نحن نقدم بروتوكول مفصل لتربية, microinjection من البيض و التزاوج كفاءة من firebrat ثيرامبيا المحلية لتوليد والحفاظ على سلالات متحولة بعد تحرير الجينوم.
Method Article
نحن نقدم بروتوكول مفصل لتربية, microinjection من البيض و التزاوج كفاءة من firebrat ثيرامبيا المحلية لتوليد والحفاظ على سلالات متحولة بعد تحرير الجينوم.
وdybrat ثيرامبيا المحلية هي الأنواع غير المنيع ، الجناح الذي هو مناسبة لدراسة آليات النمو للحشرات التي أدت إلى إشعاعها التطوري الناجح على الأرض. إن تطبيق الأدوات الوراثية مثل تحرير الجينوم هو المفتاح لفهم التغيرات الوراثية المسؤولة عن التحولات التطورية في نهج إيفو ديفو. في هذه المقالة، ونحن وصف البروتوكول الحالي لتوليد والحفاظ على سلالات متحولة من T. المحلية. نحن نبلغ عن طريقة الحقن الجاف ، كبديل لطريقة الحقن الرطب المبلغ عنها ، التي تسمح لنا بالحصول على معدلات بقاء عالية بشكل ثابت في الأجنة المحقونة. كما أننا نبلغ عن بيئة مثالية لتزاوج البالغين والحصول على الأجيال اللاحقة بكفاءة عالية. وتؤكد طريقتنا على أهمية أخذ البيولوجيا الفريدة لكل نوع في الاعتبار للتطبيق الناجح لطرق تحرير الجينوم على الكائنات الحية النموذجية غير التقليدية. ونتنبأ بأن بروتوكولات تحرير الجينوم هذه ستساعد في تنفيذ T. domestica كنموذج مختبري وعلى زيادة تسريع تطوير وتطبيق أدوات جينية مفيدة في هذا النوع.
ينتمي ثيرامبيا المحلية إلى واحدة من أكثر أوامر الحشرات القاعدية ، Zygentoma ، التي تحتفظ بدورة حياة غير اثيرية وغير جناحية. هذه الحالة الفينوغرافية القاعدية وخصائص الأجداد هذه الأنواع هي نموذج جذاب لدراسة الآليات الكامنة في نجاح الحشرات على الأرض، والتي تغطي أكثر من 70٪ من الأنواع الحيوانية الموصوفة1. T. المحلية منذ فترة طويلة تستخدم أساسا لدراسة خصائص الأجداد من علم وظائف الأعضاء الحشرية بسبب ميزات مناسبة كنموذج مختبري، مثل دورة حياة قصيرة نسبيا (2.5-3.0 أشهر من الجنين إلى البالغين الإنجابية؛ الشكل 1أ) وتربية سهلة. في العقود الثلاثة الماضية، تم توسيع استخدامه للتحقيق في خصائص الأجداد من مختلف الصفات مثل خطة الجسم، والتمايز العصبي، والإيقاعات circadian2،3،4.
ويمكن أن يؤدي تطبيق الأدوات الجينية المتقدمة في مجال ت. محلي() إلى زيادة التعجيل بهذه المساهمات في مجال بحثي واسع. تم الإبلاغ عن التدخل الناجح للرنا (RNAi) -بوساطة الجينات في الأجنة والحوريات والبالغين في T. المحلية4,5,6. لا تزال كفاءة RNAi النظامية تعتمد على الأنواع بشكل كبير - على سبيل المثال ، فهي عالية بشكل عام في coleoptera في حين أنها منخفضة في أمر lepidoptera7. ولم يتم بعد تقييم كفاءة ومدة الضربة القاضية لـ RNAi في T. domestica. بالإضافة إلى RNAi، وقد أبلغنا سابقا ناجحة CRISPR / Cas9-بوساطة الجينات بالضربة القاضية في T. المحلية8. وقد تم تطبيق نظام CRISPR / Cas على نطاق واسع لتحرير الجينوم في الحشرات خاصة بالنسبة للجين المستهدف بالضربة القاضية. ويمكن توسيع استخدامه لتطبيقات أخرى مثل مقايسة مراسل الجينات ، وتتبع نسب الخلية ، والتلاعب في النشاط النسخي عن طريق طرق في المنشآت الخارجية بعد إنشاء بروتوكول لتسليم مكونات نظام CRISPR / Cas في النوى9. جنبا إلى جنب مع الجمعية الجينومالمنشورة 10، والاستخدام على نطاق واسع وزيادة تطوير تحرير الجينوم CRISPR / Cas القائم على CAS في T. المحلية من شأنه أن يسهل الدراسات التي تركز على الآليات التطورية وراء النجاح التكيفي المعلقة للحشرات. هنا، نحن وصف بروتوكول مفصل للجنين microinjection والتزاوج الكبار T. المحلية لتوليد سلالة متحولة باستخدام CRISPR / Cas9. وبالنظر إلى هذه الطريقة الجديدة، فإننا نناقش أهمية النظر في البيولوجيا الفريدة للأنواع النموذجية غير التقليدية للتطبيقات الناجحة لهذه التقنيات.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1- صيانة مستعمرات المختبرات
2. جمع البيض وصغر الاضاءة
3. التزاوج
4 - جينوتيبينغ
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
في أيدينا، يمكن حقن حوالي 100 بيضة بشكل جيد مع الشعيرية حقن واحد عندما يكون لديه تلميح كافية (الشكل 3C). حقن مجمع gRNA/Cas9 ribonucleoprotein في الأجنة داخل أول 8 ساعة بعد وضع البيض النتائج في indels في موقع يستهدف GRNA. وهذا يسبب طفرات البجلية في بعض خلايا الجيل المحقون (G0) وبالتالي يتم الحصول على الأنماط الظاهرية الفسيفساء متحولة عادة في G0. على سبيل المثال، عندما تم استخدام هذا البروتوكول لحقن GRNA التي تم تصميمها لاستهداف الجين الأبيض، 32.6٪ من الحوريات G0 عرض خسارة جزئية لتصبغ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
بالنسبة للجيل الناجح من المتحولة T. domestica المرغوب فيها مع CRISPR/Cas9 ، من المهم أولاً جمع عدد كاف من الأجنة المرحلية للحقن. للحصول على مجموعة ثابتة من عدد كاف من البيض المحلي T. ، فإن المفتاح هو تحديد حجم مناسب للحاوية ليكون لها كثافة سكانية أقل لأنها ستساعد على الانتهاء بنجاح من سلسلة من سلوكيات التزاوج المعقدة ، والتي تتكرر بعد كل 13 من البالغين. ذكر T. المحلية الكبار ينقل الحيوانات المنوية بشكل غير مباشر إلى أنثى عن طريق الحيوانات المنوية. Sweetman (1938) وذكرت أ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
ليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
تم دعم TO و TD من قبل أرقام منحة JSPS KAKENHI 19H02970 و 20H02999 على التوالي.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| لوحة 24 بئر | Corning | 83-3738 | |
| Alt-R S.p. HiFi Cas9 Nuclease V3 ، 100 & micro ؛ ز | تقنيات الحمض النووي المتكاملة | 1081060 | |
| منظف مضاد للكهرباء الساكنة | Hozan | Z-292 | لإزالة الكهرباء الساكنة من لوحة 24 بئرا |
| صندوق حاجز 20.7 لتر | AS ONE | 4-5606-01 | حاوية كبيرة |
| FemtoJet 4i | Eppendorf | 5252000013 | حاقن دقيق إلكتروني |
| Femtotip II ، حقن شعري | Eppendorf | 5242957000 | حقن الزجاج الشعيرات الدموية |
| عبوة عالية 2440 مل | كواحد | 5-068-25 | حاوية متوسطة الحجم |
| باناسونيك | MIR-554-PJ | لمدة 37 درجة ؛ حضانة C. لا حاجة للترطيب داخل الحاضنة. | |
| KOD Fx Neo | Toyobo | KFX-101 | PCR للتنميط الجيني. محسن للتضخيم من القوالب الأولية. |
| حامل مغناطيسي | Narishige | GJ-8 | لعقد المشغل الدقيق |
| Microloader Eppendorf | 5242956003 | ||
| Micromanipulator | Narishige | MM-3 | |
| المجهر | أوليمبوس | SZX12 | للحقن المجهري. أكثر من 35X التكبير كاف للحقن |
| MultiNA | Shimadzu | MCE-202 | نظام الرحلان الكهربائي للرقاقة |
| الدقيقة NiceTac | Nichiban | NW-5 | شريط على الوجهين لوضع البيض على شريحة زجاجية |
| فرشاة الطلاء (شعر الحصان) | طبق زراعة النبات Pentel | ZBS1-0 | |
| SPL Life Sciences | 310100 | طبق التزاوج وإمدادات المياه لحاويات كبيرة ومتوسطة الحجم | |
| Proteinase K ، مؤتلف ، PCR الصف Lyophilizate من Pichia pastoris | Roche | 3115836001 | |
| SZX 12 مجهر | أوليمبوس | SZX 12 | من 35X يكفي للحقن المجهري |
| مسحوق التلك | Maruishi | 877113 | |
| Tetra Goldfish Gold | Growth Spectrum Brands | طعام السمك العادي الاصطناعي |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission