ファクトブラトサーモビア家電におけるゲノム編集のための卵マイクロインジェクションと効率的な交配

要約

我々は、卵の飼育、マイクロインジェクション、およびゲノム編集後に変異株を生成し維持するために、ファイヤーブラット サーモビア家電 の効率的な交配のための詳細なプロトコルを提供する。

要約

ファブレット サーモビア家畜は 、地球上で成功した進化放射線につながった昆虫の発達メカニズムを研究するのに適した代謝された翼のない種です。ゲノム編集などの遺伝的ツールの応用は、Evo-Devoアプローチにおける進化的移行を担う遺伝的変化を理解する鍵です。この記事では 、T.家産の変異株を生成し、維持するための現在のプロトコルについて説明します。我々は、報告された湿式注入法の代替として、注入された胚において安定的に高い生存率を得ることを可能にする乾燥注入方法を報告する。また、成人との交尾を行い、その後の世代を高効率で取得するための最適化された環境設定を報告します。我々の方法は、非伝統的なモデル生物にゲノム編集方法をうまく適用するために、種固有の生物学を考慮に入れる重要性を強調している。これらのゲノム編集プロトコルは 、T.家畜 を実験室モデルとして実施し、この種における有用な遺伝ツールの開発と応用をさらに加速させるのに役立つと予測しています。

概要

熱藻家畜は、最も基礎的な昆虫の注文の1つに属しています, Zygentoma, 先祖の代謝と翼のないライフサイクルを保持します.このような基底系統的位置と先祖の特徴は、この種を地球上の昆虫の成功の基礎となるメカニズムを研究するための魅力的なモデルとして設定し、記述された動物種の70%以上をカバーする^1。T. 家産は、比較的短いライフサイクル(胚から生殖成人までの2.5~3.0ヶ月)などの実験室モデルとして適した特徴があるため、主に昆虫生理学の祖先特性を研究するために主に使用されてきました。図 1A)そして簡単な繁殖。過去30年間で、ボディプラン、神経分化、概日リズム^2、3、4などの様々な形質の祖先の特徴を調査するために、その使用が拡大されました。

T.家産における高度な遺伝ツールの適用は、広い研究分野におけるこのような貢献をさらに加速させる可能性がある。胚、ニンフ、および成人におけるRNA干渉(RNAi)媒介遺伝子ノックダウンがT.家畜^4、5、6....

プロトコル

1. 実験室コロニーのメンテナンス

1. 野生型および変異体集団の維持のために、通常の人工魚の食糧を備えた大きいプラスチック容器(460 mm x 360 mm x 170 mm)、上部に換気穴があるプラスチックコップの水、昆虫を隠す折り紙、そして卵を産む層状綿を使用する(図2A)。すべての T.家産 培養物を37°Cインキュベーター内に保管し、各容器内の相対湿度(RH)を60~80%に設定します。
   注 :T.家電は 大気¹¹から水蒸気を吸収するので、直接給水は必要ありません。適切なRHは、上部に換気穴を含むプラスチックカップまたは各容器内の蓋なしのカップからの水蒸気の存在のために維持される。培養物を含むインキュベーター全体の中で加湿する必要はありません。このプロトコルで説明されている条件下での各開発段階の概算の持続時間を 図 1に示します。発達速度は、温度やRH¹²を変更することによって調整することができます。
2. 定期的に食べ物を追加します。水が乾く前に水を加えます。
3. 成人が汚れた環境や人口密度の高い環境で卵を産むのをやめていることを考えると、少なくとも3ヶ月ごとに新しいクリーンコンテナに集団を移す( 議論<....

結果

私たちの手では、十分な先端を持っている場合、約100個の卵が単一の注射毛細管で十分に注入することができます(図3C)。産卵後の最初の8時間以内に胚中にgRNA/Cas9リボヌクレオタンパク質複合体を注射すると、gRNA標的部位にインデルが生じる。これは、注入された生成のいくつかの細胞(G0)におけるビアレスリック突然変異を引き起こし、したがって変異モザイクの型は.......

ディスカッション

CRISPR/Cas9を用いた所望の T.家畜 変異体の生成に成功するためには、注射のために十分な数の段階的胚を収集することが最初に重要である。十分な数の T.家畜 卵の一定のコレクションの場合、重要なのは、すべての成体モルト¹³の後に繰り返される一連の複雑な交配行動の正常な完了を助けるので、より低い人口密度を有する容器の適切なサイズを選択すること?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
24-well plate	Corning	83-3738
Alt-R S.p. HiFi Cas9 Nuclease V3, 100 µg	Integrated DNA Technologies	1081060
Anti-static cleaner	Hozan	Z-292	for removing static electricity from a 24-well plate
Barrier Box 20.7L	AS ONE	4-5606-01	Large container
FemtoJet 4i	Eppendorf	5252000013	Electronic microinjector
Femtotip II, injection capillary	Eppendorf	5242957000	Glass injection capillary
High Pack 2440mL	AS ONE	5-068-25	Middle-sized container
Incubator	Panasonic	MIR-554-PJ	for 37 °C incubation. No need to humidify inside the incubator.
KOD Fx Neo	Toyobo	KFX-101	PCR enzyme for genotyping. Optimized for an amplification from crude templates.
Magnetic stand	Narishige	GJ-8	for holding the micromanipulator
Microloader	Eppendorf	5242956003
Micromanipulator	Narishige	MM-3
Microscope	Olympus	SZX12	for microinjection. More than 35X magnification is sufficient for the microinjection
MultiNA	Shimadzu	MCE-202	Microchip electrophoresis system
NiceTac	Nichiban	NW-5	Double-sided tape to place eggs on a glass slide
Paint brush (horse hair)	Pentel	ZBS1-0
Plant culture dish	SPL Life Sciences	310100	Mating dish and water supplies for a large and middle-sized containers
Proteinase K, recombinant, PCR Grade Lyophilizate from Pichia pastoris	Roche	3115836001
SZX 12 microscope	Olympus	SZX 12	More than 35X magnification is sufficient for the microinjection
Talcum powder	Maruishi	877113
Tetra Goldfish Gold Growth	Spectrum Brands		Artificial regular fish food