Name: rnai-mediated double gene knockdown and gustatory perception measurement in honey bees (apis mellifera)
Uploaded: 2013-07-25T08:55:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees Apis mellifera at JoVE.com

Gli autori desiderano ringraziare Erin Fennern per assistere esperimento. Questo lavoro è stato finanziato dal Consiglio di ricerca della Norvegia (180504, 185306 e 191699), PEW Charitable Trust, e il National Institute on Aging (NIA P01 AG22500).

Parte 1: RNAi mediato doppio knockdown gene 1. dsRNA Synthesis <ol><li> Progettazione di primer dsRNAs rivolte vg, USP e un gene codificante la proteina fluorescente verde di controllo (GFP), che non è nel miele delle api genoma: primer sono stati progettati utilizzando il software gratuito online di Primer3 ( <a href="http://frodo.wi.mit.edu/" target="_blank">http://frodo.wi.mit.edu/</a> ) . </li><li> sintesi di dsRNA per vg, USP e GFP: uso RiboMax T7 sis...

<ol>
	<li>Okamura, K., Ishizuka, A., Siomi, H., Siomi, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distinct+roles+for+Argonaute+proteins+in+small+RNA-directed+RNA+cleavage+pathways.">Distinct roles for Argonaute proteins in small RNA-directed RNA cleavage pathways.</a> Genes Dev. 18, 1655-1666 (2004).</li><li>Shi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mammalian+RNAi+for+the+masses.">Mammalian RNAi for the masses.</a> Trends Genet. 19, 9-12 (2003).</li><li>Huvenne, H., Smagghe, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+dsRNA+uptake+in+insects+and+potential+of+RNAi+for+pest+control:+a+review.">Mechanisms of dsRNA uptake in insects and potential of RNAi for pest control: a review.</a> J. Insect Physiol. 56, 227-235 (2010).</li><li>Beye, M., Hartel, S., Hagen, A., Hasselmann, M., Omholt, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Specific+developmental+gene+silencing+in+the+honey+bee+using+a+homeobox+motif.">Specific developmental gene silencing in the honey bee using a homeobox motif.</a> Insect Mol. Biol. 11, 527-532 (2002).</li><li>Amdam, G. V., Simoes, Z. L., Guidugli, K. R., Norberg, K., Omholt, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disruption+of+vitellogenin+gene+function+in+adult+honeybees+by+intra-abdominal+injection+of+double-stranded+RNA.">Disruption of vitellogenin gene function in adult honeybees by intra-abdominal injection of double-stranded RNA.</a> BMC Biotechnol. 3, 1 (2003).</li><li>Patel, 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+making+of+a+queen:+TOR+pathway+governs+diphenic+caste+development.">The making of a queen: TOR pathway governs diphenic caste development.</a> PLoS ONE. 6, e509 (2007).</li><li>Amdam, G. V., Norberg, K., Page, R. E., Erber, J., Scheiner, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Downregulation+of+vitellogenin+gene+activity+increases+the+gustatory+responsiveness+of+honey+bee+workers+(Apis+mellifera).">Downregulation of vitellogenin gene activity increases the gustatory responsiveness of honey bee workers (Apis mellifera).</a> Behav. Brain Res. 169, 201-205 (2006).</li><li>Wang, Y., 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=Down-regulation+of+honey+bee+IRS+gene+biases+behavior+toward+food+rich+in+protein.">Down-regulation of honey bee IRS gene biases behavior toward food rich in protein.</a> PLoS Genet. 6, e1000896 (2010).</li><li>Wang, Y., Brent, C. S., Fennern, E., Amdam, G. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gustatory+perception+and+fat+body+energy+metabolism+are+jointly+affected+by+vitellogenin+and+juvenile+hormone+in+honey+bees.">Gustatory perception and fat body energy metabolism are jointly affected by vitellogenin and juvenile hormone in honey bees.</a> PLoS Genet. 8, e1002779 (2012).</li><li>Luna, B. M., Juhn, J., James, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Injection+of+dsRNA+into+Female+A.+aegypti+Mosquitos.">Injection of dsRNA into Female A. aegypti Mosquitos.</a> J. Vis. Exp. (5), e215 (2007).</li><li>Mussig, L., 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=Acute+disruption+of+the+NMDA+receptor+subunit+NR1+in+the+honeybee+brain+selectively+impairs+memory+formation.">Acute disruption of the NMDA receptor subunit NR1 in the honeybee brain selectively impairs memory formation.</a> J. Neurosci. 30, 7817-7825 (2010).</li><li>Stove, V., Smits, K., Naessens, E., Plum, J., Verhasselt, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+gene+knock-down+by+a+single+lentiviral+vector+expressing+an+array+of+short+hairpin+RNAs.">Multiple gene knock-down by a single lentiviral vector expressing an array of short hairpin RNAs.</a> Electron J. Biotechnol. 19, 13 (2006).</li><li>Sun, D., Melegari, M., Sridhar, S., Rogler, C. E., Zhu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-miRNA+hairpin+method+that+improves+gene+knockdown+efficiency+and+provides+linked+multi-gene+knockdown.">Multi-miRNA hairpin method that improves gene knockdown efficiency and provides linked multi-gene knockdown.</a> Biotech. 41, 59-63 (2006).</li><li>Ament, S. A., 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=The+transcription+factor+ultraspiracle+influences+honey+bee+social+behavior+and+behavior-related+gene+expression.">The transcription factor ultraspiracle influences honey bee social behavior and behavior-related gene expression.</a> PLoS Genet. 8, e1002596 (2012).</li><li>Amdam, G. V., Omholt, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+hive+bee+to+forager+transition+in+honeybee+colonies:+the+double+repressor+hypothesis.">The hive bee to forager transition in honeybee colonies: the double repressor hypothesis.</a> J. Theor. Biol. 223, 451-464 (2003).</li><li>Pankiw, T., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Response+thresholds+to+sucrose+predict+foraging+division+of+labor+in+honeybees.">Response thresholds to sucrose predict foraging division of labor in honeybees.</a> Behav. Ecol. Sociobiol. 47, 265-267 (2000).</li><li>Pankiw, T., Nelson, M., Page, R. E., Fondrk, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+communal+crop:+modulation+of+sucrose+response+thresholds+of+pre-foraging+honey+bees+with+incoming+nectar+quality.">The communal crop: modulation of sucrose response thresholds of pre-foraging honey bees with incoming nectar quality.</a> Behav. Ecol. Sociobiol. 55, 286-292 (2004).</li><li>Jaycox, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+Changes+in+Worker+Honey+Bees+(Apis+mellifera+L.)+after+Injection+with+Synthetic+Juvenile+Hormone+(Hymenoptera:+Apidae).">Behavioral Changes in Worker Honey Bees (Apis mellifera L.) after Injection with Synthetic Juvenile Hormone (Hymenoptera: Apidae).</a> J. Kan. Entomol. Soc. 49, 165-170 (1976).</li><li>Jaycox, E. R., Skowronek, W., Guynn, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+changes+in+worker+honey+bees+(Apis+mellifera)+induced+by+injections+of+a+juvenile+hormone+mimic.">Behavioral changes in worker honey bees (Apis mellifera) induced by injections of a juvenile hormone mimic.</a> Ann. Entomol. Soc. Am. 67, 529-534 (1974).</li><li>Scheiner, R., Pluckhahn, S., Oney, B., Blenau, W., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+pharmacology+of+octopamine,+tyramine+and+dopamine+in+honey+bees.">Behavioural pharmacology of octopamine, tyramine and dopamine in honey bees.</a> Behav. Brain Res. 136, 545-553 (2002).</li><li>Robinson, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+a+juvenile+hormone+analogue+on+honey+bee+foraging+behaviour+and+alarm+pheromone+production.">Effects of a juvenile hormone analogue on honey bee foraging behaviour and alarm pheromone production.</a> J. Insect. Physiol. , 277-282 (1985).</li><li>Giurfa, M., Malun, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Associative+mechanosensory+conditioning+of+the+proboscis+extension+reflex+in+honeybees.">Associative mechanosensory conditioning of the proboscis extension reflex in honeybees.</a> Lear Memory. 11, 294-302 (2004).</li><li>Scheiner, R., Page, R. E., Erber, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+genotype,+foraging+role,+and+sucrose+responsiveness+on+the+tactile+learning+performance+of+honey+bees+(Apis+mellifera+L.).">The effects of genotype, foraging role, and sucrose responsiveness on the tactile learning performance of honey bees (Apis mellifera L.).</a> Neurobiol. Learn Mem. 76, 138-150 (2001).</li><li>Wang, Y., 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=PDK1+and+HR46+gene+homologs+tie+social+behavior+to+ovary+signals.">PDK1 and HR46 gene homologs tie social behavior to ovary signals.</a> PLoS ONE. 4, e4899 (2009).</li><li>Wang, Y., 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=Regulation+of+behaviorally+associated+gene+networks+in+worker+honey+bee+ovaries.">Regulation of behaviorally associated gene networks in worker honey bee ovaries.</a> J. Exp. Biology. 215, 124-134 (2012).</li><li>Amdam, G. V., Csondes, A., Fondrk, M. K., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complex+social+behaviour+derived+from+maternal+reproductive+traits.">Complex social behaviour derived from maternal reproductive traits.</a> Nature. 439, 76-78 (2006).</li><li>Amdam, G. V., Ihle, K. E., Page, R. E., Pfaff, D., 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> Hormones, Brain and Behavio. , (2009).</li><li>Guidugli, K. R., 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=Vitellogenin+regulates+hormonal+dynamics+in+the+worker+caste+of+a+eusocial+insect.">Vitellogenin regulates hormonal dynamics in the worker caste of a eusocial insect.</a> FEBS Letters. 579, 4961-4965 (2005).</li><li>Corona, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=juvenile+hormone,+insulin+signaling,+and+queen+honey+bee+longevity.">juvenile hormone, insulin signaling, and queen honey bee longevity.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104, 7128-7133 (2007).</li><li>Sinha, S., Ling, X., Whitfield, C. W., Zhai, C., Robinson, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome+scan+for+cis-regulatory+DNA+motifs+associated+with+social+behavior+in+honey+bees.">Genome scan for cis-regulatory DNA motifs associated with social behavior in honey bees.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 103, 16352-16357 (2006).</li><li>Amdam, G. V., 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=Hormonal+control+of+the+yolk+precursor+vitellogenin+regulates+immune+function+and+longevity+in+honeybees.">Hormonal control of the yolk precursor vitellogenin regulates immune function and longevity in honeybees.</a> Exp. Gerontol. 39, 767-773 (2004).</li><li>Wang, Q. C., Nie, Q. H., Feng, Z. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+interference:+antiviral+weapon+and+beyond.">RNA interference: antiviral weapon and beyond.</a> World J. Gastroenterol. 9, 1657-1661 (2003).</li><li>Carmell, M. A., Xuan, Z., Zhang, M. Q., Hannon, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Argonaute+family:+tentacles+that+reach+into+RNAi,+developmental+control,+stem+cell+maintenance,+and+tumorigenesis.">The Argonaute family: tentacles that reach into RNAi, developmental control, stem cell maintenance, and tumorigenesis.</a> Genes Dev. 16, 2733-2742 (2002).</li><li>Hunt, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioral+genomics+of+honeybee+foraging+and+nest+defense.">Behavioral genomics of honeybee foraging and nest defense.</a> Naturwissenschaften. 94, 247-267 (2007).</li><li>Pankiw, T., Waddington, K. D., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+sucrose+response+thresholds+in+honey+bees+(Apis+mellifera+L.):+influence+of+genotype,+feeding,+and+foraging+experience.">Modulation of sucrose response thresholds in honey bees (Apis mellifera L.): influence of genotype, feeding, and foraging experience.</a> J. Comp. Physiol. A. 187, 293-301 (2001).</li><li>Pankiw, T., Page, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+pheromones,+hormones,+and+handling+on+sucrose+response+thresholds+of+honey+bees+(Apis+mellifera+L.).">Effect of pheromones, hormones, and handling on sucrose response thresholds of honey bees (Apis mellifera L.).</a> J. Comp. Physiol. A. Neuroethol. Sens. Neural. Behav. Physiol. 189, 675-684 (2003).</li></ol>

Il nostro studio è il primo tentativo di battere contemporaneamente giù due geni in insetti adulti. I nostri risultati mostrano che le due strategie di dsRNA iniezioni (singola iniezione e iniezione di due giorni) sono efficaci per il doppio repressione genica, e simultanea silenziamento genico di vg e USP possono essere testati 6 giorni dopo le iniezioni dsRNA in api 8,9. Tuttavia, l&#39;efficacia gene knockdown varia nelle diverse specie di insetti seconda del livello di trascrizione del...

RNA interference (RNAi) è RNA a base di post-trascrizionale silenziamento genico, che si verifica in una grande varietà di organismi eucarioti. Il processo di RNAi è attivato da RNA a doppio filamento (dsRNA) precursori endogeni o esogeni. Il dsRNA attiva la proteina Dicer ribonucleasi che lega e scinde il dsRNA di piccoli frammenti (20-25 bp). Poi i piccoli frammenti della guida dsRNA un riconoscimento e di clivaggio mRNA complementari da proteine ​​argonaute, un componente catalitico di indotto da RNA silencing complex (RISC) 1. Nei mammiferi, dsRNAs più di 30 nt, attivano una risposta antivirale (risposta all&#39;interferone, IFN), che porta alla degradazione aspecifica di RNA trascritti 2. Tuttavia, lunghi dsRNAs hanno dimostrato di essere efficaci e specifici negli insetti poiché non vi è una mancanza di questo IFN 3. DsRNAs lunghi sono stati utilizzati per sottoregolazione di geni bersaglio in diverse specie di insetti. Le api da miele sono uno del pioneorganismi di insetti eer in cui le funzioni di molti geni importanti per lo sviluppo e il comportamento sono stati rivelati mediante dsRNA 4,5. Diversi metodi di consegna dsRNA sono stati eseguiti in api: dsRNA alimentazione downregulates efficiente espressione del gene bersaglio nel miele delle api larve 6, mentre l&#39;iniezione dsRNA è un approccio efficace per il knockdown gene in embrioni di miele d&#39;api 4 e api adulte 7,8. Gene effetti knockdown esposti applicando dsRNA di insetti sono transitori e localizzati. Studi hanno dimostrato che entrambe le iniezioni dsRNA addominali e iniezioni dsRNA toraciche sopprimere efficacemente l&#39;espressione del gene bersaglio in cellule addominale di grasso corporeo di insetti 9,10. DsRNA viene iniettato nella cavità addominale e toracica e le cellule di grasso corporeo sono in grado di riprendere il dsRNA dal emolinfa in cui le cellule sono immerse 10. Tuttavia, i geni in altri organi, come ovaie ei cervelli, non possono essere bersaglio di unoiniezioni addominali o toracici. Al fine di mirare geni nel cervello miele ape, iniezione di dsRNA cervello è stato anche eseguito, che influenza in modo efficace espressione del gene bersaglio in aree cerebrali locali 11. Qui, noi documentiamo solo dsRNA iniezione addominale che è più comunemente usato in api adulte. RNAi è stato principalmente utilizzato per mirare ad un singolo gene ed è stato un potente strumento per rivelare la funzione del gene. Tuttavia, qualsiasi gene non è isolato dagli altri, ma è in reti complesse di regolazione. Una chiave per comprendere un processo biologico è di sezionare come i geni interagiscono tra loro, che richiede manipolazioni simultanee di geni multipli, piuttosto che un singolo gene knockdown. In linee cellulari di mammiferi, gli scienziati sono riusciti a inibire simultaneamente due o tre geni utilizzando sistemi di consegna 12 o più microRNA (miRNA) disegni tornante 13. Ma negli insetti, più atterramenti geni sono ancora collaudati. Qui, Present strategie di iniezione differenti in modo da raggiungere un duplice knockdown gene. Ci rivolgiamo due geni: vitellogenina (vg), che codifica per una proteina precursore tuorlo, e ultraspiracle (USP), che codifica per un recettore putativo di ormone giovanile (JH) e può servire come un fattore di trascrizione mediare le risposte a JH 14 di api mellifere. Vg e JH regolano a vicenda in un ciclo di feedback 15 e sono coinvolti nel miele delle api comportamentale regola 9. Usando il doppio knockdown gene, abbiamo turbare entrambi Vg e percorsi JH, e scopriamo come influenzano congiuntamente comportamento delle api il miele e la fisiologia e come vg, USP e JH interagiscono 9. Percezione gustativa è un predittore comportamentale per il miele delle api comportamento sociale 16. In termini di sviluppo del comportamento, le api nido con alta percezione gustativa comportamentale veloci maturo, e di solito foraggio primi anni di vita e preferiscono raccogliere il polline 16,17. Sebbene m normativoechanisms sottostanti percezione gustativa sono ancora poco chiari, gli studi hanno dimostrato che la percezione gustativa è legata a metabolismi energetici interni 9, la secrezione ormonale 18,19 e biogenetica ammina percorsi 20. Sia Vg e JH sono importanti regolatori ormonali modulando la percezione gustativa 7,21. In laboratorio, una variazione di percezione gustativa in api può essere valutata analizzando la risposta estensione proboscide (PER) a soluzioni di saccarosio diversi. Ogni ape è testato toccando entrambe le antenne con una gocciolina di acqua seguita da una serie crescente concentrazione di 0,1, 0,3, 1, 3, 10, 30% di saccarosio. Una risposta positiva si osserva se un ape estende completamente la proboscide quando una goccia d&#39;acqua o di saccarosio è toccata a ciascuna antenna. In base al numero di risposte positive alle soluzioni, il livello di percezione gustativa di ogni individuo può essere determinato 16. Tuttavia, l&#39;applicazione del PER non è limitato alla misura gpercezione ustatory. Il PER è anche un metodo efficace per testare lo stato metabolico delle api quali sazietà vs fame. Le api con maggiori risposte al saccarosio sono più affamato in generale (Wang e Amdam, dati non pubblicati). Inoltre, il paradigma PER può essere utilizzato anche in apprendimento associativo e la memoria di api mellifere. In questo caso le api saranno addestrati per associare la presenza dell&#39;acqua saccarosio con un odore. Quando le api imparano l&#39;associazione, solo la presenza di odore può evocare una risposta positiva proboscide senza premiare con il saccarosio 22,23. In questo video vi mostriamo come effettuare PER per valutare la percezione gustativa che è stato collegato con vg e USP doppio atterramento in uno studio precedente 9.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of Reagent/Material</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>GE Healthcare PCR beads in 96 well plate</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>27-9557-01</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>QIAquick PCR purification kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>28104</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>RiboMax T7 RNA production system</td>
			<td>Promega</td>
			<td>P1300</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Trizol LS</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10296028</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chloroform:Isoamyl alcohol 24:1</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C0549</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>isopropyl alcohol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>I9516</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Hamilton micro syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80301</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>30G BD disposable needles</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>305106</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Sucrose</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>84097</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1 ml Syringe</td>
			<td>BD Biosciences</td>
			<td>30960</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Stereo dissection microscope</td>
			<td>Leica Microsystems</td>
			<td>S6D</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Insect pins</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>26000-25</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Wax plate</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

rnai-mediated double gene knockdown and gustatory perception measurement in honey bees (apis mellifera)

Questo video mostra nuove tecniche di RNA interference (RNAi), che downregulate due geni contemporaneamente in api utilizzando iniezioni di RNA a doppio filamento (dsRNA). Essa presenta anche un protocollo di risposta estensione proboscide (PER) test per la misurazione della percezione gustativa. RNAi-mediata knockdown gene è una tecnica efficace downregulating espressione del gene bersaglio. Questa tecnica è solitamente utilizzata per la singola manipolazione genica, ma ha limitazioni di rilevare interazioni ed effetti congiunti tra geni. Nella prima parte di questo video, vi presentiamo due strategie per battere contemporaneamente giù due geni (chiamati doppia knockdown gene). Mostriamo entrambe le strategie sono in grado di sopprimere efficacemente due geni, vitellogenina (vg) e ultraspiracle (USP), che sono in un ciclo di feedback normativo. Questo doppio approccio knockdown gene può essere utilizzato per analizzare interrelazioni tra geni e può essere facilmente applicato indiverse specie di insetti. La seconda parte di questo video è una dimostrazione di proboscide estensione della risposta (PER) saggio di api mellifere, dopo il trattamento di doppia knockdown gene. Il saggio PER è un test standard per misurare la percezione gustativa di api mellifere, che è un fattore predittivo fondamentale per la velocità con la maturazione comportamentale un miele di ape è. Maggiore percezione gustativa di api nido indica maggiore sviluppo comportamentale, che è spesso associata a una precedente età di insorgenza di foraggiamento e di foraggiamento specializzazione nel polline. Inoltre, per saggio può essere applicata per identificare gli stati metabolici di sazietà o di fame di api mellifere. Infine, per saggio combinato con l&#39;associazione diversi stimoli odore per il condizionamento delle api è anche ampiamente usato per l&#39;apprendimento e la memoria gli studi di api mellifere.

Sia l&#39;iniezione singola e due giorni a iniezione strategie ridotto significativamente vg (One-way ANOVA, p &lt;0.001) (Figura 2A) e USP (One-way ANOVA, p &lt;0.001) (Figura 2B) livelli di trascrizione di api sei giorni dopo il dsRNA è stato iniettato. La soppressione della trascrizione USP utilizzando la singola iniezione con miscela dsRNA e l&#39;iniezione di due giorni con vg primo e secondo USP (vg / USP) era significativamen...

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RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees Apis mellifera

In questo protocollo, si descrive due strategie che sopprimono contemporaneamente due geni (doppia knockdown gene) di api mellifere. Poi ci presentiamo come usare la risposta estensione proboscide (PER) test per studiare l&#39;effetto di doppio knockdown gene sul miele d&#39;api percezione gustativa.

RNAi mediato doppia Gene atterramento e gustative Percezione misura di api mellifere (<em&gt; Apis mellifera</em&gt;)

This video demonstrates novel techniques of RNA  interference (RNAi) which downregulate two genes simultaneously in honey bees  using double-stranded RNA ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees (Apis mellifera)

Double Fluorescence in situ Hybridization in Fresh Brain Sections

Double Fluorescence in situ Hybridization in Fresh Brain Sections

Doppia fluorescenza In situ</emIbridazione> nelle sezioni cervello fresco

Here we describe a modified version of a double fluorescence in situ hybridization (dFISH) method optimized for detecting two mRNAs of interest in fresh ...

Ricerca

Neuroscienze

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees (Apis mellifera)

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Farmacologia Comportamentale nel condizionamento classico della risposta estensione proboscide in api ( Apis mellifera)

Honeybees (Apis mellifera) are well known for their communication and orientation skills and for their impressive learning capability1,2. Because the ...

Creating Objects and Object Categories for Studying Perception and Perceptual Learning

Creazione di oggetti e categorie di oggetti per lo studio Percezione e apprendimento percettivo

In order to quantitatively study object perception, be it perception by biological systems or by machines, one needs to create objects and object ...

Selective Viral Transduction of Adult-born Olfactory Neurons for Chronic in vivo Optogenetic Stimulation

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Selettiva trasduzione virale di neuroni olfattivi per adulti nati per cronica In vivo Optogenetic Stimolazione

Local interneurons are continuously regenerated in the olfactory bulb of adult rodents1-3. In this process, called adult neurogenesis, neural stem cells ...

MPI CyberMotion Simulator: Implementation of a Novel Motion Simulator to Investigate Multisensory Path Integration in Three Dimensions

MPI CyberMotion Simulator: Implementazione di un simulatore di movimento Novel per Indagare l&#39;integrazione multisensoriale Percorso in tre dimensioni

Path integration is a process in which self-motion is integrated over time to obtain an estimate of one's current position relative to a starting point 1. ...

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees (Apis mellifera L.)

Tactile Conditioning And Movement Analysis Of Antennal Sampling Strategies In Honey Bees Apis mellifera L.

Condizionata tattile e Analisi del Movimento di strategie di campionamento antennale di api mellifere (<em&gt; Apis mellifera</em&gt; L.)

Honey bees (Apis mellifera L.) are eusocial insects and well known for their complex division of labor and associative learning capability1, 2. The worker ...

Whole Mount Immunolabeling of Olfactory Receptor Neurons in the Drosophila Antenna

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Tutta Monte immunomarcatura di recettore olfattivo neuroni nel<em&gt; Drosophila</em&gt; Antenna

Odorant molecules bind to their target receptors in a precise and coordinated manner. Each receptor recognizes a specific signal and relays this ...

Double-barreled and Concentric Microelectrodes for Measurement of Extracellular Ion Signals in Brain Tissue

Microelettrodi doppia canna e concentrico per la misurazione di extracellulare Ion Segnali in tessuto cerebrale

Electrical activity in the brain is accompanied by significant ion fluxes across membranes, resulting in complex changes in the extracellular ...

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees (Bombus terrestris)

A Novel Behavioral Assay to Investigate Gustatory Responses of Individual, Freely-moving Bumble Bees Bombus terrestris

A Novel comportamentale test per Indagare Risposte gustativa individuale, liberamente rigiro bombi (<em&gt; Bombus terrestris</em&gt;)

Generalist pollinators like the buff-tailed bumble bee, Bombus terrestris, encounter both nutrients and toxins in the floral nectar they collect from ...

Neuropharmacological Manipulation of Restrained and Free-flying Honey Bees, Apis mellifera

Neuropharmacological Manipulation of Restrained and Free-flying Honey Bees, Apis mellifera

Manipolazione neurofarmacologico di sobrio e-volo libero api mellifere,<em&gt; Apis mellifera</em

Honey bees demonstrate astonishing learning abilities and advanced social behavior and communication. In addition, their brain is small, easy to visualize ...