ويمكن أن تحجب وظيفة الجين في خسارة وظيفة من التجارب اذا كان هناك تعويض آخر الجينات. نموذج الزرد يوفر نسبيا عالية الإنتاجية وسائل للكشف عن التكرار وظيفية من هذا القبيل في الأجنة الحية.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
ويمكن أن تحجب وظيفة الجين في خسارة وظيفة من التجارب اذا كان هناك تعويض آخر الجينات. نموذج الزرد يوفر نسبيا عالية الإنتاجية وسائل للكشف عن التكرار وظيفية من هذا القبيل في الأجنة الحية.
عادة ما يتم تعريف وظيفة الجين خلال مرحلة التطور الجنيني من فقدان وظيفة ، من التجارب ، على سبيل المثال عن طريق الطفرات المستهدفة (خروج المغلوب) في الماوس. في النموذج الزرد ، وقد وضعت التقنيات الجينية العكسية الفعالة باستخدام microinjection من العقاقير morpholinos الجينات المحددة. Morpholinos استهداف مرنا من خلال المزاوجة قاعدة محددة وظيفة الجين كتلة عابر عن طريق الترجمة أو تثبيط الربط لعدة أيام خلال مرحلة التطور الجنيني (ضربة قاضية). ومع ذلك ، في الفقاريات مثل الماوس أو الزرد ، ويمكن حجب بعض وظائف الجينات بواسطة هذه الأساليب بسبب وجود جين آخر أن يعوض عن الخسارة. هذا صحيح خصوصا بالنسبة للأسر تحتوي على جينات المورثات الشقيقة التي شاركت في وأعرب في نفس الأنسجة النامية. في الزرد ، ويمكن اختبارها التعويض وظيفية بطريقة الإنتاجية العالية نسبيا ، عن طريق الحقن المشترك للmorpholinos أن الهدف ضربة قاضية لكل من الجينات في وقت واحد. وبالمثل ، وذلك باستخدام morpholinos ، يمكن أن يكون أظهر تفاعل الجينات الوراثية بين أي اثنين من ضربة قاضية لكل من الجينات معا في شبه عتبة المستويات. على سبيل المثال ، يمكن معاير morpholinos بحيث لا ضربة قاضية فرد يولد النمط الظاهري. إذا ، في ظل هذه الظروف ، وشارك في كل من الحقن morpholinos يسبب النمط الظاهري ، يظهر التفاعل الجيني. نحن هنا لشرح كيفية اظهار التكرار وظيفية في سياق اثنين من العوامل المتصلة النسخ غاتا. غاتا عوامل ضرورية لتحديد الأسلاف القلب ، ولكن كشف هذا فقط بسبب فقدان كل من Gata5 وGata6. نعرض كيفية اجراء تجارب microinjection ، التحقق من صحة morpholinos ، وتقييم التعويض عن النمط الظاهري تخلق القلب.
هدفنا هنا هو لاختبار التكرار الوظيفي للعوامل النسخ اثنان للمواصفات cardiomyocyte الأسلاف. يتم ترميز العوامل التي تتعلق الجينين gata5 وgata6 ونحن باستخدام نموذج الزرد لفهم وظائف النسبية 1. استراتيجيتنا هي لمنع استخدام وظائف الجينات morpholinos 2. سنضخ morpholinos لأحد أو جينات أخرى في بويضات مخصبة ، ومقارنة مع النمط الظاهري الجنينية المستمدة من أجنة البيض حقن في وقت واحد مع كل من morpholinos. لتبسيط تقييم الظواهر ، ونحن نستخدم البيض المستمدة من الأسماك التي تحمل التحوير الذي يعبر في GFP العضلية.
الخطوة 1. التحضير لmicroinjection.
أ) إعداد أزواج تربية الأسماك
في المساء قبل الحقن ، ويتم وضع واحد من الذكور والإناث واحد الأسماك البالغة (3-18 شهرا من العمر) في أزواج في صهاريج مربي مفصولة المفرق حتى صباح اليوم التالي. نحن عادة تعيين ما يصل 10-20 زوجا من الأسماك ، وتزاوج هذه مرة واحدة في الأسبوع ، بغض النظر عما إذا كان سيتم استخدام البيض ، للحفاظ على الخصوبة. عن هذه التجربة ونحن نستخدم سلالة المراسل ، المعدلة وراثيا لcmlc2 : egfp ، لأنه يوفر قراءة بسيطة لتحديد العضلية التفريق. في صباح اليوم التالي ، عندما يتم تشغيل الأضواء ، يتم تغيير المياه ، ويتم سحبها من الدبابات فواصل السماح للأزواج الأسماك للتزاوج وانتاج البيض. يمكن رصده في إنتاج البيض ، ويمكن البدء فورا أو بعد فترة ساعة أو أكثر ، اعتمادا على الأسماك. عادة ، بعد حوالي 20 دقيقة من التزاوج دون انقطاع ، يتم جمع البيض باستخدام ماصة أو مصفاة وتدفقت إلى 100 ملم تحتوي على أطباق بتري المياه النظام. من المهم رصد إنتاج البيض من أجل ضمان أن يتم حقن الاجنة بين مرحلة الخلية 1-4. من خلال إطلاق عدة أزواج في وقت واحد ، فمن الممكن لارباك انتاج البيض وبالتالي تحقيق أقصى قدر من كمية البيض التي يمكن حقنها في المراحل التنموية في وقت مبكر. ويجوز للزوج جيد من الأسماك تولد أكثر من 200 الأجنة ، وانه لا معنى عمليا لجمع الآلاف من البيض في نفس الوقت ، منذ محقق واحد لن تكون قادرة على ضخها بسرعة كافية قبل أن تتطور إلى ما بعد مرحلة 4 خلايا . يتم تحفيز الأسماك لتولد الضوء على الدورة ، لذلك هذا هو التجربة التي يتطلب البدء في وقت مبكر ، وعدم الحصول على البيض عادة بعد الظهر.
ب) إعداد الإبر
ج) تقديم لوحات الحقن
D) محطة Microinjection والمعايرة إبرة
الخطوة 2. التحقق من morpholinos استهداف اثنين من الجينات متميزة
صممت Morpholinos لاستهداف موقع أو مواقع الترجمة بدء لصق لحجب الهدف مرنا وبالتالي تخليق البروتين أو المعالجة المناسبة مرنا. عند تحليل الجينات للمرة الأولى ، ونحن نستخدم كلا النوعين من morpholinos لمعرفة ما إذا كانت تولد نفس النمط الظاهري ، مما يدل على ضربة قاضية معينة. ميزة من مانع ، لصق هو أنه يمكنك التحقق من ضربة قاضية للنسخة العادية بواسطة RT - PCR ، وهو أمر مفيد خصوصا إذا الأجسام المضادة لهذا الجين المستهدف ليست متوفرة. وسوف نوضح كيف يتم التوصل إلى النمط الظاهري يتفق القلب للجينات وgata5 gata6 باستخدام morpholinos (gata5 تسلسل MO 5'UTR : 5' - 3 - AAGATAAAGCCAGGCTCGAATACAT '؛ gata5 تسلسل لصق MO الموقع : 5' - 3 - TCTTAAGATTTTTACCTATACTGGA' ؛ gata6 5 "تسلسل MO UTR : 5' - AGCTGTTATCACCCAGGTCCATCCA - 3').
الخطوة 3. شارك في حقن بجرعات morpholinos العتبة الفردية
وكان الهدف من المعايرة نفذت أعلاه لتحديد الجرعة الحدية لكل morpholino. في أفضل السيناريوهات ، فإن الأساس 100 ٪ من morphants عرض تعريف النمط الظاهري ، إذا كان هذا الجين المستهدف له وظيفة أساسية. ومع ذلك ، هل يمكن أن نتوقع بعض التقلبات بسبب سوء الحقن التحف. مع الممارسة ، وهذا ينبغي ألا تتجاوز 10 ٪. قد يكون بعض دفعات من الأجنة (بما في ذلك ضوابط uninjected) لم البقاء على قيد الحياة بشكل جيد ، في هذه الحالة ، فإن التجربة قد تحتاج إلى مخفضة. وفي الوقت نفسه ، هناك أيضا تنوع البيولوجي ، لأن الأجنة الفردية قد يكون أكثر أو أقل تسامحا لضربة قاضية. أخيرا ، قد يكون بعض morpholinos فقط لا تكون فعالة بما فيه الكفاية لتحقيق قوية (توغل) ضربة قاضية. إذا تم إنشاء النمط الظاهري في انخفاض النسبة المئوية للأجنة ، ولكن يمكن استنساخه ، قد يكون من المفيد اختبار morpholino متميزة. الهدف من هذه التجربة التالية هي تحديد ما إذا كان شهد النمط الظاهري جديدة تماما عندما يتم استهداف كل من الجينات في وقت واحد. نحن لا نبحث عن مجرد زيادة في النسبة المئوية للأجنة التي لديها morphant النمط الظاهري ، بل لتوليد النمط الظاهري المتميزة التي لا ينظر عند أو فوق مستوى عتبة عند اختبار أي من الجينات الفردية.
الخطوة 4. Eتقييم الظواهر
ممثل النتائج
في تجربتنا ، فإن كلا من morphants gata5 gata6 واحدة تظهر الظواهر استنساخه القلب عند حقنه مع المستويات الدنيا ، رغم أن هناك تفاوتا كبيرا 3،4 البيولوجية. على سبيل المثال ، فإن معظم morphants gata5 توليد قلب مشقوق ، مع التعبير GFP تقع في منطقتين. هذا يحدث بسبب فشل القلب الأسلاف لترحيل بشكل صحيح إلى الصمامات في خط الوسط خلال تشكيل أنبوب القلب. ومع ذلك ، فإن بعض morphants gata5 تفعل إنشاء أنبوب القلب المعيبة ، وكذلك في عدد صغير (5 ٪) وهناك انخفاض ملحوظ في كمية الخلايا + GFP. نحن نعتقد أن هذا يعكس التباين البيولوجي ، ولكن قد يكون أيضا بسبب حقيقة أن morpholinos لا يساوي طفرة "لاغية".
وبالمثل ، فإن morphants gata6 إظهار كل النمط الظاهري القلب ، ولكن هناك مجموعة من الظواهر من بينها عدد قليل من مشقوق تسخن ، ومضطربا مقارنة القلوب التي هي المورفولوجية للأجنة uninjected السيطرة. هذا التباين ليس من غير المألوف عن النمط الظاهري تخلقية القلب ، ومنذ تشكيل القلب هو عملية دينامية ، وعلى الأقل بعض من النمط الظاهري القلب قد يكون بسبب غير مباشر من العيوب التخلق الجنيني. ومع ذلك ، والأهم ، ومجموعة من العيوب تخلقية القلب على حد سواء لmorphants gata5 gata6 وثابت واستنساخه ، وبالنسبة للجزء الاكبر من الأجنة تولد كبيرة GFP + العضلية.
في تناقض صارخ مع morphants gata5 gata6 واحد ، كل من الأجنة المنضب العوامل تدل على فقدان كامل للتعبير GFP ، بما يتفق مع خسارة الخلايا العضلية. وهكذا ، وgata5 gata6 كل وظائف غير زائدة عن التشكل في القلب ، ولكن الجينات هما المكرر وظيفيا في شرط لتوليد الخلايا العضلية متباينة. وأظهرت دراساتنا السابقة ايضا خسارة من علامات أقرب cardiomyocyte ، بما في ذلك nkx2.5 ، مما يشير إلى الحاجة إلى مواصفات cardiomyocyte 3.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
كنا معا في التجربة الموصوفة هنا ، وهما morpholinos ، كل وحدها التي تولد مجموعة متميزة من الظواهر ، والعثور على النمط الظاهري مختلفة تماما عندما كانت تشارك في حقن معا. بالطبع ، نحن في حاجة لتبرير القيام بهذه التجربة في المقام الأول. نحن يشتبه بأن الجينين قد تعوض بعضها البعض للحصول على وظيفة في وقت سابق ، في هذه الحالة مواصفات القلب. وذلك لأن غاية ترتبط الجينات (وقادرة على الربط إلى نفس تسلسل الحمض النووي) ، ويتم التعبير في أنماط متداخلة خلال مرحلة التطور الجنيني 5. وعلاو...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
نشكر أعضاء المختبر ايفانز لمساعدتهم في إعداد هذا العرض. تم التحقق من سلامة الأصل morpholinos المستخدمة هنا الدكتور أودري Holtzinger. وتدعم الشركة المصرية للاتصالات عن طريق المنح المقدمة من المعاهد الوطنية للصحة (وHL064282 HL056182). وقد أجريت تجارب على الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية واللوائح التي وضعها المعهد لرعاية الحيوان واستخدام اللجنة ، من كلية طب وايل كورنيل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| أحواض تفريخ الأسماك والقواطع | الموائل المائية | ||
| شباك صيد الأسماك | الموائل المائية | ||
| مياه النظام | 60 ملجم من Instant Ocean” لكل لتر من الماء المقطر منزوع الأيونات (dH2O) | ||
| أطباق بتري قياس 100 ملم | BD Biosciences | 351029 | |
| جهاز سحب إبر الماصات الدقيقة | Sutter Instrument Co. | P-97 فليمينج/بني | |
| 3.5" أنابيب شعرية زجاجية | Drummond Scientific | 3-000-203-G/X | |
| شفرة حلاقة | بيرسونا للرعاية الطبية | 94-120-71 | |
| مطحنة دقيقة | ناريشيجي إنترناشيونال (Narishige International) | EG-4 | |
| عدسة مجهرية مقسمة (عدسة عينية مدرجة) | العرض الأول | MF-02 | |
| ميكروميتر | جناح المرضى’العلوم الطبيعية | 94 W 9910 | |
| أجاروز فائق النقاء | Invitrogen | 15510-027 | |
| ملعقة مختبر (Spatula) | Fisher Scientific | 14-357Q | |
| المقياس | Mettler Toledo | AB54-S/FACT | |
| أطباق وزن ذات استخدام واحد | Fisher Scientific | 2-202-B | |
| ميكروويف تقليدي | GE Healthcare | ||
| دورق إرلنماير | Corning | 4980 | |
| شرائح المجهر | Fisher Scientific | 12-552 | |
| مخبار مدرج | Fisher Scientific | 08-572-6D | |
| مُاصَّة أوتوماتيكية | BrandTech | 2026333 | |
| محلول غسيل إيثانول بتركيز 70% | تار (Tarr) | 801VWR | |
| خزان النيتروجين (N2) | تيك إير (Tech Air) | ||
| المحقن الدقيق | Harvard Apparatus | PLI-100 | |
| المتلاعب الدقيق | الأجهزة الدقيقة | الاكتئاب طويل الأمد (LTD) | |
| مجهر تشريحي | أجهزة Nikon | SMZ1500 | |
| بارافلم (Parafilm) | شركة American National Can | PM-992 | |
| زيت معدني | Sigma-Aldrich | M5904 | |
| مناديل Kimwipes | شركة Kimberly-Clark | 34155 | |
| <تعد الإلكترونيات الدقيقة (EM) أداة أساسية في البحث العلمي الحديث، حيث تتيح للباحثين استكشاف البنى النانوية والسطحية للمواد بدقة متناهية. من خلال تسخير حزمة من الإلكترونات بدلاً من الضوء، يمكن للمجهر الإلكتروني تجاوز حدود الدقة البصرية التقليدية، مما يسمح بتصوير العضيات الخلوية، والبلورات، والجسيمات النانوية بمقاييس ذرية. يتطلب استخدام هذه التقنية تحضيراً دقيقاً للعينات، بما في ذلك التثبيت، والتقطيع الرقيق، والطلاء المعدني، لضمان الحصول على صور عالية التباين والوضوح. تساهم هذه التقنية بشكل حيوي في تطوير مجالات الطب الحيوي، وعلم المواد، والفيزياء، من خلال توفير رؤى بصرية مباشرة حول التفاعلات على المستوى الجزيئي والذري.>gata5 مورفولينو موقع الربط | Genetools, LLC | 5’-TCTTAAGATTTTTACCTATACTGGA-3’ | |
| حاصِر ATG لـ gata5 | Genetools, LLC | 5’-AAGATAAAGCCAGGCTCGAATACAT-3’ | |
| <المجهر الإلكتروني>gata6 حاصر ATG للنظير الطويل | Genetools, LLC | 5’-AGCTGTTATCACCCAGGTCCATCCA-3’ | |
| ماصة باستور ذات استخدام واحد | Fisher Scientific | 13-678-20B | |
| ميثان سلفونات التريكايين | أرجنت لابس (Argent Labs) | MS-222 | |
| ميثيل السليلوز | ICN Biomedicals | 155495 | |
| كتلة تسخين | Fisher Scientific | 11-718-4 | |
| ملقط حاد | دومونت | مقاس 55 | |
| شرائح مجهرية للاكتئاب | VWR international | 48339-009 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.