Name: recombineering homologous recombination constructs in drosophila
Uploaded: 2013-07-13T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Recombineering Homologous Recombination Constructs in Drosophila at JoVE.com

ברצוננו להודות לוגו Bellen ומרכז מאגר בלומינגטון לחומרים כימיים. בנוסף, אנו מודים כהן Venken, הוגו Bellen וכל חברי Buszczak וHiesinger המעבדות לדיונים מועילים. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהמכון הלאומי לבריאות לACR (T32GM083831), PRH (RO1EY018884) ומגה (RO1GM086647), מענק על ידי מניעת סרטן מכון המחקר של טקסס למגה וPRH (RP100516), וולץ&#39; קרן (I-1657) לPRH. מגה הוא א &#39;א&#39; וגריר גרסון Fogelson Scholar במחקר ביו וPRH הוא חוקר יוג&#39;ין מק &#39;דרמוט במחקר ביו במרכז רפואי UT Southwestern.

1. בחירה של BAC ואזור ליעד <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש BAC עם הגן של עניין (GOI) (כאן CG32095 משמש כדוגמה), חפש בCG32095 <a href="http://www.flybase.org" target="_blank">www.flybase.org.</a> תחת סעיף המניות וריאגנטים, בדוק את הסעיף שכותרתו, &quot;הגנום המשובטים&quot; לBács המכיל CG32...

<ol>
	<li>Rong, Y. S., Golic, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+targeted+gene+knockout+in+Drosophila.">A targeted gene knockout in Drosophila.</a> Genetics. 157, 1307-1312 (2001).</li><li>Rong, Y. S., Golic, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gene+targeting+by+homologous+recombination+in+Drosophila.">Gene targeting by homologous recombination in Drosophila.</a> Science. 288, 2013-2018 (2000).</li><li>Gong, W. J., Golic, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ends-out,+or+replacement,+gene+targeting+in+Drosophila.">Ends-out, or replacement, gene targeting in Drosophila.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100, 2556-2561 (1073).</li><li>Warming, S., Costantino, N., Court, D. L., Jenkins, N. A., Copeland, N. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+and+highly+efficient+BAC+recombineering+using+galK+selection.">Simple and highly efficient BAC recombineering using galK selection.</a> Nucleic Acids Res. 33, e36 (2005).</li><li>Copeland, N. G., Jenkins, N. A., Court, 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=Recombineering:+a+powerful+new+tool+for+mouse+functional+genomics.">Recombineering: a powerful new tool for mouse functional genomics.</a> Nat. Rev. Genet. 2, 769-779 (2001).</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+D.+melanogaster.">P[acman]: a BAC transgenic platform for targeted insertion of large DNA fragments in D. melanogaster.</a> Science. 314, 1747-1751 (2006).</li><li>Venken, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Versatile+P[acman]+BAC+libraries+for+transgenesis+studies+in+Drosophila+melanogaster.">Versatile P[acman] BAC libraries for transgenesis studies in Drosophila melanogaster.</a> Nat. Methods. 6, 431-434 (2009).</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>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> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 104, 3312-3317 (2007).</li><li>Chan, C. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+discovery+of+Rab+GTPases+with+synaptic+functions+in+Drosophila.">Systematic discovery of Rab GTPases with synaptic functions in Drosophila.</a> Current Biology: CB. 21, 1704-1715 (2011).</li><li>Chan, C. C., Scoggin, S., Hiesinger, P. R., Buszczak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+recombineering+and+ends-out+homologous+recombination+to+systematically+characterize+Drosophila+gene+families:+Rab+GTPases+as+a+case+study.">Combining recombineering and ends-out homologous recombination to systematically characterize Drosophila gene families: Rab GTPases as a case study.</a> Commun. Integr. Biol. 5, 179-183 (2012).</li><li>Wu, N., Matand, K., Kebede, B., Acquaah, G., Williams, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancing+DNA+electrotransformation+efficiency+in+Escherichia+coli+DH10B+electrocompetent+cells.">Enhancing DNA electrotransformation efficiency in Escherichia coli DH10B electrocompetent cells.</a> Electronic Journal of Biotechnology. 13, (2010).</li><li>Wang, S., Zhao, Y., Leiby, M., Zhu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+positive/negative+selection+scheme+for+precise+BAC+recombineering.">A new positive/negative selection scheme for precise BAC recombineering.</a> Mol. Biotechnol. 42, 110-116 (2009).</li><li>Venken, K. J., 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=Transgenesis+upgrades+for+Drosophila+melanogaster.">Transgenesis upgrades for Drosophila melanogaster.</a> Development. 134, 3571-3584 (2007).</li><li>Dietzl, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+genome-wide+transgenic+RNAi+library+for+conditional+gene+inactivation+in+Drosophila.">A genome-wide transgenic RNAi library for conditional gene inactivation in Drosophila.</a> Nature. 448, 151-156 (2007).</li></ol>

כוחו של אורגניזמים מודל גנטיים במחקר ביו מבוסס במידה רבה על הכלים הזמינים למניפולציה גנטית. הדגמים הקטנים ג elegans ותסיסנית בפרט יאפשר לניתוח גנטי מולקולרי זול ומהיר של מסלולים שלמים ומשפחות הגן מעורבים בהתפתחות או תפקוד רב תאיים. בשנים אחרונות חלו התקדמות משמעו?...

נקה מניפולציות מולקולריות מוגדרות של גנים בודדים בלוקוסים אנדוגניים מציעים כלי רב ערך כדי ללמוד מספר עצום של שאלות רלוונטיות לביולוגיה אוקריוטים. תסיסנית להפוך טכניקות גנטיות ליצירת אללים אובדן של פונקציה שהוכיחה להיות מאתגרים עד Golic ועמיתיו הציגו בשנת מיקוד גן vivo באמצעות הומולוגי רקומבינציה לדרוזופילה 1-3. הם הוכיחו כי לוקוסים הגנומי ספציפיים יכולים להיות ממוקדים באמצעות שבר ליניארי של DNA ממבנה מהונדס משולב. דנ&quot;א זה ליניארי &quot;תורם&quot; נוצר in vivo באמצעות רקומבינציה FRT בתיווך (לבלו את ה-DNA מכרומוזום כמולקולה מעגלית) ואחריו ינאריזציה עם meganuclease I-SCEI. למרות שמתודולוגיה זו שימש בהצלחה ליצירת מגוון רחב של נגעים מוגדרים, הטכניקה לא הייתה להרחבה בקלות למניפולציה של גנים רבים במקביל כי כל indiviדורש מבנה נוקאאוט כפול עיצוב ייחודי ומותאם אישית. לדוגמה, קשיים בצורה חלקה מניפולציה שברים גדולים של ה-DNA (&gt; 5 קילו) במבחנה באמצעות אנזים הגבלה קלסית / קשירה או שיבוט PCR, כמו גם את מגבלות הגודל של מסורתי בוקטורי שינוי vivo לעתים קרובות מפריעים ליצירה המהירה של הומולוגי רקומבינציה מיקוד וקטורים. כדי להתגבר על המגבלות האלה, אנחנו בשילוב P [acman] מערכת recombineering / transgenesis, המאפשר תת השיבוט וtransgenesis של עד 100 קילו של ה-DNA, עם קצוות החוצה גן מיקוד המתודולוגיה להקים פלטפורמה יעילה ומהירה יחסית כי הגן מאפשר תסיסנית מיקוד. רקומבינציה בתיווך הנדסה גנטית (recombineering) היא הומולוגי רקומבינציה מבוססת טכנולוגיית שיבוט עוצמה 4,5. בניגוד לשיבוט אנזים / האנזים הגבלה קונבנציונלי, recombineering אינו מוגבל על ידי הרצף או sizדואר של ה-DNA מניפולציות. Recombineering משתמש א &#39;מיוחד זן חיידק שמטפח מכונות רקומבינציה מסופקות על ידי λ פגום prophage 4. טכניקה זו אומצה לאחרונה לשימוש בדרוזופילה 6,7. Recombineering בדרוזופילה מסתמך על כרומוזום שונה מותנה amplifiable קטריאלי מלאכותי (BAC) וקטור נקרא P [acman] 6,7. וקטור זה נושא שני מקורותיה של שכפול: OriV, אשר מייצר מספר גבוה עותק על זירוז כימי לטיהור כמויות גדולות של DNA הנדרשות לריצוף והזרקת עובר וOris, אשר שומר על מספר נמוך עותק בתנאים בסיסיים. בנוסף, P [acman] הווקטור מצויד באתר מצורף חיידקים (attB). אתר attB משמש כמצע לΦC31 transgenesis integrase בתיווך המאפשר שילוב של קטעי דנ&quot;א גדולים לתוך אתר נחיתה קבוע מראש בתוך הגנום תסיסנית 8,9. יש לנו שנוצרו P [acman] וקטור (המכונה P [acman]-KO 1.0) שיכול לשמש כוקטור למיקוד מסתיים החוצה הומולוגי רקומבינציה 10,11. לשלב קצוות החוצה גן מיקוד טכנולוגיה למערכת, הוספנו שניים FRT ושני אתרי I-SCEI. יש לנו גם כללו קלטת שער בתוך וקטור שונה זה כדי לייעל את התהליך של שילוב זרועות ההומולוגיה לP [acman]-KO 1.0. זה מספק דרך מהירה ופשוטה כדי להציג כמעט כל אזור גנומי עניין לתוך וקטור המיקוד. בפרוטוקול זה נתאר כיצד להנדס וקטור באמצעות מיקוד P [acman]-KO 1.0, ואיך לגייס את הווקטור הזה in vivo למקד את לוקוס אנדוגני. לצורך הפרוטוקול זה אנו נשתמש בקלטת RFP / קאן להחליף גן של עניין, אלא מגוון רחב של קלטות המכילות סמן בחירת אנטיביוטיקה ניתן להשתמש בפרוטוקול זה. יש לנו תוכננו ושימש בהצלחה סדרה של קלטות עבורהחלפת גן ותיוג 10,11.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of the reagent</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue number</td>
			<td>Comments (optional)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SW102 Recombination competent bacteria</td>
			<td>NCI-Frederick</td>
			<td>Recombination Bacteria (SW102, SW105 and SW106)</td>
			<td><a href="http://ncifrederick.cancer.gov/research/brb/logon.aspx" target="_blank">http://ncifrederick.cancer.gov/research/brb/logon.aspx</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TransforMax EPI300 electrocopmpetent E. coli</td>
			<td>Epicentre</td>
			<td>EC300110</td>
			<td>Includes CopyControl induction solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PfuUltra II Fusion HS DNA Polymerase</td>
			<td>Aligent Technology Inc.</td>
			<td>600670</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BamHI-HF</td>
			<td>New England Biolabs</td>
			<td>R3136S</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zymoclean Gel DNA Recovery Kit</td>
			<td>Zymo Research</td>
			<td>D4001</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Use Gateway BP ClonaseII Enzyme kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11789-020</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>P[acman]KO1.010</td>
			<td>Buszczak and Hiesinger Labs</td>
			<td>Upon request</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pENTR RFP-Kan11</td>
			<td>Buszczak and Hiesinger Labs</td>
			<td>Upon request</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flystocks</td>
			<td>Bloomington stock center</td>
			<td>Stock numbers: 25680, 25679</td>
			<td>y1 w*/Dp(2;Y)G, P{hs-hid}Y; P{70FLP}11 P{70I-SceI}2B snaSco/CyO, P{hs-hid}4 
			y1 w*/Dp(2;Y)G, P{hs-hid}Y; P{70FLP}23 P{70I-SceI}4A/TM3, P{hs-hid}14, Sb1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electroporation machine</td>
			<td>Biorad GenePulser Xcell with PC module</td>
			<td>165-2662</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cuvettes</td>
			<td>Fisher Brand</td>
			<td>#FB101</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

recombineering homologous recombination constructs in drosophila

המשך הפיתוח של טכניקות למניפולציה מהירה, בקנה מידה גדולה של לוקוסי גנים אנדוגניים יהיה להרחיב את השימוש בתסיסנית כאורגניזם מודל גנטי למחקר הקשור לאדם מחלה. בשנים אחרונות חלו התקדמות טכנולוגית כמו הומולוגי רקומבינציה וrecombineering. עם זאת, יצירת מוטציות null חד משמעיות או חלבונים אנדוגניים תיוג נשארה מאמץ משמעותי עבור רוב הגנים. כאן, אנו מתארים ומדגימים טכניקות לשימוש בשיטות שיבוט מבוססות recombineering לייצר וקטורים שניתן להשתמש בם כדי למקד ולטפל לוקוסים אנדוגניים in vivo באופן ספציפי, הקמנו שילוב של שלוש טכנולוגיות:. (1) transgenesis BAC / recombineering, ( 2) (3) טכנולוגית Gateway הומולוגית רקומבינציה קצוות החוצה וכדי לספק שיטה יציבה, יעילה וגמישה למניפולצית לוקוסים הגנומי אנדוגניים. בפרוטוקול זה, אנו מספקים פרטי צעד אחר צעד על איך (1) העיצוב individuaוקטורי l, (2) איך לשכפל ברים גדולים של הדנ&quot;א הגנומי לתוך וקטור רקומבינציה הומולוגית באמצעות תיקון פער, ו (3) איך להחליף או לתייג את הגנים של עניין בתוך וקטורים אלה באמצעות סיבוב שני של recombineering. לבסוף, אנו גם מספקים פרוטוקול לאיך לגייס את הקלטות הללו in vivo כדי לייצר פצצה, או גן מתויג באמצעות דפיקה ב. בקלות ניתן לאמץ שיטות אלה למטרות מרובות במקביל ולספק אמצעי למניפולציה של הגנום דרוזופילה במועד ויעיל.

הגברה של לוס אנג&#39;לס וזרועות הומולוגיה RA צריכה לייצר 500 מוצרי BP ותגובת PCR-SOE אמורה להניב 1.0 קילו מוצר (סעיפים 2.1-2.4; איור 2). תגובת BP ביצע בסעיף 2.5 היא בדרך כלל שינוי מאוד יעיל וחיידקים של תשואות מוצר 5-100 מושבות בממוצע. כמעט כל המושבות שנבדקו עם PCR לבדוק להראות את המ...

Watch this Scientific Journal Video about Recombineering Homologous Recombination Constructs in Drosophila at JoVE.com

Recombineering Homologous Recombination Constructs in Drosophila

הומולוגי רקומבינציה טכניקות מאוד לקדם<em&gt; דרוזופילה</em&gt; גנטיקה כך שהיא מאפשרת יצירת מוטציות מולקולריות מדויקות. האימוץ האחרון של recombineering מאפשר לתפעל את החתיכות גדולות של ה-DNA ולהפוך אותם<em&gt; דרוזופילה</em<sup&gt; 6</sup&gt;. השיטות שהוצגו כאן משלבים טכניקות אלה כדי ליצור במהירות הומולוגי רקומבינציה וקטורים גדולים.

Recombineering הומולוגי רקומבינציה בבונה<em&gt; דרוזופילה</em

The continued development of techniques for fast, large-scale manipulation of endogenous gene loci will broaden the use of Drosophila melanogaster as a ...

Research

JoVE Journal

Biology

Recombineering Homologous Recombination Constructs in Drosophila

Wolbachia Bacterial Infection in Drosophila

Wolbachia זיהום חיידקי ב תסיסנית

Fabrication of Myogenic Engineered Tissue Constructs

המצאה של Myogenic בונה רקמות מהונדסות

Despite the fact that electronic pacemakers are life-saving medical devices, their long-term performance in pediatric patients can be problematic owing to ...

Electrophysiological Recording in the Drosophila Embryo

Electrophysiological Recording in the Drosophila Embryo

הקלטה של ​​אלקטרו תסיסנית עובריים

Drosophila is a premier genetic model for the study of both embryonic development and functional neuroscience. Traditionally, these fields are quite ...

Preparation of embryos for Electron Microscopy of the Drosophila embryonic heart tube

Preparation of embryos for Electron Microscopy of the Drosophila embryonic heart tube

הכנת עוברים אלקטרונים מיקרוסקופית של תסיסנית לב עוברי צינור

The morphogenesis of the Drosophila  embryonic heart tube has emerged as a valuable model system for studying cell migration, cell-cell adhesion and cell ...

The Production of C. elegans Transgenes via Recombineering with the galK Selectable Marker

The Production of C. elegans Transgenes via Recombineering with the galK Selectable Marker

הייצור של ג elegans Transgenes דרך Recombineering עם GalK לבחירה מרקר

The creation of transgenic animals is widely utilized in C. elegans research including the use of GFP fusion proteins to study the regulation and ...

Identifying the Effects of BRCA1 Mutations on Homologous Recombination using Cells that Express Endogenous Wild-type BRCA1

זיהוי השפעות של מוטציות BRCA1 על רקומבינציה הומולוגיים באמצעות תאים אקספרס BRCA1 אנדוגני wild-type

The functional analysis of missense mutations can be complicated by the presence in the cell of the endogenous protein. Structure-function analyses of the ...

Imaging Cell Shape Change in Living Drosophila Embryos

Imaging Cell Shape Change in Living Drosophila Embryos

צורה הדמיה תא שינוי חיים תסיסנית עוברים

The developing Drosophila melanogaster embryo undergoes a number of cell shape changes that are highly amenable to live confocal imaging.  Cell shape ...

Genetic Modification and Recombination of Salivary Gland Organ Cultures

שינוי ורקומבינציה גנטי של תרבויות איברי בלוטות רוק

Branching  morphogenesis occurs during the development of many organs, and the embryonic  mouse submandibular gland (SMG) is a classical model for the ...

Live Imaging of Apoptotic Cell Clearance during Drosophila Embryogenesis

Live Imaging of Apoptotic Cell Clearance during Drosophila Embryogenesis

חי הדמיה של חיסול תאים אפופטוטיים במהלך<em&gt; דרוזופילה</em&gt; עובר

The  proper elimination of unwanted or aberrant cells through apoptosis and  subsequent phagocytosis (apoptotic cell clearance) is crucial for normal  ...

Preparation of the Mgm101 Recombination Protein by MBP-based Tagging Strategy

הכנה של חלבון רקומבינציה Mgm101 ידי אסטרטגיה תיוג מבוססת MBP

The MGM101 gene was identified 20 years ago for its role in the maintenance of mitochondrial DNA. Studies from several groups have suggested that the ...