Name: pupal and adult injections for rnai and crispr gene editing in nasonia vitripennis
Uploaded: 2020-12-04T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Pupal and Adult Injections for RNAi and CRISPR Gene Editing in Nasonia vitripennis at JoVE.com

Эта работа была частично поддержана стартовыми фондами UCSD, направленными в O.S.A. и грантом NSF / BIO 1645331 J.L.R.

1. Выращивание Насонии
<ol><li>Установите ~ 20 спаренных самок исключительно в небольших стеклянных пробирках, заткнунных хлопком. ПРИМЕЧАНИЕ: Для уменьшения пространства для выращивания оптимальными являются трубки размером 10 x 85 см, 4 мл. Самок легко отличить от самцов из-за более крупны...

<ol>
	<li>Verhulst, E. C., Beukeboom, L. W., van de Zande, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maternal+control+of+haplodiploid+sex+determination+in+the+wasp+Nasonia.">Maternal control of haplodiploid sex determination in the wasp Nasonia.</a> Science. 328 (5978), 620-623 (2010).</li><li>Verhulst, E. C., Lynch, J. A., Bopp, D., Beukeboom, L. W., van de Zande, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+component+of+the+Nasonia+sex+determining+cascade+is+maternally+silenced+and+regulates+transformer+expression.">A new component of the Nasonia sex determining cascade is maternally silenced and regulates transformer expression.</a> PloS One. 8 (5), 63618 (2013).</li><li>Dalla Benetta, E., 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=Genome+elimination+mediated+by+gene+expression+from+a+selfish+chromosome.">Genome elimination mediated by gene expression from a selfish chromosome.</a> Science Advances. 6 (14), (2020).</li><li>Aldrich, J. C., Leibholz, A., Cheema, M. S., Ausi&#972;, J., Ferree, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+"selfish"+B+chromosome+induces+genome+elimination+by+disrupting+the+histone+code+in+the+jewel+wasp+Nasonia+vitripennis.">A "selfish" B chromosome induces genome elimination by disrupting the histone code in the jewel wasp Nasonia vitripennis.</a> Scientific Reports. 7, 42551 (2017).</li><li>Ferree, P. M., 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=Identification+of+genes+uniquely+expressed+in+the+germ-line+tissues+of+the+jewel+wasp+Nasonnia+vitripennis.">Identification of genes uniquely expressed in the germ-line tissues of the jewel wasp Nasonnia vitripennis.</a> G3. 3 (12), 2647-2653 (2015).</li><li>Akbari, O. S., Antoshechkin, I., Hay, B. A., Ferree, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transcriptome+profiling+of+Nasonia+vitripennis+testis+reveals+novel+transcripts+expressed+from+the+selfish+B+chromosome,+paternal+sex+ratio.">Transcriptome profiling of Nasonia vitripennis testis reveals novel transcripts expressed from the selfish B chromosome, paternal sex ratio.</a> G3. 3 (9), 1597-1605 (2013).</li><li>Dalla Benetta, E., Beukeboom, L. W., van de Zande, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptive+differences+in+circadian+clock+gene+expression+patterns+and+photoperiodic+diapause+induction+in+Nasonia+vitripennis.">Adaptive differences in circadian clock gene expression patterns and photoperiodic diapause induction in Nasonia vitripennis.</a> The American Naturalist. 193 (6), 881-896 (2019).</li><li>Paolucci, 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=Latitudinal+variation+in+circadian+rhythmicity+in+Nasonia+vitripennis.">Latitudinal variation in circadian rhythmicity in Nasonia vitripennis.</a> Behavioral Sciences. 9 (11), (2019).</li><li>Werren, J. H., Loehlin, D. 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+parasitoid+wasp+Nasonia:+an+emerging+model+system+with+haploid+male+genetics.">The parasitoid wasp Nasonia: an emerging model system with haploid male genetics.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2009 (10), (2009).</li><li>Lynch, J. A., Desplan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+method+for+parental+RNA+interference+in+the+wasp+Nasonia+vitripennis.">A method for parental RNA interference in the wasp Nasonia vitripennis.</a> Nature Protocols. 1 (1), 486-494 (2006).</li><li>Li, M., 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=Generation+of+heritable+germline+mutations+in+the+jewel+wasp+Nasonia+vitripennis+using+CRISPR/Cas9.">Generation of heritable germline mutations in the jewel wasp Nasonia vitripennis using CRISPR/Cas9.</a> Scientific Reports. 7 (1), 901 (2017).</li><li>Chaverra-Rodriguez, 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=Germline+mutagenesis+of+Nasonia+vitripennis+through+ovarian+delivery+of+CRISPR-Cas9+ribonucleoprotein.">Germline mutagenesis of Nasonia vitripennis through ovarian delivery of CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein.</a> Insect Molecular Biology. , (2020).</li><li>Li, M., Bui, M., Akbari, O. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Embryo+microinjection+and+transplantation+technique+for+Nasonia+vitripennis+genome+manipulation.">Embryo microinjection and transplantation technique for Nasonia vitripennis genome manipulation.</a> Journal of Visualized Experiments. (130), (2017).</li><li>Werren, J. H., Loehlin, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rearing+Sarcophaga+bullata+fly+hosts+for+Nasonia+(Parasitoid+Wasp).">Rearing Sarcophaga bullata fly hosts for Nasonia (Parasitoid Wasp).</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2009 (10), (2009).</li><li>Werren, J. H., Loehlin, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strain+maintenance+of+Nasonia+vitripennis+(Parasitoid+Wasp).">Strain maintenance of Nasonia vitripennis (Parasitoid Wasp).</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2009 (10), (2009).</li><li>Beukeboom, L. W., van de Zande, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetics+of+sex+determination+in+the+haplodiploid+wasp+Nasonia+vitripennis+(Hymenoptera:+Chalcidoidea).">Genetics of sex determination in the haplodiploid wasp Nasonia vitripennis (Hymenoptera: Chalcidoidea).</a> Journal of Genetics. 89 (3), 333-339 (2010).</li><li>Leung, K., van de Zande, L., Beukeboom, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Life-history+traits+of+the+Whiting+polyploid+line+of+the+parasitoid.">Life-history traits of the Whiting polyploid line of the parasitoid.</a> Entomologia experimentalis et applicata. 167 (7), 655-669 (2019).</li><li>Kennerdell, J. R., Carthew, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+dsRNA-mediated+genetic+interference+to+demonstrate+that+frizzled+and+frizzled+2+act+in+the+wingless+pathway.">Use of dsRNA-mediated genetic interference to demonstrate that frizzled and frizzled 2 act in the wingless pathway.</a> Cell. 95 (7), 1017-1026 (1998).</li><li>Yang, J., Zhao-jun, H. A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficiency+of+different+methods+for+dsrna+delivery+in+cotton+bollworm+(Helicoverpa+armigera).">Efficiency of different methods for dsrna delivery in cotton bollworm (Helicoverpa armigera).</a> Journal of Integrative Agriculture. 13 (1), 115-123 (2014).</li><li>Brown, S., Holtzman, S., Kaufman, T., Denell, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+Tribolium+Deformed+ortholog+and+its+ability+to+directly+regulate+Deformed+target+genes+in+the+rescue+of+a+Drosophila+Deformed+null+mutant.">Characterization of the Tribolium Deformed ortholog and its ability to directly regulate Deformed target genes in the rescue of a Drosophila Deformed null mutant.</a> Development Genes and Evolution. 209 (7), 389-398 (1999).</li><li>Hughes, C. L., Kaufman, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNAi+analysis+of+Deformed,+proboscipedia+and+Sex+combs+reduced+in+the+milkweed+bug+Oncopeltus+fasciatus:+novel+roles+for+Hox+genes+in+the+hemipteran+head.">RNAi analysis of Deformed, proboscipedia and Sex combs reduced in the milkweed bug Oncopeltus fasciatus: novel roles for Hox genes in the hemipteran head.</a> Development. 127 (17), 3683-3694 (2000).</li><li>Dzitoyeva, S., Dimitrijevic, N., Manev, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intra-abdominal+injection+of+double-stranded+RNA+into+anesthetized+adult+Drosophila+triggers+RNA+interference+in+the+central+nervous+system.">Intra-abdominal injection of double-stranded RNA into anesthetized adult Drosophila triggers RNA interference in the central nervous system.</a> Molecular Psychiatry. 6 (6), 665-670 (2001).</li><li>Chaverra-Rodriguez, 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=Targeted+delivery+of+CRISPR-Cas9+ribonucleoprotein+into+arthropod+ovaries+for+heritable+germline+gene+editing.">Targeted delivery of CRISPR-Cas9 ribonucleoprotein into arthropod ovaries for heritable germline gene editing.</a> Nature Communications. 9 (1), 3008 (2018).</li><li>Macias, V. M., 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=Cas9-mediated+gene-editing+in+the+malaria+mosquito+anopheles+stephensi+by+ReMOT+control.">Cas9-mediated gene-editing in the malaria mosquito anopheles stephensi by ReMOT control.</a> G3. 10 (4), 1353-1360 (2020).</li><li>Heu, C. C., McCullough, F. M., Luan, J., Rasgon, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR/Cas9-based+genome+editing+in+the+silverleaf+whitefly+(Bemisia+tabaci).">CRISPR/Cas9-based genome editing in the silverleaf whitefly (Bemisia tabaci).</a> CRISPR Journal. 3 (2), 89-96 (2020).</li><li>Shirai, Y., Daimon, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+cardinal+are+responsible+for+the+red-1+and+peach+eye+color+mutants+of+the+red+flour+beetle+Tribolium+castaneum.">Mutations in cardinal are responsible for the red-1 and peach eye color mutants of the red flour beetle Tribolium castaneum.</a> Biochemical and Biophysical Research Communications. 529 (2), 372-378 (2020).</li><li>Hunter, W. B., Gonzalez, M. T., Tomich, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=BAPC-assisted+CRISPR/Cas9+system:+targeted+delivery+into+adult+ovaries+for+heritable+germline+gene+editing+(Arthropoda:+Hemiptera).">BAPC-assisted CRISPR/Cas9 system: targeted delivery into adult ovaries for heritable germline gene editing (Arthropoda: Hemiptera).</a> bioRxiv. , 478743 (2018).</li><li>Chaverra Rodriguez, D., Bui, M., Li, M., Raban, R., Akbari, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developing+genetic+tools+to+control+ACP.">Developing genetic tools to control ACP.</a> Citrus Research Board Citrograph Magazine. 11 (1), 64-68 (2020).</li></ol>

В связи с недавним увеличением использования Nasonia vitripennis в качестве модельного организма для различных биологических вопросов2,3,7,17возникла необходимость в разработке и оптимизации методов инъекций для обеспеч...

Редактирование генов CRISPR/Cas9 является мощной технологией для функциональных генетических исследований, особенно во многих растущих модельных организмах, таких как ювелирная ось, Nasonia vitripennis. Легкость выращивания и наличие полного генома делает ювелирную ось важной экспериментальной системой для выяснения молекулярных механизмов различных биологических процессов. Например, N. vitripennis недавно был использован для разгадки эпигенетических основ гаплодиплоидной системы определения пола1,2,биологии В-хромосом3,4,5,6и генетической основы циркадной и сезонной регуляции7,8. Некоторые из особенностей, которые делают N. vitripennis поддается работе, включают короткое время генерации (~ 2 недели при 25 ° C), высокие темпы размножения, легкое разделение пола на стадии куколки и способность к диапаузе и хранению штаммов при 4 ° C. Жизненный цикл начинается с того, что самки ос паразитируют на куколках летуча, Sarcophaga bullata. Через свой яйцеклад самки откладывают до 50 яиц в случае куколки летухи. Яйца развиваются в личинок, которые питаются куколками S. bullata, продолжают развиваться в течение следующих нескольких дней, а затем окукливаются, после чего происходит взрослая эклозия и появление из хозяина puparium9.
Молекулярные инструменты для выполнения функциональных генетических исследований у N. vitripennis,такие как РНК-интерференция(РНКи) 10 и CRISPR/Cas911,12,имеются, но ограничены, в первую очередь из-за трудностей в выполнении эмбриональных микроинъекций13. Поскольку яйца N. vitripennis требуют хозяина куколки для развития, манипуляции с яйцами очень сложны. Эмбрионы предструстодельной стадии должны быть собраны из куколок вмастерской летучки, быстро микроинъектированы и немедленно перенесены обратно хозяину для развития13. Эти шаги требуют точности и специализированной подготовки, чтобы избежать повреждения микроинъекций эмбрионов или хозяев куколки13. Кроме того, яйца очень маленькие и хрупкие, особенно после микроинъекций, с очень вязкой цитоплазмой, вызывающей непрерывное засорение инъекционной иглы13. Эти особенности делают эмбриональные микроинъекции исключительно сложными, требуя высококвалифицированных операторов и специализированного оборудования, которое отсутствует в большинстве лабораторий N. vitripennis.
Оптимизация альтернативных методов впрыска для доставки реагентов CRISPR будет способствовать консолидации N. vitripennis в качестве модельного организма. Манипуляции с куколками и взрослыми особями менее сложны, чем манипулирование эмбрионами, и могут быть выполнены с помощью базовой инъекционной установки. Здесь описаны два протокола для инъекций куколок и взрослых: один включает специализированное оборудование для инъекций, а другой включает использование аспираторной трубки в сборе, оснащенной стеклянной капиллярной иглой. Использование аспираторной трубки особенно подходит для лабораторий, которые не имеют доступа к специализированной технике для микроинъекций эмбрионов. Продемонстрированы эффективные инъекции различных стадий развития N. vitripennis,включая белых или черных куколок и взрослых ос. Осы на стадии белой куколки особенно подходят для экспериментов с нокдаунами, опосредованных РНКи. Хотя РНКи в Насонии был впервые описан Линчем и Деспаном в 2006году10,нет никакой визуальной процедуры, доступной для того, как выполняются инъекции РНКи. РНКи был недавно использован для открытия гена гаплоидизатора В-хромосомы PSR (Отцовское соотношение полов)3 и для изучения участия часового гена, периода,в биологических ритмах N. vitripennis 7.
Черные куколки и взрослые осы могут быть использованы для индуцирования редактирования генов зародышевой линии CRISPR / Cas9 с использованием протоколов ReMOT Control (Receptor-Mediated Ovary Transduction of Cargo) и BAPC (Branched Amphiphilic Peptide Capsules). Эти два метода доставки яичники были недавно описаны как эффективные в Насонии для генерации мутаций зародышевой линии в гене-мишени, киновари7,12. Здесь для инъекций предусмотрен упрощенный протокол, включающий визуальную процедуру пошаговой методологии как для куколок, так и для взрослых инъекций, которая может быть использована для проведения исследований функциональной генетики в Насонии и, вероятно, у других паразитоидных ос, не требуя специализированного оборудования и обходя эмбриональные микроинъекции.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>100 x 15 mm Stackable Petri Dishes, Polystyrene, Mono, Sterile</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>960-97693-083</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminosilicate glass capillary tubing 1 mm(outside diameter) x 0.58 mm (inner diameter)</td>
			<td>Sutter Instruments</td>
			<td>BF100-58-10</td>
			<td>Can also use Borosilicate or Quartz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspirator tube assemblies for calibrated microcapillary pipettes</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A5177-5EA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BAPC</td>
			<td>phoreus biotech</td>
			<td>BAPtofect-25 0.5 mg Kit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cas9 Protein with NLS</td>
			<td>PNABio</td>
			<td>CP01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting needle</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10806-330</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DNase/RNase-Free distilled Water</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10977-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Femtojet Express programmable microinjector</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Femtotips Microloader tips</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>E5242956003</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine-tip paintbrush</td>
			<td>ZEM</td>
			<td>2595</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flesh fly pupae,&#160;Sarcophaga bullata</td>
			<td>Ward&#39;s Science</td>
			<td>470180-392</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Food colorant dye</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Test Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>982010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glue</td>
			<td>Elmer&#39;s</td>
			<td></td>
			<td>washable, no toxic school glue</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette Puller</td>
			<td>Sutter Instruments</td>
			<td>P-1000 or P-2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope Slides</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>12-550-A3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereo Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>SZ51</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

pupal and adult injections for rnai and crispr gene editing in nasonia vitripennis

Ювелирная сова, Nasonia vitripennis,стала эффективной модельной системой для изучения эпигенетики гапло-диплоидного определения пола, биологии В-хромосомы, взаимодействий хозяин-симбионт, видообразования и синтеза яда. Несмотря на наличие нескольких молекулярных инструментов, включая CRISPR / Cas9, функциональные генетические исследования все еще ограничены в этом организме. Основное ограничение применения технологии CRISPR/Cas9 в N. vitripennis связано с проблемами эмбриональных микроинъекций. Инъекции эмбрионов особенно сложны в этом организме и в целом у многих паразитоидных ос из-за небольшого размера эмбриона и потребности куколки хозяина для эмбрионального развития. Для решения этих проблем была оптимизирована доставка комплекса рибонуклеопротеинов Cas9 в женские яичники путем инъекции взрослым, а не эмбриональной микроинъекции, что привело как к соматическим, так и к наследственным изменениям зародышевой линии. Процедуры инъекций были оптимизированы для куколок и самок ос с использованием ReMOT Control (рецепторно-опосредованная яичниковая трансдукция груза) или BAPC (разветвленные амфифильные пептидные капсулы). Показано, что эти методы являются эффективными альтернативами инъекции эмбриона, позволяющими создавать специфические для сайта и на наследственные мутации зародышевой линии.

В этой статье представлены два простых метода микроинъекции куколок и взрослых особей, либо с использованием фемтоджетной или аспираторной трубки. Первый способ позволяет более точно впрыскивать жидкость, что важно для консистенции РНКи, тогда как второй позволяет в...

Watch this Scientific Journal Video about Pupal and Adult Injections for RNAi and CRISPR Gene Editing in Nasonia vitripennis at JoVE.com

Pupal and Adult Injections for RNAi and CRISPR Gene Editing in Nasonia vitripennis

Здесь мы описываем методы эффективных инъекций куколок и взрослых в Nasonia vitripennis как доступные альтернативы микроинъекции эмбриона, позволяющие проводить функциональный анализ генов, представляющих интерес, с использованием либо ГЛУШЕНИЯ РНК через РНК-интерференцию (РНКи), либо нокаута гена с помощью редактирования генома CRISPR / Cas9.

Инъекции куколки и взрослых для редактирования генов РНКи и CRISPR в Nasonia vitripennis

The jewel wasp, Nasonia vitripennis, has become an efficient model system to study epigenetics of haplo-diploid sex determination, B-chromosome biology, ...

Research on non-canonical insect model, like parasitoid wasp, is limited because embryonic microinjection is very challenging. Our method bypasses this problem, enabling site-specific and heritable germline mutations. Injecting pupae or adult females is fast and removes the requirement for expensive equipment or specialized training required to achieve successful embryonic microinjections.This technique will allow no specialized labs that do not have access to expensive equipment to do functional studies in any insect species they are using as a model. After the optimization, this method can be used to study functional genetics of many other genes in Nasonia. We also think this method may be used to deliver nucleic acids for genetic transformation of Nasonia or other insects.Begin by setting up approximately 20 mated females singularly in small glass test tubes plugged with cotton. Add two S.bullata hosts per tube and maintain the wasps at 25 degrees Celsius and 30%relative humidity with a 12:12 light dark cycle for two to three days. After two to three days, gently remove the females using a fine tipped brush to avoid continuous over position and a synchrony in offspring development.Removed females can optionally be re-hosted or stored at five degrees Celsius for up to a month. Maintain the parasitized host at 25 degrees Celsius and 30%relative humidity with a 12:12 light dark cycle for seven days if the desired injection stage requires white pupae, for 13 days, if the required developmental stage is black pupae, or 14 days for young, newly emerged adults. When the desired stage is reached, crack open the host puparium with a dissecting needle to recover N.vitripennis pupae and adults.Prepare a glass slide by applying a line of school glue at the center. Spread the glue with the dissecting needle to obtain a thick layer, which will be used to align the pupae. Let the glue dry for approximately two minutes before transferring the pupae.Under a dissecting microscope, use a dissecting needle to apply glue on the back of the head of the pupa. Attach the pupa to the glue layer on the slide with its abdomen facing up. Align 20 to 30 pupae side-by-side on the slide.Place the slide with the pupae and a Petri dish to let the glue drive for approximately 10 minutes. Before starting the injections, test the adherence of the pupae to the glue by pushing them gently with the dissecting needle. If most of the pupae are loosened, prepare a new slide.Alternatively, remove all loose pupae and proceed to inject those that are properly attached to the slide. Load one capillary glass tube into a needle puller and pull needles following the manufacturer's instructions. Load the needle with five microliters of the prepared injection mixture using microloader pipette tips.Open the needle, sliding the tip on a surface made from two overlapping slides. Alternatively, open the tip of the needle with a pair of fine forceps to create a sharp edge. Place the slide with the aligned pupae under a dissecting microscope, then insert the needle into the femtojet's injection tube and tighten the grip head.Looking at the needle under the microscope, turn on the femtojet and set the compensation pressure and injection pressure parameters by rotating the rotary knobs. Carefully insert the needle between the second and third visible abdominal segments with a vertical angle of about 30 degrees. Inject with a continuous flow until the whole abdomen turns green in the case of white stage pupae or until the abdomen increases in size in the case of black pupae.Stop injecting when it is clear that the abdomen cannot take any more liquid or when the liquid starts flowing out of the body. Move carefully to the next pupa and repeat these steps. Transfer the slide with the injected pupae to a Petri dish.Cover the dish with its lid and place it at 25 degrees Celsius until wasp emergence. For adult preparation, separate groups of 20 virgin females in a clean small test tube with a fine paint brush. Place a glass slide on top of ice and align the female side by side on the cold slide with abdomens facing up under a dissecting scope.Load one needle with the ribonucleoprotein solution using a microloading tip and insert the needle into the connector pack of the aspirator tube assembly. Support the females from the opposite side with blunted dissecting needles, while injecting slowly into the abdomen. Avoid touching the ovipositor.This will severely damage this critical reproductive structure. Carefully insert the needle between the second and third visible abdominal segments with a vertical angle of about 30 degrees. Inject the solution into the female abdomen, stopping when no more liquid can enter or when leaking of surplus solution is observed.Move carefully to the next female and repeat these steps. When finished, gently transfer a single injected females to a new tube with one host using a paintbrush. Leave them to recover at room temperature for approximately one hour, confirm survival, and return the tubes to the rearing incubator.After adult eclosion from the injected pupae, place single wasps into a glass to plugged with cotton and insert one S.bullata host. For CRISPR/Cas9 knockout experiments, allow females to parasitize the host for one day and replace the host each day for three consecutive days. Place the parasitized host, set 25 degrees Celsius until emergence of the G0 male offspring, approximately 13 to 14 days.Under a dissecting microscope, screen G0 males for the mutated phenotypes. The cinnabar gene is responsible for eye pigmentation. Wasps with brown eyes are wild-type and wasps with bright red eyes or variations between red and brown eyes are mutants.This protocol can be used for either pupal or adult microinjection. Survival rates of this procedure range from 15 to 100%The efficiency of achieving the desired phenotype via RNAi or CRISPR without requiring laborious egg injections is shown here. When injecting pupae or adult females, the needle should be sharp and be introduced in a way that liquid should not leak immediately after injecting.If this happens, remove the needle, ensure that the tip is fine and sharp, change it if necessary or inject in a different location. Function analysis can be performed on the gene of interest targeted from this procedure. This will answer a question about the gene function and if the gene is necessary for the specific phenotype studied.

Research

JoVE Journal

Biology

Pupal and Adult Injections for RNAi and CRISPR Gene Editing in Nasonia vitripennis

Protocol for RNAi Assays in Adult Mosquitoes (A. gambiae)

Protocol for RNAi Assays in Adult Mosquitoes A. gambiae

Протокол Анализы RNAi у взрослых комаров (А. gambiae)

Reverse genetic approaches have proven extremely useful for determining  which genes underly resistance to vector pathogens in mosquitoes.  This video ...

Localized RNAi and Ectopic Gene Expression in the Medicinal Leech

Локализованные RNAi и эктопической экспрессии гена в медицинской пиявки

In this video, we show the use of a pneumatic capillary gun for the accurate biolistic delivery of reagents into live tissue. We use the procedure to ...

Paraffin-Embedded and Frozen Sections of Drosophila Adult Muscles

Paraffin-Embedded and Frozen Sections of Drosophila Adult Muscles

Парафин и замороженные Разделы Drosophila Мышцы взрослых

The molecular characterization of muscular dystrophies and myopathies in humans has revealed the complexity of muscle disease and genetic analysis of ...

RNAi Mediated Gene Knockdown and Transgenesis by Microinjection in the Necromenic Nematode Pristionchus pacificus

RNAi Mediated Gene Knockdown and Transgenesis by Microinjection in the Necromenic Nematode Pristionchus pacificus

RNAi опосредованного Нокдаун гена и трансгенез по Микроинъекция в Necromenic нематода Pristionchus расШсиз</em

Although it is increasingly affordable for emerging model organisms to obtain completely sequenced genomes, further in-depth gene function and expression ...

RNAi-mediated Gene Knockdown and In Vivo Diuresis Assay in Adult Female Aedes aegypti Mosquitoes

RNAi-mediated Gene Knockdown and In Vivo Diuresis Assay in Adult Female Aedes aegypti Mosquitoes

RNAi-опосредованной Нокдаун гена и<em&gt; В Vivo</em&gt; Анализ Диурез в взрослых женщин<em&gt; Aedes aegypti</em&gt; Комары

This video protocol demonstrates an effective technique to knockdown a particular gene in an insect and conduct a novel bioassay to measure excretion ...

In Vivo SiRNA Transfection and Gene Knockdown in Spinal Cord via Rapid Noninvasive Lumbar Intrathecal Injections in Mice

In Vivo SiRNA Transfection and Gene Knockdown in Spinal Cord via Rapid Noninvasive Lumbar Intrathecal Injections in Mice

В Vivo миРНК трансфекции и Нокдаун гена в спинного мозга через Rapid неинвазивной поясничного Intrathecal инъекций у мышей

This report describes a step-by-step guide to the technique of acute intrathecal needle injections in a noninvasive manner, i.e. independent of catheter ...

Intravenous Injections in Neonatal Mice

Внутривенных инъекций в новорожденных мышей

Intravenous injection is a clinically applicable manner to deliver therapeutics. For adult rodents and larger animals, intravenous injections are ...

Silencing the Spark: CRISPR/Cas9 Genome Editing in Weakly Electric Fish

Молчание Spark: CRISPR/Cas9 Редактирование генома в слабо электрической рыбы

Electroreception and electrogenesis have changed in the evolutionary history of vertebrates. There is a striking degree of convergence in these ...

Nuclei Isolation from Adult Mouse Kidney for Single-Nucleus RNA-Sequencing

Выделение ядер из почек взрослой мыши для секвенирования одноядерной РНК

The kidneys regulate diverse biological processes such as water, electrolyte, and acid-base homeostasis. Physiological functions of the kidney are ...

Dissecting, Fixing, and Visualizing the Drosophila Pupal Notum

Dissecting, Fixing, and Visualizing the Drosophila Pupal Notum

Вскрытие, фиксация и визуализация Drosophila Pupal Notum

The pupae of Drosophila melanogaster are immobile for several days during metamorphosis, during which they develop a new body with a thin transparent ...