Method Article
Yeni yüksek verimli bir yöntem kilitli nükleik asit probları ve flow sitometri floresan kullanarak tek bir bakteri hücrelerinin algılama ve göreceli küçük RNA ve mRNA ekspresyonu kantitatif açıklanan Yerinde Melezleşme.
Floresan in situ hibridizasyon (FISH), hücresel ortamda özel nükleik asit dizileri tespit ve lokalize için kullanılan güçlü bir tekniktir. Verimi arttırmak amacıyla, BALIK, tek tek hücrelerin binlerce hedef nükleik asit dizilerinin algılamayı etkinleştirmek için flow sitometri (flow-FISH) ile kombine edilebilir. Sonuç olarak, akış-FISH her hücre, böylece güçlü bir istatistik ve varyans analizleri izin, bağımsız bir gözlem olarak kabul edilir, çünkü lizat / topluluğu tabanlı nükleik asit algılama yöntemleri üzerinde ayrı bir avantaj sunuyor. Bu nitelikleri, FISH ve akış-FISH yöntemleri farklı uygulamaları bir dizi teşvik etmiştir ve bu yöntemlerin programını başarıyla viral çarpma izleme, telomer uzunluğu belirlenmesi 1,2, hücresel kimlik ve gen ekspresyonu 3,4 gösterilmiştir enfekte hücreleri 5, ve bakteriyel topluluk analizi ve numaralandırma6.
Geleneksel olarak, özgüllük FISH ve akış-FISH yöntemleri, DNA oligonükleotit probları tarafından aktarılırdı olmuştur. Ancak, FISH ve akış-FISH probları olarak nükleik asit analogları ile DNA oligonükleotid problar değiştirilmesi nedeniyle doğal nükleik asitler 7,8 için bu analogları yüksek erime sıcaklığına (T m), her iki tekniğin de duyarlılık ve özgüllük arttı . Kilitli nükleik asit (LNA) probları nükleik asit analog bir DNA veya RNA dizisi 9,10 boyunca çivili LNA nükleotidler içeren bir tür. Akış FISH ile birleştiğinde, LNA problar daha önce geleneksel DNA probları 7,11 daha iyi performans göstermiştir edilmiş ve başarılı bir şekilde 5 memeli hücrelerinin ökaryotik mRNA 12 ve viral RNA tespit etmek için kullanılır olmuştur.
İşte biz bu kapasitesini artırmak ve bakteri hücre RNA belirli algılama izin veren bir LNA akış FISH yöntemi tarif(Şekil 1). Özellikle, biz tespiti ile ilgilenen küçük olmayan kodlama düzenleyici RNA (Srna) çok kritik hücresel süreçleri 13 anahtar düzenleyici unsurları olarak hizmet olduğu gibi son birkaç yıl içinde oldukça büyük ilgi topladı. Ancak, sRNAs ve bakteri hücrelerinin Srna tespit zorlukları çalışma sınırlı araçlar bölümünde (genellikle uzunluğu 50-300 nükleotidler) nispeten küçük boyutu ve Srna moleküllerin düşük bolluk yanı sıra çalışma genel zorluk nedeniyle değişen hücre zarının küçük biyolojik hücreleri ile. Bu yöntemde, bakteri hücrelerinin yapısını korumak ve LNA probları penetrasyon yanı sıra düşük bolluk Srna belirli algılama (Şekil 2) sağlayan sinyal amplifikasyonu adımları izin fiksasyon ve permeabilzation koşulları açıklar.
1. LNA probları ve deneysel tasarım
Çözümler
2. Tespit
3. Dietil pyrocarbonate tedavisi
4. Permeabilization
5. Melezleme
6. Post-hibridizasyon yıkar
7. Engelleme ve boyama
8. Temsilcisi sonuçları
Şekil 3A akım sitometri nokta arsa içinde, sabit ve etkin bir şekilde permeabilize hücrelerinin bir örnek gösterilmiştir . Permeabilization için yukarıda açıklanan koşullar kullanırken, hücre popülasyonu, küçük ve homojen gösteren birkaç hücre agrega. Lizozim yüksek konsantrasyonlarda (5 mg / ml) kullanıldığı zaman, hücreler agrega için daha sık ve daha büyük parçacıklar (Şekil 3B) göstergesi ileri artan dağılım değerleri göstermek. Başarılı bir LNA akış BALIK deney flow sitometri verileri bir örnek Şekil 4'te gösterilmiştir. Histogram üç negatif kontroller ile birlikte, belirli bir hedef Srna algılama gösteriyor.'Boya' negatif kontrol 'hayır LNA' ve 'olmayan ifade Srna' negatif kontrollerin ardından en floresan üretir. Son olarak, Srna özel LNA prob ile örnek büyük floresan üretir. Yöntem ve LNA sondalar bu şekilde doğrulandıktan sonra, ek deneyler, mutasyonlar ya da çeşitli kültür koşulları, vb yanıt olarak, zaman içinde Srna sinyal değişiklikleri izlemek için tasarlanmıştır.
Şekil 1 genel bakteriyel Srna tespiti için bir LNA akış FISH deney düzeni tasviri.
Şekil 2 Boyama ve LNA akış BALIK sinyal amplifikasyon. a) biotinlenmiş LNA prob hibridizasyon. b) floresan DyLight 488 streptavidin konjuge Boyama. c) biotinlenmiş anti-s CiltDyLight 488 streptavidin treptavidin antikor. Antikor, antijen-bağlayıcı sitesi aracılığıyla streptavidin bağlamak veya biotin artıkları ile streptavidin bağlı olabilir. d) floresan DyLight 488 streptavidin konjuge daha fazla boyama ile sinyal Amplifikasyon.
Şekil 3: a) 1 mg / ml lizozim, 3 mg / ml proteinaz K permeabilization ve b) 5 mg / ml lizozim, 3 mg / ml proteinaz K permeabilization yan dağılım sonuçları karşısında ileri gösteren Flow sitometri nokta araziler .
Şekil 4 LNA akış-FISH sonuçları Histogram analizi. Her örnekten üretilen floresan sinyal dört izleri gösterilmiştir: siyah - Srna özel LNA prob, kırmızı - 'olmayan ifade Srna' negatif kontrol, mavi - 'hiçbir LNA' negatif kontrol, mor -'Hayır boya' negatif kontrol.
Burada sunulan LNA akış FISH yöntemi olan ifade önceden mikroarray tabanlı ifade profilleme ve ters transkripsiyon polimeraz zincir reaksiyonu 16 ile teyit edilmiştir Gram-negatif deniz bir bakteri Vibrio campbellii bir Srna ifade algılamak için kullanılır oldu . Bugüne kadar, çeşitli RNA'lar (protein aktivitesi, riboswitches ve mRNA modüle örneğin Trans-kodlanmış Srna, Srna) ifadesi izlemek için bu yöntemi kullanmıştır. Bunun gibi, biz yöntemi uyarlanabilir ve herhangi bir Srna veya mRNA hedef tespit etmek için kullanılan ve kullanılmak üzere, herhangi bir bakteri türlerinin ya da hücre tipi değiştirilebilir olabilir eminiz. Bu protokol değişikliği, diğer hücre türleri için gerekli ise, en önemli değişken manipüle dikkate permeabilization adımdır. Örneğin, burada açıklanan permeabilization koşullarını değiştirirken, lizozim ve proteinaz K konsantrasyonlarında değişiklikler test edilmelidir. Veya bu iki katına bulundu.lizozim ve proteinaz K miktarını üç katına LNA akış-FISH sonuçları büyük değişikliklere neden olmuştur. Ayrıca, ek permeabilization koşullarında test ederken, hücreler, hücre kaybı ve arka plan floresans oranı elde edilebilecek en iyi sinyal topaklanma için analiz edilmelidir. Hücre topaklanma ölçüde mikroskopi ve / veya akım sitometri test edilebilir. Ileri karşı tarafında dağılım nokta arsa ve doğru permeabilization yöntemi kuyrukları bu atık etkisini en aza indirmek olarak akış sitometri, hücre kümeleri bulunmaktadır. Bu yöntem ayrıca böyle digoxigenin gibi diğer hapten etiketli ek LNA probları hibridizasyon adımı sırasında eklenir ve daha sonra bir anti-digoxigenin antikor ve sekonder antikor fluorofor konjuge ile tespit olarak açıklanan protokole büyük değişiklikler olmadan multipleks Srna tespiti için uygun. Şu anda, biz bu yöntem ile karşılaştığım tek sınırlama, zayıf eski yeterli sinyal oluşturmak için onun yeteneksizliğialgılama eşiğini belirlemek için (hücre başına mutlak kopya sayısı) basıldığında Srna türler ve çabaları devam etmektedir.
Genel olarak, LNA akış FISH yöntemi varlığı ve bir Srna türlerin göreceli bolluk ve kendi ifadesini değişir derece anlayışlar sağlamak için yüksek kapasiteli bir şekilde tek bir hücre seviyesinde bakteriyel Srna veya mRNA ölçmek için bir fırsat sunuyor bir nüfus.
Yazarlar ifşa etmek başka bir şey var.
Bu çalışma, ABD Deniz Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı temel fonları yoluyla Deniz Kuvvetleri Araştırma Ofisi tarafından desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Reaktifi Adı | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
10X Fosfat salin (PBS), pH 7.4 tamponlu | Uygulamalı Biyosistem / Ambion | AM9625 | |
Nükleazlar-serbest su | Uygulamalı Biyosistem / Ambion | AM9932 | (DEPC tedavi edilmezse) |
32% paraformaldehid | Elektron Mikroskopi Bilimleri | RT 15.714 | Etanol ücretsiz |
Asetik asit | Acros Organics | 327290010 | |
Dietil pyrocarbonate (DEPC) | Sigma Aldrich | D5758 | tutun kurutulmuş |
Lizozim | Sigma Aldrich | L2879 | |
Proteinaz K (20 mg / ml) | Uygulamalı Biyosistem / Ambion | AM2546 | |
Formamid | Uygulamalı Biyosistem / Ambion | AM9342 | Deiyonize, kısım ve donma |
Dekstran sülfat MW> 500.000 | Sigma Aldrich | D8906 | Kısım% 60 çözüm ve donma |
Denhardt çözümü 50X konsantre | Sigma Aldrich | D2532 | Kısım ve donma |
Sodyum sitrat tampon 20X | Uygulamalı Biyosistem / Ambion | AM9770 | |
Somon sperm DNA (makaslanmış) 10 mg / ml | Uygulamalı Biyosistem / Ambion | AM9680 | Kısım ve donma |
Maya tRNA (10 mg / ml) | Yaşam Teknolojileri / Invitrogen | 15401-011 | Kısım ve donma |
Tween-20 | Sigma Aldrich | P9416 | |
In situ hibridizasyon engelleme çözümü 5x | Vektör Laboratuvarları | MB-1220 | |
DyLight 488 streptavidin | Vektör Laboratuvarları | SA-5488-1 | |
Biotinlenmiş, anti-streptavidin | Vektör Laboratuvarları | BA-0500 | Kısım ve donma |
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