Method Article

Laser Mikrodissektion Angewandt auf Gene Expression Profiling von Untergruppe von Zellen aus dem Drosophila Wing Disc

DOI:

10.3791/1895

April 30th, 2010

In This Article

Summary

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Laser Mikrodissektion wurde angewandt, um Gene Expression Profiling in bestimmten Kompartimenten des Drosophila Flügel Scheibe analysieren unterzogen, um lokalisierte RNAi In vivo. RNA aus entsprechenden Bereichen zum Schweigen gebracht und unsilenced Fächer extrahiert wurde durch quantitative RT-PCR analysiert, um vergleichende Genexpressionsanalysen im Rahmen der nativen Gewebe Mikroökologie bestimmen.

Abstract

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Heterogene Natur des Gewebes hat sich ein limitierender Faktor bei der Menge an Informationen, die aus biologischen Proben erzeugt werden können, Kompromisse Downstream-Analysen. Angesichts der komplexen und dynamischen zellulären Verbänden bestehende in vielen Geweben, um die in vivo Interaktionen gründliche molekulare Analyse rekapitulieren muss man in der Lage sein bestimmte Zellpopulationen in ihrer Muttersprache Kontext zu analysieren. Laser-vermittelte Mikrodissektion kann dieses Ziel zu erreichen, so dass eine eindeutige Identifizierung und erfolgreichen Ernte der Zellen von Interesse unter der direkten mikroskopischen Visualisierung unter Beibehaltung molekulare Integrität. Wir haben diese Technologie angewendet, um die Genexpression in definierten Gebieten der Entwicklungsländer Drosophila Flügel Disc, die ein vorteilhaftes Modellsystem, um Wachstum zu kontrollieren, der Zelldifferenzierung und Organentwicklung Studie stellt analysieren. Larven Imaginalscheiben sind frühzeitig in die vorderen und hinteren, dorsalen und ventralen Kammern durch Abstammung Einschränkung Grenzen unterteilt. Die Nutzung der induzierbaren GAL4-UAS binärer Ausdruck System, jedes dieser Fächer können gezielt in transgenen Fliegen Ausdruck einer UAS-GFP-Transgen unter der Kontrolle der entsprechenden GAL4-Treiber bauen gekennzeichnet werden. In den transgenen Discs können Genexpressionsanalysen von diskreten Untergruppen von Zellen genau nach Laser-vermittelte Mikrodissektion bestimmt werden, mit dem fluoreszierenden GFP-Signal an lasergeschnittenen führen.

Unter der Vielzahl der nachgelagerten Anwendungen, konzentrierten wir uns auf RNA-Transkript Profilierung nach lokalisierten RNA-Interferenz (RNAi). Mit dem Aufkommen der RNAi-Technologie können GFP-Markierung mit lokalisierten Knockdown von einem bestimmten Gen gekoppelt werden, so dass der Transkriptions-Reaktion eines diskreten Zellpopulation, die Gen-Silencing bestimmten. Zur Validierung dieses Ansatzes haben wir entsprechende Bereiche der Scheibe aus dem hinteren (gekennzeichnet durch die GFP-Expression) zerlegt, und die anterior (unbeschriftet) Fach auf regionaler Silencing in der P-Fach eines ansonsten ubiquitär exprimierten Gen. RNA wurde aus mikrodissezierten zum Schweigen gebracht und unsilenced Bereichen und vergleichende Genexpressionsanalysen mittels quantitativer real-time RT-PCR bestimmt extrahiert. Wir zeigen, dass diese Methode effektiv für eine genaue Transkriptomik von Teilmengen von Zellen innerhalb des Drosophila Imaginalscheiben angewendet werden. In der Tat, während der massive Scheibe Zubereitung als Quelle der RNA in der Regel davon ausgegangen Zelle Homogenität, ist es bekannt, dass transkriptionelle Expression kann stark variieren innerhalb dieser Strukturen in Folge der Positionsinformationen. Mit lokalisierten fluoreszierenden GFP-Signal an lasergeschnittenen Führer, können genauere transkriptionelle Analysen durchgeführt werden und profitabel zu verschiedenen Anwendungen, einschließlich Abschrift Profilierung der verschiedenen Zelllinien in ihrer Muttersprache Kontext angewendet.

Protocol

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Teil 1. Vorbereitung von Drosophila Imaginal Flügel Discs unterzogen Spezifische und lokalisierte RNAi.

Als biologisches Material verwendeten wir Drosophila imaginalen Flügel Scheiben aus transgenen Larven unterzogen, um die lokale und spezifische Gen-Silencing durch die GAL4/UAS System 1 erhalten. Diese Larven Nachkommen entstammt das aus einer genetischen Kreuzung mit zwei elterlichen Linien: eine Durchführung der GAL4-Treiber, der zweite die UAS-Responder. Neben GAL4 in einem bestimmten zeitlichen und / oder räumliche Muster auszudrücken, trägt der Fahrer Linie ein UAS-GFP-Reporter, dass die GAL4 Ausdruck Dom....

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Discussion

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Mit Bezug auf ihre basale Expression in der vorderen / hinteren Abteile unsilenced Flügel Scheiben erreicht, wurde die Aktivität des ausgewählten Gens X gefunden reduziert auf 40% bei Schweigen. Im Gegensatz dazu war eine seiner vermeintlichen Ziele (Gene Y) deutlich hochreguliert (7-facher Anstieg) gefunden, was uns zu der Hypothese bestätigen, dass es negativ wurde von Gen X. geregelt

Wir schließen daraus, dass die oben beschriebenen experimentellen Ansatz erfolgreich auf die Validierung v.......

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Acknowledgements

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Die Autoren bedanken sich prof. Chiara Campanella und AMRA Center of Competence der Universität Neapel Federico II in Neapel, Italien, für die Bereitstellung von ihnen mit dem Einsatz des Lasers Microdissector, und Herr Vincenzo Vicidomini für die großzügige Hilfe bei der 3D-Animation.

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Materials

Fly-Stämme

Drosophila UAS-silencing Linien können von VDRC RNAi-Sammlung 2 erhalten werden. Eine Sammlung von GAL4-Fahrer Linien ist an der Bloomington Drosophila Stock Center (Indiana, USA) zur Verfügung.

Ausstattung

Erforderliche Ausrüstung umfasst Laser Microdissector (Leica LMD6000), Coulter Microfuge 22R (Beckman), PCR (BIO-RAD Mein Cycler), Real Time PCR (BIO-RAD iQ5).

Werkzeuge

Benötigte Werkzeuge sind: Glas Brunnen, Pinsel, Pinzette Mikrodissektion, hängenden Tropfen gleitet, Insekten-Pins auf Injektionsnadeln, Metallrahmen mit PET-Membran-, Kunststoff-Rohre (50 ml, 05 ml, 0,25 ml) montiert.

References

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  1. Elliott, D. A., Brand, A. H. The GAL4 System A Versatile System for the Expression of Gene. Dahmann, C. , Humana Press Inc. Totowa, NJ. (2008).
  2. Klein, T. Wing disc development in the fly: the early stages. Current Opinion in Genetics & Development. 11, 470-475 (2001).
  3. Dietzl, G.

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Laser MicrodissectionDrosophila Wing DiscGene Expression ProfilingRNA InterferenceGAL4 UAS SystemGFP LabelingReal Time PCRRNA ExtractionTissue DissectionFluorescent Imaging

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