Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Özellikler için Fenotipik varyasyon cis-düzenleyici element (CRE) dizileri kontrol eden gen ekspresyonu mutasyonlar sonucu. Drosophila melanogaster kullanmak için türetilmiş yöntemler kantitatif değişiklikte ya da doğal olarak meydana gelen CRE türevleri aracılı gen ekspresyonu mekansal ve zamansal kalıplarının seviyelerini karşılaştırmak.
Gen ekspresyonu arttırıcılar veya cis-düzenleyici modülleri de denir cis-düzenleyici element (CRE) dizileri, tarafından belirlenir. Tipik bir CRE için bağlayıcı siteleri nerede ve ne düzeyde düzenlenmiş gen (ler) ifade edildiği zaman, belirten bir düzenleme mantığı ile görevlendirebilir birkaç transkripsiyon faktörü proteinleri bir düzenleme sahiptir. Tam bir hayvan genom içinde Cres organizmanın gelişimi 1, ve ampirik için program, teorik çalışmaların yanı sıra Cres mutasyonlar morfolojik evrim 2-4 önemli bir rol oynadığını göstermektedir kodlar . Ayrıca, insan genomunun geniş dernek çalışmaları Cres bu genetik varyasyon fenotipik varyasyon 5,6 önemli ölçüde katkıda göstermektedir. Böylece, düzenleyici mantığını anlamak ve nasıl mutasyonların böyle bir mantık etkileyen genetik merkezi bir hedeftir.
Muhabir transgenlerin in vivo işlev çalışmak için güçlü bir yöntem sağlarCres TION. Burada bilinen ya da şüphelenilen bir CRE dizisi heterolog organizatörü ve kodlama kolayca gözlemlenebilir bir protein ürünü bir muhabir gen için kodlama dizileri birleştirilmiştir. Bir muhabir transgen bir konak organizma içine takıldığında, CRE faaliyet kodlanmış muhabiri protein formunda görünür hale gelir. Meyve sineği türleri Drosophila (D.) melanogaster 7 P-eleman aracılı transgenesis transgenlerin genomik yerleştirme rastgele olmasına rağmen, onlarca yıldır bu model organizma içine muhabiri transgenlerin tanıtmak için kullanılır olmuştur. Bu nedenle, muhabir gen aktivitesi güçlü olmayı niteliksel CRE karşılaştırmalar sınırlayan yerel Kromatin ve gen çevre tarafından etkilenir. Son yıllarda, phiC31 tabanlı entegrasyon sistemi, belirli bir genomu iniş siteleri 8-10 transgenlerin eklemek için D. melanogaster kullanım için adapte edilmiştir. Bu yetenek CRE faaliyet 11-13 fe gen kantitatif ölçümü yapılmış ve, ilgili, buradaasible. Transgenik meyve sinekleri üretim ihtiyacını ortadan kaldırarak, pahalı donanımları ve / satın almak veya uzman transgen enjeksiyon protokolleri yeterlilik, phiC31 tabanlı entegrasyon dahil, dış kaynaklı olabilir.
Burada, genel bir protokol kantitatif bir CRE faaliyet değerlendirmek ve bu yaklaşım, bir CRE faaliyet tanıtıldı mutasyon etkilerini ölçmek ve orthologous Cres faaliyetlerini karşılaştırmak için nasıl kullanılabileceğini göstermek için sunuyoruz. CRE aktif meyve sineği metamorfoz sırasında verilen örnekler olmasına rağmen, bu yaklaşım diğer gelişim evreleri, meyve sineği türleri, ya da model organizmalar uygulanabilir. Sonuçta, çalışma Cres bu yaklaşımı daha yaygın kullanımı, düzenleyici mantık bir anlayış geliştirmek ve nasıl mantık değişebilir ve gelişebilir.
Bakış:
Bu video Drosophila (D.) melanogaster cis-düzenleyici element (CRE) dizileri için gen düzenleyici faaliyetlerin nicel ölçme yeteneğine sahip bir protokol göstermektedir. Bu protokol, sahip olduğu düzenleyici faaliyetlerini karşılaştırmak için kullanılabilir: yabani tip ve mutant CRE formları, doğal olarak meydana gelen türler arasında uzaklaştığı bir tür, ya da orthologous Cres içinde bulunan CRE allel.
1. Drosophila melanogaster genom içine muhabiri transgenlerin Site özel entegrasyon
A. Reporter transgen inşaat
B. muhabiri transgenlerin Sitesi özel entegrasyon
2. Uygun gelişim aşamasında örnekleri veya dokuların alınması
Soruşturma altında CRE muhabiri gen ekspresyonu (ler) aktif hale getirmelisiniz endojen, dolayısıyla zaman ilgi gen ekspresyonu model (ler) ortaya çıktığında geliştirme anda analiz için numune alın. Drosophila için, bu ya embriyonik, larva, pupa veya yetişkin aşamaları olabilir. Aşağıda yetişkin ve metamorfik sinekler sahne için bir yöntem tarif; puparium, bir yetişkin olarak ecloses kadar hareketsiz bir örnek içeren bir sabit larva cilt içinde yer alır ikincisi.
1. Metamorfoz uzunluğu dayalı Evreleme:
0 hAPF, örnekler, yeni bir flakon transfer edilebilirPetri bir çanak boya fırçası nemlendirilmiş. Örneklerin kuruma tutmak için, bir parça Kimwipe ekleyin ve su ile nemlendirin. Istenilen hAPF kadar 25 ° C inkübatör Transfer flakon veya çanak.
2. Görünür morfolojik özellikleri ile Evreleme:
0 hAPF örneklerin toplanması, belirli bir timepoint CRE faaliyet için örnekleri analiz etmek için çoğu zaman zahmetli bir iştir. Alternatif olarak, bir doğru puparium ya da puparium çıkarılması (Şekil 2) sonra görünür birkaç morfolojik belirteçleri (aşağıda ayrıntılı) varlığı ve konumu dayalı analiz için uygun bir zamanda sahnelenen örneklerinde tespit edebilirsiniz.
2a. Metamorfik sahne yaklaştırmak için Morfolojik kriterleri:
Notlar:
D. puparium örnek kaldırmak için Adımlar:
3. Bütün bir montaj örneği muhabiri gen ekspresyonu Konfokal mikroskopik değerlendirme
Not:
4. Cis-düzenleyici element aktiviteyi belirleme
Bazı konfokal kazanım yazılım projeksiyon görüntüleri işlenmesi için olanak sağlarken, biz konfokal görüntüleri değerlendirmek için 18 serbestçe kullanılabilir Görüntü J yazılım programı kullanmayı tercih. Görüntüsü J 18 kayıtlı GFP ekspresyonupiksel değeri istatistikleri gibi belirli bir alan içinde belirlenebilir. Görüntüleri gri skala olması gerekmese de, biz bunu yapmak için tercih ediyor.
Notlar:
5. Temsilcisi Sonuçlar:
D. vahşi tip sürümü melanogaster CRE, dimorfik Element 13 olarak adlandırılan, yüksek düzeyde bir erkek pupa (Şekil 3A) A6 karın segment EGFP muhabir ifade sürücüler. Bu eleman içinde 13 baz çifti dizisi DSX transkripsiyon faktörü bağlayıcı bir site olduğu tespit edildi ve bu sıra in vivo önemi bu bağlayıcı sitenin mutasyona uğramış bu CRE için düzenleyici faaliyet nicel tarafından ortaya konabilir. 100 vahşi tip dimorfik Eleman düzenleyici faaliyet ±% 5, göz önüne alındığında bu DSX sitenin mutasyon Tescil azalttı- 28 ulatory faaliyet ± 3%. Benzer karşılaştırmalar intraspecific CRE allelleri için ya da ayrı türler orthologous Cres arasında düzenleyici faaliyetler yapılabilir. Örneğin, D. tarafından yönlendirilen kadın segmentinde A6 EGFP düzeyleri dikkate alınarak 100 düzenleyici bir faaliyet olarak melanogaster Canton S suşu ±% 4, türler için orthologous Cres D. simulans ve D. willistoni sırasıyla 75 eşit düzenleyici faaliyetler ± 4 ve% 0 ±% 0 (Şekil 3B) sahip bulundu.
Şekil 1 transgenik hatları homozigot beyaz-kurtarma göz fenotipi yoğunluğu kullanma. Muhabir transgenlerin kantitatif olarak değerlendirmek için her numune aynı muhabir transgen genotipi sahip olması çok önemli. (A) bir attP iniş sırası ile beyaz bir genin mutant genetik arka plan, site için kullanılmaktadır pecific transgen entegrasyon. Transgenik bireylerin (B) hemizygous ve entegre vektör (C) homozigot genellikle entegre mini beyaz gen kopya sayısına göre kurtarıldı göz rengi fenotipi yoğunluğu ile ayırt edilebilir. Homozigot hatları karanlık göz rengi fenotipi ile geçiş (C) dişi ve erkek sineklerin tarafından kurulabilir.
Şekil 2 morfolojik belirteçler kullanarak Drosophila metamorfik evresini belirlemek için. Bir larva yetişkin bir meyve sineği metamorfoz sırasında, cinsiyet ve geliştirme aşamasında yaklaşık olarak belirlemek için kullanılabilir stereotipik morfolojileri bir dizi örnek geçişler. BH örneklerini kendi puparium çıkarıldı. Paneller, A, E, F, G ve H kutuları "bölgelerde yakınlaştırılmış panelleri için sırasıyla A, E, F, G, ve H göstermektedir.
"Şekil 3" src = "/ files/ftp_upload/3395/3395fig3.jpg" />
Şekil 3. cis-düzenleyici element faaliyetlerinin nicel karşılaştırma. Tüm örnekler için belirli bir dimorfik Eleman aracılı EGFP muhabiri gen ekspresyonu 80 saat puparium oluşumundan sonra kadınlarda değerlendirildi. A6 karın segment için ortalama piksel değeri (kesik çizgili sarı sınırları içinde bölge olarak sol üst çoğu görüntü için belirtilen) eksi ortalama olarak hesaplanan örnek için her resmin üst kısmında EGFP-ekspresyon seviyesi A4 segment için piksel değeri (arka plan düzeltme; kesik kırmızı sınırları içinde bölge olarak sol üst çoğu görüntü için gösterilir). Her muhabirin transgen dört çoğaltır ortalama segmentinde A6 piksel değeri hesaplamak için değerlendirildi. Düzenleme aktivitesi (A) vahşi tip% veya (B) Canton S suşu kadın piksel değeri ortalama ± SEM olarak bildirilir. (A) vahşi bir tip allel sahip kadınlar için GFP ifadeDimorfik Element ve DSX transkripsiyon faktörü tek bir bağlanma yeri ablasyon bir mutant versiyonu. Bu mutant bağlayıcı site 28 dimorfik Element aktivitesi azalır ±% 3 vahşi tip dizisi. D. (B) orthologous dizileri için düzenleyici faaliyetlerin karşılaştırılması melanogaster (Canton S suşu) dimorfik Eleman. D. tarafından GFP ifade aracılı göz önüne alındığında % 100 olarak melanogaster dimorfik Eleman allel, ilgili türlerin orthologous dizileri D. simulans ve D. willistoni sırasıyla 75 aktivitelere sahip ±% 4 ve% 0 ± 0.
6. Malzemeler
Malzeme Adı | Tip | Şirket | Katalog Numarası | Yorum |
Site özel transgen entegrasyon | Hizmet | En iyi Gen | Plan H | Transformant hat alan bir iniş alanı seçin |
Halokarbon Yağ | Reaktif | Sigma-Aldrich | H8898 | Konfokal görüntüleme için numuneler monte etmek için kullanılır. |
Dumont # 5 Forseps | Araç | Güzel Bilim Araçları | 11252-40 | Sivri Güzel ve dayanıklı diseksiyonu |
SZ61 zoom Stereo mikroskop | Araç | Olympus | Özelleştirilebilir | Mükemmel optik meyve ile çalışmak için uçar |
FluoView Konfokal Mikroskop | Araç | Olympus | Özelleştirilebilir | Yüksek çözünürlüklü konfokal görüntüler sağlar. |
cis-düzenleyici unsurlar, gen ekspresyonu ve böylece 1 geliştirme süreci belirten genomik programı kodlamak ve morfolojik evrim 2-4 insan özellikleri için 5,6,19 ve fenotipik varyasyon altında yatan iki mutasyonlar için önde gelen yerlerdir. Bu önem rağmen, Cres için düzenleyici bir mantık yeterince anlaşılamamıştır. Bu anlayış açığının önde gelen nedeni, kantitatif Cres fonksiyonel dizileri karşılaştırmak için uygun yöntemler eksikliği olmuşt...
Biz ifşa etmek başka bir şey var.
Biz teşekkür ederiz: Nicolas Gompel ve bu protokolün gelişmesine katkılarından dolayı Benjamin Prud'homme; Melissa Williams ve el yazması üzerinde yorum yapmak için dört anonim değerlendirenler; SAVAŞ için araştırma bursları için Dayton Enstitüsü Üniversitesi ve Dayton Üniversitesi Biyoloji Bölümü ve Araştırma Enstitüsü (UDRI) TMW için araştırma desteği. Bu çalışma TMW, Amerikan Kalp Birliği Hibe 11BGIA7280000 tarafından desteklenmiştir.
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır