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Method Article
Procédé par lequel l'expression du gène dans le tube neural peut être régulée à la baisse dans une cellule spécifique d'un type, est décrit de façon traçable. Nous montrons comment In ovo des microARN à base de plasmides qui suscitent spatio-temporellement contrôlée ARN interférence peut être utilisée pour étudier le guidage axonal commissurale dans le tube neural développement.
Commissuraux EL1 neurones ont été étudiés afin d'élucider les mécanismes qui sous-tendent le guidage axonal pendant 1,2 développement. Ces neurones sont situés dans la moelle épinière dorsale et envoient leurs axones le long de trajectoires stéréotypées. Axones commissuraux d'abord projeter vers le ventre, puis à travers la plaque de sol. Après avoir traversé la ligne médiane, ces axones faire un virage serré rostrale et le projet longitudinalement vers le cerveau. Chacune de ces étapes est régie par les activités coordonnées de signaux de guidage attractives et répulsives. L'interprétation correcte de ces signaux est essentielle pour guider les axones le long de leur parcours délimité. Ainsi, la contribution d'une molécule physiologique particulier pour le guidage axonal commissure est idéalement étudiée dans le cadre de l'embryon vivant. En conséquence, inactivation génique in vivo doit être contrôlée avec précision afin de bien distinguer les activités de guidage des axones des gènes qui pourraient jouer multiplerôles au cours du développement.
Nous décrivons ici une méthode pour l'expression des gènes effet de choc dans le tube neural de poulet dans une cellule spécifique du type, de façon traçable. Nous utilisons de nouveaux vecteurs plasmidiques 3 Hébergement cellulaires spécifiques au type de promoteurs / amplificateurs qui alimentent l'expression d'un marqueur fluorescent protein, suivie directement par une transcription miR30-RNAi 4 (situé au sein de la 3'-UTR de l'ADNc codant pour la protéine fluorescente) ( Figure 1). Lorsque électroporation dans le tube neural en développement, ces vecteurs susciter la régulation négative de l'expression génique efficace et d'exprimer vives protéines marqueurs fluorescents pour permettre le traçage directe des cellules qui connaissent knockdown 3. Mélanger différents vecteurs d'ARNi avant l'électroporation permet l'effet de choc simultanée de deux ou plusieurs gènes dans les régions indépendantes de la moelle épinière. Cela permet de complexes interactions cellulaires et moléculaires qui seront examinées au cours du développement, d'une manière qui est rapide, smise, précis et peu coûteux. En combinaison avec Dil tracé des trajectoires des axones dans commissurales à livre ouvert préparations 5, cette méthode est un outil utile pour les études in vivo des mécanismes cellulaires et moléculaires de la croissance axonale commissurale et d'orientation. En principe, n'importe quel promoteur / amplificateur peut être utilisé, ce qui pourrait rendre la technique plus largement applicable pour les études in vivo de la fonction des gènes au cours du développement 6.
Cette vidéo montre d'abord comment manipuler et oeufs de fenêtres, l'injection de plasmides d'ADN dans le tube neural et la procédure d'électroporation. Pour étudier le guidage axonal commissurale, la moelle épinière est enlevée de l'embryon comme une préparation à livre ouvert, fixé, et injecté avec Dil pour permettre voies axonales à tracer. La moelle épinière est monté entre lamelles et visualisées par microscopie confocale.
1. Préparation de l'ARNi ADN plasmidique pour Gene Silencing cellulaire spécifique de type
Plasmides (figure 1) sont synthétisés en utilisant des techniques de clonage moléculaire, comme décrit précédemment dans le détail 3,4.
1.1 Clonage dans les vecteurs: la conception oligonucelotide
Un exemple pour l'extinction GFP est indiqué ci-dessous.
Séquence cible (22nt): 5'-GGCACAAGCTGGAGTACAACTA
GFP avant HP1 = 59mer
GFP inverse HP1 = 58mer
Il ya des séquences communes à ces oligos qui font partie des séquences flanquantes (miRNA spécifique de poulet), et communes de boucle / tige (à partir de séquences humaines miRNA30). Les séquences cibles spécifiques du gène sont soulignés. Notez qu'il n'y a amIsMatch à la base 5 'du brin avant (affiché en gras; G → A dans cet exemple) pour imiter le déséquilibre naturel dans miRNA30 à cette position.
Un exemple pour l'extinction LacZ est indiqué ci-dessous.
Séquence cible (22nt): 5'-CGCGCTGTATCGCTGGATCAAA
LacZ avant HP2:
LacZ inverse HP2:
Notez qu'encore une fois, la base 5 'de la séquence cible dans le brin avant a été changé (en gras: C → A dans cet exemple) de sorte qu'il correspond pas à la séquence antisens, imitant miRNA30.
1.2 Réaction PCR et sous-clonage
Le clonage dans le site première épingle: 1 pl - 10 ng GFP Amorce HP1 1 pi - 100 ng amorce 5 'HP1 1 pi - 100 ng amorce 3 'HP1 1 ul de dNTP (10 mM) 5 pl de tampon 10x Pfu réaction 1 pi d'ADN polymérase Pfu (Promega) 39 ul PCR-Grade eau | OU | Le clonage dans le site deuxième épingle à cheveux: 1 pl - 10 ng LacZ Amorce HP2 1 pi - 100 ng amorce 5 'HP2 1 pi - 100 ng amorce 3 'HP2 1 ul de dNTP (10 mM) 5 pl de tampon 10x Pfu réaction 1 pi d'ADN polymérase Pfu (Promega) 39 ul PCR-Grade eau |
Cycles:
94 ° C | 94 ° C | 55 ° C | 72 ° C | 72 ° C | 4 ° C |
1 min | 30 sec | 30 sec | 1 min | 9 min | tenir |
30 cycles |
1,3 plasmides miRNA séquençage
Dans des conditions standard de la réaction de séquençage échoue souvent à cause de la forte structure secondaire des épingles à cheveux. Pour améliorer cette 7:
2. Électroporation
2.1 Manipulation des oeufs
2.2 Préparation des réactifs et du matériel
2,3 fenêtrage
2,4 électroporation
ARNi ADN plasmidique (en H 2 0) | X ul |
20x PBS | 1 pl |
0,4% de bleu trypan | 2 pl |
stériles ddH 2 0, pour un volume final de | 20 pi |
Utiliser une aspiration douce pour charger le mélange d'ADN dans le microcapillaire en verre attaché à la tubulure.
3. Les préparatifs de la moelle épinière
3.1 La dissection d'embryons
3.2 Isolement de la moelle épinière d'embryons
3.3 Fixation des livres ouverts
3.5 Montage de l'imagerie
4. Les résultats représentatifs
Électroporation de plasmides et d'expression
Dans le cadre duconditions décrites ci-dessus, la protéine fluorescente doit être nettement détectable dans le type cellulaire appropriée, sans la nécessité d'une amplification supplémentaire du signal de marquage de l'anticorps. La protéine fluorescente ne doit être détectable dans le type cellulaire désiré / s. Des exemples représentatifs de préparation à livre ouvert et coupes d'embryons électroporées avec les différents plasmides sont présentés dans la figure 2.
Efficacité des miARN artificiels
MiARN artificiels contre un nouveau gène d'intérêt doivent d'abord être examinés pour l'efficacité et la spécificité de leurs effets knockdown. Nous constatons que les β-actine promoteur pilotés par des constructions, électroporation à 0,25 pg / pl, sont appropriées pour ce 3. Knockdown in vivo peut être testé par immunohistochimie ou hybridation in situ.
Dil étiquetage
Bien ciblées injections dans des embryons de type sauvage DiIdevrait produire plus de 80% des sites d'injection avec idéales, les trajectoires archétypales 3, comme le montre la figure 3. Des animaux à la variabilité des animaux devrait être faible.
Figure 1. Schématique généralisée des vecteurs plasmidiques exprimant miARN-. L'utilisation de différents promoteurs d'ARN polymérase II / enhancers permet un type cellulaire spécifique d'expression. Les cellules transfectées sont identifiables par l'expression d'un rapporteur fluorescent qui est lié directement (d'un seul transcrit) à une ou deux miRNAs artificielles, qui abattre l'expression des gènes. Le texte en gras indique le brin sens d'un miARN artificiels contre LacZ, comme décrit dans le texte.
Figure 2. Représentant exemples of fluorescentes profils protéiques obtenus à la suite d'électroporation des vecteurs plasmidiques indiqués. Les coupes transversales et des livres ouverts sont à partir d'embryons de poulet HH25-26 qui ont été électroporation à HH18. β-actine promoteur dirige l'expression ubiquitaire, Math1 enhancer dirige l'expression dans les neurones et di1 HOXA1 enhancer entraîne l'expression spécifiquement dans la plaque de fond. CN, commissurale neurone; PF, plaque de sol.
Figure 3. Application et analyse des sites d'injection DiI dans les préparations à livre ouvert. Dil doit être injecté dans un modèle ponctuée, à proximité de la marge latérale du livre ouvert, sur le côté électroporation (identifié par l'expression de protéines fluorescentes). Après 3 jours de diffusion, commissuraux trajectoires des axones doivent pouvoir être visualisés en microscopie fluorescente. Trajectoires des axones normaux se développera vers le rez-de-pfin, traverser la plaque de fond, puis tourner et pousser rostrale. Phénotypes anormaux résultant de coups bas gène peut être comparé à cette trajectoire archétype. Dans l'exemple, certains axones décrochage dans la plaque de fond ou de faire tourner des décisions erronées sur le côté controlatéral.
Cette simple, basée sur un vecteur d'expression artificielle stratégie miRNA peut être utilisé pour l'expression du gène endogène effet de choc dans le tube neural poulet. Ces outils fonctionnels offrent gene silencing multiple, contrôle temporel et une spécificité de type cellulaire, afin de faciliter l'élucidation des voies de développement complexes. En particulier, nous avons démontré l'utilité de ces plasmides dans le guidage axonal commissurale, depuis les plasmides peuvent être util...
Aucun conflit d'intérêt déclaré.
Travail dans le laboratoire de l'ES est soutenu par le Fonds national suisse de la science. Nous tenons à remercier le Dr Beat Kunz de l'aide pour le tournage.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nom du réactif | Entreprise | Numéro de catalogue | |
0,5 mm capillaires en verre | World Precision Instruments | 1B120F-4 | |
Verre aiguille extracteur | Narishige | PC-10 | |
Electroporateur | BTX | ECM 830 | |
Sylgard élastomère de silicone | World Precision Instruments | SYLG184 | |
Fil de tungstène, 0,075 mm | World Precision Instruments | TGW0325 | |
Broches d'insectes, 0,20 mm | Outils Fine Science | 26002-20 | |
Broches d'insectes, 0,10 mm | Outils Fine Science | 26002-10 | |
Ciseaux à ressort | Fin Pour la Scienceols | 15003-08 | |
Dumont # 5 forceps | Outils Fine Science | 11252-20 | |
Dumont # 55 pince | Outils Fine Science | 11255-20 | |
Rapide Dil | Molecular Probes | D-7756 | |
Microscopes à fluorescence | Olympe | SZX12, BX51 |
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