Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Здесь представлен протокол для лазерного захвата микродиссекции (LCM) тканей растений. LCM является микроскопическим методом для изоляции областей ткани в без загрязнения образом. Процедура включает фиксацию тканей, встраивание парафина, секциоирование, LCM и экстракцию РНК. РНК используется в ниже по течению ткани конкретных, временно решенный анализ транскриптомов.
Развитие сложного многоклеточного организма регулируется отдельными типами клеток, которые имеют различные транскрипционные профили. Для выявления транскрипционных регуляторных сетей, регулирующих процессы развития, необходимо измерить пространственные и временные профили экспрессии генов этих отдельных типов клеток. Таким образом, понимание пространственно-временного контроля экспрессии генов имеет важное значение для получения понимания того, как регулируются биологические процессы и процессы развития. Здесь мы описываем метод микродиссекции лазерного захвата (LCM), чтобы изолировать небольшое количество клеток из трех органов эмбриона ячменя в течение времени во время прорастания с последующим профилированием стенограммы. Метод состоит из фиксации тканей, обработки тканей, встраивания парафина, секций, LCM и извлечения РНК с последующим ПЦР или РНК-сек в режиме реального времени. Этот метод позволил нам получить пространственные и временные профили транскрипций органов семян из различных количеств клеток (десятки и сотни), обеспечивая гораздо большую специфичность тканей, чем типичные анализы навалочных тканей. На основе этих данных мы смогли определить и сравнить транскрипционные регуляторные сети, а также предсказать факторы транскрипции кандидатов для отдельных тканей. Метод должен применяться к другим тканям растений с минимальной оптимизацией.
Развитие и рост растений связаны с скоординированным действием транскрипционных регуляторных сетей в различных клетках, которые существуют в сложной клеточной среде. Чтобы понять активность этих регулятивных сетей, нам необходимы знания пространственной и временной экспрессии генов в различных типах клеток на разных стадиях развития. Однако анализ экспрессии генов чаще проводится в образцах целых органов или навалочных тканей из-за технической проблемы изоляции и анализа небольшого количества клеток. Метод, который мы описываем здесь, позволил получить анализ транскриптома пространственной и височной ткани путем соединения LCM с РНК-сек.
LCM был разработан два десятилетия назад Эммерт-Бак и его коллеги1. Техника позволила исследователям точно изолировать однокамеры или кластеры клеток из окружающей среды с помощью прямой микроскопической визуализации и манипуляции с помощью узкого лучалазера 1. С тех пор метод широко используется в биологии рака и патологии2,3. Многие исследовательские группы растений также адаптировали LCM для использования с различными видамирастений и различными типами тканей 4,,5,,6,,7,,8,,9,,10,,11. В последнее время несколько работ также использовали LCM на eudicot и семена монокота для изучения эмбрионов, эндоспермов и других структур семян во время развития семяни прорастания 10,12,13. Большинство других широко используемых одноклеточных методов изоляции, таких как микро-пипеттинг, сортировка клеток, магнитное разделение и микрофлюидные платформы, зависят от энзиматического пищеварения или механической гомогенизации для диссоциации клеток. Это может возмутить экспрессию генов, вводя технические артефакты, которые путаютинтерпретацию данных 14,,15. Эти методы также требуют, чтобы предыдущие знания маркерных генов для каждого типа клеток соотносить диссоциированные клетки с их пространственным расположением и истинным типом клеток. Дальнейшая группа методов зависит от сродства на основе изоляции подклеточных структур, а не целые клетки, например INTACT (Изоляция ядер, отмеченных в типах клеток) и TRAP (Перевод Рибосома Аффинити Очистка)16,17. Тем не менее, сродство маркировки и очистки ядер или рибосом являются технически сложными в видов растений, которые не имеют устоявшихся протоколов трансформации. LCM использует быструю фиксацию тканей для сохранения уровней транскрипции и обычной гистологической идентификации путем прямой визуализации клеток в пределах их нормальной ткани / органа контексте, что позволяет дискретных клеток, которые будут изолированы в течение короткогопериода времени 18,19.
Протокол, представленный здесь, представляет 100-й метод изоляции конкретных клеток или типов клеток от тканевых секций семян зерновых, которые могут быть применены к большинству клеток, которые могут быть гисто логически идентифицированы. LCM предоставляет бесконтактный метод изоляции клеток, значительно снижая загрязнение и повышая целостность восстановленной РНК. Кроме того, метод иллюстрирует силу LCM на крупномасштабных исследованиях генома, начиная с небольших количеств биологических материалов. Мы также описываем линейное усиление РНК для генерации достаточного входного материала для анализа стенограммы/транскриптома ниже по течению.
Есть десять основных шагов в этом LCM РНК-сек протокол для пространственной и височной ткани конкретных транскриптомов, в том числе фиксации образцов тканей, обезвоживание, парафин инфильтрации, встраивания, секционирования, LCM, РНК экстракции, РНК усиления, РНК количественной оценки и qRT-PCR и / или РНК-сек (Рисунок 1).
Рисунок 1: Flowchart LCM следуют РНК-сек или qRT-PCR. LCM является пространственно точным и бесконтактной техникой для сбора клеток из фиксированных секций тканей с помощью лазерного луча под микроскопической визуализацией. Процесс начинается с фиксации образцов тканей, а затем обезвоживания с использованием градиента серии этанола и ксилена, и закончил с парафином инфильтрации. Процесс может быть полностью автоматизирован с помощью процессора ткани. После того, как ткань проникли с парафином, он встроен в форму с расплавленным парафином с помощью встраивания станции. Раздел осуществляется с использованием микротома, установленного до нужной толщины. Слайды готовятся и LCM проводится непосредственно перед РНК должна быть извлечена из захваченных клеток. Добыча РНК сопровождается непосредственно двумя раундами усиления РНК до qRT-PCR и/или РНК-сек. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Поскольку конечный продукт РНК, заботиться, чтобы избежать загрязнения работы с RNases. Ношение перчаток является обязательным. Используйте дитил пирокарбонат (DEPC) - обработанную воду, буферы и т.д. Буферы автоклава и выпекать стеклянную посуду перед использованием.
1. Фиксация тканей
2. Обработка тканей
3. Парафин встраивание
4. Подготовка полиэтиленовых нафтхалат (ПЕН) мембранных слайдов
5. Секция
6. Лазерная захвата микродиссекции
7. Добыча РНК
8. Усиление РНК
9. Количественная оценка РНК
10. qRT-PCR и/или РНК-сек
Мы создали пространственные и временные ткани конкретных транскриптомов из семян ячменя во время прорастания с помощью нашего LCM РНК-сек протокол10. Исследование было проведено путем применения LCM РНК-сек на небольшое количество клеток из трех органов эмбриона (слив, кончи?...
Многие исследования экспрессии генов, специфичные для тканей, были ограничены вскрытием образцов вручную, что является трудоемким, трудоемким, имеет высокий риск заражения и может использовать только образцы, которые оперативник человека достаточно ловкий, чтобы собрать урожай. LCM яв?...
Авторов нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Австралийский научно-исследовательский совет Центр передового опыта в области биологии энергии растений (CE140100008) в JW. M.G.L была поддержана стартовым грантом Университета Ла Троб. Мы благодарим платформу La Trobe Genomics platform за поддержку в последовательности с высокой пропускной способностью и анализе данных. Мы благодарим доцента Мэтью Такера за экспертные советы по созданию LCM в нашей лаборатории.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetic acid 100 % ACS/R. | AnalaR NORMAPUR (BioStrategies) | VWRC20104.323 | |
AdhesiveCap 200 opaque | Zeiss | 415190-9181-000 | |
Clear base moulds 8 X 10 | Leica | 3803015 | |
Diethyl pyrocarbonate | Sigma-Aldrich | 40718-25ML | |
High Sensitivity RNA ScreenTape | Agilent | 5067-5579 | |
Lowprofile disp.blades DB80LS | Leica | 14035843489 | |
MembraneSlide 1.0 PEN | Zeiss | 415190-9041-000 | |
MessageAmp II aRNA Amplification Kit | Ambion (ThermoFisher) | AMB17515 | |
On-Column DNase I Digestion Set | Sigma-Aldrich | DNASE70 | |
Ovation RNA-Seq System V2 | NuGen (Integrated Science) | 7102-08 | |
Paraffin (Surgipath Paraplast) | Leica | 39601006 | |
PicoPure RNA Isolation Kit | ABI (ThermoFisher) | KIT0214 | |
RNaseZap RNase Decontamination Solution | Ambion (ThermoFisher) | AM9780 | |
Xylene | AnalaR NORMAPUR (BioStrategies) | VWRC28975.360 | |
Leica Benchtop Tissue Processor | Leica Biosystems | TP1020 | |
Leica Heated Paraffin Embedding Module | Leica Biosystems | EG1150H | |
Leica Cold Plate | Leica Biosystems | EG1150C | |
Safemate Class 2 Biological Safety Cabinets | LAF Technologies Pty Ltd | Safemate 1.5 | |
Leica Fully Automated Rotary Microtome | Leica Biosystems | RM2265 | with PALMRobo v 4.6 software |
Zeiss PALM MicroBeam LCM system | Zeiss miscroscopy | ||
TapeStation | Agilent | TapeStation 2200 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены