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Method Article
Un método por el cual la expresión de genes en el tubo neural puede ser regulada hacia abajo en un tipo de células específicas, de manera detectable se describe. Demostramos cómo In ovo de base microRNA-plásmidos que provocan interferencia de ARN espaciotemporalmente controlada puede ser usada para investigar guiado de los axones de la comisura en el tubo neural en desarrollo.
Comisurales ED1 neuronas han sido ampliamente estudiados para elucidar los mecanismos que subyacen guía de axones durante el desarrollo 1,2. Estas neuronas se localizan en la médula espinal dorsal y envían sus axones a lo largo de trayectorias estereotipados. Axones de la comisura ventral inicialmente proyectar hacia y luego a través de la placa del piso. Después de cruzar la línea media, estos axones hacer un giro brusco rostral y proyecto longitudinalmente hacia el cerebro. Cada uno de estos pasos está regulado por las actividades coordinadas de señales de orientación de atracción y repulsión. La correcta interpretación de estas señales es crucial para la orientación de los axones a lo largo de su ruta demarcada. Por lo tanto, la contribución fisiológica de una molécula particular para guía de axones de la comisura está idealmente investigado en el contexto de la embrión vivo. Por consiguiente, desmontables de genes in vivo deben ser controlados con precisión con el fin de distinguir cuidadosamente las actividades de orientación axón de genes que pueden jugar múltiplesfunciones durante el desarrollo.
Aquí se describe un método para la expresión de gen desmontables en el tubo neural de pollo en un tipo de células específicas, de manera rastreable. Usamos nuevos vectores plasmídicos 3 albergar celulares específicos de tipo promotores / potenciadores que dirigen la expresión de un marcador de la proteína fluorescente, seguido directamente por un transcrito de miR30-RNAi 4 (localizado dentro de la UTR 3 'del ADNc que codifica la proteína fluorescente) ( Figura 1). Cuando electroporación en el tubo neural en desarrollo, estos vectores provocar downregulation eficiente de la expresión génica y expresar proteínas marcadoras fluorescentes brillantes para permitir el rastreo directo de las células que experimentan desmontables 3. Mezclando diferentes vectores de RNAi antes de la electroporación permite la caída simultánea de dos o más genes en regiones independientes de la médula espinal. Esto permite complejas interacciones celulares y moleculares que se examinaron durante el desarrollo, de una manera que es rápida, simple, preciso y barato. En combinación con Dil trazado de trayectorias de axones comisurales en preparaciones de libro abierto 5, este método es una herramienta útil para estudios in vivo de los mecanismos celulares y moleculares de crecimiento de los axones de la comisura y orientación. En principio, cualquier promotor / potenciador se podría utilizar, lo que podría hacer la técnica más ampliamente aplicable para estudios in vivo de la función de genes durante el desarrollo 6.
Este primer video muestra cómo controlar y huevos de ventana, la inyección de los plásmidos de ADN en el tubo neural y el procedimiento de electroporación. Para investigar guía de axones comisurales, la médula espinal se retira del embrión como una preparación a libro abierto, fijado, e inyectados con Dil, para permitir que las vías axonales a ser rastreado. La médula espinal está montado entre cubreobjetos y se visualizaron mediante microscopía confocal.
1. Preparación de ADN plásmido para RNAi silenciamiento génico tipo de células específicas
Plásmidos (Figura 1) se sintetizan usando técnicas de clonación molecular, como se describió anteriormente en detalle 3,4.
1.1 La clonación en los vectores: Diseño oligonucelotide
Un ejemplo para el silenciamiento de GFP se muestra a continuación.
Secuencia diana (22nt): 5'-GGCACAAGCTGGAGTACAACTA
GFP Forward HP1 = 59mer
GFP Reverse HP1 = 58mer
Hay secuencias comunes en estos oligos que forman parte de las secuencias de genes miARN acompañamiento (pollo específico), y comunes de loop / madre (secuencias de humano miRNA30). Las secuencias diana específicas de gen están subrayadas. Observe que no hay amIsMatch en la base 5 'de la hebra de avance (se muestra en negrita; G → A en este ejemplo) para imitar el desajuste natural en miRNA30 en esta posición.
Un ejemplo para el silenciamiento LacZ se muestra a continuación.
Secuencia diana (22nt): 5'-CGCGCTGTATCGCTGGATCAAA
LacZ adelante HP2:
LacZ Reverse HP2:
Tenga en cuenta que una vez más, la base 5 'de la secuencia diana en el capítulo adelante ha sido cambiada (en negrita; C → A en este ejemplo) de manera que no corresponde a la secuencia antisentido, que imitan miRNA30.
1,2 de reacción de PCR y subclonación
La clonación en el sitio de primera horquilla: L 1 a 10 ng GFP Cebador directo HP1 1 l - 100 ng cebador 5 'HP1 100 ng cebador 3 'HP1 - 1 l 1 dNTPs mu l (10 mM) 5 l de 10x tampón de reacción de Pfu 1 l Pfu ADN polimerasa (Promega) 39 l de agua PCR-Grade | Oregón | Clonación en el sitio segunda horquilla: L 1 a 10 ng LacZ Cebador directo HP2 1 l - 100 ng cebador 5 'HP2 1 l - 100 ng cebador 3 'HP2 1 dNTPs mu l (10 mM) 5 l de 10x tampón de reacción de Pfu 1 l Pfu ADN polimerasa (Promega) 39 l de agua PCR-Grade |
Ciclos:
94 ° C | 94 ° C | 55 ° C | 72 ° C | 72 ° C | 4 ° C |
1 min | 30 sec | 30 sec | 1 min | 9 min | mantener |
30 ciclos |
1,3 plásmidos de secuenciación de genes miARN
Bajo condiciones estándar de la reacción de secuenciación a menudo falla debido a la fuerte estructura secundaria de las horquillas. Para mejorar esta 7:
2. La electroporación
2,1 Egg manejo
2,2 Preparación de reactivos y equipos
2,3 de ventanas
2.4 La electroporación
RNAi plásmido de ADN (en H 2 0) | X l |
20x PBS | 1 l |
0,4% de azul de tripano | 2 l |
estéril 2 ddH 0, hasta un volumen final de | 20 l |
Use succión suave para cargar la mezcla de ADN en el vaso microcapilar unido a la tubería.
3. Preparativos Médula Espinal
3.1 La disección de embriones
3,2 Aislamiento de las médulas espinales de embriones
3.3 Fijación de los libros abiertos
3.5 Montaje de imágenes
4. Los resultados representativos
La electroporación y la expresión de plásmidos
Bajo elcondiciones descritas anteriormente, la proteína fluorescente debe ser claramente detectable en el tipo celular apropiado sin la necesidad de amplificación adicional de la señal, mediante el etiquetado de anticuerpos. La proteína fluorescente sólo deberían ser detectables en el tipo celular deseado / s. Ejemplos representativos de las preparaciones de libro abierto y secciones transversales de embriones electroporadas con los diferentes plásmidos se muestran en la Figura 2.
Eficiencia de miRNAs artificiales
MiRNAs artificiales contra un nuevo gen de interés debe ser examinado para la eficiencia y la especificidad de sus efectos desmontables. Encontramos que la actina β-promotor impulsado construcciones, electroporación a 0,25 g / l, son apropiados para este 3. Knockdown in vivo puede ser probado por inmunohistoquímica o hibridación in situ.
Dil etiquetado
Apropiados de las inyecciones de Dil en embriones de tipo salvajedebe producir más de 80% de los sitios de inyección con trayectorias ideales, arquetípicos 3, como se muestra en la Figura 3. Animal de la variabilidad animal debe ser baja.
Figura 1. Esquemático generalizado de los vectores que expresan los genes miARN-plásmido. El uso de diferentes ARN polimerasa II promotores / potenciadores permite tipo de células específicas de expresión. Las células transfectadas se identifican por la expresión de un indicador fluorescente que está directamente vinculado (dentro de una única transcripción) a uno o dos miRNAs artificiales, que derriban la expresión génica. El texto en negrita indica la cadena de sentido de un miARN artificial contra LacZ, como se describe en el texto.
Figura 2. Representante ejemplos of fluorescentes patrones de expresión de proteínas obtenido después de la electroporación de los vectores plásmidos indicados. Las secciones transversales y libros abiertos son a partir de embriones de pollo HH25-26 que se sometieron a electroporación en HH18. β-actina promotor dirige la expresión ubicua, Math1 potenciador conduce la expresión en las neuronas y ED1 Hoxa1 potenciador conduce la expresión específica en la placa de piso. CN, comisural neurona, FP, placa de piso.
Figura 3. Aplicación y análisis de los sitios de inyección de Dil en preparaciones libro abierto. Dil se debe inyectar en un patrón puntiforme, cerca del margen lateral del libro abierto, en el lado electroporada (identificado por la expresión de proteína fluorescente). Después de 3 días de difusión, comisurales trayectorias axón debe ser capaz de ser visualizado bajo microscopía de fluorescencia. Trayectorias normales axón crecerá hacia el suelo Ptarde, cruce la placa de piso y luego girar y crecer rostral. Fenotipos anormales que surgen de golpe gen abajo se puede comparar con esta trayectoria arquetípico. En el ejemplo, algunos axones puesto en la placa de piso o hacer decisiones erróneas de giro en el lado contralateral.
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Esta simple, basado en vectores de expresión de miARN estrategia artificial puede ser utilizado para la expresión del gen endógeno caída en el tubo neural de pollo. Estas herramientas funcionales ofrecer silenciamiento de genes múltiples, control temporal y la especificidad de tipo celular, para facilitar la dilucidación de complejas vías de desarrollo. En particular, se ha demostrado la utilidad de estos plásmidos en guía de axones comisurales, ya que los plásmidos se pueden utilizar para distintos genes desm...
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No hay conflictos de interés declarado.
El trabajo en el laboratorio de ES con el apoyo de la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia. Nos gustaría dar las gracias al Dr. Beat Kunz para obtener ayuda con el rodaje.
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nombre de reactivo | Empresa | Número de catálogo | |
0,5 mm capilares de vidrio | World Precision Instruments | 1B120F-4 | |
Vidrio aguja extractor | Narishige | PC-10 | |
Electroporador | BTX | ECM 830 | |
Sylgard de elastómero de silicona | World Precision Instruments | SYLG184 | |
Alambre de tungsteno, 0,075 mm | World Precision Instruments | TGW0325 | |
Los alfileres entomológicos, 0,20 mm | Herramientas Artes Ciencias | 26002-20 | |
Los alfileres entomológicos, 0,10 mm | Herramientas Artes Ciencias | 26002-10 | |
Tijeras de primavera | Ciencia Para Fineoles | 15003-08 | |
Dumont # 5 fórceps | Herramientas Artes Ciencias | 11252-20 | |
Dumont # 55 pinzas | Herramientas Artes Ciencias | 11255-20 | |
Fast Dil | Molecular Probes | D-7756 | |
Microscopios de fluorescencia | Olimpo | SZX12, BX51 |
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