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

Forfatterne ønsker å takke Erin Fennern for å bistå eksperiment. Dette arbeidet ble finansiert av Norges forskningsråd Norge (180504, 185306 og 191699), PEW Charitable Trust, og National Institute on Aging (NIA P01 AG22500).

Del 1: RNAi-mediert dobbel genet knockdown En. dsRNA Synthesis <ol><li> Design primere av dsRNAs rettet mot vg, usp og en kontroll genet grønn fluorescens protein (GFP) som ikke er i honningbie genomet: primere ble utformet ved hjelp av online gratis programvare Primer3 ( <a href="http://frodo.wi.mit.edu/" target="_blank">http://frodo.wi.mit.edu/</a> ) . </li><li> dsRNA syntese for vg, usp og GFP: bruk RiboMax T7 RNA produksjonssystem fra Promega for i...

<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>

Vår studie er den første innsats for å samtidig slå ned to gener hos voksne insekter. Våre resultater viser at de to strategier for dsRNA injeksjoner (enkelt injeksjon og to dagers injeksjon) er effektive for den doble genet undertrykkelse, og samtidig genet stanse VG og USP kan testes 6 dager etter dsRNA injeksjoner i bier 8,9. Imidlertid varierer genet knockdown effekt i forskjellige insektarter avhengig transkripsjon nivå mål gen, protein omsetning priser og dsRNA opptak effektivit...

RNA interferens (RNAi) er RNA-baserte post-transkripsjonell genet stanse, som forekommer i en rekke forskjellige eukaryote organismer. Prosessen med RNAi utløses av endogene eller eksogene dobbelt-trådet RNA (dsRNA) forløpere. Den dsRNA aktiverer ribonuklease protein Dicer som binder og kløyver dsRNA til små fragmenter (20-25 bp). Da de små fragmenter av dsRNA guiden en anerkjennelse og spalting av komplementære mRNA ved Argonaute proteiner, en katalytisk komponent av RNA-induced Slå kompleks (RISC) 1. I pattedyr, dsRNAs lengre enn 30 nt, aktivere en antiviral respons (interferon respons, IFN) som fører til uspesifikke degradering av RNA transkripsjoner to. Men har lange dsRNAs vist seg å være effektiv og spesifikk i insekter siden det er mangel på denne IFN tre. Lange dsRNAs har blitt brukt for downregulation av målet gener i forskjellige insektarter. Honningbier er en av pionEER insekt organismer der funksjoner av mange viktige gener i utvikling og atferd har blitt avslørt ved hjelp dsRNA 4,5. Flere dsRNA levering metoder har blitt utført i honningbier: dsRNA fôring effektivt nedregulerer target genuttrykk i honningbie larver 6, mens dsRNA injeksjon er en effektiv metode for genet knockdown i honningbie embryoer fire og voksne bier 7,8. Genet knockdown effekter utstilt ved å bruke dsRNA til insekter er forbigående og lokalisert. Studier har vist at både abdominal dsRNA injeksjoner og thorax dsRNA injeksjoner effektivt undertrykke target genuttrykk i abdominal fett celler i kroppen av insekter 9,10. DsRNA injiseres i mage-og thorax hulrom og fett celler i kroppen er i stand til å ta opp den dsRNA fra hemolymfe hvor cellene er badet 10.. Imidlertid kan gener i andre organer, som for eksempel eggstokkene og hjerner, ikke bli målrettet av entenabdominal eller thorax injeksjoner. For å målrette gener i honningbie hjernen, har hjernen injeksjon av dsRNA også blitt utført, noe som effektivt påvirker target genuttrykk i lokale hjerneområder 11. Her har vi bare dokumentere abdominal dsRNA injeksjon som er mer vanlig hos voksne honningbier. Rnai har primært vært brukt for å målrette et enkelt gen og har vært et kraftig verktøy for å avsløre gen-funksjon. Imidlertid er en hvilken som helst gen som ikke isolerte fra hverandre, og det er i komplekse regulatoriske nettverk. En nøkkel til å forstå en biologisk prosess er å dissekere hvordan gener samhandler med hverandre, noe som krever samtidige manipulasjoner av flere gener snarere enn et enkelt gen knockdown. I pattedyrcellelinjer, har forskere lykkes i å samtidig hemme to eller tre gener ved hjelp av leveringssystemer 12 eller multi-mikroRNA (miRNA) hårnål design 13. Men i insekter, flere genet knockdowns er fortsatt uprøvd. Her presentasjon vit forskjellige injeksjon strategier som kan oppnå en dobbel genet knockdown. Vi målretter to gener: Vitellogenin (VG) som koder for et protein forløper eggeplomme, og ultraspiracle (USP) som koder for en antatt reseptor for juvenilt hormon (JH) og kan tjene som en transkripsjonsfaktor mediere responser i JH 14 i honning bier. Vg og JH regulere hverandre i en tilbakekoblingssløyfe 15 og er involvert i honningbie atferdsmessige regulering 9.. Ved hjelp av den doble genet knockdown, vi forstyrre både Vg og JH trasé, og oppdage hvordan de i fellesskap påvirke honningbie atferd og fysiologi og hvordan vg, usp og JH samhandle ni. Gustatory oppfatning er et atferdsmessig prediktor for honningbie sosial atferd 16. I form av atferdsmessige utvikling, hekker bier med høy gustatory oppfatning behaviorally modne raskt, og vanligvis grovfôr tidlig i livet, og foretrekker å samle pollen 16,17. Selv regulatoriske mechanisms underliggende gustatory oppfatning er fortsatt uklart, har studier vist at gustatory oppfatning er knyttet til interne energi metabolisms 9, hormonelle sekret 18,19 og biogenetic amin veier 20. Både VG og JH er viktige hormonelle regulatorer modulerende gustatory oppfatning 7,21. I laboratoriet, kan en variant av gustatory persepsjon i honning bier bli evaluert ved å teste snabel forlengelse respons (PER) til forskjellige sukrose-løsninger. Hver bie testes ved å berøre begge hennes antenner med en dråpe med vann fulgt av en stigende konsentrasjon serie av 0,1, 0,3, 1, 3, 10, 30% sukrose. En positiv respons er kjent hvis en bie fullt strekker hennes snabel når en dråpe vann eller sukrose er berørt til hver antenne. Basert på antallet av positive respons på løsninger, kan den gustatory oppfatning nivå av hver enkelt bestemmes 16. Imidlertid er anvendelsen av PER ikke begrenset til måling gustatory oppfatning. PER er også en effektiv metode for å teste den metabolske tilstand av bier som metning vs sult. Biene med større respons på sukrose er sulten generelt (Wang og Amdam, upubliserte data). Videre kan PER paradigmet også brukes i assosiative læring og hukommelse i honning bier. I dette tilfellet bier vil bli trent til å assosiere tilstedeværelse av sukrose vann med en lukt. Når biene lære foreningen kan bare tilstedeværelsen av lukt fremkalle en positiv snabel respons uten å belønne dem med sukrose 22,23. I denne videoen viser vi hvordan du utfører PER å vurdere gustatory oppfatning som har vært knyttet til vg og usp dobbel knockdown i en tidligere studie ni.

<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)

Denne videoen viser nye teknikker av RNA interferens (RNAi) som downregulate to gener samtidig i honningbier bruker dobbel-strandet RNA (dsRNA) injeksjoner. Den presenterer også en protokoll av snabel forlengelse respons (PER) analysen for å måle gustatory oppfatning. RNAi-mediert genet knockdown er en effektiv teknikk downregulating target genuttrykk. Denne teknikken brukes vanligvis for enkelt genmanipulering, men det har begrensninger for å oppdage interaksjoner og felles effekter mellom gener. I første del av denne videoen presenterer vi to strategier for å samtidig slå ned to gener (kalles dobbelt genet knockdown). Vi viser er begge strategier i stand til effektivt å undertrykke to gener, Vitellogenin (VG) og ultraspiracle (USP), som er i et regulerende feedback-loop. Denne doble genet knockdown innstilling kan brukes for å dissekere sammenhengen mellom gener og kan lett anvendes iforskjellige insektarter. Den andre delen av denne videoen er en demonstrasjon av snabel forlengelse respons (PER) analysen i honningbier etter behandlingen av dobbelt genet knockdown. Den PER analysen er en standard test for å måle gustatory oppfatning i honning bier, som er en viktig prediktor for hvor fort en honningbie sin atferdsmessige modning er. Greater gustatory oppfatning av reir bier indikerer økt atferdsmessige utvikling som ofte er forbundet med en tidligere alder ved utbruddet av beite og beite spesialisering i pollen. I tillegg kan PER analysen anvendes for å identifisere metabolske tilstander av metning eller sult i honning bier. Til slutt, PER analysen kombinert med sammenkobling ulike lukt stimuli for condition biene er også mye brukt for læring og hukommelse studier i honningbier.

Både single-injeksjon og to-dagers-injeksjon strategier betydelig redusert vg (One-way ANOVA, p &lt;0,001) (Figur 2A) og usp (One-way ANOVA, p &lt;0,001) (figur 2B) karakterutskrift nivåer i honningbier seks dager etter dsRNA ble injisert. Undertrykkelse av usp transkripsjon ved å bruke enkelt injeksjon med dsRNA blandingen og den to-dagers injeksjon med vg først og usp andre (vg / USP) var signifikant lavere enn de to-d...

Watch this Scientific Journal Video about RNAi-mediated Double Gene Knockdown and Gustatory Perception Measurement in Honey Bees Apis mellifera at JoVE.com

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

I denne protokollen beskriver vi to strategier som samtidig undertrykker to gener (dobbel genet knockdown) i honningbier. Deretter presenterer vi hvordan du bruker snabel forlengelse respons (PER) analyse for å studere effekten av dobbel genet knockdown på honningbie gustatory oppfatning.

RNAi-mediert Double Gene Knockdown og Gustatory Perception Måling i Honey Bees (<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

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

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

Behavioural Pharmacology in Classical Conditioning of the Proboscis Extension Response in Honeybees 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

Opprette objekter og objekt kategorier for å studere Persepsjon og Perseptuell Learning

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

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

Selektiv Viral Transduksjon of Adult-fødte olfactory Neurons for Chronic In vivo Optogenetic Stimulering

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: Gjennomføring av en roman Motion Simulator til Undersøke multisensorisk Sti Integrering i tre dimensjoner

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.

Tactile Conditioning and Movement Analysis Of antennal Prøvetaking Strategies i Honey Bees (<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

Whole Mount Immunolabeling of Olfactory Receptor Neurons in the Drosophila Antenna

Hele Mount immunolabeling av olfactory Receptor nevroner i<em&gt; Drosophila</em&gt; Antenne

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

Dobbeltløpet og Konsentriske mikroelektroder for måling av Ekstracellulær Ion Signaler i hjernevev

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 Behavioral analyse for å undersøke Gustatory Responses av individuelle, Fritt bevegelige Bumble Bees (<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

Nevrofarmakologiske Manipulering av Behersket og frittflygende Honey Bees,<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 ...