Name: structure-function studies in mouse embryonic stem cells using recombinase-mediated cassette exchange
Uploaded: 2017-04-27T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Structure-function Studies in Mouse Embryonic Stem Cells Using Recombinase-mediated Cassette Exchange at JoVE.com

אנו מודים Jinke D&#39;Hont, פרדריק ואן Rockeghem, נטלי Farla, קלי Lemeire, ו Riet דה Rycke לקבלת תמיכה טכנית מעולה שלהם. אנו מודים גם Eef Parthoens, Evelien ואן Hamme, ואמנדה גונסאלביס ממתקן Core bioimaging של מרכז המחקר דלקת לסיוע המומחה שלהם. אנו מודים לחברי קבוצת המחקר שלנו לדיונים חשובים. עבודה זו נתמכה על ידי מדיניות המדע הבלגית (פולני אטרקציה הבינאוניברסיטאי Belspo - פרס IAP VII-07 DevRepair; https://devrepair.be), על ידי הקרן הרפואית המלכה אליזבת, בלגיה (GSKE 2008-2010; http: // www .fmre-gske.be), ועל ידי פעולות מחקר מתואמת (GOA 01G01908) של גנט האוניברסיטה, בלגיה (http://www.ugent.be/en/ghentuniv). SG הוא עמית פוסט של קרנות מחקר פלנדריה (FWO-V).

כל הניסויים על עכברים נערכו בהתאם לתקנות בעלי חיים מוסדיות, לאומיות, ואירופאיות. 1. בידוד של mESCs KO RMCE תואם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> גזע בעכברים KO הטרוזיגוטיים עם עכברים RMCE תואמת, כגון ROSALUC עכברים 10 או ROSA26-iPS...

<ol>
	<li>Gul, I. S., Hulpiau, P., Saeys, Y., van Roy, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metazoan+evolution+of+the+armadillo+repeat+superfamily.">Metazoan evolution of the armadillo repeat superfamily.</a> Cell Mol Life Sci. , (2016).</li><li>Valenta, T., Hausmann, G., 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=The+many+faces+and+functions+of+beta-catenin.">The many faces and functions of beta-catenin.</a> EMBO J. 31, 2714-2736 (2012).</li><li>Pieters, T., van Hengel, J., van Roy, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functions+of+p120ctn+in+development+and+disease.">Functions of p120ctn in development and disease.</a> Front Biosci. 17, 760-783 (2012).</li><li>Keirsebilck, 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=Molecular+cloning+of+the+human+p120ctn+catenin+gene+(CTNND1):+Expression+of+multiple+alternatively+spliced+isoforms.">Molecular cloning of the human p120ctn catenin gene (CTNND1): Expression of multiple alternatively spliced isoforms.</a> Genomics. 50, 129-146 (1998).</li><li>Capecchi, M. R. <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+in+mice:+functional+analysis+of+the+mammalian+genome+for+the+twenty-first+century.">Gene targeting in mice: functional analysis of the mammalian genome for the twenty-first century.</a> Nat Rev Genet. 6, 507-512 (2005).</li><li>Wang, H., 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=One-step+generation+of+mice+carrying+mutations+in+multiple+genes+by+CRISPR/Cas-mediated+genome+engineering.">One-step generation of mice carrying mutations in multiple genes by CRISPR/Cas-mediated genome engineering.</a> Cell. 153, 910-918 (2013).</li><li>Yang, H., 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=One-step+generation+of+mice+carrying+reporter+and+conditional+alleles+by+CRISPR/Cas-mediated+genome+engineering.">One-step generation of mice carrying reporter and conditional alleles by CRISPR/Cas-mediated genome engineering.</a> Cell. 154, 1370-1379 (2013).</li><li>Fu, 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=High-frequency+off-target+mutagenesis+induced+by+CRISPR-Cas+nucleases+in+human+cells.">High-frequency off-target mutagenesis induced by CRISPR-Cas nucleases in human cells.</a> Nat Biotechnol. 31, 822-826 (2013).</li><li>Branda, C. S., Dymecki, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Talking+about+a+revolution:+The+impact+of+site-specific+recombinases+on+genetic+analyses+in+mice.">Talking about a revolution: The impact of site-specific recombinases on genetic analyses in mice.</a> Dev Cell. 6, 7-28 (2004).</li><li>Sandhu, U., 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=Strict+control+of+transgene+expression+in+a+mouse+model+for+sensitive+biological+applications+based+on+RMCE+compatible+ES+cells.">Strict control of transgene expression in a mouse model for sensitive biological applications based on RMCE compatible ES cells.</a> Nucleic Acids Res. 39, 1 (2010).</li><li>Haenebalcke, 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=Efficient+ROSA26-based+conditional+and/or+inducible+transgenesis+using+RMCE-compatible+F1+hybrid+mouse+embryonic+stem+cells.">Efficient ROSA26-based conditional and/or inducible transgenesis using RMCE-compatible F1 hybrid mouse embryonic stem cells.</a> Stem Cell Rev. 9, 774-785 (2013).</li><li>Pieters, T., 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=p120+Catenin-Mediated+Stabilization+of+E-Cadherin+Is+Essential+for+Primitive+Endoderm+Specification.">p120 Catenin-Mediated Stabilization of E-Cadherin Is Essential for Primitive Endoderm Specification.</a> PLoS Genet. 12, e1006243 (2016).</li><li>Evans, M. J., Kaufman, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Establishment+in+culture+of+pluripotential+cells+from+mouse+embryos.">Establishment in culture of pluripotential cells from mouse embryos.</a> Nature. 292, 154-156 (1981).</li><li>Martin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+a+pluripotent+cell+line+from+early+mouse+embryos+cultured+in+medium+conditioned+by+teratocarcinoma+stem+cells.">Isolation of a pluripotent cell line from early mouse embryos cultured in medium conditioned by teratocarcinoma stem cells.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 78, 7634-7638 (1981).</li><li>Cheng, J., Dutra, A., Takesono, A., Garrett-Beal, L., Schwartzberg, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+generation+of+C57BL/6J+mouse+embryonic+stem+cells+in+a+defined+serum-free+media.">Improved generation of C57BL/6J mouse embryonic stem cells in a defined serum-free media.</a> Genesis. 39, 100-104 (2004).</li><li>Bryja, 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=An+efficient+method+for+the+derivation+of+mouse+embryonic+stem+cells.">An efficient method for the derivation of mouse embryonic stem cells.</a> Stem Cells. 24, 844-849 (2006).</li><li>Ying, Q. 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=The+ground+state+of+embryonic+stem+cell+self-renewal.">The ground state of embryonic stem cell self-renewal.</a> Nature. 453, 519-523 (2008).</li><li>Chen, S., 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=Self-renewal+of+embryonic+stem+cells+by+a+small+molecule.">Self-renewal of embryonic stem cells by a small molecule.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 103, 17266-17271 (2006).</li><li>Pieters, T., 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=Efficient+and+User-Friendly+Pluripotin-based+Derivation+of+Mouse+Embryonic+Stem+Cells.">Efficient and User-Friendly Pluripotin-based Derivation of Mouse Embryonic Stem Cells.</a> Stem Cell Rev. 8, (2012).</li><li>Yang, W., 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=Pluripotin+combined+with+leukemia+inhibitory+factor+greatly+promotes+the+derivation+of+embryonic+stem+cell+lines+from+refractory+strains.">Pluripotin combined with leukemia inhibitory factor greatly promotes the derivation of embryonic stem cell lines from refractory strains.</a> Stem Cells. 27, 383-389 (2009).</li><li>Haenebalcke, 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=The+ROSA26-iPSC+Mouse:+A+Conditional,+Inducible,+and+Exchangeable+Resource+for+Studying+Cellular+(De)Differentiation.">The ROSA26-iPSC Mouse: A Conditional, Inducible, and Exchangeable Resource for Studying Cellular (De)Differentiation.</a> Cell Rep. 3, (2013).</li><li>Tucker, K. L., Wang, Y., Dausman, J., Jaenisch, 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+transgenic+mouse+strain+expressing+four+drug-selectable+marker+genes.">A transgenic mouse strain expressing four drug-selectable marker genes.</a> Nucleic Acids Res. 25, 3745-3746 (1997).</li><li>Nyabi, O., 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=Efficient+mouse+transgenesis+using+Gateway-compatible+ROSA26+locus+targeting+vectors+and+F1+hybrid+ES+cells.">Efficient mouse transgenesis using Gateway-compatible ROSA26 locus targeting vectors and F1 hybrid ES cells.</a> Nucleic Acids Res. 37, 55 (2009).</li><li>Katzen, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gateway((R))+recombinational+cloning:+a+biological+operating+system.">Gateway((R)) recombinational cloning: a biological operating system.</a> Expert Opin Drug Discov. 2, 571-589 (2007).</li><li>Schaft, J., Ashery-Padan, R., vander Hoeven, F., Gruss, P., Stewart, A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+FLP+recombination+in+mouse+ES+cells+and+oocytes.">Efficient FLP recombination in mouse ES cells and oocytes.</a> Genesis. 31, 6-10 (2001).</li><li>Spencer, H. 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=E-cadherin+inhibits+cell+surface+localization+of+the+pro-migratory+5T4+oncofetal+antigen+in+mouse+embryonic+stem+cells.">E-cadherin inhibits cell surface localization of the pro-migratory 5T4 oncofetal antigen in mouse embryonic stem cells.</a> Mol Biol Cell. 18, 2838-2851 (2007).</li><li>Stryjewska, 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=Zeb2+Regulates+Cell+Fate+at+the+Exit+from+Epiblast+State+in+Mouse+Embryonic+Stem+Cells.">Zeb2 Regulates Cell Fate at the Exit from Epiblast State in Mouse Embryonic Stem Cells.</a> Stem Cells. , (2016).</li><li>Nagy, A., Gertsenstein, M., Vintersten, K., Behringer, 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> Manipulating the mouse embryo: A laboratory manual. , (2003).</li><li>van den Berghe, 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=Directed+migration+of+cortical+interneurons+depends+on+the+cell-autonomous+action+of+Sip1.">Directed migration of cortical interneurons depends on the cell-autonomous action of Sip1.</a> Neuron. 77, 70-82 (2013).</li><li>Li, 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=The+EMT+transcription+factor+Zeb2+controls+adult+murine+hematopoietic+differentiation+by+regulating+cytokine+signaling.">The EMT transcription factor Zeb2 controls adult murine hematopoietic differentiation by regulating cytokine signaling.</a> Blood. , (2016).</li></ol>

שיטת הבידוד המסקלין שלנו הוא ידידותי למשתמש ואינו דורש מיומנויות מתקדמות או ציוד, כגון מיקרו-של blastocysts. לפיכך, הטכנולוגיה הזו נגישה חלק גדול מהקהילה המדעית. כל מי שיש לו ניסיון תרבית תאים בסיסי יכול להפיץ בצמחי ICM ולהקים קווי mESCs. עם זאת, שטיפה וטיפול של blastocysts דורש קצת ?...

הערכה היא כי הגנום יונק מכיל כ 20,000 גנים המקודדים לחלבונים. שחבור אלטרנטיבי ושינויי posttranslational להגביר עוד יותר את רפרטואר החלבון. יש חלבוני מבנה מודולרי 1 ולעתים קרובות מכילים תחומי אינטראקציה מרובים, המאפשרים הגיוס שלהם לתוך מתחמי חלבון שונים השתתפותם תהליכים תאיים רבים 2. דוגמה אחת היא חלבון רב תפקודי הנקרא p120ctn. p120ctn מקודד על ידי הגן Ctnnd1 ו מורכב מתחום חוזרים ארמדיל מרכזי גדול ולצידו ידי N-מסוף אזור הטרמינל-C. התחום ארמדיל של p120ctn נקשר לתחום juxtamembrane השמור ביותר של cadherins הקלסית, אשר מעורבים תאי תאי הידבקות, אבל זה גם נקשר מדכא תעתיק Kaiso. התחום מסוף-N של p120ctn אינטראקציה עם קינאזות שונות, phosphatases, RhoGTPases קטן, ו- p-מזוהה microtubuleroteins 3. מעניין, כתוצאה של שחבור חלופי, isoforms p120ctn ניתן להפיק ארבעה קודונים התחלה חלופה 4. 1A איזופורם p120ctn הוא הארוך ביותר, כפי שהוא מתורגם מן-5 ביותר להתחיל קודון ומכיל קטע באורך מלא N-terminal. בשנת p120ctn isoforms 3 ו 4, זה קטע N-terminal נמחק חלקית לחלוטין, בהתאמה. הבנת התפקיד המדויק של חלבונים (או isoforms חלבון) ועל התחומים שלהם פונקציות סלולריות שונות עדיין מהווה אתגר. ג&#39;ין מיקוד mESCs מאפשר הלימוד של הפונקציה של חלבון דרך המחיקה הגנטית של הגן המתאים ואת תרם רב לזיהוי גנים ושבילים התפתחותית חשובים ומחל-רלוונטיות. זו פריצת דרך גנטיקה הפוכה הייתה התוצאה של התקדמות בתחומי בידוד המסקלין ואת גן המיקוד בשל הומולוגי 5 </sעד&gt;. הומולוגיים הוא תהליך שבו שברי DNA הם החליפו בין שני moieties גרעין דומה או זהה לאחר הפסקות פעמיים גדילי דנ&quot;א (DS). בדרך כלל, HR אינו יעיל משום הפסקות dsDNA הן נדירות. לאחרונה, את היעילות של גנים בבימויו הומולוגית מיקוד יכולה להיות מוגברת באמצעות nucleases ספציפי באתר 6, 7, אבל לצערי, אלה נוטים השפעות חוץ-יעד 8. טכניקה אמינה יותר כדי לאפשר גן המיקוד הוא RMCE, אשר מבוססת על מערכות רקומבינציה ספציפי באתר כגון Cre / loxP או FLPe / FRT. LoxP ורצף FRT נמצאים P1 בקטריופאג ו שמר האפייה, בהתאמה, וכוללת 34 נ&quot;ב, כולל רצף BP אסימטרי 8 הקובע את הכיוון של האתר. מצד השני, את הכיוון של, למשל, שני אתרי loxP בתוך מתיחת DNA יקבעו אם הדנ&quot;א floxed הופך ניכר או inversed על רקומבינציה 9 בתיווך Cre. יתר על כן, Cre יכול גם לגרום טרנסלוקציה אם שני האתרים נמצאים על כרומוזומים שונים. RMCE מנצל אתרי רקומבינציה heterospecific כי לא צולב להגיב וכי מוטבעי מוקד הגנומי. בנוכחות פלסמיד התורם המכיל קטע DNA מוקף באותם אתרים heterospecific, את recombinase יוסיף קטע DNA הזה לתוך לוקוס גנומית תואם RMCE בגלל טרנסלוקציה פעמיים סימולטני (איור 1). הנה, רק בצורה הנכונה RMCE במיקוד שיבוטים יכולים לעבד בזכות עמידות לתרופות אמרגן על הווקטור נכנס כי משחזר &quot;לכודים&quot; גני אמרגן-פחות התנגדות neomycin (ניאו R) הנוכחים בגנום R26 של תאי העגינה (איור 1) 10, 11. התוצאה היא יעילות מיקוד גבוהה מאוד, לעתים קרובות קרובה 100% 11, &lt;/ sup&gt; 12. לסיכום, מיקוד מבוסס RMCE הוא יעיל ביותר וניתן להשתמש בו ללימודים-פונקציות מבנה; עם זאת, זה דורש מוקד הגנומי טרום מהונדס. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/55575/55575fig1.jpg" /> איור 1. ייצוג סכמטי של מיקוד בתיווך RMCE. RMCE מאפשר החלפת מקטעי דנ&quot;א מתוך וקטור מיקוד הנכנסת מוקד הגנומי מוגדר אם הן נמל שני אתרי FRT heterospecific (מתואר על ידי משולשים לבנים ואדומים). בנוסף, לוקוס גנומי מהונדסים מכיל promoterless ו-התנגדות neomycin קטועה גן (ניאו R). על ידי מתן מקדם ולהתחיל קודון של קטע DNA נכנס, רק אירועי רקומבינציה נכונים לשחזר התנגדות neomycin, וכתוצאה מכך יעיל מיקוד גבוה. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55575/55575fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של t</a>הדמות שלו. הנדסת הגנום ב mESCs מאפשרת לדור של עכברים תואמים RMCE. בשנת 1981, שתי הקבוצות הצליחו ללכוד תאים פלוריפוטנטיים ממסת התאים הפנימית (ICM) של blastocysts ובשמירה עליהם בתרבות 13, 14. mESCs מסוגל התחדשות עצמית והבחן לתוך כל סוגי תאים עובריים מבוגרים, כולל שושלת התא הניבט. לכן, גן מיקוד mESCs מאפשר לימודים הפוכים-גנטיים באמצעות הפיתוח של מכונן או מותנים (באמצעות מערכת Cre / LoxP) עכברי KO. עם זאת, הדרך הקלאסית לבודד תאי עכבר ES הוא מאוד לא יעיל. שיפורים מרכזיים הגדילו את שיעור ההצלחה מאוד עבור קווי המסקלין נובעים, כוללים השימוש בסרום-החלפה מוגדרת (SR) בינונית 15, לסירוגין בין מדיום המסקלין המכיל סרום שור SR ו עוברי (FBS) 16, ושימוש pharmacoתרכובות לוגיות כגון pluripotin או 2i 17. Pluripotin, מולקולה סינתטית קטנה, מאפשר התפשטות של mESCs במצב מובחן בהעדר גורם מעכבות לוקמיה (LIF) ו פיברובלסטים עובריים בעכבר (MEFs) 18. לבסוף, הוכח כי ניתן לבודד mESCs עם יעילות גבוהה מאוד (קרוב ל 100%), כאשר פרוטוקול ההתחלפות בינוני SR / FBS משולב עם LIF ו pluripotin 19, 20. פרוטוקולים אלה מאפשרים בידוד יעיל של mESCs RMCE תואם KO שיכולים לשמש בהמשך למחקרים מבנה-תפקוד. מאמר זה מתאר שיטה המאפשרת אחד כדי לזהות את התחומים או שאריות המפתח בתוך חלבון כי הם אחראים על תהליכים תאיים ספציפיים. לשם כך, צנרת של טכנולוגיות מתקדמות המאפשרות בידוד המסקלין יעיל, הרכבת וקטור מיקוד, מיקוד המסקלין הייתה ליצורד. כמו לוחות כאלה, גדולים עם isoforms חלבון, מוטציות תחום ומפעילים במורד הזרם יכול להיות הציג mESCs KO וניתן להעריך את יכולתם להציל את הפנוטיפ KO חוץ גופית.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="766">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">ROSALUC Mice</td>
			<td style="width:143px;">made in house</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;">frozen sperm available upon request</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">R26-iPSC mice</td>
			<td style="width:143px;">made in house</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;">frozen sperm available upon request</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Vessel probe</td>
			<td style="width:143px;">Fine Science Tools</td>
			<td>10160-13</td>
			<td style="width:245px;">to check for copulation plugs</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">M2 medium</td>
			<td style="width:143px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:107px;">M7167</td>
			<td style="width:245px;">make aliquots and store at -20&#176;C</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Fine forceps (Dumont #5 Standard tip Student forceps)</td>
			<td style="width:143px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:107px;">11251-10</td>
			<td style="width:245px;">spray with 70% EtOH before use (do not autoclave)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">23G needles</td>
			<td style="width:143px;">Fine-ject</td>
			<td style="width:107px;">8697</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">1-ml syringes</td>
			<td style="width:143px;">Soft-ject</td>
			<td style="width:107px;">6680</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">60-mm bacterial grade plates (for flushing)&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Gosselin</td>
			<td style="width:107px;">BB60-01</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Mouth pipette</td>
			<td style="width:143px;">made in house</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;">see discussion</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Mouse embryonic fibroblasts (MEFs, TgN (DR4)1 Jae strain)</td>
			<td style="width:143px;">ATTC</td>
			<td style="width:107px;">SCRC-1045</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">TgN (DR4)1 Jae mice</td>
			<td style="width:143px;">The Jackson Laboratory</td>
			<td style="width:107px;">3208</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Mitomycin C&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:107px;">M0503</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Phosphate buffered saline (PBS) without calcium or magnesium</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">14190-094</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:272px;">Tg(DR4)1Jae/J mice</td>
			<td style="width:143px;">JAX</td>
			<td style="width:107px;">3208</td>
			<td style="width:245px;">mice that contain four drug-selectable genes and DR4 MEFS confers resistance to neomycin, puromycin, hygromycin and 6-thioguanine</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">0.1% Gelatin</td>
			<td style="width:143px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:107px;">G1393</td>
			<td style="width:245px;">Dissolve 0.5 g in 500 ml distilled water, autoclave and store at 4&#176;C.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Trypsin (0.25%)&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">25200-056</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">2 &#956;M pluripotin</td>
			<td style="width:143px;">Cayman Chemical</td>
			<td style="width:107px;">10009557</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:272px;">pRMCE-DV1</td>
			<td style="width:143px;">BCCM/LMBP collection&#160;</td>
			<td style="width:107px;">LMBP 08870</td>
			<td style="width:245px;">public available from the BCCM/LMBP collection (http://bccm.belspo.be)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:272px;">cre-excised pRMCE-DV1</td>
			<td style="width:143px;">BCCM/LMBP collection&#160;</td>
			<td style="width:107px;">LMBP 08195</td>
			<td style="width:245px;">public available from the BCCM/LMBP collection (http://bccm.belspo.be)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">pCAG-FlpE-IRES-Puro-pA&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Addgene</td>
			<td style="width:107px;">20733</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">heat-shock competent DH5&#945; bacteria&#160;</td>
			<td style="width:143px;">made in house</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Gateway pDONR221 vector</td>
			<td style="width:143px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:107px;">12536-017</td>
			<td style="width:245px;">contains kanamycin-resistance gene</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">BP clonase II mix</td>
			<td style="width:143px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:107px;">11789-020</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">LR clonase II mix</td>
			<td style="width:143px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:107px;">11791-020&#160;</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Luria Broth (LB)&#160;</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Ampicillin&#160;</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Applied Biosystems 3730XL DNA Analyzer</td>
			<td style="width:143px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:107px;">3730XL</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">G418</td>
			<td style="width:143px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:107px;">11811-023</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Lipofectamine 2000 transfection reagent</td>
			<td style="width:143px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:107px;">11668027</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Lipofectamine LTX transfection reagent</td>
			<td style="width:143px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:107px;">15338100</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Effectene transfection reagent</td>
			<td style="width:143px;">Qiagen</td>
			<td style="width:107px;">301425</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">GATEWAY pENTR 1A vector</td>
			<td style="width:143px;">Thermo Fisher</td>
			<td style="width:107px;">A10462</td>
			<td>recombination-compatible vector</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">mouse monoclonal anti-p120ctn antibody</td>
			<td style="width:143px;">BD Transduction Laboratories</td>
			<td style="width:107px;">610134</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">mouse monoclonal anti-Ecadherin antibody</td>
			<td style="width:143px;">BD Transduction Laboratories</td>
			<td style="width:107px;">610181</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">General equipment:</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Sterile dissection tools</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;">fine scissors and forceps for dissecting the uterus</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Sterile pipettes: 5 ml, 10 ml and 25 ml</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">15-ml and 50-ml conical centrifuge tubes</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:272px;">96-well culture plates V-shaped bottom and flat bottom)&#160;</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Culture dishes: 24 wells, 12 wells and 6 wells</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Multichannel pipettes (to pipette 30, 50, 100 and 200 &#956;l)&#160;</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Sterile multichannel reservoirs</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Access to a laminar air flow</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="35">
			<td height="35" style="height:35px;width:272px;">Access to an incubator at 37&#176;C with 5% CO2</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Access to an inverted microscope</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Access to a bench-top centrifuge</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Access to a stereo microscope with transmitted-light&#160;</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Culture media:</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">MEF Medium:</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;">stored at 4&#176;C; warm 30 min at 37&#176;C before use</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">&#160;Dulbecco&#8217;s modified Eagle&#8217;s medium (DMEM)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">41965-062</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">10% fetal bovine serum (FBS)</td>
			<td style="width:143px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:107px;">F-7524</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">L-glutamine (2 mM)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">25030-024&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Sodium pyruvate&#160; (0.4 mM)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">11360-039&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">penicillin (100 U/ml)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">15140-122&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">streptomycin (100 &#181;g/ml)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">15140-122&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">SR-based mESC medium:</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;">stored at 4&#176;C; warm 30 min at 37&#176;C before use</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">DMEM/F12</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">31330-038</td>
			<td style="width:245px;">mixed in a 1:1 ratio</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">15% knock-out serum replacement (SR )</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">10828&#8211;028</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">L-glutamine (2 mM)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">25030-024&#160;</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">0.1 mM non-essential amino acids&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">11140-050</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">penicillin (100 U/ml)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">15140-122&#160;</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">streptomycin (100 &#181;g/ml)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">15140-122&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">&#946;-mercaptoethanol (0.1 mM)&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:107px;">M 3148&#160;</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">2,000 U/ml recombinant mouse LIF&#160;</td>
			<td style="width:143px;">(IRC/VIB Protein Service facility)</td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">FBS-based mESC medium (similar to SR-based mESC medium):</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;">stored at 4&#176;C; warm 30 min at 37&#176;C before use</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">Knockout DMEM</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">10829-018&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">15% FBS</td>
			<td style="width:143px;">Hyclone</td>
			<td style="width:107px;">SH30070.03E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Differention Medium</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td style="width:245px;">stored at 4&#176;C; warm 30 min at 37&#176;C before use</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:272px;">Iscove&#39;s Modified Dulbecco&#39;s Medium (IMDM)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">21980-032&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">15% FBS</td>
			<td style="width:143px;">Hyclone</td>
			<td style="width:107px;">SH30070.03E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">5% CD Hybridoma Medium(1x) liquid&#160;&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">11279-023&#160;</td>
			<td style="width:245px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">&#160;2 mM L-glutamine</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">25030-024&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">0.4 mM 1-thioglycerol</td>
			<td style="width:143px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:107px;">M-6145</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">50 &#956;g/ml ascorbic acid</td>
			<td style="width:143px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:107px;">A-4544&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">penicillin (100 U/ml)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">15140-122&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">streptomycin (100 &#181;g/ml)</td>
			<td style="width:143px;">Gibco</td>
			<td style="width:107px;">15140-122&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2i</td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:107px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">1 &#956;M Erk inhibitor PD0325901&#160;</td>
			<td style="width:143px;">Axon Medchem</td>
			<td style="width:107px;">Axon 1408</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:272px;">3 &#956;M Gsk3 inhibitor CHIR99021</td>
			<td style="width:143px;">Axon Medchem</td>
			<td style="width:107px;">Axon 1386</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

structure-function studies in mouse embryonic stem cells using recombinase-mediated cassette exchange

הנדסת גנים עוברים עכברים או תאי גזע עובריים (mESCs) מאפשרת לחקר הפונקציה של חלבון נתון. חלבונים הם סוסי העבודה של התא ולעתים קרובות כוללים תחומים פונקציונליים מרובים, אשר יכול להיות מושפע שינויים posttranslational. הדלדול של החלבון השלם עכברים מותנה או מכונן נוק-אאוט (KO) אינו לוקח בחשבון זה גיוון תקנה פונקציונלי. קו המסקלין במודל עכברי נגזר, שבו אתר עגינה עבור חילופי קלטת בתיווך רקומבינציה FLPe (RMCE) הוכנס בתוך הלוקוס ROSA26 (R26), דווחו בעבר. כאן, אנו מדווחים על גישת מבנה-תפקוד המאפשרת דיסקציה מולקולרי של הפונקציות השונות של חלבון multidomain. לשם כך, העכברים RMCE תואם חייב להיות חצה עם עכברים KO ואז mESCs RMCE תואם KO חייב להיות מבודד. הבא, פנל של מבני הצלה משוערים יכול להיות מוחדר לוקוס R26 באמצעות RMCE targeting. CDNAs הצלת המועמד ניתן להוסיף בקלות בין אתרי RMCE של וקטור המיקוד באמצעות שיבוט רקומבינציה. הבא, mESCs KO הם transfected עם וקטור מיקוד בשילוב עם פלסמיד ביטוי recombinase FLPe. RMCE reactivates גן neomycin-התנגדות פחות האמרגן של אתרי עגינת ROSA26 ומאפשר את הבחירה של אירוע הנכון למיקוד. בדרך זו, התייעלות מיקוד גבוה קרובה 100% מתקבלות, המאפשרת החדרה של מבני הצלה משוערים מרובים באופן תפוקה למחצה גבוה. לבסוף, מספר רב של מבני הצלת מונחת R26 יכול להיבדק על יכולת להציל את הפנוטיפ כי נצפה mESCs הורית KO. אנו מציגים מחקר הוכחה של עקרון מבנה-תפקוד ב קטנין P120 (p120ctn) mESCs KO באמצעות בידול endoderm ב גופים embryoid (EBS) כמו את ההודעה פנוטיפי. גישה זו מאפשרת זיהוי של תחומים חשובים, מסלולים במורד משוערים, ונקודת מחלה רלוונטיתמוטציות העומדים בבסיס פנוטיפים KO עבור חלבון נתון.

ההליך לבודד RMCE תואם קווי KO המסקלין מתואר באיור 2. שני דרגסטור רצופים נדרשים להשיג blastocysts KO-תואם RMCE. ראשית, עכברים KO הטרוזיגוטיים נחצים עם עכברים RMCE תואם להשיג תואם-RMCE, עכברים KO הטרוזיגוטיים. עכברים אלה משמשים לאחר מכן עבור הזדווגויות מתוזמן ע...

Watch this Scientific Journal Video about Structure-function Studies in Mouse Embryonic Stem Cells Using Recombinase-mediated Cassette Exchange at JoVE.com

Structure-function Studies in Mouse Embryonic Stem Cells Using Recombinase-mediated Cassette Exchange

חלבונים בדרך כלל מכילים מספר תחומים שיכולים להפעיל פונקציות סלולריות שונות. ג&#39;ין לדפוק-outs (KO) לא מחשיב מגוון תפקודי זו. כאן, אנו מדווחים חילופי קלטת בתיווך רקומבינציה (RMCE) גישת מבנה-תפקוד מבוסס בתאי גזע עוברי KO המאפשרת דיסקציה המולקולרי של תחומים או הגירסות פונקציונליים השונים של חלבון.

מחקרי מבנה-תפקוד תאי גזע עוברי עכבר שימוש recombinase בתיווך Exchange קסטה

Gene engineering in mouse embryos or embryonic stem cells (mESCs) allows for the study of the function of a given protein. Proteins are the workhorses of ...

The overall goal of this structure-function method is to dissect at the molecular level the role of different protein domains, or disease-relevance mutations, in naive or differentiated mouse embryonic stem cells. This method can help to reveal how different residues or domains of a protein can contribute to its function in a given cellular context. The main advantage of this technique is that it allows very efficient targeting of rescue constructs to the genome of knock out embryonic stem cells, or ES cells, and the investigation of their role in different cell types.To achieve this, we combine three highly efficient technologies. These include improved mouse embryonic stem cell isolation, recombination-based targeting factor assembly, and ES cell targeting via recombination-mediated cassette exchange, or RMC. Demonstrating some of the procedures will be Jinke D'Hont, a technician from my laboratory.Recombination-mediated cassette exchange, or RMCE, allows the interchange of DNA fragments between a vector and a genomic locus. RMCE takes advantage of hetero-specific recombination sites that do not cross-react and that are embedded in a genomic locus. In the presence of a donor plasmid that contains a DNA fragment flanked by the same hetero-specific sites, the recombinase will insert this DNA fragment into the RMCE-compatible genomic locus because of double simultaneous translocation.Only upon correct recombination, the trapped promoterless Neomycin-resistance gene in the Rosa 26 docking site, will be restored via a PGK promoter in the incoming targeting vector, which renders drug-resistance. This Neomycin resistance trap system results in a very high targeting efficiency, often close to 100%The day before blastocyst isolation, add 0.1%gelatin, to 12 well-cultured plates. And incubate them at 37 degrees Celsius for five minutes.Aspirate the gelatin solution. Then seed one quarter of a vial of P2 Mouse Embryonic Fibroblasts, or MEFs, into MEF medium, and divide over the 12-well plate. Incubate the 12-well plates of MEFs in two milliliters of MEF medium at 37 degrees Celsius.And grow the cells to a confluent monolayer. Then add 10 micrograms per milliliter of Mitomycin seed to the wells. And incubate the cultures for three hours at 37 degrees Celsius, to inactivate the cells.After selecting heterozygous knock out mice containing an RMCE cassette in the Rosa 26 locus according to the text protocol, set up matings to breed RMCE-compatible heterozygous knock out mice, with heterozygous knock out mice. The following morning, check for copulation plugs by lifting the female by the base of the tale, and examine the vaginal opening for a whitish mass. If the plug is difficult to see, with an angled probe, slightly spread the lips of the vulva, then separate the plugged females from their males.To collect blastocysts at 3.5 days post-coitus, or DPC. After euthanizing the pregnant females, make a mid-ventral incision, and use fine scissors and forceps to dissect the uterus and oviduct. Next, bend a 26-gauge needle into a 45-degree angle attached to a 1 milliliter syringe filled with M2 medium.And insert the needle into the end of the uterus that is closest to the oviduct. Use fine forceps to hold the needle in place while pushing the plunger to flush the blastocysts from the uterus into the lid of a 10 centimeter dish. The uterus will swell, if the flushing is successful.Use a mouth pipette to collect all the embryos in a drop of M2 medium, and wash the embryos twice in a drop of M2 medium. Immediately after washing the embryos, use PBS, to wash the mitomycin-C inactivated cells twice. Then using a mouth pipette, plate each blastocyst onto a separate well of the mitomycin-C treated MEFs, in SRES cell medium, supplemented with pluripotent or 2I.Incubate the cultures at 37 degrees Celsius, and 5%carbon dioxide. Refresh the SREF cell medium every two to three days. Examine each blastocyst under a stereo microscope at 4X magnification, and check for hatching and detachment to the MEF layer.After 10 to 12 days of culture, under a stereo microscope, use a P10 pipette with disposable tips, to pick individual icium outgrowths. Transfer each outgrowth into approximately 10 microliters of medium to a V-shaped 96-well plate, containing 30 microliters per well of PBS. Using a multi-channel pipette, add 50 microliters of 0.25%trypsin to each well.And incubate the plate at 37 degrees Celsius and 5%carbon dioxide for three minutes. Add 100 microliters of pre-incubated FPS-containing ES cell medium, and dissociate the icium outgrowths into single cells by pipetting 10 to 15 times. Then transfer the dissociated cells to mitomycin-C treated 96 well MEF plates.The following day, change the SR-based medium. Expand the ES cells in a similar fashion from 24 to 6-well plates. After identifying rescued CDNA vectors according to the text protocol, prepare a 10 microliter LR reaction using 100 nanograms of rescue CDNA vector, 150 nanograms of pre-excised RMCEDV1 vector, and two microliters of recombinase mix, containing a phage-encoded integrase, an excisionase, and a bacterial integration host factor.Incubate the reaction at 25 degrees Celsius for two hours. To transform the recombined vectors, add 5 microliters of each mixture, to 40 microliters of heat shock competent E.Coli bacteria, in a 2 milliliter skirted screw cap tube. And incubate the sample on ice for 20 minutes.Then incubate the cells at 37 degrees Celsius for five minutes. Add one milliliter of LB medium to the tube, and incubate the cells at 37 degrees Celsius for one hour. Plate 50 microliters on agar plates with ampicillin.And grow at 37 degrees Celsius overnight. Identify colonies with the correct targeting vector by using a P200 tip to randomly pick five colonies. Transfer the tip to a glass test tube containing two to five milliliters of LB medium, and grow overnight at 37 degrees Celsius.After extracting the DNA from each colony, validate the samples by digesting 0.5 to two micrograms of DNA, and separate the samples on a 1%agarose gel. Start a culture of RMCE compatible knock out ES cells, and passage them at least twice on MEFs, in FBS-based ES cell medium. Then split the ES cells on a gelatinized six-well plate.The following day, use 1.5 milliliters of FBS-based ES cell medium to refresh the ES cells that are about 50%confluent. Combine one microgram of pre-excised RMCEDV1 targeting vector, containing rescue CDNA, and one microgram of FLIPe expression plasmid, in 250 microliters of pure DMEM medium. Add seven microliters of lipofectin-based transvection reagent to 250 microliters of pure DMEM medium.And incubate the solution for five minutes at room temperature. Combine the DNA and lipofectin solutions. And incubate the mixture at room temperature for 20 minutes.Then pipette the transvection mixture onto the refreshed ES cells, and gently swirl. One day after transvection, split all ES cells from the tube to a 10-centimeter culture dish, with a confluent layer of DR4 MEFS, and 10 milliliters of FPS-based ES cell medium. Two days after transvection, select ES cell clones with the correct FLIP-e mediated cassette exchange, by adding G418 to the medium.As shown here, massive killing of non-targeted colonies should be visible after three to five days. Colonies should appear after seven to 10 days. Pick these colonies, then expand them, and verify the clones as demonstrated earlier in this video.To differentiate ES cells into embryoid bodies, or EBs, after culturing knock out ES cells with Rosa 26-driven rescue constructs according to the text protocol, allow EBs to form in the non-adherent dishes for 30 days. Refresh the medium every two to three days by transferring the EB suspension to a 50 milliliter tube. And let the EBs settle by gravity.Remove the supernatant, add fresh medium, and transfer the EB suspension to a bacterial-grade dish. Analyze the ES cells and EBs by immunofluorescence and TEM, according to the text protocol. Using the structure function method, five pre-excised RMCEDV1 targeting vectors were generated with an efficiency of 100%and these rescue constructs were targeted via RMCE, to P120 catenin knock out ES cells, with an efficiency of 97%Cystic EB morphology can be used as a phenotypic readout to screen different rescue constructs.As proof of concept, R26-driven P120 catenin isoform 1A rescued the p120 catenin knock out phenotype. To test whether E-cadherin independent membrane anchoring of P120 catenin enabled csytic EB formation, the k-ras membrane targeting motif, CAAX, was fused to the carboxy terminus of P120 catenin, and introduced via RMCE, to P120 catenin knock out ES cells, before EBs were made from them. However, this construct serves a dominant negative that does not allow binding and stabilization of E-cadherin.And as a consequence, does not rescue the p120 catenin knock out phenotype. Epithelial-mesenchymal transition, or EMT, is an essential developmental process that also occurs during ES cell differentiation. When expressed in p120 catenin knock out ES cells, the EMT inducers, ZEB1, ZEB2, or snail that can directly repress various epithelial marker genes like E-cadherin, failed to restore cystic EB formation.Once mastered, RMCE compatible ES cells can be isolated within one month. RMCE compatible targeting vectors can be generated within one week, and targeted rescue of ES cells can be achieved within one month using this technique, if it is performed properly. After watching this video, you should have a good understanding of how to use RMCE to perform structure function studies in naive or differentiated embryonic stem cells.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Developmental Biology

Cellular Processes

Cell Structure and Function

SCIENTISTS IN ACTION

Derivation of Cardiac Progenitor Cells from Embryonic Stem Cells

גזירה של תאי לב ותאים מתאי גזע עובריים

Cardiac progenitor cells (CPCs) have the capacity to differentiate into cardiomyocytes, smooth muscle cells (SMC), and endothelial cells and hold great ...

Neural Differentiation of Mouse Embryonic Stem Cells in Serum-free Monolayer Culture

בידול עצבי של תאי עכבר גזע עובריים בסרום ללא חד שכבתי תרבות

The ability to differentiate mouse embryonic stem cells (ESC) to neural progenitors allows the study of the mechanisms controlling neural specification as ...

Generating CRISPR/Cas9 Mediated Monoallelic Deletions to Study Enhancer Function in Mouse Embryonic Stem Cells

יצירת CRISPR / Cas9 מתווכת Monoallelic מחיקות ללמוד לתפקד Enhancer בתאי עכבר גזע עובריים

Enhancers control cell identity by regulating tissue-specific gene expression in a position and orientation independent manner. These enhancers are often ...

The Production of Pluripotent Stem Cells from Mouse Amniotic Fluid Cells Using a Transposon System

את ייצור תאי גזע פלוריפוטנטיים מתאי מי שפירים עכבר באמצעות מערכת transposon

Induced pluripotent stem (iPS) cells are generated from mouse and human somatic cells by forced expression of defined transcription factors using ...

Single-cell Photoconversion in Living Intact Zebrafish

Photoconversion תא בודד בהמחיה שלם דג זברה

Animal and plant tissue is composed of distinct populations of cells. These cells interact over time to build and maintain the tissue and can cause ...

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

Computational Analysis of the Caenorhabditis elegans Germline to Study the Distribution of Nuclei, Proteins, and the Cytoskeleton

ניתוח חישובית של Germline Caenorhabditis elegans ללמוד הפצה של גרעינים, חלבונים ו את שלד התא

The Caenorhabditis elegans (C. elegans) germline is used to study several biologically important processes including stem cell development, apoptosis, and ...

In Vitro Generation of Somite Derivatives from Human Induced Pluripotent Stem Cells

בדור חוץ גופית של Somite נגזרים מן האדם המושרה בתאי גזע Pluripotent

In response to signals such as WNTs, bone morphogenetic proteins (BMPs), and sonic hedgehog (SHH) secreted from surrounding tissues, somites (SMs) give ...

Assessment of Oxidative Damage in the Primary Mouse Ocular Surface Cells/Stem Cells in Response to Ultraviolet-C (UV-C) Damage

Assessment of Oxidative Damage in the Primary Mouse Ocular Surface Cells/Stem Cells in Response to Ultraviolet-C UV-C Damage

הערכה של נזק חמצוני בעכבר הראשי פני השטח העינית/תאים גזע בתגובה אולטרה סגול (UV-C) נזק

The ocular surface is subjected to regular wear and tear due to various environmental factors. Exposure to UV-C radiation constitutes an occupational ...

Three-dimensional Angiogenesis Assay System using Co-culture Spheroids Formed by Endothelial Colony Forming Cells and Mesenchymal Stem Cells

3-מימדי אנגיוגנזה שיטת מערכת באמצעות Spheroids שיתוף תרבות נוצר על ידי ויוצרים מושבת המושבה תאים ותאי גזע Mesenchymal

Studies in the field of angiogenesis have been aggressively growing in the last few decades with the recognition that angiogenesis is a hallmark of more ...

Efficient Neural Differentiation using Single-Cell Culture of Human Embryonic Stem Cells

בידול עצבי יעיל באמצעות התרבות תא יחיד של תאי גזע האדם העובריים

In vitro differentiation of human embryonic stem cells (hESCs) has transformed the ability to study human development on both biological and molecular ...