTechs | 60010 | NSET of embryos |
KSOM medium | Millipore | MR-020P-5F | culturing embryos |
Composition of KSOM: | mg/100mL | ||
NaCl | 555 | ||
KCl | 18.5 | ||
KH2PO4 | 4.75 | ||
MgSO4 7H2O | 4.95 | ||
CaCl2 2H2O | 25 | ||
NaHCO3 | 210 | ||
Glucose | 3.6 | ||
Na-Pyruvate | 2.2 | ||
DL-Lactic Acid, sodium salt | 0.174mL | ||
10 mM EDTA | 100µL | ||
Streptomycin | 5 | ||
Penicillin | 6.3 | ||
0.5% phenol red | 0.1mL | ||
L-Glutamine | 14.6 | ||
MEM Essential Amino Acids | 1mL | ||
MEM Non-essential AA | 0.5mL | ||
BSA | 100 | ||
M2 medium | Millipore | MR-015-D | culturing embryos |
Composition of M2: | mg/100mL | ||
Calcium Chloride | 25.1 | ||
Magnesium Sulfate (anhydrous) | 16.5 | ||
Potassium Chloride | 35.6 | ||
Potassium Phosphate, Monobasic | 16.2 | ||
Sodium Bicarbonate | 35 | ||
Sodium Chloride | 553.2 | ||
Albumin, Bovine Fraction | 400 | ||
D-Glucose | 100 | ||
Na-HEPES | 54.3 | ||
Phenol Red | 1.1 | ||
Pyruvic Acid | 3.6 | ||
DL-Lactic Acid | 295 |
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