É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
Method Article
Um método através do qual a expressão do gene no tubo neural pode ser downregulated em um tipo de célula específico forma rastreável é descrito. Demonstramos como In ovo Electroporação de microRNA baseados em plasmídeos que eliciam espaço-temporalmente controlada RNA de interferência pode ser utilizada para investigar a orientação do axónio comissural no tubo neural em desenvolvimento.
Comissurais ED1 neurônios têm sido extensivamente estudadas para elucidar os mecanismos subjacentes a orientação axônio durante 1,2 desenvolvimento. Esses neurônios estão localizados na medula espinhal dorsal e enviar seus axônios ao longo de trajetórias estereotipados. Axônios comissurais inicialmente projetar ventralmente para e, em seguida, do outro lado da placa ventral. Depois de cruzar a linha média, esses axônios fazer uma curva acentuada rostral e projeto longitudinalmente para o cérebro. Cada uma dessas etapas é regulado pelas atividades coordenadas de pistas de orientação atrativas e repulsivas. A correta interpretação dessas pistas é fundamental para a orientação dos axônios ao longo de seu percurso demarcado. Assim, a contribuição fisiológica de uma molécula particular de orientação encontra-se idealmente axônio comissural investigado no contexto do embrião vivo. Por conseguinte, knockdown gene in vivo devem ser controlados com precisão, a fim de distinguir cuidadosamente actividades de orientação de axónios de genes que podem desempenhar múltiplaspapéis durante o desenvolvimento.
Aqui, nós descrevemos um método para a expressão do gene knockdown no tubo neural galinha em uma célula de tipo específico forma rastreável. Usamos novos vectores plasmídicos 3 abrigar células específicas do tipo promotores / intensificadores que dirigem a expressão de um marcador de proteína fluorescente, seguido directamente por uma transcrição miR30 RNAi-4 (localizado dentro da 3'-UTR do ADNc que codifica para a proteína fluorescente) ( Figura 1). Quando electroporado para dentro do tubo neural em desenvolvimento, estes vectores de eliciar downregulation eficaz da expressão do gene e expressar proteínas marcadoras fluorescentes brilhantes para permitir o rastreio directo das células experimentam knockdown 3. Misturando diferentes vetores de RNAi antes da electroporação permite que o knockdown simultânea de dois ou mais genes de regiões independentes da medula espinhal. Isto permite complexas interacções celulares e moleculares a serem examinados durante o desenvolvimento, de um modo que é rápido, sim, preciso e de baixo custo. Em combinação com Dil rastreamento de trajetórias axônios comissurais em livro aberto preparações 5, este método é uma ferramenta útil para estudos in vivo dos mecanismos celulares e moleculares do crescimento do axônio comissural e orientação. Em princípio, qualquer promotor / intensif icador poderiam ser utilizados, o que poderia tornar a técnica mais extensamente aplicável para estudos in vivo da função do gene durante o desenvolvimento 6.
Este primeiro vídeo demonstra como manipular e ovos de janela, a injecção de plasmídeos de ADN para dentro do tubo neural e do procedimento de electroporação. Para investigar orientação axônio comissural, a medula espinhal é retirado do embrião como uma preparação de livro aberto, fixo, e injetado com Dil para permitir percursos de axónios a ser traçada. A medula espinal é montado entre lamelas e visualizadas por microscopia confocal.
1. Preparação de RNAi DNA plasmídeo para celular silenciamento de genes específicos do tipo
Os plasmídeos (Figura 1) são sintetizados utilizando técnicas padrão de clonagem molecular, tal como anteriormente descrito em pormenor 3,4.
1,1 Clonagem nos vetores: projeto oligonucelotide
Um exemplo para o silenciamento GFP é mostrado abaixo.
Sequência alvo (22nt): 5'-GGCACAAGCTGGAGTACAACTA
GFP frente HP1 = 59mer
GFP reversa HP1 = 58mer
Há sequências comuns nestes oligos que formam parte das sequências de miRNA de acompanhamento (galinha-específica), e comum de laço / haste seqüências (de humano miRNA30). As sequências do gene-alvo específicos estão sublinhados. Note-se que existe amIsMatch na extremidade 5 'da cadeia de base para a frente (em negrito; G → A, neste exemplo) para imitar a incompatibilidade natural em miRNA30 nesta posição.
Um exemplo para o silenciamento LacZ é mostrado abaixo.
Sequência alvo (22nt): 5'-CGCGCTGTATCGCTGGATCAAA
LacZ frente HP2:
LacZ reversa HP2:
Note-se que, novamente, a extremidade 5 'de base da sequência alvo na fita para a frente foi alterado (indicado em negrito; C → A neste exemplo) de modo que a sequência anti-sentido de desfasamentos, mimetizando miRNA30.
1,2 Reacção de PCR e subclonagem
Clonagem em local hairpin primeiro: 1 pi - 10 ng de primer GFP Encaminhar HP1 1 ul - 100 ng de primer 5 'HP1 100 ng de primer 3 'HP1 - 1 uL 1 ul de dNTPs (10 mM) 5 ul de tampão de reacção Pfu 10x 1 uL de ADN Polimerase Pfu (Promega) 39 água de PCR-Grade ul | OU | Clonagem em local hairpin segundo: 1 pi - 10 ng de primer LacZ Encaminhar HP2 1 ul - 100 ng de primer 5 'HP2 1 ul - 100 ng de primer 3 'HP2 1 ul de dNTPs (10 mM) 5 ul de tampão de reacção Pfu 10x 1 uL de ADN Polimerase Pfu (Promega) 39 água de PCR-Grade ul |
Ciclos:
94 ° C | 94 ° C | 55 ° C | 72 ° C | 72 ° C | 4 ° C |
1 min | 30 seg | 30 seg | 1 min | 9 min | segurar |
30 ciclos |
1,3 miRNA plasmídeos Sequencing
Em condições normais a reação de seqüenciamento muitas vezes falha devido a estrutura secundária forte dos grampos. Para melhorar esta 7:
2. Eletroporação
2,1 manipulação de ovo
2.2 Preparação de reagentes e equipamento
2,3 Windowing
2,4 Eletroporação
RNAi ADN plasmídico (em H 2 0) | X ul |
20x PBS | 1 ul |
0,4% azul de tripan | 2 ul |
estéril DDH 2 0, para um volume final de | 20 ul |
Use sucção suave para carregar a mistura de DNA no vidro microcapilar ligado à tubagem.
3. Spinal Cord Preparações
3,1 Dissecação de embriões
3,2 Isolamento de medulas espinais de embriões
3,3 Fixação do Open-livros
3.5 Montagem para imagens
4. Resultados representativos
Electroporação e expressão de plasmídeos
Sob acondições acima descritas, proteína fluorescente deve ser claramente detectável no tipo de célula apropriada, sem a necessidade de amplificação do sinal adicional através da rotulagem de anticorpos. A proteína fluorescente deve ser apenas detectáveis no tipo de célula desejado / s. Exemplos representativos de livro aberto preparações e as secções transversais dos embriões electroporadas com os diferentes plasmídeos são apresentados na Figura 2.
Eficiência de miRNAs artificiais
MiRNAs artificiais contra um novo gene de interesse deve primeiro ser rastreados para a eficiência e a especificidade dos seus efeitos knockdown. Descobrimos que β-actina orientados construções promotoras, electroporadas a 0,25 ug / uL, são apropriados para este 3. Knockdown in vivo pode ser testada por imuno-histoquímica, ou hibridação in situ.
DiI rotulagem
Adequadamente dirigidas injeções DII em embriões de tipo selvagemdeve ter mais do que 80% dos locais de injecção com ideais, trajectórias arquetípicas 3, como mostrado na Figura 3. Animal a variabilidade animal deve ser baixo.
Figura 1. Esquemática generalizada dos vetores miRNA expressam plasmídeo. A utilização de diferentes promotores de ARN polimerase II / intensificadores permite a expressão em células de tipo específico. As células transf ectadas são identificadas pela expressão de um repórter fluorescente que está directamente ligado (dentro de um único transcrito) a um ou dois miRNAs artificiais, que derrubar a expressão do gene. O texto em negrito indica a cadeia com sentido de um miRNA artificial contra LacZ, tal como descrito no texto.
Figura 2. Exemplos representativos of padrões de expressão de proteínas fluorescentes obtidos após a electroporação dos vectores plasmídeos indicados. Seções transversais e livros abertos são a partir de embriões de galinha HH25-26 que foram electroporated em HH18. β-actina promotor conduz a expressão ubíqua, Math1 enhancer conduz a expressão em neurónios e ED1 Hoxa1 enhancer dirige a expressão específica na placa de fundo. CN, comissural neurônio; FP, placa de fundo.
Figura 3. Aplicação e análise de locais de injecção DII em preparações livro aberto. DiI deve ser injectado num padrão punctata, perto da margem lateral do livro aberto, no lado electroporated (identificados por expressão de proteína fluorescente). Após 3 dias de difusão, as trajectórias de axónios comissurais deve ser capaz de ser visualizada por microscopia de fluorescência. Trajetórias normais axônio crescerá para o chão ptarde, atravessar a placa de fundo e, em seguida, virar e crescer rostralmente. Fenótipos anormais resultantes de pancada gene para baixo pode ser comparada a esta trajectória arquétipo. No exemplo, alguns axónios tenda na placa de fundo, ou fazer decisões erradas que giram sobre o lado contralateral.
Esta simples, baseado em vectores de expressão artificial miRNA estratégia pode ser usada para knockdown expressão do gene endógeno no tubo neural frango. Estas ferramentas funcionais oferecer silenciamento de genes múltiplos, o controlo temporal e especificidade do tipo de célula, a fim de facilitar a elucidação das complexas vias de desenvolvimento. Em particular, foi demonstrado a utilidade destes plasmídeos em orientação axon comissural, uma vez que os plasmídeos podem ser usados para genes distint...
Não há conflitos de interesse declarados.
Trabalho no laboratório do ES é apoiado pela National Science Foundation suíço. Gostaríamos de agradecer ao Dr. batida Kunz para a assistência com as filmagens.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nome do reagente | Companhia | Número de catálogo | |
0,5 milímetros capilares de vidro | Instrumentos de Precisão mundo | 1B120F-4 | |
Vidro agulha extrator | Narishige | PC-10 | |
Electroporator | BTX | ECM 830 | |
Sylgard elastómero de silicone | Instrumentos de Precisão mundo | SYLG184 | |
Fio de tungstênio, 0,075 milímetros | Instrumentos de Precisão mundo | TGW0325 | |
Pinos de insetos, 0,20 milímetro | Belas Science Tools | 26002-20 | |
Pinos de insetos, 0,10 milímetro | Belas Science Tools | 26002-10 | |
Tesoura Primavera | Ciência Fineols | 15003-08 | |
Dumont n º 5 fórceps | Belas Science Tools | 11252-20 | |
Dumont # 55 fórceps | Belas Science Tools | 11255-20 | |
Rápido DiI | Molecular Probes | D-7756 | |
Microscópios fluorescentes | Olimpo | SZX12, BX51 |
Solicitar permissão para reutilizar o texto ou figuras deste artigo JoVE
Solicitar PermissãoThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos os direitos reservados