Name: aav deployment of enhancer-based expression constructs in vivo in mouse brain
Uploaded: 2022-03-31T12:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about AAV Deployment of Enhancer-Based Expression Constructs In Vivo in Mouse Brain at JoVE.com

시퀀싱은 UC Davis DNA Technologies Core에서 수행되었습니다. 우리는 rAAV 포장에 대한 교육을 제공하고 AAV 도우미 및 반복/캡 플라스미드를 아낌없이 선물해 준 UC Davis의 Lin Tian의 실험실에 감사드립니다. 이 작업은 NIH / NIGMS R35GM119831의 지원을 받았습니다.

이 프로토콜은 UC Davis 기관 동물 관리 및 사용 위원회(프로토콜 #22339) 및 UC Davis 기관 생물안전 위원회(BUA-R1903)의 승인을 받았습니다. 이 프로토콜은 출생 후 0-1일에 남녀의 C57BL/6J 마우스에서 테스트되었습니다.
1. 인핸서 후보 서열을 AAV 벡터 플라스미드에 클로닝합니다.
참고: 대표적인 프로토콜이 제공되지만 복제 전략은 높은 수준의 유연성?...

이 프로토콜은 출생 후 마우스 뇌에 인핸서 구동 전이유전자를 배치하기 위한 rAAV 기반 방법을 설명합니다. 이 일반화된 프로토콜에서, 후보 인핸서, 최소 프로모터, 리포터 유전자 및 선택적 바코드 서열이 AAV 플라스미드 백본으로 클로닝된다. 이러한 실험은 단일 후보 인핸서 서열 또는 병렬로 많은 서열로 수행할 수 있습니다. 플라스미드는 rAAV로 포장되어 출생 후 마우스 뇌로 전달됩니다. 바?...

인핸서는 전사 인자 결합 부위 역할을하는 게놈 시스 조절 요소이며 시공간적으로 특이적인 방식으로 표적 유전자의 발현을 유도 할 수 있습니다 1,2. 이들은 다양한 세포 유형, 조직 및 발달 단계에서 차별적으로 활성이며 질병 위험 관련 게놈 변이 3,4의 기질이 될 수 있습니다. 따라서 인핸서 기능의 역학을 이해해야 할 필요성은 유전체학 내에서 번역 및 기초 과학 응용 프로그램 모두에서 발전하는 데 중요합니다. 인핸서 활성의 인실리코 예측은 인핸서 능력 5,6에 대한 가설을 생성하기 위한 훌륭한 자원으로 작용할 수 있다. 이러한 예측된 인핸서 활성은 기능적 활성의 완전한 이해를 위해 추가적인 검증 및 질의를 필요로 할 수 있다. 인핸서 리포터 분석은 세포에서 동물에 이르기까지 다양한 시스템에서 이러한 목적에 가치가 있음이 입증되었습니다 7,8,9. 유연하고 비용 효율적인 과도 생체 내 맥락에서 이러한 연구를 확장하기 위해 이 프로토콜은 출생 후 마우스 뇌에서 이소성 리포터 유전자의 발현을 유도하는 능력에 대해 추정 인핸서 서열을 테스트하기 위해 생체 내 AAV 기반 방법의 사용을 설명합니다. 이 방법 계열은 단일 후보 서열 또는 병렬 라이브러리 스크리닝을 조사하는 데 유용하며 기본 및 중개 연구와 관련이 있습니다.
이 방법은 단일 플라스미드에서 추정 인핸서 후보 DNA 서열을 리포터 유전자 (여기서는 EGFP)와 결합시키고, 단독으로 유의한 발현을 유도하지 않는 최소 프로모터의 제어 하에 있다. 플라스미드는 재조합 AAV(rAAV)로 패키징되고 동물 모델에 주입됩니다. 여기에서의 적용이 뇌에 있는 반면, 다양한 rAAV 혈청형은 상이한 조직 유형에 걸친 감염을 가능하게 하여, 이러한 접근법이 다른 시스템(10)으로 확장될 수 있다. 일정 기간 후, 뇌를 수집하여 리포터 유전자의 발현을 분석할 수 있다. 대조군과 비교하여 강한 발현은 시험된 후보 서열이 유전자의 발현을 "향상"시킬 수 있었음을 나타냅니다(그림 1). 이 단순한 디자인은 뇌에서 생체 내에서 인핸서 활성에 대한 서열을 테스트하는 쉽고 명확한 접근 방식을 제공합니다.
서열의 인핸서 능력에 대한 시험 이외에, 이 방법은 세포형 인핸서 활성을 결정하기 위한 기술과 조합될 수 있다. 차등 인핸서 활성을 결정하기 위한 서열 기반 접근법에서, DNA 및 RNA 시퀀싱 전에 세포 유형-특이적 마커 상의 세포를 분류함으로써 연구자들은 Gisselbrecht et al.11에 기술된 바와 같이 상이한 세포 유형이 차등 인핸서 활성을 나타내는지 여부를 결정할 수 있다. 이미징 기반 접근법에서, 세포 유형 특이적 마커를 갖는 공동 표지 이미지는 인핸서 구동 형광을 나타내는 세포가 관심 있는 세포 유형 마커12,13,14,15,16도 표시하는지 여부를 검사할 수 있게 한다. 인핸서 리포터 분석은 인핸서 능력에 미치는 영향에 대해 인핸서의 위험 관련 대립 유전자 변이를 직접 테스트 할 수 있습니다. 게놈 전체 연관 연구 (GWAS)에서 확인 된 대부분의 위험 유전자좌는 게놈17의 비 코딩 영역에 있습니다. 이러한 위험 유전자좌의 기능적 주석 연구는 많은 부분이 인핸서18,19,20으로 작용할 가능성이 있음을 나타냅니다. 생체내 MPRA 배치는 뇌12,21에서 인핸서 활성에 대한 이러한 위험 관련 변이체의 테스트를 허용할 수 있다. 마지막으로, 서로 다른 시점에서의 전달 및 수집은 인핸서가 활성화되는 발달 단계에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.
인핸서-리포터 플라스미드 디자인은 다양하며 실험 목표에 맞게 맞춤화할 수 있습니다. 인핸서 연구에 사용되어 온 최소 프로모터에 대한 몇 가지 옵션이 있는데, 예를 들어 인간 β글로빈 최소 프로모터22 및 마우스 Hsp68 최소 프로모터23. 이들 프로모터는 이를 활성화시키는 인핸서 요소와 결합되지 않는 한 낮은 수준의 발현을 유도하는 것으로 알려져 있다. 대조적으로, 구성적 프로모터 요소는 도입유전자의 강한 발현을 유도하여, 양성 대조군 또는 강건한 발현의 배경에 대한 인핸서 기능을 시험하는데 유용하다. 구성적 프로모터에 대한 일반적인 선택은 CAG, 닭 β-액틴 프로모터 및 사이토메갈로바이러스 즉시-초기 인핸서24, 또는 인간 EF1α25로부터 유래된 하이브리드 프로모터를 포함한다. 인핸서가 양방향성으로 작용하는 것으로 알려져 있기 때문에(26), 최소 프로모터에 대한 인핸서의 배향 및 위치는 가요성이다(도 2A). 전통적인 인핸서-리포터 분석은 인핸서를 프로모터의 상류에 배치하고, 라이브러리 전달에서, 시퀀싱 판독을 시험된 인핸서27과 연관시키기 위해 리포터 유전자의 하류에 바코드 서열을 포함한다. 그러나, 인핸서는 또한 리포터 유전자의 개방 판독 프레임에 배치될 수 있고, STARR-seq28에서 행해지는 바와 같이, 그들 자신의 바코드 서열로서 기능할 수 있다. 여기에 기술된 프로토콜은 STARR-seq 분석 설계를 이용하여, 후보 인핸서 서열을 리포터 유전자의 3' UTR 내로 배치한다. STARR-seq 배향은 보다 간소화된 클로닝의 이점을 제공하지만 기존 접근 방식보다 잘 이해되지 않으며 구축물 간에 다양한 RNA 안정성을 유도할 수 있습니다. 설명된 방법은 STARR-seq 또는 종래의 배향에 용이하게 적응될 수 있으며, 다른 곳(27,29)에 기술된 클로닝 공정에 대한 약간의 변경이 있을 수 있다.
다양한 AAV 전달 방법을 사용하여 실험 목표에 맞게 이 기술을 추가로 맞춤화할 수 있습니다(그림 2B). 이 프로토콜에서 추가로 설명되는 직접 두개내 주사는 고농도의 바이러스를 뇌(30)에 직접 전달한다. 이것은 주사 부위를 중심으로 높은 형질 도입 효율을 제공하므로 조직 영역에서 형질 도입 된 세포의 밀도를 최대화하려는 실험에 탁월한 기술입니다. 정위 주사는 재현 가능한 국소 형질 도입을 위해 동물 전반에 걸쳐 주사 부위를 표준화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 두개 내 주사는 출생 후 초기 동물에서 가장 간단합니다. 대안적인 기술로서, 전신 주사는 혈액-뇌 장벽(31)을 통과할 수 있는 혈청형을 갖는 AAV를 사용하여 전이유전자를 전달할 수 있다. 꼬리-정맥 주사는 바이러스가 몸 전체를 순환하도록 하여 많은 조직에 걸쳐 일반화된 전달을 가능하게 합니다10. 역-안와 주사는 눈 뒤의 바이러스를 후-안와 부비동32로 전달하는 또 다른 전신 주사 기술이다. 이것은 정맥계로부터 뇌로의 AAV에 대한보다 직접적인 경로를 제공하며, 그 결과 더 많은 말초 혈관(33)으로의 주사보다 뇌 내의 형질 도입 된 세포의 농도가 더 높다.
이 기술의 또 다른 유연한 측면은 판독 방법입니다. 대체로 옵션은 리포터 기반 또는 시퀀싱 기반으로 설명할 수 있습니다(그림 2C). GFP와 같은 형광 리포터를 작제물의 개방 판독 프레임에 통합하면 후보 인핸서가 발현을 유도하는 임의의 형질도입된 세포에서 형광 단백질이 발현됩니다. 면역조직화학과 같은 라벨링 및 이미징 기술은 신호 증폭을 가능하게 합니다. 시퀀싱 기반 판독 기술은 조직으로부터 수집된 RNA에서 전달된 구축물로부터 서열을 식별하는 것을 포함한다. 초기에 전달된 바이러스 DNA의 양을 정량화함으로써, 발현된 RNA 대 전달된 DNA의 비교는 예를 들어 대규모 병렬 리포터 분석(MPRA)의 맥락에서 시험된 인핸서 서열이 전이유전자의 발현 증가를 유도할 수 있는 정도를 결정하는 데 사용될 수 있다. MPRA는 동시에 활동에 대해 최대 수천 개의 후보 인핸서를 테스트하기 위해 이러한 기술의 강력한 확장을 제공하며 유전체학 연구 12,27,34,35,36에서 광범위하게 설명되었습니다. 더 높은 처리량 스크리닝은 후보 인핸서에 대한 클로닝, 패키징, 전달 및 시퀀싱 단계를 개별적으로가 아닌 배치로 실행하여 달성됩니다.
후보 인핸서 선택은 유연성을 위한 또 다른 기회를 제공합니다(그림 2D). 예를 들어, 이 분석은 특정 유전자의 인핸서를 식별하거나, 관심 있는 비코딩 DNA 영역의 기능을 확인하거나, 인핸서가 활성화되는 특정 세포 유형 또는 발달 단계를 결정하는 데 사용될 수 있으며, 이들 모두는 기초 과학 및 질병 연구 모두에서 목표를 달성한다. 일반적으로, 후보 인핸서 선택은 인핸서 활성의 인실리코 예측에 의해 주도된다. 일반적으로, 인실리코 예측은 H3K27ac(37 ) 및 염색질 접근성 맵핑(38)과 같은 가능성 있는 인핸서를 나타내는 히스톤 변형에 대한 ChIP-seq를 포함한다. 마지막으로, 성장하는 연구 분야는 합성적으로 설계된 인핸서 요소의 기능 기반 스크리닝으로, 인핸서 서열이 기능을 지시하는 방법(39 ) 및 특정 특성(40)을 갖는 인핸서의 설계에 대한 연구를 가능하게 한다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>10x Citrate Buffer</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C9999-1000ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5&#39;-gatcactctcggcatggac-3&#39;</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td>N/A: Custom designed</td>
			<td>Forward primer for verifying clones after transformation. These primers are specific to the vector used and were designed for the specific vector used in our experiments.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5&#39;-gatggctggcaactagaagg-3&#39;</td>
			<td>Integrated DNA Technologies</td>
			<td>N/A: Custom designed</td>
			<td>Reverse primer for verifying clones after transformation. These primers are specific to the vector used and were designed for the specific vector used in our experiments.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Agarose</td>
			<td>VWR</td>
			<td>VWRVN605-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspirator tube assemblies</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A5177-5EA</td>
			<td>for mouth-driven delivery of rAAV</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacteriological petri dishes</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>08-757-100D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbenicillin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>C1389-5G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chicken IgY anti-GFP</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A10262</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Confocal microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>LSM900</td>
			<td>The images were taken on the LSM800 model, but Zeiss launched the LSM900 model in recent years to replace LSM800.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Conical centrifuge tubes 15 mL</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>12-565-269</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryomolds</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>NC9806558</td>
			<td>These molds are suitable for P28 mouse brain. Other sizes may be more suitable for larger or smaller tissues.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D9542-10MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting scissors, 4.5&#34;</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82027-578</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Donkey anti-chicken AlexaFlour-488</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch</td>
			<td>703-545-155</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dulbecco&#39;s PBS 1x</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>MT21031CV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eppendorf Microcentrifuge tubes 2.0 mL</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>22431048</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon round-bottom tubes 14 mL</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>352059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast Green dye</td>
			<td>Grainger</td>
			<td>F0099-1G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine detail paint brush set</td>
			<td>Artbrush Tower</td>
			<td>B014GWCLFO</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gibson Assembly Master Mix</td>
			<td>NEB</td>
			<td>E2611S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass capillary tubes</td>
			<td>Drummond Scientific Company</td>
			<td>5-000-2005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HiSpeed Plasmid Maxi Kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>12663</td>
			<td>Commercial plasmid maxi prep kit</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HyClone HyPure Molecular Biology Grade Water</td>
			<td>VWR</td>
			<td>SH30538.03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IV butterfly infusion set with 12&#34; tubing and 25G needle</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>26708</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kimwipes</td>
			<td>Kimberly Clark</td>
			<td>34155</td>
			<td>Lint-free wipe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LB Agar</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>BP1425-500</td>
			<td>LB agar pre-mix for selective media</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>McPherson Vannas iris scissor</td>
			<td>Integra LifeSciences</td>
			<td>360-215</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mineral oil</td>
			<td>Sigma Life Science</td>
			<td>69794-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NEB Stable Competent E. coli</td>
			<td>NEB</td>
			<td>C3040I</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NucleoSpin Gel and PCR Clean-Up</td>
			<td>Takara</td>
			<td>740609.5</td>
			<td>Kit for enzymatic reaction cleanup and gel extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OCT medium</td>
			<td>VWR</td>
			<td>25608-930</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Orbital shaker</td>
			<td>Cole Parmer</td>
			<td>60-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>158127-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCR strip tubes 0.2 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>490003-692</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>F155005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate buffered saline (PBS) 10x</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>70011044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phusion Hot Start II High Fidelity DNA Polymerase</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>F549L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powdered milk</td>
			<td>Sunny Select</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProLong Gold Antifade Mountant</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>P36934</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>QIAquick PCR Purification Kit</td>
			<td>QIAGEN</td>
			<td>28106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>rCutSmart Buffer</td>
			<td>NEB</td>
			<td>B6004S</td>
			<td>Buffer for restriction digest with PacI, AscI, and XmaI</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Restriction enzyme: AscI</td>
			<td>NEB</td>
			<td>R0558L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Restriction enzyme: PacI</td>
			<td>NEB</td>
			<td>R0547L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Restriction enzyme: XmaI</td>
			<td>NEB</td>
			<td>R0180L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SOC outgrowth medium</td>
			<td>NEB</td>
			<td>B0920S</td>
			<td>Recovery medium after transformation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sucrose (RNase/DNase free)</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>033522.5KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TAE buffer</td>
			<td>Apex</td>
			<td>20-194</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer tubing</td>
			<td>Gilson</td>
			<td>F1179941</td>
			<td>For peristaltic pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X100</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>X100-100ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wizard Plus SV Minipreps DNA Purification System</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A1460</td>
			<td>Plasmid mini prep kit</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

aav deployment of enhancer-based expression constructs in vivo in mouse brain

인핸서는 조직 및 세포 유형 특이적 유전자의 특정 발현 패턴을 유도하는 다양한 전사 인자에 대한 결합 플랫폼입니다. 비코딩 DNA 및 다양한 염색질 상태를 평가하는 여러 수단은 게놈에서 인핸서 서열의 존재를 예측하는 데 유용한 것으로 입증되었지만 이러한 서열의 활성을 검증하고 이들이 활동하는 장기 및 발달 단계를 찾는 것은 노동 집약적인 과정입니다. 최근 아데노 관련 바이러스(AAV) 벡터의 발전으로 이식유전자를 마우스 조직에 광범위하게 전달할 수 있게 되어 형질전환 동물 없이도 생체 내 인핸 서 테스트가 가능합니다. 이 프로토콜은 그 자체로 유의한 발현을 유도하지 않는, 최소 프로모터의 제어 하에 EGFP를 발현하는 리포터 작제물이 마우스 뇌에서 후보 인핸서 서열의 활성 패턴을 연구하는데 어떻게 사용될 수 있는지를 보여준다. AAV 패키지 리포터 작제물을 마우스 뇌에 전달하고 1-4주 동안 배양한 후 동물을 희생시키고 뇌 절편을 현미경으로 관찰합니다. EGFP는 테스트 된 인핸서가 유전자 발현을 시작하기에 충분한 세포에서 나타나며, 인핸서가 뇌에서 활성화되는 위치와 발달 단계를 정확히 지적합니다. 표준 클로닝 방법, 저비용 AAV 패키징, AAV 혈청형 확장 및 생체 내 전달 및 표준 영상 판독을 위한 방법은 뇌에서 유전자 발현이 조절되는 방식에 대한 연구에 접근 가능한 접근 방식을 만듭니다.

이러한 방법을 사용하여, CACNA1C19,49,50 유전자의 정신과적 위험-관련 제3 인트론에서의 915 bp 서열을 출생 후 마우스 뇌에서 인핸서 활성에 대해 시험하였다. 이 서열은 정신과 및 신경학적 위험 SNPs12를 중심으로 한 345개의 후보 인핸서 서열의 MPRA에서 발견되었으며, 특성화 실험은 일반적인 예로서 여기?...

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AAV Deployment of Enhancer-Based Expression Constructs In Vivo in Mouse Brain

이 프로토콜은 새로운 rAAV 기반 과도 인핸서-리포터 분석을 설명합니다. 이 분석은 마우스 뇌 에서 생체내에서 인핸서 구동 발현을 유도하는데 사용될 수 있다.

마우스 뇌 에서 생체 내 인핸서 기반 발현 구조체의 AAV 배포

Enhancers are binding platforms for a diverse array of transcription factors that drive specific expression patterns of tissue- and cell-type-specific ...

이 프로토콜은 인핸서 시퀀스가 발현을 유도할 수 있는지 여부뿐만 아니라 신체의 특정 부분에서 발현을 유도할 수 있는 위치를 시각화할 수 있기 때문에 중요합니다. 빠릅니다. 주사는 완료하는 데 10 분도 채 걸리지 않으며 리포터 유전자가 발현되는지 여부와 위치는 샘플 수집 후 며칠 이내에 볼 수 있습니다.복제를 시작하려면 리포터 구성을 선택하거나 디자인합니다. 본원에 사용된 작제물은 인핸서 후보를 hsp68 최소 프로모터의 조절하에 발현된 EGFP 리포터 유전자의 3개의 주요 비번역 영역 내로 배치한다. 관심 서열을 증폭하고 벡터 내로 클로닝하기 위한 PCR 프라이머를 설계하기 위해, 깁슨 클로닝을 위한 적절한 상동성 암을 프라이머의 5개의 프라임 말단에 추가한다.설계된 프라이머를 사용하여 DNA 샘플로부터 PCR을 수행합니다. 필요한 클로닝 반응의 원하는 수에 따라 Pac1 및 Asc1을 사용하여 1-10 마이크로그램의 벡터 DNA를 분해합니다. 100 볼트에서 30 내지 60 분 동안 0.7 내지 1 % 겔 전기 영동을 사용함으로써, 제한 다이제스트 단편을 분리한다.선형화된 벡터에 대한 밴드를 추출하고 상용 겔 추출 키트로 정제합니다. Gibson 클로닝 및 세포 형질전환이 완료되면 세포를 선택적 배지에 플레이팅하고 섭씨 37도에서 밤새 배양합니다. 리포터 구축물의 성공적인 클로닝을 확인한 후, 글리세롤 스톡을 사용하여 5 밀리리터의 스타터 배양물을 접종한다.섭씨 30도, 분당 180 회전의 진탕 인큐베이터에서 8-16 시간 동안 배양 물을 성장시킵니다. 국물이 흐려지면 스타터 배양 1, 000x를 250-300 밀리리터의 신선한 선택적 LB 국물에 희석하고 섭씨 30도 및 분당 180 회전의 진탕 인큐베이터에서 밤새 배양합니다. 상용 플라스미드 맥시 키트를 사용하여, 플라스미드를 정제한다.ITR의 재조합을 테스트하려면 Xma1 분해를 수행합니다. 밴드를 시각화합니다. 다이제스트에 예상 밴드 수가 표시되는지 확인합니다.재조합으로 인해 예상보다 적은 밴드가 생성됩니다. 전달을 위해 재조합 AAV 혼합물을 준비합니다. 다중 인핸서 리포터 바이러스의 발현 패턴을 비교하는 경우, 각 바이러스를 희석하여 바이러스 역가를 가장 덜 농축된 바이러스와 동일시한다.인핸서 리포터 바이러스와 구성적으로 발현된 대조군 리포터 바이러스를 2:1 또는 3:1의 비율로 혼합한다. 최종 농도가 0.06%인 빠른 녹색 염료를 소량 첨가마이크로리터 눈금이 새겨진 모세관으로 만든 당겨진 유리 피펫의 끝을 부드럽고 보푸라기가 없는 물티슈에 부드럽게 뚫어 부수십시오. 미세 모세관 피펫을 고정하기 위해 고무 개스킷에 연결된 압력 적용 장치를 사용하여 피펫을 흡인기 어셈블리에 삽입합니다.흡인기를 통해 음압을 가하여 약 0.2-0.5 마이크로 리터의 미네랄 오일을 피펫에 소량 흡입합니다. 흡인기 어셈블리를 옆에 두고 주사할 준비가 될 때까지 바이러스를 얼음 위에 놓습니다. 신생아 마우스를 냉동 마취 한 후 흡인기 어셈블리를 사용하여 음압을 가하고 반월 상 연골이 2 마이크로 리터 눈금 표시를 통과 할 때까지 당겨진 유리 피펫에 바이러스 혼합물을 그립니다.차가운 챔버에서 마우스를 꺼내 벤치 상단에 놓습니다. 람다와 브레그마 사이의 중간에 있는 양측 주사 부위와 시상 봉합사와 각 눈을 찾습니다. 알코올 물티슈를 사용하여 소독하십시오.당겨진 유리 피펫을 사용하여 신생아 마우스의 두개골을 뚫습니다. 바늘이 두개골에 들어가면 흡인기 어셈블리를 통해 양압을 가하십시오. 1 마이크로 리터의 바이러스를 측심실에 분배하고 피펫을 빼냅니다.마우스를 가열 패드 또는 온난화 챔버에 올려 복구하십시오. 깨어 나면 동물을 집 새장으로 되돌립니다. 저배율 5x 주관 렌즈를 사용하여 뇌 부분을 가로지르는 형광 이미지를 기록합니다.주사 부위를 찾아 적색 형광 세포의 밀도와 강도에 따라 바이러스 형질 도입 정도를 평가합니다. 유사하게 형질 도입 된 동물을 비교하십시오. 25배 이상의 고배율 대물 렌즈로 형광 이미지를 기록합니다.그런 다음 해석 소프트웨어를 열고 3x3 중앙값 필터를 적용하여 노이즈를 줄입니다. 프로세스 메뉴를 클릭한 다음 노이즈를 클릭하고 얼룩 제거 옵션을 선택합니다. 다음으로, 이미지에서 배경 형광을 빼려면 먼저 다중 채널 이미지의 채널을 분리합니다.이미지 메뉴를 클릭한 다음 색상을 클릭하고 채널 분할 옵션을 선택합니다. 사각형 또는 원 선택 도구를 사용하여 형광 셀이 없는 이미지 영역에 작은 모양을 그립니다. 분석, 측정을 차례로 클릭하여 배경의 평균 픽셀 강도를 측정하고 샘플링을 여러 번 반복합니다.5-8개의 배경 영역에서 평균 회색 값의 평균을 구하고 10진수 값을 삭제합니다. 처리 메뉴를 선택하여 이미지의 각 픽셀에서 값을 뺀 다음, Math and Subtract(수학 및 빼기)를 클릭하십시오. 그런 다음 뺄 배경 값을 입력하고 확인을 클릭합니다. 필요한 경우 이미지 메뉴를 선택하여 채널을 다중 채널 이미지로 다시 병합한 다음 색상을 클릭하고 채널 병합을 선택합니다.녹색 형광 세포의 수를 계산하려면 녹색 채널을 숨기고 자유형 선택 도구를 사용하여 빨간색 형광을 나타내는 뇌 영역 주위에 모양을 그립니다. 측정 기능을 클릭하여 선택한 영역에서 빨간색 채널의 면적, 통합 밀도 및 평균 회색 값을 측정합니다. 다지점 선택 도구를 사용하여 녹색 셀의 수를 계산하고 빨간색 채널의 통합 강도로 녹색 셀의 수를 정규화합니다.양성 AAV 구축물로 P0에 두개내로 주사한 마우스를 인핸서 리포터로 형질도입한 후, 주사 28일 후 피질의 중간 하층에서 인핸서 구동 EGFP 발현을 보였다. P0에서 음성 대조군 작제물을 주입한 마우스는 주사 후 28일째에 EGFP의 어떠한 발현도 나타내지 않으며, 이는 인핸서 요소가 마우스 뇌에서 EGFP의 전사를 유도하는 것으로 밝혀졌음을 입증한다. 성공적으로 변환된 영역을 시각화하고 잠재적 변동성을 제어하기 위해 AAV 전달 인핸서 리포터 라이브러리를 다양한 역가의 검사했습니다.후보 인핸서의 높은 역가 라이브러리는 광범위한 EGFP 발현을 유도하는 반면, 후보 인핸서의 낮은 역가 라이브러리는 P7 마우스 뇌에서 희소 한 CGFP 발현을 유도합니다. 활성이 없는 인핸서와 실패한 전달을 구별하기 위해 모든 주사에서 인핸서 리포터 AAV를 양성 대조군과 혼합하는 것이 중요합니다. 이 절차는 면역 조직 화학, RNA FISH 또는 단일 세포 RNA 시퀀싱과 결합하여 인핸서가 활성화되는 세포 유형을 결정할 수 있습니다.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

AAV Deployment of Enhancer-Based Expression Constructs In Vivo in Mouse Brain

Transfection of Mouse Retinal Ganglion Cells by in vivo Electroporation

Transfection of Mouse Retinal Ganglion Cells by in vivo Electroporation

마우스 망막 신경절 세포 Transfection로 생체내에 Electroporation

The targeting and refinement of RGC projections to the midbrain is a popular and powerful model system for studying how precise patterns of neural ...

연구

신경과학

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

초음파 혈액 - 뇌 장벽 파괴 및 망간 향상된 MRI를 사용하여 기능성 Neuroimaging

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

뇌 슬라이스 바이오 티 닐화 :<em&gt; 전의 VIVO</em성인 뉴런에서 지역 고유의 플라즈마 막 단백질 인신 매매를 측정하는&gt; 접근

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion ...

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

동시<em&gt; 생체</em두 망막의&gt; 기능 테스트로<em&gt; 생체</em&gt; 전위도 시스템

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise ...

Purification of Mouse Brain Vessels

마우스 뇌 혈관의 정화

In the brain, most of the vascular system consists of a selective barrier, the blood-brain barrier (BBB) that regulates the exchange of molecules and ...

HSV-Mediated Transgene Expression of Chimeric Constructs to Study Behavioral Function of GPCR Heteromers in Mice

키메라를 구축의 HSV-중재 형질 전환 유전자의 발현은 마우스의 GPCR Heteromers의 행동 기능을 연구하는

The heteromeric receptor complex between 5-HT2A and mGlu2 has been implicated in some of the behavioral phenotypes in mouse models of psychosis1,2.  ...

In Vivo Targeted Expression of Optogenetic Proteins Using Silk/AAV Films

In Vivo Targeted Expression of Optogenetic Proteins Using Silk/AAV Films

Vivo에서 실크/AAV 영화를 사용 하 여 Optogenetic 단백질의 표적으로 표현

The quest to understand how neural circuits process information in order to drive behavioral output has been greatly aided by recently-developed optical ...

Transpupillary Two-Photon In Vivo Imaging of the Mouse Retina

경동공 이광자 마우스 망막의 생체 내 이미징

The retina transforms light signals from the environment into electrical signals that are propagated to the brain. Diseases of the retina are prevalent ...

A Rat Model of EcoHIV Brain Infection

에코HIV 뇌 감염의 쥐 모델

It has been well studied that the EcoHIV infected mouse model is of significant utility in investigating HIV associated neurological complications. ...

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

In vivo Calcium Imaging in Mouse Inferior Olive

생체 내 마우스 열등올리브의 칼슘 이미징

Inferior olive (IO), a nucleus in the ventral medulla, is the only source of climbing fibers that form one of the two input pathways entering the ...