Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
* Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen
Hier beschreiben wir eine ganze-mount fluoreszierende In situ Hybridisierung (FISH)-Protokoll für die Bestimmung der Expression und Lokalisation Eigenschaften von RNAs während der Embryogenese in der Fruchtfliege ausgedrückt, Drosophila melanogaster.
Beurteilung der Expression eines Gens, sowie der subzellulären Lokalisation Eigenschaften seiner transkribierte RNA, sind wesentliche Merkmale für das Verständnis seine biologische Funktion während der Entwicklung. RNA in situ Hybridisierung (RNA-ISH) ist eine leistungsfähige Methode zur Visualisierung von RNA Verteilung Eigenschaften verwendet, sei es bei den Organismen, Zellen oder subzellulären Ebene 1. RNA-ISH basiert auf der Hybridisierung einer markierten Nukleinsäure-Sonde (z. B. Antisense-RNA, Oligonukleotiden) komplementär zu der Sequenz eines mRNA oder eines nicht-kodierende RNA Ziel von Interesse 2 basiert. Da das Verfahren erfordert Primärsequenz Information allein zur sequenzspezifischen Sonden zu erzeugen, kann es allgemein zu einem breiten Spektrum von Organismen und Gewebeproben 3 angewendet werden. In der Tat, eine Reihe von großen ISH Studien durchgeführt wurden, um die Genexpression zu dokumentieren und RNA Lokalisation Dynamik in verschiedenen Modellorganismen hat sich auf das führteAufbau wichtiger Community-Ressourcen 4-11. Während eine Vielzahl von Sonden-Markierung und zum Nachweis Strategien im Laufe der Jahre entwickelt worden sind, bieten die kombinierte Verwendung von fluoreszenzmarkierten Nachweisreagenzien und enzymatische Signalverstärkung Schritte signifikante Verbesserungen der Empfindlichkeit und Auflösung des Verfahrens 12. Hier beschreiben wir eine optimierte Fluoreszenz in situ Hybridisierung Verfahren (FISH) unter Verwendung Tyramid Signalverstärkung (TSA), die RNA Expression und Lokalisation Dynamik inszeniert Drosophila-Embryonen zu visualisieren. Das Verfahren wird in 96-well PCR-Platte-Format, das erleichtert die gleichzeitige Verarbeitung einer großen Zahl von Proben durchgeführt.
Ein. RNA Probe Vorbereitung
Übersicht: Der folgende Abschnitt beschreibt die erforderlichen Schritte zum Digoxigenin (DIG)-markierten RNA-Sonden für FISH machen. Der erste Schritt beinhaltet das Klonen oder PCR Amplifikation einer Sequenz entsprechend der transkribierten Region eines Gens von Interesse, die verwendet werden, um eine Sequenz-spezifische Sonde erzeugt wird. Dies kann durch Klonieren der erste Genabschnitt in ein Plasmid, in dem die multiple Klonierungsstelle von Bakteriophagen Promotorelemente (T7, T3 oder SP6), die dann als Matrize für eine PCR mit flankierenden Primer dienen, die die Promotor-Sequenzen flankiert wird integrieren können erreicht werden , wodurch eine lineare PCR-Produkt mit unterschiedlichen Promotorsequenzen an jedem Ende (1A). Alternativ, den Klonierungsschritt zu vermeiden, kann man auch eine PCR-Amplifikation von genomischer DNA oder cDNA unter Verwendung von Oligonukleotiden, die T7-, T3 oder SP6-Sequenzen an ihrem 5'-Enden (zB T7 umfassen:5'-TAATACGACTCACTATAGGGAGA-3 '; T3: 5'-AATTAACCCTCACTAAAGGGAGA-3'; Sp6: 5'-ATTTAGGTGACACTATAGAAGAG-3 '). Die lineare PCR-Produkte werden dann als Matrizen verwendet, um Dig-markierten Sense oder Antisense-RNA-Sonden durch Abfließen in vitro-Transkription mit der geeigneten Polymerase (1B) zu machen. Bei der Sonden für spezifische Gene, bereiten wir sowohl Sense-und Antisense-RNA-Sonden empfehlen verschiedene Polymerasen, die hilfreich sein für die Beurteilung der FISH-Signal Spezifität (dh, wenn das Gen von Interesse in Antisense-Orientierung transkribiert wird, wird die RNA-Sonde zeigen, die Pegel der Hintergrundgeräusche Signal). In all der folgenden Schritte aus, sollte man große Sorgfalt, um potenzielle Abbau durch Kontamination Ribonukleasen (RNasen) zu vermeiden, indem Sie zunächst die Reinigung aller Bank Flächen und Geräte mit 70% Ethanol oder kommerzielle RNAse Dekontaminationslösungen und durch die Verwendung RNAse-freie Versorgung (zB Wasser, Tipps, Mikrozentrifugenröhrchen).
MaMaterialien
Ausrüstung
2. Sammlung und Fixierung von Drosophila-Embryonen
Übersicht: Dieser Abschnitt beschreibt die Schritte für die Ernte und Verarbeitung inszeniert Drosophila-Embryo. Abhängig von der Anzahl von Embryonen Bedarf können Fliegen in Käfigen Population verschiedener Größe aufrechterhalten werden. Die folgenden Schritte sind für Sammlungen durchgeführt mit 900 cm 3 zylindrischen Käfige mit 100mm Apfelsaft Sammlung Platten. Ordnungsgemäße Fixierung erfordert die Entfernung von zwei Schutzschichten umgibt den Embryo: die äußere und die innere Chorion Vitelline Membran 13. Nach der Ernte werden die Embryonen werden zunächst in einem 50% Bleichlösung auf das Chorion entfernen getaucht, dann werden sie in einer zweiphasigen Lösung mit Heptan (permeabilisiert die Vitellin-Membran) und PBS mit 3,7% Formaldehyd versetzt. Die Membran wird dann Vitellin rissig und entfernt durch Übertragen der Embryonen in einem zweiphasigen Gemisch aus Heptan und Methanol. Ordnungsgemäße Embryo Fixierung und Entfernen des Dotterhaut ist kritisch für den Erfolg des stromabwärtigen FISH-Verfahren.
Materialien
Ausrüstung
3. Postfixierung Processing, Hybridisierung und Post-Hybridisierung Washes
Übersicht: In diesem Abschnitt werden die Bearbeitungsschritte für den Embryo Permeabilisierung vor FISH, pre-HybridisierungHybridisierung mit den Sonden und RNA Posthybridisierung Wäschen. Für die anfänglichen Schritte Permeabilisierung die Embryonen als Pool in einem einzigen Rohr (Schritte 1-9 unter dem Ziel für 10-15 ul ständiger Embryonen / Probe) gehandhabt, aber sie werden in einzelne Vertiefungen einer 96-Well-Platte PCR aliquotiert bevor mit der Vorhybridisierung Schritt (Schritt 10). Dies hilft, die gleichmäßige Bearbeitung aller Embryonen in den ersten Phasen des Experiments zu gewährleisten. Beim Einrichten einer FISH Experiments ist es wichtig, negative Kontrollen umfassen, um den Pegel des Hintergrundsignals in einzelnen Experimente bestimmen. Hierzu empfehlen wir auch ein "no-Sonde" Probe und, wie in Abschnitt 1, eine Probe mit dem "Sinn"-RNA-Sonde, die in der Regel geben ein Signal vergleichbar mit der "no-Sonde" Bedingung hybridisiert festgestellt.
Materialien:
Ausrüstung
4. Probe-Erkennung
Übersicht: In diesem Abschnitt werden die Antikörper und Nachweisreagenzien zum Nachweis und zur Visualisierung der Verteilung der RNA Sondensignal folgende Hybridisierung. Diese Schritte sind schematisch in Abbildung 2 dargestellt. Hier präsentieren wir nur die Standard Nachweisreagenzien, die wir verwenden zur robusten Signalverstärkung, sondern es existiert eine Vielzahl im Handel erhältlichen Reagenzien, die als Alternativen verwendet werden können, vor allem beim Durchführen Doppel-FISH-Experimente zur Zusammenarbeit erkennen verschiedene RNAs gleichzeitig für Protein-RNA Doppel Färbung. Beispiele von Ergebnissen mit diesem Protokoll sind in der mRNA-Expression / Lokalisierung Muster Mosaik in Abbildung 3 dargestellt.
Materialien
Ausrüstung
Wenn erfolgreich durchgeführt, bietet dieses Verfahren eine auffallend erhöhtes Maß an Detail in der räumlich-zeitlichen Analyse von Genexpression und mRNA Lokalisation Dynamik in der frühen Drosophila Embryogenese. In der Tat, wie in 3A für die klassische Pair-rule-Gens runt (run) dargestellt, kann man dieses Protokoll, um die Genexpression Veranstaltungen über den Nachweis des entstehenden transcript Herde in Gruppen zum Ausdruck Kerne beobachten. Zusätzlich, wie im Embryo Mo...
Für Sonde Syntheseschritte, wir erzeugen typischerweise Run-off-Antisense-RNA-Sonden durch in vitro Transkription von full-length Drosophila cDNAs von Plasmiden in der Drosophila Gene Collection (DGC), eine Ressource auf der folgenden Website detailliert gefunden amplifiziert: http://www .fruitfly.org / DGC / index.html 14,15. Dieser Ansatz wurde ausgiebig in großem Maßstab ISH Studium an Mapping-Genexpression u...
Keine Interessenskonflikte erklärt.
Arbeiten durchgeführt im Lécuyer Labor wird durch Mittel aus dem Nationalen Sciences and Engineering Council of Canada (NSERC), dem kanadischen Institutes of Health Research (CIHR) und dem Fonds de Recherche en Santé du Québec (FRSQ) unterstützt. Fabio Alexis Lefebvre und Gaël Moquin-Beaudry von NSERC Undergraduate Research studentships unterstützt, während Carole Iampietro vom Angelo Pizzagalli Postdoc-Stipendium unterstützt wird.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name des Reagenz | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare (optional) |
T7, T3 oder SP6-RNA-Polymerase | Fermentas Life Sciences | EP0101, EP0111, EP0131 | Die Kits enthalten Reaktionspuffer. |
DIG RNA Labeling Mix | Roche Applied Science | 11 277 073 910 | |
RNAguard | Amersham Biosciences | 27-0816-01 | |
3M Natriumacetat | |||
Kalter 100% Ethanol. | |||
Kaltem 70% Ethanol. | |||
Chlorbleichlauge 1:1 mit Wasser verdünnt. | |||
Heptan | |||
Methanol | |||
Proteinase K | Sigma Aldrich Oakville, ON, Canada | Katalog Nr. P2308 | |
40% Formaldehyd-Lösung, frisch zubereitet | |||
PBS-Tween-Lösung (PBT) | 1xPBS, 0,1% Tween-20 | ||
Glycinlösung | 2 mg / ml Glycin in PBT | ||
HRP-konjugierten Maus-monoklonalen anti-DIG | Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc | 200-032 - 156 | (1/400 Verdünnung einer 1 mg / ml Stammlösung in PBTB |
HRP-konjugiertem Schaf-monoklonalen anti-DIG | Roche Applied Science, Laval, QC | 1 207 733 | 1/500 Verdünnung der Stocklösung in PBTB |
Biotin-konjugierten Maus-monoklonalen anti-DIG | Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc., West Grove, PA, USA | 200-062-156 | (1/400 Verdünnung einer 1 mg / ml Stammlösung in PBTB |
Streptavidin-HRP-Konjugat | Molecular Probes, Eugene OR, USA | S991 | (1/100 Verdünnung einer 1 ug / ml Brühe |
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten