Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Biz protein ekspresyonu ve lokalizasyonu postembryonic düzenleyiciler tanımlamak için duyarlı bir yöntem tarif C. elegans Bir RNAi tabanlı ekran genomik ve işlevsel, floresan etiketli protein ifade entegre bir transgen kullanarak.
C. elegans çok sayıda gen ve gen yolları 1 keşfi ve fonksiyonel karakterizasyonu için değerli bir model sistem olduğu kanıtlanmıştır. Daha gelişmiş araçları ve bu sistemde çalışmaları için kaynakların daha ince fenotipleri veya rollere sahip genlerin sürekli keşif kolaylaştırır.
Burada biz C. tanımlamak için adapte genelleştirilmiş bir protokol sunmak RNAi 2 ile ilgi postembryonic fenotipleri ile elegans genleri. Bu işlem kolay olmadığını bir kesme veya bileşik mikroskop ışık veya floresan optik tarafından, tahlil tercih fenotipi değiştirilir. Bu tarama protokolü organizmanın fiziksel varlıkların ve moleküler araçlar C. istifade elegans araştırma topluluğu üretti. Bir örnek olarak, bu normal Lokalizasyon için gerekli olan genlerin tanımlanması için bir RNAi ekranda bir floresan ürünü ifade entegre bir transgen kullanımını göstermektedirgeç dönem larva ve yetişkinlerde ürün. İlk olarak, tam uzunluktaki cDNA uçları ile ticari olarak mevcut genomik RNAi kütüphanesi kullanılabilir. Bu kütüphane aday gen ürününün RNAi indirgenmesiyle birden aday hızlı bir şekilde tespit kolaylaştırmaktadır. İkincisi, biz bir RNAi duyarlı arka planda ilgi bizim fluorecently tagged proteini ifade eden bir entegre transgen oluşturulur. Üçüncüsü, RNAi için yumurtadan hayvanların teşhir ederek, bu ekran aksi ilgi protein düzenleyen bir post-embriyonik rolünü maskeleyeceği hayati bir role sahip embriyonik gen ürünlerinin belirlenmesi izin verir. Son olarak, bu ekran tek hücre çözümü için donanımlı bir bileşik mikroskop kullanır.
1. Eleme gerginlik inşaat
Tarama suşunun dikkatli tasarım ekran başarısı için kritik öneme sahiptir ve başka 3 tarif edilmiştir. Bazı araştırmacılar için, transgen görünür bir ürünü ifade eder bir suşu kullanarak deney için gereklidir. Entegre transgenlerin barındıran birçok suşları CGC veya bireysel araştırmacılar mevcuttur. Bir transgenik suşu ekran için gerekli ama mevcut değildir, o zaman bombardıman 4, UV / TMP 5 veya Mos transpozon ekleme 6 gibi bir yayınlanan yöntemi kullanılarak oluşturulabilir. Ilgi bizim proteini canlandırmak için, (yanlarından dbl-1 dizisi kullanılabilir) olgun cDNA sekansı ile çerçeve gfp-kodlama sekansı eklenir. Bu GFP füzyon proteini kapsamı Anatomi ile görünmez olduğu için, görünür olan bir coinjection belirteç kullanılan ve ilgi bizim protein inceleyen etkilemedi (TTX-3p :: rfp , diğer çeşitli standart damgalı bir inceleme için,) 7 bakınız. Daha sonra ekstrakromozomal diziden entegre transgen yarattı. Biz transgen bu bombardımanı ne (Beifuss ve Gumienny, yayınlanmamış) mikroskop fenotipi kurtarıldı ne de GFP-etiketli ürün görünür düzeyde üretilen düşük kopya sayısı entegre hat vermiştir bulundu. Başlangıçta enjeksiyon 8,9 tarafından üretilen bir ekstrakromozal kopya birden dizisinin UV / TMP entegrasyon transgen ürünün seviyeleri (Şekil 3A) kurtarmak, görünür elde edilmiştir. Anti-GFP antikoru ile Western Blot transgen (allel adı texIs100) ifade ve (Beifuss ve Gumienny, yayınlanmamış) doğru işlenir doğruladı. Entegre transgenlerin olursa olsun kaynağı yabancı arka plan mutasyonlar kaldırmak için beş kez outcrossed edilmelidir.
Bizim ekran için, ilgi sadece protein transgenik, etiketli formu olmak istedim. Bu nedenle, fonksiyonel bir endojen g çıkarıldıbir kayıp fonksiyon-mutant dbl-1 alel tanıtarak ene.
RNAi etkilerine Son olarak, duyarlı süzün. Hayvanların uygun bir seçerken ilgi doku (lar) düşünülmelidir RNAi 10,11 etkilerine hayvanlar duyarlaştırır bir mutasyon içeriyorsa kütüphaneden RNAi, çok sayıda gen için, gen ürünü bir daha ciddi azalma üretecek RNAi arka 11 hassasiyet. Biz tarama gerginlik yapmak için kurallı rrf-3 (pk1426) alel kullanılır. RRF-3 normal somatik RNAi 10 inhibe eden bir RNA-yönelimli RNA polimeraz (RdRP) homolog olduğunu. Eri-1 veya eri-1 lin-15b gibi diğer RNAi hypersensitizing genlerindeki mutasyonlar RNAi 11-13 etkinliğini artırmak yerine kullanılabilir.
TexIs100;; dbl-1 (NK3) yaptığımız tarama suşu genotip rrf-3 (pk1426) sahiptir.
2. Seçimi ve hazırlanmasıRNAi kütüphane
Ticari olarak mevcut C. elegans cDNA kütüphanelerinden C'de tahmin edilen genlerin yaklaşık% 55 veya% 87 temsil elegans bireysel (Vidal laboratuar veya Ahringer laboratuar kütüphaneler, sırasıyla). Bireysel klonlar alım (Açık Biosystems, Geneservice, Ltd) için kullanılabilir. Onun klonları çoğunlukla tam uzunlukta cDNAlarının Geçidi klonlanmış ve downstream uygulamaları (Invitrogen Corporation, Carlsbad, CA) hazır çünkü Vidal laboratuar (Açık Biosystems) tarafından inşa ORF-RNAi kütüphane seçti. Orijinal Ahringer laboratuar genomik cDNA kütüphanesi aşağı karakterizasyon çalışmaları 14,15 için yaygın olarak yararlı değildir cDNA parçacıklarını içerir. Her ikisi kütüphane eki (Şekil 1) sınırdaş iki T7 promotor içeren bir vektör kullanın. Yapıları izopropil-β-D-thiogalactopyranoside (IPTG) indüksiyon üzerine T7 polimeraz ifade bakterinin HT115, yetiştirilmektedir. Kütüphane klonlarını içeren bakterilerin IPTG ile indüklenirdsRNA (Adım 3.4) üretirler.
Aldıktan sonra tüm arşivinizi çoğaltın ve tüm deneyler için yinelenen kullanın. Orijinal ve yinelenen kütüphaneler elektrik hatları ayırmak bağlı farklı -80 ° C derin dondurucularda muhafaza edilmelidir.
3. Kütüphane klonları ile bakteri hazırlanması
4. Nematodlar hazırlanması
Nematod aşamalı bir nüfus ile başlayın. Hayvanlar Sahneleme kontrol ve deney RNAi çalışmalar arasında görülen farklılıklar (RNAi bir gelişimsel gecikme neden olursa ancak, bu (Şekil 2) screener tarafından unutulmamalıdır) sadece hayvanların gelişim aşamasında farklılıklar nedeniyle olduğu olasılığını azaltır . Ayrıca, L1 larvaları ile RNAi deney başlangıç gen ile RNAi tarafından embriyonik letalitesinin potansiyel karıştırıcı etkileri ortadan kaldırıres olması da ilgi postembryonic roller oynayabilir.
Evreleme ilk tek yumurta kabuğu korumalı embriyoların hayatta tarama suşu, karışık bir dönem nüfus beyazlatma sağlanır. 20 ° C'de yaklaşık 12 saat veya 16 ° C'de 18 azından yaklaşık 18 saat içinde, bu aşamada hayvanlar. Için daha sıkı aşamada hayvanlar, gıda olmadan M9 ortamda embriyolar yumurtadan vererek ilk larva evresi (L1) tutuklu hayvanlar. Starved L1 hayvanlar 19 aynı başlangıç yaşı gıda özgeçmiş büyümesi üzerine yerleştirilir.
5.. Nematodların Gözlem
Nematodlar istenen aşamada (Şekil 2A) büyüdü sonra (Gün 5), pozitif ve negatif kontrollerin bir mikroskop kullanılarak beklenen fenotipler üretirler onaylayın. Bu doza bağımlı bir post-embriyonik kusurları üretir, çünkü RNAi etkinlik için bir kontrol olarak bli-4 kullanmanız kabarmış yetişkin (hafif RNAi fenotipi gösterilmemiştir) aralık gelişimsel tutuklandı, küçük larvaları (güçlü, expected RNAi fenotip) (Şekil 2B). Sonra iyi RNAi (Şekil 2C) ile oluşturulan bir mikroskop ve not belirgin anormal fenotipleri kullanarak her bir deneysel hayvan gözlemlemek. Denetimleri doğruladı ve brüt fenotipleri belirtilmiştir sonra, ilgilenilen fenotipleri için RNAi deneyler gizliyorum. Biz denetimleri (Şekil 3) ile başlayan, floresans ve her RNAi deney en az beş hayvan gözlemlemek için bir 63x objektif ile donatılmış bir bileşik mikroskop kullanın.
Bu yöntemi kullanarak, tek bir kişinin makul sahnelemek ve deneyler iki ila dört takım her hafta izleyebilirsiniz. Örneğin, hayvanlar Pazartesi günü sahnelenecek ve Salı günü ise, Perşembe ve Cuma görülebilir ve yine pazartesi ve salı gözlem için Cuma ve Cumartesi günleri sahnelenecek edilebilir. Her gün taranması fenotip (ler) bağlı olarak, bir dizi bileşik mikro tarafından bir 24-kuyulu plakalı içerebilecektirSkopi veya fenotip hızla tespit ise daha fazla. Böylece, en azından 88 farklı RNAi deneyler hesabı pozitif ve negatif kontroller ve tarama hızı dikkate alınarak, bir hafta içinde görülebilir. Bir kesme kapsamı ekran görüntüleme için slayt üzerinde hayvan montaj için gerek kalmadan, çok daha hızlı yapılabilir. Birden fazla kişi aynı zamanda birden fazla mikroskoplar kullanılarak şaşırtıcı programları ve / veya bir laboratuvar verimi artırabilir. Agar ince bir film üzerinde hayvan büyüyen ve görüntüleme için bir slayt doğrudan hayvanların bulunduğu agar bir dilim aktarmak için alternatif bir yöntem zamandan tasarruf edebilir. Bu varyasyon başarıyla 400x büyütme at 22 erkek kuyruk anormallikleri taranması için kullanılmıştır.
6. Temsilcisi Sonuçlar
GFP-etiketli DBL-1 normal ve değiştirilmiş Lokalizasyon örnekleri, Şekil 3 'de gösterilmiştir. GFP-tagged DBL-1 Normal ifade ventral sinir kordonu hücre gövdeleri ve punctae (Şekil 3A) bir satır içerir. DBL-1 is hayvanların RNA beslendiği zaman ciddi zayıflatılmış dbl-1 mRNA çeviri engeller (Şekil 3B). dbl-1 (RNAi) de, bu örnekte (veriler gösterilmemiştir), ikincil ekran küçük hayvanlar üretir. DBL-1 yerelleştirme etkileyen genler kolaylıkla Bu ekran (Şekil 3C) için tasarlanmış bir yük kullanarak RNAi ile tanımlanır.
Şekil 1.. Ekran düzeni DBL-1 sinyal dışı düzenleyiciler tanımlamak için. Besleme kütüphanesinden bakteriler, bir gece boyunca yetiştirilen IPTG ile uyarılan, ve bakteriler çift sarmal RNA (dsRNA) üretmek için izin vermek için ek bir 4 saat boyunca 37 ° C'de inkübe edilir. Endüklenen bakteriyel kültür 30 ul 25 ug / ml karbenisilin ve 1 mM IPTG ihtiva eden bir 24-kuyucuklu NGM (nematodu büyüme medyumu) plakası üzerine sıra başına gördü ve steril bir akış davlumbaz kurumaya bırakılır. Biz hipoklorit ile tedavi edilen embr sağlayarak ilk larva evresi (L1) larvalarının sahneleyecekyo bir L1 diapause (tutuklandı geliştirme) indükler gıda olmadan medyada çıkar. Yaklaşık 30 senkronize L1 aşamasında hayvanların büyümesini devam ettirmek ve bakteriler 23 tarafından oluşturulan dsRNA tüketmek hayvanların sahnelenen sağlar RNAi kütüphane, her bir kuyunun içeren bakteriler üzerine kaplanır. 15 ° C, genç erişkin solucanlar görünür bir fenotip için taranmaktadır az 72 saat sonra. Bu yaşta, vücut büyüklüğü kusurları belirgindir ve floresan texIs100 transgen ifadeden parlak.
Şekil 2. Tarama öncesinde tanımlamak için fenotipleri örnekler. Bir tabak hayvanların tüm görüntüler iyi bir mikroskop kullanılarak aynı büyütme alındı. Hayvanlar bütün hasret L1 larva gibi kaplama sonrası 72 saat görüntülendi. Tüm görüntüler aynı şekilde tedavi edildi. A) Hiçbir brüt morfolojik bozukluk veren bir genin RNAi. Hayvanlar vahşi tip görünür. B) RNBli-4 Ai. Hayvanlar dpy-13 RNAi) tutuklandı gelişmeler gösteren ve paneli A. C hayvanlara kıyasla çok düşük. Hayvanlar panelinde bir hayvan gibi aynı gelişim aşamasında olan, ancak bir "bodur" beden morfolojiye sahiptir.
Şekil 3. Floresan etiketli protein örnekleri ve nasıl RNAi spesifik genlerin lokalizasyon desen değiştirir. Tüm görüntüler iplik Disk konfokal mikroskopi, 5 sn ile 630x büyütme alındı. pozlama. Ölçek çubuğu = 10 mikron. Tüm görüntüler aynı şekilde tedavi edildi. Açık ok uçları hücre gövdeleri göstermektedir. Oklar punctae hattı işaretleyin. Dolgulu ok uçları bazı aberrantly lokalize GFP-tagged DBL-1 gösterir. A) RNAi beslenen sözde C06C3.5 ("wild-tip"). B) dbl-1 (RNAi) kontrolü. C) GFP-tagged DBL-1 normal yerleşim için gerekli bir genin RNAi.
Şekil 4. 24-iyi plakaları RNAi deneyler (kütüphane klonlar) izlemek için Şablon örneği. Bu şablon, doğrudan levhalar etiketleme aksine deney kalıcı bir kayıt oluşturmak için kullanılabilir.
Şekil 5. Kayıt RNAi fenotipleri için Şablon örneği. Gerektiği gibi genişletin.
Burada sunulan RNAi tarama yöntemi, normal bir (ya da transgenik) postembryonic fenotipi için gerekli gen ürünlerinin hassas ve hızlı bir analizi sağlar. Gösterilen örnek bir floresan etiketli proteinin hücre içi lokalizasyonu ilgili genler için bir ekran. Ancak, bu protokolün diğer ilgi postembryonic fenotipleri etkileyen genleri tanımlamak için değiştirilebilir.
Bu yöntem, bir RNAi kütüphanesi kullanarak bir aday gen yaklaşımı yararlanır. Mutagenez tekniklerini kul...
Biz ifşa hiçbir şey yok.
Yazarlar bir enjeksiyon işaretleyici için dbl-1 cDNA ve Dr Christopher Rongo (Waksman Enstitüsü, Rutgers Üniversitesi, NJ) ve hediye için Dr Rick Padgett (Waksman Enstitüsü, Rutgers Üniversitesi, NJ) teşekkür etmek istiyorum. Dr Barth Grant'ın laboratuvar gfp etiketli dbl-1 inşasının düşük kopya sayısı entegrasyonu için gen tabancası bombardımanı yapıldı. Rene Garcia laboratuar texIs100 oluşturulması sırasında teknik yardım sağladı. Rene Garcia, Robyn Lints ve Hongmin Qin laboratuarlar üretken tavsiye sağladı. Bu çalışma, Moleküler ve Hücresel Tıp TAMHSC Bölümü start-up fonları tarafından finanse edildi. Bileşik kapsamı ve iplik diske konfokal departmanı ve Dekan Tıp Ofisi TAMHSC Koleji tarafından sağlanan fonlar ile satın alındı.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktif Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
NGM Agar | Nematodu büyüme ortamının | IPM Bilimsel, Inc | NGM agar protokolü 25 takip hazırlanabilir |
M9 Orta | 22mm KH 2 PO 4, 42mm Na 2 HPO 4, 86mm NaCl, 1 mM MgSO 4 | 26 | |
Agar-Agar | Merck Kimyasalları A.Ş. | 1.01614.1000 | NGM levhalar için su içinde% 2. Mikroskop lamı pedler için su içinde% 4 (başlangıçta ve daha sonra eritmek için mikrodalga otoklavlama). |
Bacto Peptonlu | Becton Dickinson - Difco CP | 211677 | % 0.25 |
IPTG | Araştırma ürünleri International Corp | I56000-5.0 | 1 mM nihai konsantrasyon |
karbenisilin | Araştırma ürünleri International Corp | C46000-5.0 | 50 mcg / ml çalışma seyreltme |
LB Broth Lennox | Becton Dickinson - Difco CP | 240230 | 20 g / litre |
tetrasiklin | Sigma | 268054 | 12.5 mg / ml çalışma seyreltme |
sodyum hipoklorit | Herhangi bir marka | % 5 çamaşır suyu | Taze çamaşır suyu kullanın. |
sodyum hidroksit | Herhangi Marka | CAS 1310-73-2 | 5 N stok |
M9 orta | Wormlab Yemek Kitabı | http://130.15.90.245/wormlab_recipe_book.htm # Commonlab | 26 |
levamisol | Sigma | 31742 | 100 uM - 1 mM çalışma seyreltme |
Sodyum azid | Fisher Scientific | S227 | M9 çalışma dilüsyonu, 10 mM |
24-kuyulu plakalı | Greiner Bio-One | 662160 | VWR distribütörü |
mikroskop lamı | Herhangi bir marka | 75 x 25 x 1 mm | |
mikroskop kapak slipleri | Herhangi bir marka | 22 x 22 mm No.1.5 | Mikroskop üreticisi tarafından önerilen kalınlığı kullanın. |
bileşik mikroskop | Carl Zeiss, Inc | A1M | Deneyin ihtiyaçlarına uygun hedefleri ve filtreleri kullanın. |
medya pompası | Manostat Varistaltic pompası | Kate Model # 72-620-000 | Boru ve makine için uygun ayarları kullan |
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