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Method Article
특성에 대한 Phenotypic 변형 CIS - 규제 요소 (CRE) 시퀀스 제어하는 유전자 발현 패턴의 변이에서 발생할 수 있습니다. Drosophila melanogaster에 사용하기 위해 파생된 방법은 양적 수정하거나 자연 발생 CRE 변종으로 인한 유전자 발현의 공간 및 시간적 패턴의 수준을 비교할 수 있습니다.
유전자 발현 패턴도 강화 또는 CIS - 규제 모듈이라고 CIS - 규제 요소 (CRE) 시퀀스에 의해 지정됩니다. 전형적인 CRE 어디에, 어떤 수준에서 규제 유전자 (S)가 표시됩니다 때, 지정 규제 논리를 부여하는 몇 가지 전사 인자 단백질에 대한 구속력이 사이트의 배열을 가지고 있습니다. 동물의 게놈 내에서 CREs의 전체 집합은 유기체의 발전 1, 경험적위한 프로그램뿐만 아니라 이론 연구 CREs에 변이가 형태학의 진화 2-4 두드러진 역할을 나타냅니다를 인코딩합니다. 또한, 인간 게놈 넓은 협회 연구 CREs에 유전자 변이가 phenotypic 변화에 크게 기여 5,6 나타냅니다. 따라서, 규제 논리를 이해하고 방법을 돌연변이 같은 논리에 영향을 미칠 것은 유전학의 중심 목표이다.
기자 transgenes은 생체내 FUNC에서 공부하는 강력한 방법을 제공CREs의 기. 여기 알려진 또는 의심되는 CRE 시퀀스는 heterologous 발기인하고 쉽게 관찰할 단백질 제품을 인코딩 리포터 유전자에 대한 코딩 시퀀스로 결합합니다. 기자의 transgene이 숙주에 삽입되면, CRE의 활동은 인코딩된 기자 단백질의 형태로 표시됩니다. transgenes의 게놈 배치가 랜덤입니다하지만 과일 파리 종의 Drosophila (D.) melanogaster 7 P - 요소 중재의 transgenesis,이 모델 생물로 기자 transgenes을 소개하는 수십 년 동안 사용되었습니다. 따라서 리포터 유전자 활동은 강력하고 질적으로 CRE 비교 제한, 지역 염색질 및 유전자 환경에 의해 영향을받습니다. 최근에는 phiC31 기반의 통합 시스템은 특정 게놈의 방문 사이트 8-10에 transgenes를 삽입 D. melanogaster에서 사용하기 위해 적응되었다. 이 기능은 CRE 활동 11-13 FE에게 유전자의 양적 측정을 시도했고, 관련 여기에있다asible. 유전자 변형 과일 파리의 생산이 고가의 장비와 /를 구입하거나 전문 transgene 분사 프로토콜에서 실력을하지 않아도 phiC31 기반의 통합을 포함하여 외주 수 있습니다.
여기서는 일반적인 프로토콜 양적 CRE의 활동을 평가하고,이 접근법은 CRE의 활동에 도입 돌연변이의 효과를 측정하고 orthologous CREs의 활동을 비교하는 데 사용할 수있는 방법을 보여주기를 제시한다. 주어진 예제는 과일 파리 변태 동안 CRE 활성화를위한 있지만, 그 접근 방식은 다른 발달 단계, 과일 파리 종, 또는 모델 생물에 적용할 수 있습니다. 결국, 학습 CREs이 접근 방식보다 널리 사용 규제 논리의 이해를 사전에해야하고 어떻게 논리는 다양하고 진화하실 수 있습니다.
개요 :
이 비디오는 양적 Drosophila (D.) melanogaster에서 CIS - 규제 요소 (CRE) 시퀀스에 대한 유전자 규제 활동을 측정할 수있는 프로토콜을 보여줍니다. 이 프로토콜은에 의해 소유 규제 활동을 비교하는 데 사용할 수 있습니다 : 야생 유형과 돌연변이 CRE 양식이 갈라 종 사이 종, 또는 orthologous CREs 내에서 발견 CRE의 대립 유전자를 자연스럽게 - 발생.
1. Drosophila melanogaster 게놈에 기자 transgenes의 특정 사이트 통합
A. 리포터 transgene 건설
기자 transgenes의 B. 특정 사이트 통합
2. 적절한 발달 단계의 취득 표본 또는 조직
관심의 유전자 발현 패턴 (S)이 조사에서 CRE이 기자의 유전자 발현을 활성화해야합니다 (들) endogenously, 따라서 시간이 발생할 때 개발 시간에 분석을 위해 표본을 얻습니다. Drosophila 들어,이 중 배아, 애벌레, pupal 또는 성인 단계 수 있습니다. 아래 우리는 성인과 metamorphic 파리 단계 방법을 설명하고, 번데기, 그건 어른 ecloses 때까지 고정되어 표본을 포함하는 하드 애벌레 피부 안에서 이루어지는 후자 중.
1. 변태의 길이에 따라 준비 :
0 hAPF에서 표본은 신선한 유리병에 전송할 수 있습니다또는 페트리가를 사용하는 요리가 페인트 브러시를 moistened. 밖으로 건조에서 표본을 유지하려면, Kimwipe의 조각을 추가하고 물로 축축하게하다. 원하는 hAPF 때까지 25 ° C 배양기로 전송 유리병이나 요리.
2. 보이는 형태학의 기능에 의해 준비 :
그것은 0 hAPF의 표본의 수집 다음과 같은 특정 timepoint에서 CRE 활동에 대한 표본을 분석하는 것이 불편합니다. 또한, 하나는 제대로 번데기이나 번데기 제거 (그림 2) 이후에 볼 수있는 여러 가지 형태학의 마커 (아래 내용)의 존재와 위치를 기반으로 분석을위한 편리한 시간에 표본을 무대 확인할 수 있습니다.
2A. metamorphic 단계 approximating에 대한 형태학의 기준 :
참고 사항 :
D.는 번데기에서 표본을 제거하는 단계 :
3. 전체 마운트 예제에서 리포터 유전자 표현의 공촛점 현미경 평가
참고 :
4. CIS - 규제 요소의 활동을 Quantifying
일부 공촛점 수집 소프트웨어는 프로젝션 이미지의 추가 처리를 위해 수 있지만, 우리는 공촛점 이미지 18를 평가하기 위해 자유롭게 사용할 이미지 J 소프트웨어 프로그램을 사용하는 것을 선호합니다. 이미지를 사용하면 J 18 기록 GFP 발현 패턴지정된 지역 내에서 픽셀 값이 통계로 계량하실 수 있습니다. 이미지가 그레이 스케일에있을 필요가 없습니다 비록 우리가 그렇게하는 것을 선호합니다.
참고 사항 :
5. 대표 결과 :
D.의 야생 타입 버전 melanogaster CRE는 동종 이형의 요소 13이라는 여성 pupae (그림 3A)의 A6 복부 세그먼트에서 EGFP 기자의 표현의 높은 수준의 드라이브. 이 요소 내에 13 기본 쌍 순서는 DSX의 전사 인자에 대한 구속력있는 사이트로 발견,이 순서의 생체내 중요성이 바인딩 사이트가 변이되면이 CRE에 대한 규제 활동을 quantifying 입증하실 수 있습니다. 100 살까지 야생 유형 동종 이형의 요소의 규제 활동 ± 5 %를 고려이 DSX 사이트의 돌연변이 등록을 감소28 ulatory 활동 ± 3 %. 비슷한 비교는 intraspecific CRE의 대립 유전자 또는 별도의 종 orthologous CREs 사이에 규제 활동을 할 수 있습니다. 예를 들어, D.에 의한 여성의 세그먼트 A6에서 EGFP의 수준을 고려 100 규제 활동으로 melanogaster 광동 S 응력 ± 4 %, 종족에 대한 orthologous CREs D. simulans와 D. willistoni는 각각 75 동등한 규제 활동을 ± 4 % 0 ± 0 % (그림 3B) 소유로 발견되었습니다.
그림 1. 유전자 변형 라인이 homozygous 수 있도록 흰색 구조 안구 표현형의 강도를 사용합니다. 양적 기자 transgenes을 평가하기 위해서는 각 표본이 같은 기자 transgene의 유전자형을 가지고하는 것이 중요합니다. (A) attP 방문 사이트 순서로 흰색 유전자 돌연변이 유전 배경이 사이트의 활용입니다 pecific transgene 통합. 유전자 변형 개인은 (B) hemizygous 및 통합 벡터에 대한 (C) homozygous는 일반적으로 통합 미니 흰색 유전자의 매수에 의해 구출 눈 색깔의 표현형의 강도로 구분할 수 있습니다. Homozygous 라인은 어두운 눈 색깔의 표현형과 교차 (C) 남성과 여성의 파리로 설정할 수 있습니다.
그림 2. Drosophila에 대한 metamorphic 단계를 결정하기 위해 형태학의 마커를 사용합니다. 유충에서 성인 과일 비행을 변형하는 동안, 성별, 대략적인 개발 단계를 결정하는 데 사용할 수 stereotypic morphologies 일련의를 통해 표본 전환. BH의 표본들은 번데기에서 삭제되었습니다. 패널 A, E, F, G와 H의 상자 "는 패널에 각각 지역의 확대", E ', F', G ', 그리고 H를 나타냅니다.
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그림 3. CIS - 규제 요소 활동의 양적 비교. 모든 샘플에 대한 특정 동종 이형의 요소로 인한 EGFP - 리포터 유전자 표현은 번데기 형성 후 80시간에서 여성에서 평가되었다. 각 이미지의 상단에있는 숫자는 A6 복부 세그먼트에 대한 의미 픽셀 값 (점선 노란색 테두리 내에있는 지역으로 왼쪽 상단 가장 이미지의 표시) 마이너스 의미로 계산되는 표본에 대한 EGFP 표현 수준입니다 A4 세그먼트에 대한 픽셀 값 (배경 보정, 점선 빨간 테두리 내에있는 지역으로 왼쪽 상단 가장 이미지의 표시). 각 기자에 대한 transgene 넷은 복제는 의미 세그먼트 A6 픽셀 값을 계산하는 평가했다. 규제 활동은 (A) 야생 유형의 % 또는 (B) 광동 S 변형 여자가 픽셀 평균값 ± SEM으로보고됩니다. 의 야생 유형 allele을 가진 여성을위한 (A) GFP 발현동종 이형의 요소와 DSX의 전사 인자에 대해 하나의 구속력있는 사이트가 ablated되었습니다 돌연변 버전입니다. 이 돌연변이 바인딩 사이트는 28 동종 이형의 요소의 활동을 감소 ± 야생 입력 시퀀스의 3 %. D.에 orthologous 시퀀스에 대한 규제 활동 (B) 비교 melanogaster (광동 S 변형) 동종 이형의 요소입니다. D.하여 GFP 발현의 중재를 고려 백퍼센트로 melanogaster 동종 이형의 요소 allele, 관련 종 orthologous 시퀀스 D. simulans와 D. willistoni은 각각 75 활동을 가진 ± 4 % 0 ± 0 %.
6. 자료
재료 이름 | 유형 | 회사 | 카탈로그 번호 | 논평 |
특정 사이트 transgene 통합 | 서비스 | 최고의 진 | 계획 H | 착륙 지점을 선택 transformant 라인을 받게 |
할로 카본 오일 | 시약 | 시그마 - 올드 리치 | H8898 | 공촛점 이미징에 대한 표본을 마운트하는 데 사용 |
뒤몽 # 5 집게 | 도구 | 파인 과학 도구 | 11252-40 | 지적 파인과 절개에 대한 내구성 |
SZ61 줌 스테레오 현미경 | 도구 | 올림포스 산 | 사용자 정의 | 과일과 협력을위한 뛰어난 광학 난다 |
FluoView 공촛점 현미경 | 도구 | 올림포스 산 | 사용자 정의 | 고해상도 공촛점 이미지를 제공합니다 |
CIS - 규제 요소는 유전자 발현 패턴 및함으로써 개발 1의 프로세스를 지정 게놈 프로그램을 인코딩하고, 인간의 특징 5,6,19에 대한 형태학의 진화 2-4과 phenotypic 변화를 기본 두 변이에 대한 눈에 띄는 위치하고 있습니다. 이 중요성에도 불구하고, CREs에 대한 규제 논리가 제대로 이해 남아있다. 이 이해 적자에 대한 유명한 이유는 양적 CREs의 기능 시퀀스를 비교하는 ?...
우리는 공개 아무것도 없어.
우리는 감사 : 니콜라 Gompel이 프로토콜의 발전에 그들의 공헌에 대해 벤자민 Prud'homme, 멜리사 윌리엄스와 원고에 대한 덧글에 대한 네 익명으로 검토, 전쟁 연구 장학금을위한 데이튼 대학원 대학, 그리고 데이턴 생물의 대학 부서 및 TMW에 대한 연구 지원을위한 연구소 (UDRI). 이 작품은 TMW로 미국 심장 협회 부여 11BGIA7280000에 의해 지원되었다.
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