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Insertionsmutagenese hat sich als ein leistungsfähiges Konzept zu sezieren Gen-Funktion in verschiedenen Modellsystemen von einzelligen Organismen wie Bakterien und Hefe zu mehrzelligen Organismen wie Mäusen und Pflanzen. Alle exogenen DNA (Viren, Transposon oder Plasmid) kann als mutagen durch Unterbrechung wesentlichen Elemente von Genen wie Exons oder Promotoren dienen. Die effektive Ziel solcher einfachen Ansätzen ist in großen, komplexen Genomen äußerst gering, da die Exons umfassen nur 1-3% eines typischen Wirbeltier-Genoms. Kleine effektive Zielgröße kann durch sehr hohe Vektorintegration Raten überwunden werden, wie durch den enormen Erfolg von retroviralen Insertionsmutagenese in Zebrafisch 11,12 veranschaulicht. Im Gegensatz dazu Introns enthalten etwa 20-30% der Wirbeltiere Genome. Im Zebrafisch, Transposon-basierte Insertionsmutagenese-Vektoren, die effektiv null-oder schwere hypomorphen Mutationen auf die Integration in Introns einzuführen wurden "Gen namens brechen transposons "(Haftungshinweise Stellenangebote AGBs) 10.08. Für eine effiziente Genfallenintegration, verwenden sie eine minimale Tol2 Transposon 13,14. Mutagenität von Haftungshinweise Stellenangebote AGBs setzt auf Fisch gewonnene Spleiß-Akzeptor-und Transkriptions Kündigung / Polyadenylierungssequenzen. Die für die GBT Mutagenität verantwortlich Elementen flankiert werden durch direkten loxP-Stellen zur Exzision von Cre-Rekombinase. Somit Injektion von Cre-mRNA führt zu einer effizienten Reversion GBT-induzierten Mutationen, obwohl einige Transposon-Sequenzen bei der Integration Locus 9,10 bleibt.
Die kürzlich veröffentlichten GBT Vektoren verwenden mRFP als Gene-Trap-Reporter 9,10, was zu zwei potenzielle Mängel. Erstens ist es nicht bekannt, welcher Anteil des Zebrafisch-Gene auf einem ausreichend hohen Niveau, um durch direkte Fluoreszenz-Reporter-Fusionsproteine nachgewiesen werden ausgedrückt. Zweitens, nur eine kleine Untergruppe von Genen erwartet, dass wesentliche Funktionen haben. Es wurde geschätzt, dass es nur 1,400-2,400 Gene für Zebrafisch erforderlich development 15,16. Die meisten Gen-Trap-Mutanten sind nicht zu erwarten, offene Phänotypen angezeigt, weshalb die begrenzten Nutzen haben. Um diese beiden Beschränkungen zu überwinden, haben wir GBT-R15 9,10 modifiziert, um mit Gal4-VP16 als primäre Gene-Trap-Reporter verwenden (Balciuniene et al. In Vorbereitung). Wie bei August-less mRFP in GBT-R15 wurde die Translationsstartstelle von Gal4-VP16 entfernt. Für den direkten Nachweis von Gen-Trap-Ereignisse enthalten unsere Vektoren eine eGFP-Reporter unter der Kontrolle von 14x Gal4 UAS 17,18.
Mehrere zusätzliche Funktionen sind in unserem zweiteiligen Genfallenvektors entwickelt. Die Fachhochschule: eGFP-Kassette wird durch direkte FRT-Stellen (grau Chevrons in Abbildung 1) flankiert. Die Injektion von Flp-Rekombinase mRNA führt zur Exzision der Fachhochschule: eGFP-Kassette, so dass die Gene-Trap-Mutation durch eGFP-Fluoreszenz nicht markiert. Sie kann dann in transgenen Linien, die spezifischen Geweben oder Entwicklungs Veranstaltungen von GFP-Fluoreszenz zu markieren verwendet werden. Wie in anderenHaftungshinweise Stellenangebote AGBs wird das gesamte Gen-Trap-Kassette durch direkten loxP-Stellen (offene Fünfecke in Fig. 1) flankiert. Dies macht Gen-Trap-Ereignisse reversibel durch Expression von Cre-Rekombinase, ohne Festlegung Nachweis der Kausalität Beziehung zwischen einem spezifischen Gen-Trap-Integration und-Phänotyp beobachtet (Abbildung 2). Schließlich wird das Gen-Trap-Kassette durch invertierte I-SceI-Meganuclease Stellen (schwarze Dreiecke in Fig. 1) flankiert. In Drosophila Transposon Integrationen werden oft Deletionen (Mängel), die durch ungenaue Exzision des P-Element umgewandelt. Es gibt keine Beweise dafür, dass Exzision Tol2 Transposons (oder jede andere Transposons bei Wirbeltieren wie Dornröschen, PiggyBac oder Ac / Ds aktiv) kann zu Streichungen führen. Deshalb I-SceI-Sites als potentielle Ersatz Verfahren zur Induktion von Deletionen, obwohl es keinen Beweis, dass I-SceI können Deletionen im Zebrafisch zu induzieren. Es sollte angemerkt werden, dass, während I-SceI MegaNuklease verwendet werden, um Transgenese im Zebrafisch zu erleichtern, ist eine DNA-Spaltung von I-SceI-Meganuclease, DNA-Reparaturmechanismen, einschließlich fehleranfällig nicht-homologen Endverbindung, in Hefe-und Säugerzellen 19-22 studieren.
Integration unserer Genfallenvektors können eGFP-Expression durch zwei verschiedene Mechanismen führen. Die erste ist eine wahre Gen-Trap-Ereignisses (Fig. 1C): Der Vektor integriert sich in einem Gen (IMG des mutierten Gens durch Insertion), eine Fusion zwischen dem Transkript 5 'des endogenen IMG Transkript und der Gal4-VP16 hergestellt und in eine für Fusionsprotein, das den N-Terminus des Proteins durch IMG und Gal4-VP16 codiert. Dieses Fusionsprotein bindet an die UAS-14x und aktiviert die Transkription von eGFP. Die zweite, weniger wünschenswert Ereignis ein Enhancer-Trap (1D): der Minimalpromotor vor eGFP fallen unter die Kontrolle eines Verstärkers in der Nähe der Integrationsstelle, was zur Produktion von eGFP in der ab-Sinn des Gal4-VP16 Produktion. In unserer Schätzung 30-50% eGFP-Expression Ereignisse aufgrund einer Enhancer-Trap und 50-70% sind aufgrund eines Gen-Trap-23 (Balciuniene et al. In Vorbereitung). Um zwischen diesen beiden Klassen von Ereignissen zu unterscheiden, die wir gemacht haben 14xUAS: mRFP transgenen Linie (Abbildung 1B), der Einfachheit halber von der Linse spezifische γCry gekennzeichnet: (. Balciuniene et al in Vorbereitung) GFP. Gen-Trap-Ereignisse werden durch Co-Expression von GFP und RFP (vergleiche C und D in Fig. 2) überprüft.
In unserer Pilot Bildschirm, erholte wir über 40 Gene-Trap-Ereignisse nach dem Screening 270 F0 Fisch mit einer Mischung aus Transposon-DNA und mRNA Transposase injiziert. Nsf und flr: Zwei unserer Genfallenintegrationen haben in Genen, die mit zuvor veröffentlichten chemisch induzierten Mutanten aufgetreten. Die Phänotypen der Insertionsmutanten nsf tpl6 und flr tpl24 sind oberflächlich nicht von der Phänotyps der entsprechenden chemisch induzierten Mutanten. Wir haben auch festgestellt, dass die Gen-Trap-Ereignisse werden in Richtung der Introns in der Nähe von dem 5'-Ende von Genen, die vorgespannt ist, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Null-Allelen zu. Wir beobachten eine gewisse UAS-Silencing (Vielfarbigkeit) in alle unsere Gene-Trap-Linien, und einige Loci sind deutlich anfälliger für Vielfarbigkeit als andere. Wir glauben nicht, dass FH-Silencing ist ein erhebliches Problem für die Ausbreitung der Gene-Trap-Linien, wie wir in der Lage, leicht zu propagieren alle unsere Gene-Trap-Linien durch mindestens fünf Generationen, indem Sie auf GFP-Expression allein.