هنا نقدم البروتوكولات للذرة الغربية بريسيلولار ميكروينجيكتينج وجمع الأجنة روتوورم غرض أداء الاختبارات الوظيفية الجينومية مثل تحويل الخط وتحرير كريسبر/Cas9-الجينوم.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا نقدم البروتوكولات للذرة الغربية بريسيلولار ميكروينجيكتينج وجمع الأجنة روتوورم غرض أداء الاختبارات الوظيفية الجينومية مثل تحويل الخط وتحرير كريسبر/Cas9-الجينوم.
روتوورم الذرة الغربية (فكر) هو الآفات هامة من الذرة، وهو معروف لقدرته على سرعة التكيف مع استراتيجيات إدارة الآفات. على الرغم من أن تدخل الجيش الملكي النيبالي ([رني]) ثبت أن تكون أداة قوية لدراسة البيولوجيا فكر، لها حدودها. على وجه التحديد، [رني] نفسها عابرة (أي لا يؤدي إلى وراثة مندلية طويلة الأجل من النمط الظاهري المرتبطة بها)، وذلك يتطلب معرفة تسلسل الحمض النووي للجين المستهدف. الأخير يمكن أن يكون الحد إذا كان النمط الظاهري لمصلحة سيطرة الجينات المصانة سيئة، أو حتى رواية، لتحديد أهداف مفيدة سوف تكون صعبة، إذا لم يكن من المستحيل. ولذلك، ينبغي توسيع عدد الأدوات في الجينوم مربع الأدوات لوكر بوضع الأساليب التي يمكن استخدامها لخلق سلالات متحولة مستقرة وتمكين دراسات استقصائية مستقلة عن تسلسل الجينوم وكر. هنا، نحن بالتفصيل الأساليب المستخدمة في جمع وميكروينجيكت بريسيلولار فكر الأجنة مع الأحماض النووية. بينما البروتوكولات المبينة في هذا التقرير تهدف إلى خلق فكر محوره وراثيا، تحرير كريسبر/Cas9-الجينوم يمكن أيضا إجراء باستخدام نفس البروتوكولات، مع الفرق الوحيد هو تكوين الحل حقن الأجنة.
الذرة الغربية روتوورم (فكر)، ظهرت فيرجيفيرا فيرجيفيرا، هو الآفات هامة من الذرة1. من المثير للاهتمام، يبدو فكر التغلب على مراقبة تدابير أكثر سرعة من الآفات الزراعية الأكثر نظراً لأنها ليس فقط التكيف مع الناحية الفسيولوجية ولكن أيضا سلوكيا2،3،،من45، 6-على مدى العقد الماضي، تم التحقيق كأسلوب تحكم محتملة لفكر7،8تدخل الجيش الملكي النيبالي ([رني])، أداة الجينوم وظيفية قوية، وتستخدم أيضا كوسيلة لدراسة الجينات الدالة9. ومع ذلك، بينما [رني] كثيرا ما يؤديها microinjection من الحمض النووي الريبي مزدوج-الذين تقطعت بهم السبل (dsRNA) في الأنواع الأخرى، أمر نادر في وكر [رني] على أساس حقن. وفي الواقع، هناك فقط بضعة تقارير من [رني] عبر microinjection من دسرنا في فكر9. والسبب أن فكر يمكن تحقيق مستويات عالية من الجينات ضربة قاضية عن طريق ابتلاع دسرنا7،10، حتى تسمح بدراسة تأثيرات جنينية بتغذية دسرنا إلى الأم11. بينما يجعل هذا الأسلوب فكر مادة ممتازة لتحليل الجينوم الوظيفي عن طريق [رني]، قد تباطأ التقدم المحرز في وضع منهجيات ل microinjection الجنينية في هذه الأنواع.
وعلى الرغم من القوة [رني]، وهناك عدد قليل من العيوب. على سبيل المثال، ليست كل الجينات الرد على قدم المساواة على [رني]. ويمكن جعل هذا التغير تفسير النتائج تحليل الجينوم الوظيفي أكثر صعوبة. أيضا, [رني] عابرة ولا تولد الطفرات الموروثة. من ناحية أخرى، تحول الفعل، أداة الجينوم وظيفية أخرى، يمكن أن تولد الطفرات الموروثة عن طريق إدخال عنصر قابلة ملحوظ في12،الجينوم13. وهذا يجعل التحول germline أداة ممتازة لخلق سلالات متحولة لاستخدامها في الدراسات الوراثية على المدى البعيد. يمكن أيضا استخدام التحول إنقاذ طفرة بتقديم نسخة وظيفية من الجينات إلى جينوم متحولة14. وعلاوة على ذلك، تحول الخط هو حجر الزاوية لمجموعة متنوعة من التقنيات الوراثية الجزيئية. بالإضافة إلى انقطاع و/أو إنقاذ وظيفة الجينات، يمكن استخدام تحويل germline محسن محاصرة15والجينات الملائمة16، على أساس Gal4 التعبير حمل خارج الرحم17والطفرات على نطاق الجينوم18.
في الآونة الأخيرة، تم تطوير أدوات تمكن من تحرير الجينوم المتطورة. وتشمل هذه الأدوات Nucleases المستجيب أكتيفاتورليكي النسخ (TALEN) و19،نظام كريسبر/Cas9-نوكلاس20. وميزة هذه الأدوات الجديدة أنها توفر الباحثين القدرة على حمل فاصل الحمض النووي مزدوج-الذين تقطعت بهم السبل في ما يقرب من أي موقع داخل تقريبا أي الجينوم. بمجرد فعل، يمكن إصلاح هذه الفواصل أما نهاية غير المتجانسة الالتحاق بالعمل، الذي يمكن أن يعرض عمليات الحذف أو الإدراج في الجينات المستهدفة، أو من خلال إصلاح الموجه من التماثل، الذي يمكن حفز حضور بناء هندسيا، استبدال الجينات كاملة أو المناطق الوراثية21،22. ومع ذلك، تتطلب هذه الطرق microinjection الحمض النووي والجيش الملكي النيبالي و/أو البروتين في أجنة صغار جداً.
الأهم من ذلك، خلافا دسرناس المستخدمة ل [رني] والأحماض النووية والبروتينات المستخدمة للخط التحول والجينوم التحرير لا يمكن بسهولة عبر أغشية الخلية. ولذلك، يجب أن microinjection بلازميد السلطات الوطنية المعينة، مرناس، و/أو البروتينات تجري خلال مرحلة بلاستوديرم المخلوي (أي قبل الجنين الحشرات سيلولاريزيس). وهذا يجعل توقيت حقن عامل حاسم. على سبيل المثال، في melanogaster المورفولوجية، تحتاج الأجنة بالحقن خلال ساعتين بعد وضع البيض12. ولذلك، يجب أن تراعي وضع بروتوكول microinjection الجنينية ناجحة لفكر أفضل الظروف لوضع البيض الإناث، فضلا عن الأسلوب الأمثل لجمع كميات كافية من الأجنة بريسيلولار.
جهد لتحقيق مجموعة واسعة من الأدوات الوراثية الجزيئية للتأثير على فكر الأحياء يتطلب تطوير أساليب جمع وميكروينجيكتينج بريسيلولار فكر الأجنة. هنا نقدم الإرشادات التفصيلية، جنبا إلى جنب مع نصائح والخدع، لمساعدة الآخرين على استخدام التقنيات المستندة إلى التحول في فكر للبحث. بالإضافة إلى توسيع نطاق التكنولوجيات المحورة وراثيا لفكر لاستخدامها في الدراسات الجينومية الوظيفية، تمكن هذه التقنيات أيضا استراتيجيات مكافحة الآفات الجديدة القوية مثل الجينات محرك23،24 لفحصها في هذه المهمة اقتصاديا مكافحة الآفات.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-مستوى مستعمرة تربية البالغين فكر
2-الجنين جمع والمحاذاة
3-إعداد بلازميد السلطات الوطنية المعينة والحقن بالإبر
4-microinjection والرعاية ما بعد الحقن
5-استزراع وتفقيس الأجنة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وكان أحد الاعتبارات هامة عند وضع هذا البروتوكول المرحلة التنمية الجنينية في وقت microinjection. على وجه التحديد، يتطلب تحويل germline microinjection من السلطات الوطنية المعينة من قبل سيلولاريزاتيون الجنينية. وهذا لأن السلطات الوطنية المعينة لا يمكن بسهولة عبر أغشية الخلية. محاولات لتصور مراحل تطور فكر الجنينية استخدام وصمة عار نووية باءت بالفشل لأن يذوب ديتشوريونيشن الأجنة فكر أساسا جميع الأغشية الواقية مسؤولة عن سلامة الجنين. ومع ذلك، كان محل هذا الخط من التحقيق قبل صعوبة أخرى – الحصول ع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
على الرغم من أن microinjection لوكر مع دسرناس غرض [رني] تم الإبلاغ عن9، هذا هو البروتوكول الأول إرساء أفضل الممارسات فيما يتعلق ميكروينجيكتينج بريسيلولار وكر الأجنة، عملية حاسمة لإجراء تحول الخط و/أو جينوم كريسبر/Cas9 التحرير في هذه الأنواع. Microinjection الناجح للأجنة فكر يعتمد على عوامل كثيرة، كما كفاءة التحويل. أدناه مناقشة بعض القضايا الرئيسية التي تؤثر على نتائج استخدام هذا البروتوكول للتحول germline في هذا الخنفساء.
الحصول على الأجنة بريسيلولار
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
كان يؤيد هذا العمل بمنحه من "برنامج بحوث شركة مونسانتو الذرة روتوورم المعرفة"، ومنحة رقم AG/1005 (إلى MDL والبطاقة الصفراء) وأموال بدء التشغيل إلى MDL من نكسو. المنح المقدمة من الذرة روتوورم برنامج لشركة مونسانتو البحوث المعرفة (AG/1005) والمؤسسة الوطنية للعلوم، ونادي أيده منح 1244772 المجلس رقم (MDL). الكتاب يعلن لا تضارب المصالح. نادي MDL تصور وتصميم التجارب؛ FC, PW و SP إجراء التجارب؛ نادي و MDL تحليل النتائج؛ ونادي والحرس الوطني و MDL كتب المخطوطة. ونحن نشكر تيريزا اوليري ووليام Klobasa غورسكي ستيفاني قدموه من مساعدة الخبراء في فحص فكر. كما نشكر الدكتور واد الفرنسية (وزارة الزراعة-جمعية الإغاثة اﻷرمنية، والمختبر المركزي للبحوث الزراعية الشمالية، مؤسسة بروكينغز، والتنمية المستدامة) لشحنات بيض إنشاء مختبر المستعمرات وتوفير بروتوكولات تربية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ورق ترشيح نوعي (أسود) | Ahlstrom | 8613-0900 | للحقن المجهري للبيض |
| 1 أونصة حاويات ؛ | أدوات المائدة البلاستيكية آني | ASET101 | حاوية البيض |
| ذبابة الفاكهة أجار النوع الثاني | Apex | 66-103 | الركيزة لطبق وضع البيض WCR |
| ملقط وزن الريشة ؛ | Bioquip | 4748 | التعامل مع اليرقات والشرانق |
| Clorox Regular-Bleach1 | Clorox | 44600-30770 | اغسل الذرة والأطباق |
| Silver's Yellow | Coor Farm Supply | 502 | ذرة لتغذية نظام الحقن الدقيق WCR |
| (محلي الصنع) | تتوفر أجزاء وتعليمات NA عند الطلب | يتحكم في ضغط الحقن (0-20 رطل لكل بوصة مربعة) | |
| Elmer's Non-Sam | Glue Elmer's Products، Inc. | E304 | بيض الغراء على ورق الترشيح |
| epTIPS نصائح Microloader | Eppendorf | C2554691 | الردم نصائح تحميل إبرة الردم |
| أطباق صقر الأنسجة | Falcon Falcon | 25383-103 | تنبت الذرة / 150 × 25 مم |
| Fisherbrand دوائر ورق الترشيح من الدرجة الكمية | فيشر S47576C العلمية | صنع طبق أجار لوضع البيض / 9 سم | |
| سباركلين | فيشر العلمي | 04-320-4 | غسل الأطباق |
| شرائح المجهر العادي | فيشر العلمية | 12-549-3 | عقد ورق الترشيح والبيض للحقن الدقيق |
| دودة جذر الذرة الغربية مع بديل حبوب | اللقاح العلوم الزراعية الحدودية ؛ | F9766B | WCR الكبار النظام الغذائي الاصطناعي |
| كرات القطن ، كبير | Genesee Scientific | 51-101 | إغلاق القارورة |
| Globe Scientific 3.0 مل لمبة صغيرة نقل الماصات | Globe Scientific | 137035 | جمع ونقل البيض |
| Leica M165 FC Fluorescence Stereomicscope ؛ | Leica | M165 FC | فحص WCR |
| مجموعة مرشح DsRed للمجهر المجسم الفلوري | مرشح الإثارة Leica | DSR: 510-560 نانومتر ، مرشح الانبعاث: 590-650 نانومتر | |
| مرشح EGFP | مرشح Leica | GFP2 | مرشح الإثارة: 440 & ndash ؛ 520 نانومتر ، مرشح الانبعاث: 510 نانومتر |
| BugDorm | MegaView Science | DP1000_5P | قفص لفرشاة الطلاء المصغرة للمستعمرة البالغة |
| MyArtscape | MAS-102-MINI | Liner 2/0 & nbsp ؛ | |
| عصا التحكم Micromanipulator | Narishige | MN-151 | Micromanipulator وحامل إبرة |
| مجهر XY المرحلة | أوليمبوس | 265515 | مرحلة المجهر (تتكيف مع المجسم) |
| أقمشة قطني من الدرجة | 90 | CHEE90 | لفيلم |
| البارافين البلاستيكي وضع البيض ؛ | Pechiney Plastic Packaging | PM-996 | ختم طبق أجار بعد الحقن المجهري / حجم لفة 4 بوصات. × 125 قدم |
| Percival Incubator | Percival & nbsp ؛ | I41VLH3C8 | غرفة زراعة WCR (حاضنة تربية الحشرات) |
| قوارير Erlenmeyer ذات الفم الضيق | VWR | 4980-300-PK | حاوية مياه للمستعمرة البالغة ؛ |
| أكواب جريفين منخفضة الشكل | VWR | 1000-600-PK | لغسل البيض |
| لفات القطن المضفر | شركة ريتشموند للقطن الأسنان. | 605-3599 | الاستخدام في إمدادات المياه للمستعمرة البالغة ؛ |
| أطباق بتري (35 × 10 مم) | SIGMA | CLS430588-500EA | لألواح النظام الغذائي |
| Phenol Red | Sigma | 143-78-8 | Microinjection Buffer |
| Micropiette Puller | Sutter Instrument | P-2000 / G | مجتذب إبرة / حرارة = 335 ، FIL = 4 ، VEL = 40 ، DEL = 200 ، PUL = 100 |
| تربة سطحية ممتازة | شركة سكوتس | 71130758 | التربة لزراعة |
| cronReloc Zippit 2 Mil Zipper Bags United | States Plastic Corporation | 48342 | Bag agar Dish بعد الحقن المجهري / أطباق بتري 5x7 |
| (100x15m) VWR | 89038-968 | صنع طبق أجار لوضع البيض / 100 × 15 مم | |
| 6 أوقية حاويات | Webstaurantstore | 128E506 | WCR غرفة التزاوج ذات الزوج الواحد ؛ |
| 38 أوقية حاويات | Webstaurantstore | 128NC888 | صندوق تربية اليرقات / 38 أوقية |
| ChoiceHD 16 أونصة. حاوية بلاستيكية شفافة قابلة للتسخين في الميكروويف | Webstaurantstore | 128HRD16 | صندوق تربية اليرقات / 16 أوقية |
| منظار الحقن المجهري ؛ | منظار الحقن المجهري | Wild Heerbrugg | WILD-M8 |
| الشعيرات الدموية الزجاجية القياسية | World Precision Instruments | 1B100F-4 | إبر الحقن المجهري |
| ديدان جذر الذرة الغربية البالغة مختبر | الشمالي Aqricultural مختبر | سلالة غير دياباسية | طلب من مختبر الدكتور بريان وايد فرينش |
| مجموعة البلازميد DNA Midi | Qiagen | 12143 | تنقية الحمض النووي البلازميد الجاهز للحقن |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.