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Method Article
Aqui, apresentamos um protocolo para promover a integração do transgene e produção de ratos transgénicos fundador com eficácia elevada por uma simples injeção de um vetor de Lentivirus no espaço de um oócito fertilizado perivitelline.
Há quase 40 anos, injeção de DNA pró-nuclear representa o método padrão para gerar ratos transgénicos com integração aleatória de transgenes. Um procedimento de rotina é amplamente utilizado em todo o mundo e sua principal limitação reside na eficácia da integração do transgene, resultando em um baixo rendimento dos animais fundador pobre. Apenas alguns por cento dos animais nascidos após a implantação de oócitos fertilizados injetados integraram o transgene. Em contraste, Lentivirus vetores são ferramentas poderosas para a transferência de genes integrativa e sua utilização para transduce oócitos fertilizados permite uma produção altamente eficiente do fundador ratos transgénicos com um rendimento médio acima de 70%. Além disso, toda a tensão do mouse pode ser usada para produzir animais transgénicos e a penetrância da expressão do transgene é extremamente elevada, acima de 80% com particulas de Lentivirus transgênese mediada comparado a microinjeção de DNA. O tamanho do fragmento de DNA que pode ser a carga pelo vetor de Lentivirus é limitado a 10 kb e representa a principal limitação deste método. Usando um simples e fácil de executar o procedimento de injeção por baixo da zona pelúcida de oócitos fertilizados, mais de 50 animais do fundador podem ser produzidos em uma única sessão da microinjeção. Tal método é altamente adaptado para executar, diretamente em animais fundador, ganho rápido e perda de estudos de função ou de regiões de DNA genômicas tela por sua capacidade de controlar e regular o gene expressão na vivo.
O trabalho pioneiro de Gordon et al . em 1980 mostrou que, após a implantação em ratos pseudopregnant, a injeção de DNA de plasmídeo para o sexo masculino pró-núcleos de oócitos fertilizados pode render a produção de animais transgénicos que integrado a Plasmideo DNA1. A demonstração de que os mamíferos transgênicos podem ser gerados teve um enorme impacto sobre ciências da vida globais, abrindo o caminho para novos campos de pesquisa, tanto para as ciências básicas e ciências biomédicas translacionais. Nas últimas quatro décadas, a microinjeção de DNA tornou-se uma prática de rotina. Embora um enorme número de ratos transgênicos foram produzido, o método padrão não é totalmente utilizável para todas as estirpes de rato e requer demorado retrocruzamentos2,3. Sua aplicação a outras espécies permanece desafiador4 e o rendimento global de integração do transgene é limitado a alguns porcentagem de animais nascido5. Além disso, a eficácia da integração do transgene representa o fator limitante que explica o pobre rendimento total da injeção de DNA pró-nuclear. A este respeito, Integrativa vetores virais são as ferramentas mais eficientes para carga e integram transgenes em assim poderiam fornecer novos meios para aumentar significativamente o rendimento de integração, a única limitação é que o tamanho do transgene que não pode exceder 10 kb6 .
Particulas de Lentivirus vetores pseudo digitados com a proteína do envelope do vírus da estomatite Vesicular (VSV) são ferramentas de transferência do gene pantropic e altamente integrativa e podem ser usados para transduce oócitos fertilizados7. A zona pelúcida envolvendo oócitos é uma barreira natural de vírus e precisa ser passado para permitir a transdução com os vetores de Lentivirus. Animais transgénicos foram gerados pelo transducing oócitos fertilizados após micro perfuração ou remoção da zona pelúcida8,9. No entanto, injeção sob a zona pelúcida no espaço perivitelline parece ser o método mais simples para transduce os ovos fertilizados como inicialmente descrito por Lois e colegas7.
A injeção de perivitelline de Lentivirus vetores permite altos rendimentos na produção de animais transgénicos que estão acima de 70% dos animais nascidos. Tal rendimento é mais 10-fold maior do que o melhor rendimento que pode ser conseguido usando padrão pró-núcleos DNA injeção7,10,11. Neste contexto, uma única sessão de injeções irá gerar pelo menos 50 fundadores transgénicos (F0). O grande número de fundadores é, portanto, compatível com fenotipagem do transgene efeito diretamente realizada em F0 ratos sem a necessidade de gerar linhas de rato transgénico. Esta vantagem permite a seleção rápida do efeito do transgene e é especificamente adaptada para executar na vivo ganho e perda de estudos de função dentro de semanas. Além disso, elementos reguladores do DNA podem também ser rapidamente analisados para mapear enhancers e motivos de DNA vinculados por fatores de transcrição11,12. Com injeções pró-nuclear, transgenes integrar normalmente como várias cópias em um único locus. Com vetores de Lentivirus, integração ocorre em múltiplos loci como uma única cópia por locus10,13. Portanto, a multiplicidade dos loci integrado é provavelmente associada a penetrância de expressão muito alta observada em fundadores transgénicos, que faz com que o novo modelo gerado mais robusto.
Importante, quando usando injeção pró-nuclear do ADN, visualização dos pró-núcleos durante o procedimento é absolutamente necessária. Essa limitação técnica impede o uso de oócitos fertilizados, provenientes de uma grande variedade de estirpes de rato. Portanto, a produção de um modelo transgênico em uma determinada tensão para qual pró-núcleos são invisíveis exige a produção de animais em uma cepa permissiva, seguido pelo menos 10 sucessivos retrocruzamentos para transferir o transgene no mouse desejado estirpe. Com as injeções de vetor de Lentivirus, perivitelline espaço é sempre visível e a injeção não requer habilidades altamente específicas. Por exemplo, ratos transgénicos de NOD/SCID que não são apropriados para injeção de pró-núcleos foram obtidos com o vector viral injeções14.
Aqui, apresenta-se um protocolo abrangente para permitir que a simples produção de camundongos transgênicos usando injeções de vetor de Lentivirus no espaço perivitelline de um embrião de fase de uma célula. Expressão do transgene controlada com qualquer onipresente ou promotores específicos de célula é descrito em detalhes.
O backbone de Lentivirus de ΔU3 de pTrip foi usado no presente estudo15. Esse vetor permite produzir vetores de Lentivirus defeituoso replicação, no qual a sequência de U3 foi parcialmente excluída para remover a atividade de promotor U3 e gerar um self inactivating vector (SIN)16. Estoques de vetor de Lentivirus foram produzidos por transfecção transiente de células HEK-293T com o p8.91 encapsulamento do plasmídeo (ΔVpr ΔVif ΔVpu ΔNef)6, a codificação a estomatite vesicular (VSV) de vírus glicoproteína-G17e o ΔU3 de pTRIP pHCMV-G vector recombinante. O processo de produção detalhado é fornecido como métodos complementares.
Produção das unidades populacionais de vetor de Lentivirus de alta concentração é realizada em condições de biossegurança nível II (BSL-2). Isto é verdade para a maioria dos transgenes exceto oncogenes que têm de ser produzidos em BSL-3. Portanto, a produção em condições de BSL-2 para a maioria dos casos é suficiente. Além disso, o uso e a produção são geralmente desconectados para a maioria das agências reguladoras nacionais, lidando com organismos geneticamente modificados (OGM). Quantidades limitadas de replicação incompetente SIN Lentivirus vetores (abaixo de 2 µ g da proteína do capsídeo p24) podem ser usadas sob condições de BSL-1 conforme descrito pela agência francesa OGM, de acordo com as recomendações da União Europeia.
Todos os procedimentos que incluem trabalho animal têm aprovação ética e autorizados pelo Ministério francês de investigação e educação sob o número APAFIS #5094-20 16032916219274 v6 e 05311.02. As instalações de animais ICM PHENOPARC foi credenciado pelo Ministério da agricultura francês sob o número de acreditação B75 13 19. O protocolo global necessita de executar cada procedimento dentro de um frame de tempo preciso que é resumido na Figura 1.
1. animal compra e preparação de compostos básicos
2. superovulação de doadoras
3. preparar as fêmeas Pseudopregnant B6CBAF1/jRj
4. fertilizado ovos coleção
5. fazer injeção pipetas
6. fazer exploração pipetas
7. preparação da pipeta de injeção que contém o vetor de Lentivirus
8. microinjecção
9. transferência de embriões em fêmeas Pseudopregnant B6CBAF1/JRj
10. genotipagem fundadores transgénicos
11. a quantificação do número de cópia do Transgene
Animais transgénicos foram gerados usando o protocolo aqui apresentado. Representante resultados ambos onipresente e expressão de transgene específica de tipo de célula são ilustrados.
Expressão constitutiva de transgenes
Promotores onipresentes são ferramentas de pesquisa básica para expressar transgenes de forma sustentada e eficiente. Esses ...
A injeção de perivitelline de Lentivirus vetores em oócitos fertilizados descritos aqui resultou na produção de embriões transgênicos que rendeu mais de 70% dos embriões geneticamente modificados em relação ao número total de embriões coletados. Este resultado é consistente com relatórios anteriores e exemplifica a especificidade do procedimento2,7,10,11,
Os autores não têm nenhum conflito de interesses para divulgar.
Agradecemos a Magali Dumont e Rolando Meloni pela leitura crítica do manuscrito e iVector e Phenoparc ICM núcleos de assistência técnica na produção de vetor de Lentivirus e animal habitação respectivamente. Este trabalho foi apoiado do Translationnelles Institut Hospitalo Universitaire de Neurociências de Paris, o IHU-A-ICM, Investissements d'Avenir ANR-10-IAIHU-06. Relações públicas recebida financiamento para a associação de Langue Française pour l'Etude du Diabète et des Maladies Métaboliques (ALFEDIAM) e um conjunto JDRF / INSERM de concessão.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
PMSG 50UI | Sigma | G4527 | |
hCG 5000UI | Sigma | CG5-1VL | |
NaCl | Sigma | 7982 | |
100 mm petri dish | Dutsher | 353003 | |
4 wells Nunc dish | Dutsher | 56469 | IVF dish |
M2 medium | Sigma | M7167 | |
M16 medium | Sigma | M7292 | |
0,22 µm Syringe filter | Dutsher | 146611 | |
Hyaluronidase Enzyme 30mg | Sigma | H4272 | mouse embryo tested |
Insulin serynge | VWR | 613-3867 | Terumo Myjector |
Curved forceps | Moria | 2183 | |
Curved scissors | Moria | MC26 | |
Aspirator tube assemblies for calibrated microcapillary pipettes | Sigma | A5177-5EA | |
Borosilicate glass capillaries | Harvard apparatus | GC 100-10 | |
Horizontal micropipette puller | Narishige | PN-30 | |
Microforge | Narishige | MF-900 | |
Inverted microscope | Nikon | Transferman NK2 5188 | Hoffman modulation contrast illumination is required |
Micromanipulator | Eppendorf | Celltram air | |
Controler of holding pipet | Eppendorf | Femtojet | |
Mineral oil | Sigma | M8410 | mouse embryo tested |
Microinjector | Eppendorf | Femtojet | Can be used to inject DNA or viral vectors |
Dumont # 5 forceps | Moria | MC 40 | |
vannas micro scissors | Moria | 9600 | |
Isoflurane | centravet | ISO005 | ISO-VET 100% 250ml |
ocrygel | centravet | OCR002 | |
Povidone iodure | centravet | VET001 | vetedine 120ml |
Buprenorphine | centravet | BUP002 | Buprecare 0,3Mg/ml 10ml |
Tris-HCl | Sigma | T5941 | Trizma hydrochloride |
EDTA | Sigma | E9884 | |
SDS | Sigma | 436143 | |
NaCl | Sigma | S7653 | powder |
proteinase K | Sigma | P2308 | |
oneTaq kit | NEB | M0480L | |
Primers | Eurogentec | ||
Strip of 8 PCR tube | 4titude | 4ti-0781 | |
96 well thermal cycler | Applied Biosystems | 4375786 | Veriti |
Genomic DNA mini kit | invitrogen | K1820-02 | |
Nanodrop 2000 | Thermo Scientific | ND-2000C | |
qPCR Master mix | Roche | 4887352001 | SYBR Green |
Multiwell plate 384 | Roche | 5217555001 | |
qPCR instrument 384 well | Roche | 5015243001 | LightCycler 480 |
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