تصف المقالة الطرق والكواشف اللازمة لأداء تفاعل سلسلة التهجين RNA مضان كامل التركيب في الموقع (HCR RNA WM-FISH) للكشف عن رؤى حول الدقة المكانية والخلوية لجينات المستقبلات الحسية الكيميائية في هوائي البعوض والجس الفكي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تصف المقالة الطرق والكواشف اللازمة لأداء تفاعل سلسلة التهجين RNA مضان كامل التركيب في الموقع (HCR RNA WM-FISH) للكشف عن رؤى حول الدقة المكانية والخلوية لجينات المستقبلات الحسية الكيميائية في هوائي البعوض والجس الفكي.
البعوض هو ناقل فعال للأمراض الفتاكة ويمكنه التنقل في بيئته الكيميائية باستخدام المستقبلات الحسية الكيميائية المعبر عنها في الزوائد الشمية. إن فهم كيفية تنظيم المستقبلات الحسية الكيميائية مكانيا في الزوائد الشمية الطرفية يمكن أن يوفر نظرة ثاقبة حول كيفية تشفير الرائحة في نظام حاسة الشم للبعوض وإبلاغ طرق جديدة لمكافحة انتشار الأمراض التي ينقلها البعوض. يسمح ظهور الجيل الثالث من تفاعل سلسلة التهجين RNA الكامل في التهجين في التهجين الموقع (HCR RNA WM-FISH) برسم الخرائط المكانية والتنميط المتزامن للتعبير عن جينات حسية كيميائية متعددة. هنا ، نصف نهجا متدرجا لأداء HCR RNA WM-FISH على هوائي البعوض Anopheles وجس الفك العلوي. قمنا بالتحقيق في حساسية هذه التقنية من خلال فحص ملف تعريف التعبير للمستقبلات الشمية الأيونية. سألنا عما إذا كانت تقنية HCR WM-FISH الموصوفة مناسبة للدراسات المتعددة عن طريق ربط مجسات الحمض النووي الريبي بثلاثة فلوروفورات متميزة طيفيا. قدمت النتائج دليلا على أن HCR RNA WM-FISH حساس بشدة للكشف في وقت واحد عن جينات حسية كيميائية متعددة في الهوائي والزوائد الشمية الجسية الفكية. وتشهد المزيد من التحريات على ملاءمة HCR WM-FISH لتحديد سمات التعبير المشترك لأهداف الحمض النووي الريبي المزدوج والثلاثي. هذه التقنية ، عند تطبيقها مع التعديلات ، يمكن أن تكون قابلة للتكيف لتوطين الجينات ذات الأهمية في الأنسجة الشمية لأنواع الحشرات الأخرى أو في الزوائد الأخرى.
تعتمد ناقلات البعوض مثل Anopheles gambiae على ذخيرة غنية من الجينات الحسية الكيميائية المعبر عنها في الزوائد الشمية المحيطية لتزدهر في عالم كيميائي معقد وتحديد الروائح ذات الصلة سلوكيا المنبعثة من المضيفين البشريين ، واكتشاف مصادر الرحيق ، وتحديد مواقع وضع البيض1. يتم إثراء هوائي البعوض وجس الفك العلوي بالجينات الحسية الكيميائية التي تدفع اكتشاف الرائحة في هذه الزوائد الشمية. ثلاث فئات رئيسية من القنوات الأيونية ذات البوابات تدفع الكشف عن الرائحة في الزوائد الشمية للبعوض: مستقبلات الرائحة (ORs) ، التي تعمل مع مستقبلات مستقبلات مشتعلة ملزمة للرائحة (Orco) ؛ المستقبلات الأيونية (IRs) ، التي تتفاعل مع واحد أو أكثر من مستقبلات الأشعة تحت الحمراء (IR8a و IR25a و IR76b) ؛ المستقبلات الحسية الكيميائية الذوقية (GRs) ، والتي تعمل كمركب من ثلاثة بروتينات للكشف عن ثاني أكسيد الكربون (CO2) 1,2.
يعد مضان الحمض النووي الريبي في الموقع التهجين أداة قوية للكشف عن التعبير عن mRNA3 الداخلي. بشكل عام ، تستخدم هذه الطريقة مسبار حمض نووي مفرد تقطعت به السبل يحمل علامة الفلوروفور مع تسلسل مكمل ل mRNA المستهدف. يسمح ربط مسبار الحمض النووي الريبي الفلوري بالحمض النووي الريبي المستهدف بتحديد الخلايا التي تعبر عن نسخة من الاهتمام. تتيح التطورات الحديثة الآن اكتشاف النصوص في أنسجة البعوض الكاملة 4,5. استخدم الجيل الأول من تقنية تفاعل سلسلة التهجين (HCR) مضخم HCR قائم على الحمض النووي الريبي. تم تحسين هذا في طريقة الجيل الثاني التي استخدمت بدلا من ذلك الحمض النووي الهندسي لمكبر الصوتHCR 6,7. أدت هذه الترقية إلى زيادة 10x في الإشارة ، وانخفاض كبير في تكلفة الإنتاج ، وتحسن كبير في متانة الكواشف 6,7.
في البروتوكول ، وصفنا استخدام الجيل الثالث من مضان الحمض النووي الريبي الكامل HCR في طريقة التهجين في الموقع (HCR RNA WM-FISH) المصممة للكشف عن التوطين المكاني والتعبير عن أي جين 8,9. تستخدم هذه الطريقة المكونة من خطوتين أولا مجسات الحمض النووي الخاصة ب mRNA محل الاهتمام ، ولكنها تحتوي أيضا على تسلسل التعرف على البادئ. تستخدم الخطوة الثانية دبابيس الشعر الموسومة بالفلوروفور والتي ترتبط بتسلسل البادئ لتضخيم إشارة الفلورسنت (الشكل 1). تسمح هذه الطريقة أيضا بتعدد إرسال اثنين أو أكثر من مجسات الحمض النووي الريبي وتضخيم إشارات المسبار لتسهيل اكتشاف الحمض النووي الريبي وقياسه8. يوفر تصور وفرة النسخ وأنماط توطين الحمض النووي الريبي للجينات الحسية الكيميائية المعبر عنها في الزوائد الشمية السطر الأول من التبصر في وظائف الجينات الحسية الكيميائية وتشفير الرائحة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. الاعتبارات وإعداد المواد
2. التثبيت المسبق للأنسجة
3. تشريح الأنسجة
4. الأنسجة بعد التثبيت
5. التحقيق في التهجين
6. تضخيم التحقيق
7. تصاعد عينة الأنسجة
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكشف القوي عن الجينات الحسية الكيميائية في هوائي الأنوفيليس
قمنا بالتحقيق في حساسية طريقة HCR FISH (الشكل 1) للكشف عن تعبير المستقبلات الحسية الكيميائية في الأنسجة الشمية للبعوض. مسترشدين ببيانات نسخة الحمض النووي الريبي التي تم الإبلاغ عنها سابقا على هوائي بعوضة الأنوفيليس الأنثوية ، أنشأنا تحقيقات لاستهداف مجموعة متنوعة من الأشعة تحت الحمراء. كشف متوسط قيم النسخ من أربع دراسات مستقلة لنسخ الهوائيات أن Ir41t.1 (11 RPKM) و Ir75d (12 RPKM) و Ir7t (13 RPK...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتميز الجيل الثالث من تفاعل سلسلة التهجين (HCR) بحساسيته وقوته لتصور العديد من أهداف الحمض النووي الريبي8. تم استخدام HCR WM-FISH بنجاح على أجنة ذبابة الفاكهة والدجاج والفئران وسمك الزرد وكذلك يرقات الديدان الخيطية وسمك الزرد10،16،17. عادة ما تكون هوائيات البعوض وملامس الفك العلوي عرضة للتألق الذاتي العالي واختراق المسبار الضعيف الذي يمثل تحديا خاصا عند إجراء الطرق التقليدية الكاملة في الموقع...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
نشكر مارجو هير ومختبر ليزلي فوشال على مشاركة بروتوكول التهجين في الموقع لملاحق الزاعجة المصرية الشمية. تم دعم هذا العمل بمنح من المعاهد الوطنية للصحة إلى C.J.P. (NIAID R01Al137078) ، وزمالة HHMI Hanna Gray إلى JIR ، وجائزة مسرع جونز هوبكنز لما بعد الدكتوراه إلى JIR ، وزمالة ما بعد الدكتوراه من معهد جونز هوبكنز لأبحاث الملاريا إلى JIR. ونشكر معهد جونز هوبكنز لبحوث الملاريا ومؤسسة بلومبرغ الخيرية على دعمهما.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| التضخيم العازلة | للأدوات الجزيئية | للأدوات الجزيئية، Inc. | التهجين في الموقع + التألق المناعي | 50 مل |
| كلوريد الكالسيوم (CaCl2) 1M & nbsp ؛ | سيجما ألدريتش | 21115-100 مل | |
| كيتيناز | سيجما ألدريتش | C6137-50UN | |
| كيموتريبسين | سيجما ألدريتش | CHY5S-10VL ؛ | |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) | سيجما ألدريتش | 472301 | |
| أنبوب إيبندورف | VWR | 20901-551 | 1.5 مل |
| ملقط | دومون | 11251 | رقم 5 |
| طرف تحميل هلام | كوستار | 4853 | 1-200 & مايكرو ؛ L طرف |
| دبابيس الشعر | الأدوات الجزيئية | للأدوات الجزيئية ، وشركة | التهجين في الموقع + الانقسام | h1 و h2 البادئ انقسام |
| HEPES (1M) | Sigma-Aldrich | H0887 | |
| IR25a | مسبار الأدوات الجزيئية | مجموعة المسبار: PRK149 | AGAP010272 |
| IR41t.1 مسبار | الأدوات الجزيئية | معرف مجموعة المسبار: PRK978 | AGAP004432 |
| IR64a مسبار | أدوات جزيئية | معرف مجموعة المسبار: PRK700 ؛ | AGAP004923 |
| IR75d مسبار | الأدوات الجزيئية | مسبار مجموعة المعرف: PRK976 | AGAP004969 |
| IR76b مسبار | الأدوات الجزيئية | مسبار مجموعة المعرف: PRI998 | AGAP011968 |
| IR7t مسبار | الجزيئية | معرف مجموعة المسبار: PRL355 | AGAP002763 |
| IR8a مسبار | الأدوات الجزيئية | معرف مجموعة المسبار: PRK150 | AGAP010411 |
| LoBind Tubes | VWR | 80077-236 | 0.5 مل DNA / RNA LoBind أنابيب |
| المغنيسيوم كلوريد (MgCl2< / sub>) 1M | ثيرمو | فيشر AM9530G | |
| الميثانول | فيشر ؛ | A412-500 | |
| ماء خال من Nuclease | Thermo Fisher | 43-879-36 | |
| Nutator | Denville Scientific | Model 135 | 3-D Mini Rocker |
| Orco Probe | Molecular | Tool Investigation Set ID PRD954 | AGAP002560 |
| Paraformaldehyde (20٪) | خدمات المجهر الإلكتروني ؛ | 15713-S | |
| محلول ملحي مخزن بالفوسفات (10X PBS) | Thermo Fisher | AM9625 | |
| المخزن المؤقت لتهجين المسبار | الأدوات الجزيئية | https://www.molecularinstruments.com/ | 50 مل |
| المخزن المؤقت للغسيل | المسبار الأدوات الجزيئية للأدوات | الجزيئية، Inc. | التهجين في الموقع + التألق المناعي | 100 مل |
| بروتيناز K | ثيرمو فيشر | AM2548 | |
| سترات الصوديوم المالحة (SSC) 20x & nbsp ؛ | ثيرمو فيشر | 15-557-044 | |
| SlowFade Diamond | Thermo Fisher | محلول تركيب | S36972 |
| كلوريد الصوديوم (NaCl) 5M | Invitrogen | AM9760G | |
| Triton X-100 & nbsp ؛ (10٪) | سيجما ألدريتش | 93443 | |
| Tween-20 (10٪) Teknova | T0027 | ||
| Watch glass | Carolina | 742300 | 1 5/8 "مربع; شفاف |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.