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

Vi tackar: Nicolas Gompel och Benjamin Prud&#39;homme för deras bidrag till utvecklingen av detta protokoll, Melissa Williams och fyra anonym granskare för kommentarer på manuskriptet, University of Dayton forskarskolan för forskning stipendier till krig, och University of Dayton biologi Institutionen och Forskningsinstitut (UDRI) för forskningsstöd för TMW. Detta arbete stöddes av American Heart Association Grant 11BGIA7280000 till TMW.

Översikt: Denna video visar ett protokoll som kan kvantitativt mäta genen reglerande aktiviteter för cis-reglerande element (CRE) sekvenser i Drosophila (D.) melanogaster. Detta protokoll kan användas för att jämföra med regelverket besatt av: vildtyp och mutant CRE former, naturligt CRE alleler finns inom en art, eller orthologous Cres mellan avvikit arter. 1. Platsspecifika integration av reporter transgener i Drosophila melanogaster genomet...

<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-reglerande element koda arvsmassans programmet som anger mönster genuttryck och därmed utvecklingsprocessen 1 och är framträdande platser för både mutationer underliggande morfologiska evolutionen 2-4 och fenotypisk variation för mänskliga drag 5,6,19. Trots detta betydelse, förblir den rättsliga logiken för Cres dåligt kända. En framträdande orsak till denna insikt underskottet har varit bristen på lämpliga metoder för att kvantitativt jämföra funktionell...

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

Gene expression patterns specificeras av cis-reglerande element (CRE) sekvenser, som också kallas smakförstärkare eller cis-reglerande moduler. En typisk CRE besitter ett arrangemang av bindningsställen för flera proteiner transkriptionsfaktor som ger ett regelverk logik som anger när, var och på vilken nivå de reglerade gen (er) uttrycks. Den fullständiga uppsättningen CRES inom ett djur arvsmassa kodar organismens program för utveckling 1, och empiriska samt teoretiska studier tyder på att mutationer i Cres spelade en framträdande roll i morfologisk evolution 2-4. Dessutom mänskliga genomet hela föreningen studier tyder på att genetisk variation i Cres bidra avsevärt till fenotypisk variation 5,6. Således, förståelse regelverk logik och hur mutationer påverkar en sådan logik är ett centralt mål för genetik. Reporter transgener ger en kraftfull metod för att studera in vivo-funktionenning av Cres. Här en känd eller misstänkt CRE sekvens är kopplad till heterologa promotorn och kodning sekvenser för en reporter som kodar för ett lätt observerbara protein produkt. När en reporter transgen sätts in i en värdorganism blir CRE verksamhet synlig i form av kodade reporter protein. P-element medierad genmodifiering i bananfluga arten Drosophila (D.) melanogaster 7 har använts i årtionden att införa reporter transgener i denna modell organism, även om genomiska placering av transgener är slumpmässig. Därför är reporter genaktivitet starkt influerad av den lokala kromatin och gen miljön, och begränsar CRE jämförelser att vara kvalitativa. På senare år var phiC31 baserad integration system anpassat för användning i D. melanogaster att infoga transgener till specifika platser genomet landning 8-10. Denna förmåga har gjort kvantitativa mätningar av genen och relevant här, CRE aktivitet 11-13 feasible. Produktionen av transgena fruktflugor kan läggas ut på entreprenad, inklusive phiC31-baserad integration, vilket eliminerar behovet av att köpa dyr utrustning och / eller har kunskaper på specialiserade transgenen injektion protokoll. Här presenterar vi ett generellt protokoll för att kvantitativt utvärdera en CRE verksamhet, och visa hur denna metod kan användas för att mäta effekterna av en introducerad mutation på en CRE verksamhet och att jämföra verksamhet orthologous Cres. Även om de exempel som ges är för en CRE aktiva under bananfluga metamorfos, kan det tillvägagångssätt kunna tillämpas på andra utvecklingsstadier, frukt arter flyga eller organismer modell. Slutligen bör en mer utbredd användning av denna metod för att studera Cres främja en förståelse för reglerande logik och hur logiken kan variera och utvecklas.

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

Fenotypiska variation för egenskaper kan bero på mutationer i cis-reglerande element (CRE) sekvenser som styr genuttryck mönster. Metoder härrör för användning i Drosophila melanogaster kan kvantitativt jämföra nivåer av rumsliga och tidsmässiga mönster av genuttryck medieras av ändrat eller naturligt förekommande CRE varianter.

Kvantitativ jämförelse av Cis-Regulatory Element (CRE) Aktiviteter i transgena 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

Dissekering av Larvernas CNS i 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

Högupplöst video Spårning av rörelseorgan hos vuxna 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

Övervakning av hjärtfunktion i Larvernas Drosophila melanogaster För fysiologiska studier

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 avbildning av Drosophila melanogaster Embryonala Hemocyte Flyttningar

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

Dissekering av Oenocytes från Vuxen 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

Isolering av Drosophila melanogaster Testiklar

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

Mätning av livslängden i<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 Genom pupal Fall av<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

Förbättrad Northern blot detektering av små RNA arter i<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

Underhåll av en<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Befolkning Cage

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