Name: a reverse genetic approach to test functional redundancy during embryogenesis
Uploaded: 2010-08-11T17:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Reverse Genetic Approach to Test Functional Redundancy During Embryogenesis at JoVE.com

Vi tackar medlemmar av Evans laboratorium för deras hjälp att förbereda denna presentation. Den morpholinos används här var ursprungligen godkänts av Dr Audrey Holtzinger. TE stöds av anslag från National Institutes of Health (HL064282 och HL056182). Försök på djur har utförts i enlighet med de riktlinjer och regler som anges av Institutet för djurens skötsel och användning kommittén, av Weill Cornell Medical College.

Vårt mål här är att testa den funktionella uppsägning av två transkriptionsfaktorer för specifikation av cardiomyocyte stamceller. Faktorerna kodas av två gener gata5 och gata6 och vi använder zebrafisk modell för att förstå deras relativa funktioner 1. Vår strategi är att blockera geners funktion med hjälp av morpholinos 2. Vi kommer att injicera morpholinos för den ena eller andra genen i befruktade ägg, och jämföra den embryonala fenotypen med embryon från ?...

<ol>
	<li>Heicklen-Klein, A., McReynolds, L. J., Evans, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+the+zebrafish+model+to+study+GATA+transcription+factors.">Using the zebrafish model to study GATA transcription factors.</a> Semin Cell Dev Biol. 16, 95-106 (2005).</li><li>Bill, B. R., Petzold, A. M., Clark, K. J., Schimmenti, L. A., Ekker, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+primer+for+morpholino+use+in+zebrafish.">A primer for morpholino use in zebrafish.</a> Zebrafish. 6, 69-77 (2009).</li><li>Holtzinger, A., Evans, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gata5+and+Gata6+are+functionally+redundant+in+zebrafish+for+specification+of+cardiomyocytes.">Gata5 and Gata6 are functionally redundant in zebrafish for specification of cardiomyocytes.</a> Dev Biol. 312, 613-622 (2007).</li><li>Peterkin, T., Gibson, A., Patient, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Redundancy+and+evolution+of+GATA+factor+requirements+in+development+of+the+myocardium.">Redundancy and evolution of GATA factor requirements in development of the myocardium.</a> Dev Biol. 311, 623-635 (2007).</li><li>Holtzinger, A., Evans, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gata4+regulates+the+formation+of+multiple+organs.">Gata4 regulates the formation of multiple organs.</a> Development. 132, 4005-4014 (2005).</li><li>Sorrentino, R. P., Gajewski, K. M., Schulz, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GATA+factors+in+Drosophila+heart+and+blood+cell+development.">GATA factors in Drosophila heart and blood cell development.</a> Semin Cell Dev Biol. 16, 107-116 (2005).</li></ol>

I experimentet som beskrivs här, tillsammans vi två morpholinos, som var ensam genererar en distinkt olika fenotyper, och fann en helt annan fenotyp när de var tillsammans injiceras tillsammans. Naturligtvis behövde vi en motivering för att göra detta experiment i första hand. Vi misstänkte att de två generna kan kompensera varandra för en tidigare funktion, i detta fall hjärt-specifikation. Detta beror på att generna är mycket relaterade (och kan binda till samma DNA-sekvenser) och uttrycks i överlappande...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Fish breeder tanks and dividers</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Aquatic Habitats</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Fish nets</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Aquatic Habitats</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>System water</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>60mg &#x201C;Instant Ocean&#x201D; per liter dH2O</td>
</tr>
<tr>
<td>100mm Petri dishes</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>BD Falcon</td>
<td>351029</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Micropipette needle puller</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sutter instruments, Co.</td>
<td>P-97 Flaming/Brown</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>3.5" glass capillaries</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Drummond</td>
<td>3-000-203-G/X</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Razor blade</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Personna</td>
<td>94-120-71</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Micro grinder</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Narishige, Japan</td>
<td>EG-4</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Gridded microscope eyepiece</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Premiere</td>
<td>MF-02</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Micrometer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ward&#x2019;s Natural Science</td>
<td>94 W 9910</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ultrapure agarose</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Invitrogen</td>
<td>15510-027</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Spatula</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>14-357Q</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Scale</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Mettler Toledo</td>
<td>AB54-S/FACT</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Disposable weigh dishes</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>2-202-B</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Conventional microwave</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>General Electric</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Erlenmeyer flask</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Corning</td>
<td>4980</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Microscope slides</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>12-552</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Graduated cylinder</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>08-572-6D</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Automatic pipette man</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>BrandTech</td>
<td>2026333</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>70% ethanol wash solution</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Tarr</td>
<td>801VWR</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>N2 tank</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Tech Air</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Microinjector</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Harvard apparatus</td>
<td>PLI-100</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Micromanipulator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Micro Instruments</td>
<td> LTD</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Dissecting microscope</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Nikon</td>
<td>SMZ1500</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Parafilm</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>American National Can</td>
<td>PM-992</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Mineral oil</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma</td>
<td>M5904</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Kimwipes</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Kimberly-Clark</td>
<td>34155</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>gata5 splice site morpholino</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Genetools, LLC</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>5'-TCTTAAGATTTTTACCTATACTGGA-3'</td>
</tr>
<tr>
<td>gata5 ATG Blocker</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Genetools, LLC</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>5'-AAGATAAAGCCAGGCTCGAATACAT-3'</td>
</tr>
<tr>
<td>gata6 Long Isoform ATG Blocker</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Genetools, LLC</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>5'-AGCTGTTATCACCCAGGTCCATCCA-3'</td>
</tr>
<tr>
<td>Disposable Pasteur Pipette</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>13-678-20B</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Tricaine Methanesulfonate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Argent Chemical Laboratories</td>
<td>MS-222</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Methycellulose</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ICN Biomedicals</td>
<td>155495</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Heat Block</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher</td>
<td>11-718-4</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Sharp forceps</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Dumont</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Size 55</td>
</tr>
<tr>
<td>Depression Microslides</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>VWR</td>
<td>48339-009</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

a reverse genetic approach to test functional redundancy during embryogenesis

Geners funktion under fosterutvecklingen är normalt definieras av bortfall av funktionen experiment, till exempel genom riktad mutagenes (knockout) i musen. I zebrafisk-modellen, har effektiva omvända genetiska tekniker har utvecklats med hjälp av mikroinjektion av genspecifika antisens morpholinos. Morpholinos rikta ett mRNA genom särskilda bas-parning och block genfunktion övergående genom att hämma översättning eller skarva i flera dagar under fosterutvecklingen (knockdown). Men i ryggradsdjur såsom mus eller zebrafisk kan vissa genfunktioner skymmas av dessa metoder på grund av närvaron av en annan gen som kompenserar för förlusten. Detta gäller särskilt för genfamiljer innehåller syster gener som är co-uttrycks i samma utveckla vävnader. I zebrafisk, kan funktionell ersättning testas i en relativt hög genomströmning sätt, genom samtidig injektion av morpholinos som riktar ÖVERVÄLDIGANDE av både gener samtidigt. Likaså använder morpholinos kan en genetisk interaktion mellan två gener påvisas genom ÖVERVÄLDIGANDE av både gener tillsammans på sub-tröskelvärdena. Till exempel kan morpholinos titreras så att varken enskilda ÖVERVÄLDIGANDE genererar en fenotyp. Om under dessa förhållanden orsakar co-injektion av både morpholinos en fenotyp, är en genetisk interaktion. Här visar vi hur du visa funktionell redundans i samband med två faktorer GATA transkription. GATA faktorer är viktiga för specifikation av hjärt progenitorceller, men detta är avslöjade bara av förlusten av både Gata5 och Gata6. Vi visar hur man genomför mikroinjektion experiment, validera morpholinos och utvärdera kompenseras fenotypen för cardiogenesis.

Watch this Scientific Journal Video about A Reverse Genetic Approach to Test Functional Redundancy During Embryogenesis at JoVE.com

A Reverse Genetic Approach to Test Functional Redundancy During Embryogenesis

Genfunktion kan skymmas i förlust-av-funktionen experiment om det är ersättning av en annan gen. Den zebrafisk Modellen ger en relativt hög genomströmning betyder att avslöja sådant funktionell redundans i levande embryon.

En omvänd Genetisk strategi till Test Funktionell Redundans under fosterutvecklingen

Gene function during embryogenesis is typically defined by loss-of-function experiments, for example by targeted mutagenesis (knockout) in the mouse. In ...

Research

JoVE Journal

Biology

Light/dark Transition Test for Mice

Ljus / mörk Transition Test för möss

Although all of the mouse genome sequences have been determined, we do not yet know the functions of most of these genes. Gene-targeting techniques, ...

Method for Culture of Early Chick Embryos ex vivo (New Culture)

Method for Culture of Early Chick Embryos ex vivo New Culture

Metod för kultur av tidig kycklingembryon ex vivo (New Kultur)

The chick embryo is a valuable tool in the study of early embryonic development. Its transparency, accessibility and ease of manipulation, make it an ...

Double Whole Mount in situ Hybridization of Early Chick Embryos

Dubbel Hela Montera in situ hybridisering för tidig kycklingembryon

Method for Whole Mount Antibody Staining in Chick

Metod för hela berget antikropp färgning i Chick

Elevated Plus Maze for Mice

Förhöjda Plus Maze för möss

Although the mouse genome is now completely sequenced, the functions of most of the genes expressed in the brain are not known. The influence of a given ...

Dissection of Hippocampal Dentate Gyrus from Adult Mouse

Dissekering av hippocampus dentate gyrus från vuxen mus

The hippocampus is one of the most widely studied areas in the brain because of its important functional role in memory processing and learning, its ...

A Practical Approach to Genetic Inducible Fate Mapping: A Visual Guide to Mark and Track Cells In Vivo

A Practical Approach to Genetic Inducible Fate Mapping: A Visual Guide to Mark and Track Cells In Vivo

En praktisk inställning till genetiska inducerbara Fate Mapping: En visuell guide till Mark och spår celler In Vivo</em

Fate maps are generated by marking and tracking cells in vivo to determine how progenitors contribute to specific structures and cell types in developing ...

An Allele-specific Gene Expression Assay to Test the Functional Basis of Genetic Associations

En allel-specifika Gene Expression analys för Testa funktionell grund av genetiska samband

The number of significant genetic associations with common complex traits is constantly increasing. However, most of these associations have not been ...

Pharmacological and Functional Genetic Assays to Manipulate Regeneration of the Planarian Dugesia japonica

Pharmacological and Functional Genetic Assays to Manipulate Regeneration of the Planarian Dugesia japonica

Farmakologiska och funktionella genetiska analyser för att manipulera Regenerering av Planarian Dugesia japonica</em

Free-living planarian flatworms have a long history of experimental usage owing to their remarkable regenerative abilities1. Small fragments excised from ...

Mapping Bacterial Functional Networks and Pathways in Escherichia Coli using Synthetic Genetic Arrays

Mapping Bacterial Functional Networks and Pathways in Escherichia Coli using Synthetic Genetic Arrays

Kartläggning Bakteriella funktionella nätverk och vägar i<em&gt; Escherichia Coli</em&gt; Använda syntetiska genetiska Arrays

Phenotypes  are determined by a complex series of physical (e.g. protein-protein) and  functional (e.g. gene-gene or genetic) interactions (GI)1. While ...