The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.
This translation into Russian was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages
1Department of Biology, Syracuse University, 2Department of Science Teaching, Syracuse University
Jacobs, N. L., Albertson, R. C., Wiles, J. R. Using Whole Mount in situ Hybridization to Link Molecular and Organismal Biology. J. Vis. Exp. (49), e2533, doi:10.3791/2533 (2011).
1. Плазмиды Преобразование целевых кДНК
Часть I: Преобразование плазмиды
(Необходимое время: 3 часа плюс ночной инкубации)
Часть II: Е. кишечной культуры
(Необходимое время: 15 минут плюс ночной инкубации)
Часть III: плазмиды Prep
(Необходимое время: 1,5 часа)
2. В Ситу DIG-меченых зондов Синтез РНК
Часть I: Линеаризация плазмиды
(Необходимое время: 2,5 часа)
| Подготовлено плазмиды | 20 мл |
| * Ограничение ферментов | 2 мл |
| Буфер ** | 10 мл |
| 10X бычьего сывороточного альбумина (БСА) | 10 мл |
| Диэтиловый Pyrocarbonate (DEPC) вода | 58 мл |
| 100 мл |
Часть II: Транскрипция
(Необходимое время: 3 часа)
| Линейные плазмиды | 4 мл |
| 10X Буфер Транскрипция ** | 4 мл |
| Дигоксигенин Этикетка Mix | 4 мл |
| Полимеразная * | 2 мл |
| Ингибитор РНКазы | 2 мл |
| DEPC воды | 24 мл |
| 40 мл |
Часть III: Осадки
(Необходимое время: 5 минут плюс 2 часа инкубации в течение ночи, 1 час к центрифуге и повторно приостанавливать)
Часть IV: Фракционирование - выполняет только тогда, когда зонд размером свыше 0,6 кб
(Необходимое время: варьируется в зависимости от размера зонда, как правило, не более 20 минут)
| РНК-зонд | 20 мл |
| DEPC воды | 12 мл |
| Бикарбонат натрия | 4 мл |
| Карбонат натрия | 4 мл |
| 40 мл |
Часть V: Заключительные осадков
(Необходимое время: 5 минУтес плюс 2 часа инкубации в течение ночи, 1 час к центрифуге и повторно приостанавливать, 1 час для гель-электрофореза)
3. Всего в гору гибридизация
Часть I: Фиксация зародышей и протеиназы К Пищеварение
(Необходимое время: Fix ночью плюс 4 часа следующего дня для хранения, 2,5 часа из хранилища Часть II)
Часть II: Гибридизация Riboprobes
(Необходимое время: 3 часа плюс ночь для гибридизации, 1,5 часа на следующий день в часть III)
Часть III: Anti-дигоксигенин (α-DIG) Антитела Инкубационный
(Необходимое время: 3 часа плюс ночь, чтобы блок, 2,5 часа на следующий день в часть IV)
Часть IV: Окрашивание и Окончательная обработка
(Необходимое время: 1 час, чтобы на ночь для окрашивания, в зависимости от riboprobe использоваться, 4 часа до начала глицерина моет, 6-10 часов в глицерина мыть, можно хранить в глицерине)
Рецепты:
4. ПРЕДСТАВИТЕЛЬ РЕЗУЛЬТАТЫ
При правильном выполнении реакции между НБТ, BCIP и щелочной фосфатазы образуют фиолетовый осадок, который должен появиться на эмбрион полосатого данио, как фиолетовые пятна. Riboprobes должны быть предварительно синтезированных из кДНК соответствующие гена. Таким образом, можно сделать вывод, любое пятно представляет визуализировать области полосатого данио, в котором интерес гена была переписана в этом конкретном этапе развития. Для целей данного курса riboprobes были синтезированы из aldh1a2 (ранее raldh2; Бегеманн и др., 2001;. Рис. 1); fgf8a (Reifers и др., 1998;. Рис. 2); deltaC (Оутс и др., 2005.); MyoD1 (Вейнберг и др., 1996.); shha (. Краусс и др., 1993), pax2a (Brand и др., 1996;. рис. 3) и myl7 (ранее cmlc2;. Yelon и др., 1999) кДНК. Окрашивание ожидалось в средней линии и в анатомических структур, включая сомитов, tailbud, myotome, мозг и сердце. Ace/fgf8a мутантов, как ожидается, имеют дефекты во многих из этих структур. Окрашивание было легко визуализированы с использованием стандартного рассекает микроскопом. Дополнительные источники содержат больше информации и устранение неполадок на WISH методы, подобные описанным здесь (Clark, 2003;. D'Коста и др., 2009; Schmoldt и др., 2009;. Schoenwolf, 2009).

Рисунок 1. Данио эмбриона через 24 часа после оплодотворения, которая была гибридизации с riboprobes специфичные для aldh1a2. Специфическое окрашивание можно увидеть в глазах, задний мозг, почки грудного плавника зачатков, и сомитов. Передняя является верхней, задней находится на дно.

Рисунок 2. Данио эмбриона на 13 сомитов этап развития, который был гибридизации с зондом, специфичные для fgf8a. Специфическая окраска наблюдается в конечном мозге, спинном промежуточный мозг, средний мозг, задний мозг границы, сомитов, а tailbud. Брюшной находится слева, спинной находится справа.

Рисунок 3. 22 часа после оплодотворения эмбрион полосатого данио, которая была гибридизации с riboprobe специфичные для pax2a, надежный маркер полезны для визуализации нервной системы. Специфическое окрашивание можно увидеть в сосудистое трещина, средний мозг, задний мозг границы, слухового пузырька, и спинной нейронов мозга. Спинной зрения с впереди слева.
ЖЕЛАЕМ был использован в сравнительных Биология лаборатории позвоночных, чтобы помочь учащимся понять роль генетики в анатомическом развития через визуализацию известных моделей экспрессии генов. Для первой части курса студенты осуществляется вскрытия на организмы, представляющих несколько различных таксонов хордовых, что позволяет им достаточно времени, чтобы изучить, понять, сравнить, и анатомии позвоночных контраст.
В качестве введения второй части курса студенты были даны формальные лекции описывающих развитие данио и анатомии. Методы и ожидаемые результаты WISH эксперимента были также обсуждены. Студенты затем давали жить данио на сомитогенеза и чопорная-6 стадий развития, и на 2 и 5 дней после оплодотворения (DPF) для изучения под микроскопом вскрытии. Это должно было дать студентам лучше понять, что данио эмбрионы выглядят и типов морфологических изменений, которые происходят в течение онтогенеза.
В следующей сессии лаборатории, студенты получили эмбрионы рыбок данио, в которой желание было ранее выполнялись. Им было предложено изучать и описывать закономерности экспрессии генов для каждого гена (riboprobe используется). Эмбрионы для WISH были получены из вязки между членами гетерозиготных линий ace/fgf8a. На основании менделевской наследование, 25% эмбрионов из вязки ace/fgf8a должны были быть гомозиготной мутантов и проявлять дефектов во многих анатомических структур особое внимание в этом курсе. На основе опубликованных отчетов и неопубликованные наблюдения в Albertson лаборатории, дефекты головного мозга и неправильное цикла сердца ожидали, а также дефекты в сомитов (Brand и др., 1996;. Albertson и Yelick, 2005; личных наблюдений).
Студентам было предложено, чтобы изучить все образцы, дикого типа (гетерозиготных животных неотличимы от диких братьев и сестер типа на ранних стадиях развития) и гомозиготных мутантов, для каждого шаблона экспрессии генов представлены. Затем их попросили написать лаборатории доклады с описанием их результаты, и на основе их знания анатомии и генетики, как дефектных генов, возможно, осажденный анатомических пороков развития.
Студенты, казалось, получить эту лабораторию упражнение с волнением и любопытством. Большинство из них никогда не использовал WISH до и были крайне заинтересованы в этой части курса. Студенты обнаружили различные модели экспрессии генов в эмбрионах данио интригующим, а некоторые даже описаны модели окрашивания визуализированы, ассоциируя их с известными дизайн и символы, такие как смайлик. В результате отчеты лаборатории показали студенты общее понимание протокола желание и экспрессии генов в специфических анатомических структур. Студенты также должны были понимать специфические функции генов изучены с помощью WISH в лаборатории (Стикни и др., 2000;. Huelsken и др., 2002;. Гита-Loganathan и др., 2008a;.. Гита-Loganathan и др., 2008b ). Видно было, однако, что некоторые студенты имели ограниченные знания фоне сигнальных путей и гены, имеющие интерес. Более подробную информацию об этих понятиях в WISH вводная лекция может быть полезным дополнением к использованию WISH в будущем Сравнительный курсы биологии позвоночных.
Так как протокол обычно занимает от четырех дней подряд, в зависимости от графика, конечно, студенты могут только быть в состоянии завершить часть эксперимента в классе и инструктор должен нести ответственность за оставшуюся часть. В нашей сравнительной биологии позвоночных класса, студенты завершили окрашивание реакции в лаборатории, в то время как ассистент выполнили все предыдущие шаги. Если он предпочитал иметь студенты выполняют WISH в классе, протокол может быть разделена на подразделения, которые могут быть выполнены в течение нескольких сессий лаборатории, в зависимости от сроков класса. Если это не возможно для студентов, чтобы выполнить весь протокол, так как он был здесь в связи с лабораторией встреча только раз в неделю, студенты могут добавить красящим раствором в начале класса и, в зависимости от riboprobe используются, имеют полное окрашивание в течение часа. Время, необходимое для окраски развиваться значительно варьируется с каждым riboprobe и различных экспериментальных условиях, и должны быть заранее определены до начала занятий. Примечательно, что если студенты будут только развивающихся пятно в лаборатории, преподаватели будут отвечать за все предыдущие шаги, которые потребуют значительного времени и усилий за пределами классной комнаты. При желании, короче альтернатива WISH может быть иммуногистохимии с использованием антител, этикетки для визуализации белка локализации, однако в это время, данио-специфические антитела для развития гены не являются легкодоступными. Другим вариантом было бы выполнять WISH на различные виды позвоночныхой у студентов сравнить картин экспрессии тех же генов у разных организмов (Pizard и др., 2004;. Арамаки и др., 2007;. Новые модельных организмов, 2008; Новые модельных организмов, 2010).
Главной целью использования в WISH Сравнительный курс биологии позвоночных было продемонстрировать студентам, как молекулярно-биологические методы используются для изучения анатомического развития. Она также предоставила возможность для студентов размышлять о том, как изменить экспрессию генов может привести не только к пороки развития, но и эволюционные изменения. Формализованные как эволюционная биология развития (часто упоминается как "Evo-Devo"), этой быстро развивающейся области исследований должна стать связующим звеном генотип и фенотип за счет развития, а также для выяснения потенциальных баз механистической эволюционных изменений. С появлением этой области, более экологи, организменном биологов, физиологов и применяют молекулярные методы в своих исследованиях. Мы утверждаем, что использование WISH в сравнительной курс биологии позвоночных поможет сохранить программу в курсе текущих технологических и концептуальных достижений в области исследований, а также способствовать лучшему горизонтального выравнивания верхней курсы биологии уровня путем объединения биологических полей. Более того, это интегративный подход обеспечит студентам возможность учиться ассортимент биологических методов исследования в один курс, что приводит к более диверсифицированной образования и содействие перспективным междисциплинарных научных исследований.
Нет конфликта интересов объявлены.
Авторы хотели бы выразить признательность биологический факультет Сиракузского университета и доктор Мэрилин Керр за их роль в управлении Сравнительный курс биологии позвоночных. Albertson лаборатории поддержан грантом R21DE019223 из Национального института здоровья / Национального института стоматологических и черепно-лицевых исследований, а также предоставлять R01AG031922 из Национального института здоровья / Национальный институт по проблемам старения.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 5 Prime Fast Plasmid Mini Kit (100 preps) | Fisher Scientific | 2300000 | |
| One Shot TOP10 Chemically Competent E. coli with SOC Medium | Invitrogen | C404003 | |
| LB Agar | Fisher Scientific | BP1425-500 | |
| LB Broth | Fisher Scientific | BP1426-500 | |
| Ampicillin Sodium Salt | Fisher Scientific | BP1760-5 | |
| Isopropanol | Acros Organics | 42383-0010 | |
| Petri Dish 100 x 20 mm non treated | Laboratory Products Sales | 430591 | |
| 14 ml Culture Tube, Snap Top | Fisher Scientific | 1495911B | |
| Restriction Enzymes & Buffers & 10xBSA | New England Biolabs | varies | |
| Diethyl Pyrocarbonate (DEPC) 25 ml | Sigma-Aldrich | D5758-25mL | |
| Sodium Acetate Trihydrate USP/FCC 500g | Fisher Scientific | s608500 | |
| Gal 200 proof Ethyl alcohol | Fisher Scientific | 04-355-451 | |
| Tris-Acetate-EDTA (TAE) 50x Sol 1L | Fisher Scientific | bp13321 | |
| Agarose Low EEO 100 g | Fisher Scientific | BP160-100 | |
| Ethidium Bromide 10 ml | Sigma-Aldrich | 45-E1510 | |
| Sucrose Gel Loading Dye 40% Sucrose | Fisher Scientific | BP655-1 | |
| 1 kb Full Scale DNA Ladder | Fisher Scientific | BP2582200 | |
| DIG RNA Labeling Mix | Roche Group | 11277073910 | |
| T3 RNA Polymerase | Roche Group | 1031163 | |
| T7 RNA Polymerase | Roche Group | 10881767001 | |
| SP6 RNA Polymerase | Roche Group | 810274 | |
| Protector Rnase Inhibitor | Roche Group | 3335399001 | |
| Dnase I, Rnase Free 10,000 units | Roche Group | 4716728001 | |
| EDTA molecular biology reagent | Sigma-Aldrich | e5134-500G | |
| Lithium Chloride 100 g | Fisher Scientific | L121100 | |
| Sodium Carbonate 1 kg | Fisher Scientific | BP357-1 | |
| Sodium Bicarbonate, 500 g | Fisher Scientific | BP328-500 | |
| Acetic Acid glacial ACS 500 ml | Fisher Scientific | a38500 | |
| Paraformaldehyde R 500 g | Fisher Scientific | o4042500 | |
| PBS Phosphate Buffer Saline 10X | Fisher Scientific | bp3991 | |
| Tween 20 500 ml | Fisher Scientific | bp337500 | |
| Methanol 5 L | Fisher Scientific | A4124 | |
| Proteinase K 50 mg | Fisher Scientific | bp170050 | |
| Formamide 1 L | Fisher Scientific | F841 | |
| 20x SSC 1 L | Fisher Scientific | bp13251 | |
| Citric Acid Anhydrous ACS 500 g | Fisher Scientific | a940500 | |
| Ribonucleic acid transfer type V | Sigma-Aldrich | r7876-2.5KU | |
| Heparin Sodium salt 50 mg | Fisher Scientific | bp252450 | |
| Maleic acid R 500 g | Fisher Scientific | o3417500 | |
| Sodium Chloride 500 g | Fisher Scientific | s271500 | |
| Sodium Hydroxide 500 g | Fisher Scientific | s318500 | |
| Blocking Reagent | Roche Group | 11096176001 | |
| Lamb Serum 500 ml | Invitrogen | 16070096 | |
| Anti DIG AP fragments | Roche Group | 11093274910 | |
| 2M Tris Solution 500 ml | Fisher Scientific | bp1759500 | |
| Magnesium Chloride 500 g | Fisher Scientific | m33500 | |
| BCIP 3 ml | Roche Group | 11383221001 | |
| NBT 3 ml | Roche Group | 11383213001 | |
| Glycerol 99% 2.5 L | Fisher Scientific | AC158920025 | |
| Plate 12 well PS ST w/Lid | VWR international | 62406-165 | |
| Tube 15 ml screw cap 50/rack 500/cs | Laboratory Products Sales | L262861 | |
| Tube 50 ml screw cap 25/rack 500/cs | Laboratory Products Sales | L262890 | |
| 1.6 ml microfuge tube | Laboratory Products Sales | L234401 | |
| 2 Parafilm 2" x 250 ft | Fisher Scientific | s37441 | |
| Transfer Pipet 7 ml | USA Scientific, Inc. | 1020-2520 | |
| .1-10 l Pipet Tip, Bulk | USA Scientific, Inc. | 1111-3000 | |
| 1-200 l Pipet Tip, Bulk | USA Scientific, Inc. | 1111-0006 | |
| 101-1000 l Pipet Tip, Bulk | USA Scientific, Inc. | 1111-2021 | |
| Aluminum Foil | Grocery Store | ||
|
|||
Thank you for your nice video.
I have one question:How can I design the RNA probes to get high sensitivity and specificity results?Do the length and location of the DNA templates affect the labeling?
Thanks.
Jey
2
ReplyPosted by: jey l.January 29, 2013, 8:01 PM