Name: quantitative comparison of cis-regulatory element (cre) activities in transgenic drosophila melanogaster
Uploaded: 2011-12-19T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Quantitative Comparison of cis-Regulatory Element CRE Activities in Transgenic Drosophila melanogaster at JoVE.com

Wij danken: Nicolas Gompel en Benjamin Prud&#39;homme voor hun bijdragen aan de ontwikkeling van dit protocol, Melissa Williams en vier anonieme reviewers voor commentaar op het manuscript, de Universiteit van Dayton Graduate School voor onderzoek beurzen naar WAR, en de University of Dayton Biology afdeling en Research Institute (UDRI) voor ondersteuning van onderzoek voor TMW. Dit werk werd ondersteund door de American Heart Association Grant 11BGIA7280000 aan TMW.

Overzicht: Deze video toont een protocol dat in staat kwantitatief meten van het gen regelgevende werkzaamheden voor de cis-regulerende element (CRE) sequenties in Drosophila (D.) melanogaster. Dit protocol kan gebruikt worden om de regelgeving in het bezit van vergelijken: wild type en mutante vormen CRE, de natuur voorkomende CRE allelen binnen een soort, of orthologe CRES tussen uiteen soorten. 1. Site-specifieke integratie van de reporter transgenen in he...

<ol>
	<li>Davidson, E. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Regulatory+Genome.">The Regulatory Genome.</a> Gene Regulatory Networks in Development and Evolution. , (2006).</li><li>Wray, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+evolutionary+significance+of+cis-regulatory+mutations.">The evolutionary significance of cis-regulatory mutations.</a> Nat. Rev. Genet. 8, 206-216 (2007).</li><li>Stern, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolutionary+developmental+biology+and+the+problem+of+variation.">Evolutionary developmental biology and the problem of variation.</a> Evolution. 54, 1079-1091 (2000).</li><li>Carroll, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evo-devo+and+an+expanding+evolutionary+synthesis:+a+genetic+theory+of+morphological+evolution.">Evo-devo and an expanding evolutionary synthesis: a genetic theory of morphological evolution.</a> Cell. 134, 25-36 (2008).</li><li>Sethupathy, P., Collins, F. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MicroRNA+target+site+polymorphisms+and+human+disease.">MicroRNA target site polymorphisms and human disease.</a> Trends Genet. 24, 489-497 (2008).</li><li>Visel, A., Rubin, E. M., Pennacchio, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genomic+views+of+distant-acting+enhancers.">Genomic views of distant-acting enhancers.</a> Nature. 461, 199-205 (2009).</li><li>Spradling, A. C., Rubin, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transposition+of+cloned+P+elements+into+Drosophila+germ+line+chromosomes.">Transposition of cloned P elements into Drosophila germ line chromosomes.</a> Science. 218, 341-347 (1982).</li><li>Bischof, J., Maeda, R. K., Hediger, M., Karch, F., Basler, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+optimized+transgenesis+system+for+Drosophila+using+germ-line-specific+phiC31+integrases.">An optimized transgenesis system for Drosophila using germ-line-specific phiC31 integrases.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 3312-3317 (2007).</li><li>Groth, A. C., Fish, M., Nusse, R., Calos, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Construction+of+transgenic+Drosophila+by+using+the+site-specific+integrase+from+phage+phiC31.">Construction of transgenic Drosophila by using the site-specific integrase from phage phiC31.</a> Genetics. 166, 1775-1782 (2004).</li><li>Venken, K. J., He, Y., Hoskins, R. A., Bellen, H. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=P[acman]:+a+BAC+transgenic+platform+for+targeted+insertion+of+large+DNA+fragments+in+in+D.+melanogaster.">P[acman]: a BAC transgenic platform for targeted insertion of large DNA fragments in in D. melanogaster.</a> Science. 314, 1747-1751 (2006).</li><li>Markstein, M., Pitsouli, C., Villalta, C., Celniker, S. E., Perrimon, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Exploiting position effects and the gypsy retrovirus insulator to engineer precisely expressed transgenes. , (2008).</li><li>Rebeiz, M., Pool, J. E., Kassner, V. A., Aquadro, C. F., Carroll, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stepwise+modification+of+a+modular+enhancer+underlies+adaptation+in+a+Drosophila+population.">Stepwise modification of a modular enhancer underlies adaptation in a Drosophila population.</a> Science. 326, 1663-1667 (2009).</li><li>Williams, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+regulation+and+evolution+of+a+genetic+switch+controlling+sexually+dimorphic+traits+in+Drosophila.">The regulation and evolution of a genetic switch controlling sexually dimorphic traits in Drosophila.</a> Cell. 134, 610-623 (2008).</li><li>Shirangi, T. R., Dufour, H. D., Williams, T. M., Carroll, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+evolution+of+sex+pheromone-producing+enzyme+expression+in+Drosophila.">Rapid evolution of sex pheromone-producing enzyme expression in Drosophila.</a> PLoS biology. 7, e1000168-e1000168 (2009).</li><li>Barolo, S., Carver, L. A., Posakony, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GFP+and+beta-galactosidase+transformation+vectors+for+promoter/enhancer+analysis+in+Drosophila.">GFP and beta-galactosidase transformation vectors for promoter/enhancer analysis in Drosophila.</a> BioTechniques. 29, 726-732 (2000).</li><li>Fish, M. P., Groth, A. C., Calos, M. P., Nusse, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Creating transgenic Drosophila by microinjecting the site-specific phiC31 integrase mRNA and a transgene-containing donor plasmid. , (2007).</li><li>Ashburner, M., Golic, K. G., Hawley, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Drosophila: A laboratory handbook. , (2005).</li><li>Abramoff, M. D., Magelhaes, P. S., Ram, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image+Processing+with+ImageJ.">Image Processing with ImageJ.</a> Biophotonics International. 11, 36-42 (2004).</li><li>Musunuru, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+noncoding+variant+to+phenotype+via+SORT1+at+the+1p13+cholesterol+locus.">From noncoding variant to phenotype via SORT1 at the 1p13 cholesterol locus.</a> Nature. 466, 714-721 (2010).</li></ol>

cis-regulatorische elementen coderen genomische programma dat de genexpressie patronen en daarmee het proces van ontwikkeling een specificeert, en zijn prominente locaties voor beide mutaties ten grondslag liggen aan morfologische evolutie 2-4 en fenotypische variatie voor menselijke trekjes 5,6,19. Ondanks dit belang, blijven de wettelijke logica voor Cres slecht begrepen. Een prominente reden voor dit inzicht tekort is het gebrek aan geschikte methoden om kwantitatief te verge...

quantitative comparison of cis-regulatory element (cre) activities in transgenic drosophila melanogaster

Genexpressie patronen worden gespecificeerd door cis-regulerende element (CRE) sequenties, die ook worden genoemd enhancers of cis-regulatorische modules. Een typische CRE beschikt over een regeling van bindingsplaatsen voor diverse transcriptiefactor eiwitten die een regulerende logica te geven wanneer, waar en op welk niveau het gereguleerde gen (s) wordt uitgedrukt verlenen. De volledige set Cres in een dier genoom codeert voor het organisme-programma voor ontwikkeling van een, en empirische als theoretische studies tonen aan dat mutaties in Cres een prominente rol gespeeld in morfologische evolutie 2-4. Bovendien, het menselijk genoom wide association studies wijzen erop dat genetische variatie in Cres wezenlijke bijdrage leveren aan fenotypische variatie 5,6. Zo, het begrijpen van de regelgeving logica en hoe mutaties invloed hebben op een dergelijke logica is een centrale doelstelling van de genetica. Reporter transgenen bieden een krachtige methode om de studie van de in vivo functieTIE Cres. Hier een bekende of vermoede CRE sequentie wordt gekoppeld aan heterologe promoter en coderende sequenties voor een reporter gen dat codeert voor een gemakkelijk waarneembare eiwit product. Toen een journalist transgen wordt ingebracht in een gastheerorganisme, de CRE de activiteit wordt zichtbaar in de vorm van de gecodeerde reporter eiwit. P-element gemedieerde transgenese in de fruitvlieg Drosophila soorten (D.) melanogaster 7 is gebruikt voor de komende decennia reporter transgenen te introduceren in dit model organisme, hoewel de genomische plaatsing van transgenen is willekeurig. Daarom is het reportergen-activiteit sterk beïnvloed door de lokale chromatine en gen-omgeving, het beperken van CRE vergelijkingen met zijn kwalitatief. In de afgelopen jaren, was de phiC31 gebaseerde integratie-systeem aangepast voor gebruik in D. melanogaster om transgenen in te voegen in specifieke genoom landingsplaatsen 8-10. Deze mogelijkheid heeft de kwantitatieve meting van gen-en, hier van belang, CRE-activiteit 11 tot 13 ​​feasible. De productie van transgene fruitvliegjes kan worden uitbesteed, zoals phiC31-gebaseerde integratie, waardoor de noodzaak om dure apparatuur kopen en / of vaardigheden bij gespecialiseerde transgen injectie protocollen. Hier presenteren we een algemeen protocol om kwantitatief te evalueren een CRE activiteit, en laten zien hoe deze aanpak kan worden gebruikt om de effecten van een mutatie geïntroduceerd op de activiteit een CRE&#39;s te meten en de activiteiten van de orthologe CRES vergelijken. Hoewel de gegeven voorbeelden zijn voor een CRE actief tijdens de fruitvlieg metamorfose, kan de aanpak worden toegepast op andere ontwikkelingsstadia, fruitvlieg soorten, of model organismen. Uiteindelijk moet een meer wijdverbreide gebruik van deze aanpak om te studeren CRES vooraf een goed begrip van de regelgeving logica en hoe logica kan variëren en evolueren.

Watch this Scientific Journal Video about Quantitative Comparison of cis-Regulatory Element CRE Activities in Transgenic Drosophila melanogaster at JoVE.com

Quantitative Comparison of cis-Regulatory Element CRE Activities in Transgenic Drosophila melanogaster

Fenotypische variatie voor de kenmerken kan het gevolg zijn van mutaties in cis-regulerende element (CRE) sequenties die de controle genexpressie patronen. Methoden afgeleid voor gebruik in Drosophila melanogaster kan kwantitatief vergelijken met het niveau van de ruimtelijke en temporele patronen van genexpressie gemedieerd door gewijzigde of natuurlijk voorkomende CRE varianten.

Kwantitatieve vergelijking van Cis-Regulatory Element (CRE) Activiteiten in transgene Drosophila melanogaster</em

Gene expression patterns are specified by cis-regulatory element (CRE) sequences, which are also called enhancers or cis-regulatory modules. A typical CRE ...

Research

JoVE Journal

Biology

Quantitative Comparison of cis-Regulatory Element (CRE) Activities in Transgenic Drosophila melanogaster

Dissection of Larval CNS in Drosophila Melanogaster

Dissectie van larvale CNS in Drosophila melanogaster

The central nervous system (CNS) of Drosophila larvae is complex and poorly understood.  One way to investigate the CNS is to use immunohistochemistry to ...

High-Resolution Video Tracking of Locomotion in Adult Drosophila Melanogaster

Hoge-resolutie video-Tracking van Locomotion in Adult Drosophila melanogaster

Flies provide an important model for studying complex behavior due to the plethora of genetic tools available to researchers in this field.  Studying ...

Monitoring Heart Function in Larval Drosophila melanogaster for Physiological Studies

Monitoring Heart Function in Larval Drosophila melanogaster for Physiological Studies

Monitoring Heart Functie in larvale Drosophila melanogaster Voor Fysiologische Studies

We present various methods to record cardiac function in the larval Drosophila. The approaches allow heart rate to be measured in unrestrained  and  ...

Live Imaging Of Drosophila melanogaster Embryonic Hemocyte Migrations

Live Imaging Of Drosophila melanogaster Embryonic Hemocyte Migrations

Live-beeldvorming van Drosophila melanogaster Embryonale Hemocyte Migraties

Many studies address cell migration using in vitro methods, whereas the physiologically relevant environment is that of the organism itself. Here we ...

Dissection of Oenocytes from Adult Drosophila melanogaster

Dissection of Oenocytes from Adult Drosophila melanogaster

Dissectie van Oenocytes tegen Adult Drosophila melanogaster</em

In Drosophila melanogaster, as in other insects, a waxy layer on the outer surface of the cuticle, composed primarily of hydrocarbon compounds, provides ...

Isolation of Drosophila melanogaster Testes

Isolation of Drosophila melanogaster Testes

Isolatie van Drosophila melanogaster Testes

The testes of Drosophila melanogaster provide an important model for the study of stem cell maintenance and differentiation, meiosis, and soma-germline ...

Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster

Measurement of Lifespan in Drosophila melanogaster

Meting van de levensduur in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Aging is a phenomenon that results in steady physiological deterioration in nearly all organisms in which it has been examined, leading to reduced ...

Imaging Through the Pupal Case of Drosophila melanogaster

Imaging Through the Pupal Case of Drosophila melanogaster

Imaging Door de Pupal zaak van<em&gt; Drosophila melanogaster</em

The longstanding use of Drosophila as a model for cell and developmental biology has yielded an array of tools. Together, these techniques have enabled ...

Enhanced Northern Blot Detection of Small RNA Species in Drosophila Melanogaster

Enhanced Northern Blot Detection of Small RNA Species in Drosophila Melanogaster

Verbeterde Northern Blot detectie van kleine RNA Species in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

The last decades have witnessed the explosion of scientific interest around gene expression control mechanisms at the RNA level. This branch of molecular ...

Maintenance of a Drosophila melanogaster Population Cage

Maintenance of a Drosophila melanogaster Population Cage

Handhaving van<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Bevolking Cage

Large quantities of DNA, RNA, proteins and other cellular components are often required for biochemistry and molecular biology experiments. The short life ...