Dieses Video zeigt die grundlegenden Schritte zur Durchführung einer Gesamttranskriptomanalyse an präparierten embryonalen Rückenmarksproben von Küken nach der Transfektion mit In-Ovo-Elektroporation.
Methodenartikel
Dieses Video zeigt die grundlegenden Schritte zur Durchführung einer Gesamttranskriptomanalyse an präparierten embryonalen Rückenmarksproben von Küken nach der Transfektion mit In-Ovo-Elektroporation.
Die In-Ovo-Elektroporation des Neuralrohrs des Kükens ist eine schnelle und kostengünstige Methode zur Identifizierung der Genfunktion während der neuronalen Entwicklung. Die genomweite Analyse differentiell exprimierter Transkripte nach einer solchen experimentellen Manipulation hat das Potenzial, ein nahezu vollständiges Bild der nachgelagerten Effekte zu erhalten, die durch das transfizierte Konstrukt verursacht werden. Diese Arbeit beschreibt eine einfache Methode zum Vergleich von Transkriptomen aus Proben transfizierter embryonaler Rückenmarks, die alle Schritte zwischen der Elektroporation und der Identifizierung differentiell exprimierter Transkripte umfasst. Die erste Stufe besteht aus Richtlinien für die Elektroporation und Anweisungen für die Dissektion von transfizierten Rückenmarkshälften von HH23-Embryonen in einer ribonukleasefreien Umgebung und die Extraktion hochwertiger RNA-Proben, die für die Transkriptomsequenzierung geeignet sind. Die nächste Stufe ist die bioinformatische Analyse mit allgemeinen Richtlinien für die Filterung und den Vergleich von RNA-Seq-Datensätzen auf dem öffentlichen Galaxy-Server, wodurch eine lokale Rechenstruktur für kleine bis mittelgroße Experimente überflüssig wird. Die repräsentativen Ergebnisse zeigen, dass mit den Dissektionsmethoden qualitativ hochwertige RNA-Proben erzeugt werden und dass die Transkriptome aus zwei Kontrollproben im Wesentlichen gleich sind, eine wichtige Voraussetzung für den Nachweis von differentiellen Expressionsgenen in experimentellen Proben. Darüber hinaus wird ein Beispiel angeführt, bei dem die experimentelle Überexpression eines DNA-Konstrukts nach dem Vergleich mit Kontrollproben visuell verifiziert werden kann. Die Anwendung dieser Methode kann ein mächtiges Werkzeug sein, um neue Entdeckungen über die Funktion neuronaler Faktoren zu ermöglichen, die an der frühen Entwicklung des Rückenmarks beteiligt sind.
Genetische Untersuchungen an lebenden Organismen verwenden häufig den Hühnerembryo als Modell, weil in ovo Elektroporation stellt eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit, um embryonale Strukturen teilweise Transfektion in vivo mit DNA-Konstrukte 1-5. Bicistronische Expressionsvektoren, die ein Transkript, das ein fluoreszierendes Reporter zusammen mit dem Gen von Interesse, wie pCIG 6 oder Pmes 7 kodieren, ermöglichen eine schnelle Überprüfung der Transfektion Qualität in der gewünschten Region unter einem Stereomikroskop vor der Verarbeitung Embryonen für Downstream-Analyse.
Mit den jüngsten Fortschritten in der DNA-Sequenzierung ist es nun möglich, digitale gesamte Transkriptom Expressionsprofile von RNA-Proben unter Verwendung von RNA-Seq 8,9 erhalten. Statt also zeitaufwendige Verfahren, die Analyse von nur wenigen Genprodukte parallel ermöglichen, wie in situ Hybridisierung, Immunhistochemie und qPCR, Herstellung von cDNA-Bibliotheken fürHochdurchsatz-Sequenzierung kann Informationen des gesamten Transkriptoms. Beobachtung der experimentellen Effekte auf die Expression von jedem einzelnen Gens kann wiederum bieten leistungsstarke Einblicke in die Wege, durch das Konstrukt verwendet verändert. Dies ist besonders einfach, wenn eine genomische Anordnung für den verwendeten Organismus ist, wiederum ist damit der Hühnerembryo ein geeignetes Modell.
Wenn der Benutzer Zugang zu einer zuverlässigen Genomsequenzierung Zentrum hat, ist das Hauptproblem hoher Qualität zu erhalten RNA-Proben. Diese Arbeit zeigt, ein Verfahren zur Gewinnung von RNA Proben transfiziert Neuralrohren für RNA-Seq sowie den nachgeschalteten Schritten zur in silico Analyse der resultierenden Datensätze. Nach Elektroporation bei HH12-13 gefolgt von 48 h Inkubation wurden die transfizierten Stamm Rückenmarkshälften in Ribonuklease freien Bedingungen seziert sofort lysiert und weiteren Abbau durch ultra-niedrigem Gefrierpunkt geschützt, bis RNA-Reinigung und Bibliotheks preparatIonen.
Das Galaxy öffentlichen Server 10 bietet Zugriff auf kostenlose Ressourcen für die Analyse von Hochdurchsatz-Sequenzierungsdaten. Die Menge an Speicherplatz für registrierte Benutzer angeboten wird, genug für kleine Versuchs wodurch die Notwendigkeit für die lokalen Computerinfrastruktur. RNA-Seq Datenanalyse umfasst Filterung, Ausrichtung und Quantifizierung / Vergleich der Genexpression. Obwohl es allgemeine Richtlinien für die RNA-Seq Datenanalyse, werden Filterparameter hängen weitgehend von der Qualität der Sequenzierungs und sollte nach Qualitätskontrollanalyse der Ausgangsdaten bestimmt werden.
Dieses Protokoll beschreibt die Schritte, um zu erhalten und vergleichen RNA-Seq Profile embryonalen Hühnerrückenmark in vivo transfiziert. Als repräsentative Ergebnis Vergleich der Datensätze von zwei unabhängigen Kontrollproben mit einem leeren Vektor transfiziert zeigte, daß das Verfahren ist reproduzierbar und sollten Identifizierung differentiell Expres ermöglichensed-Transkripte in experimentellen Proben. Daher Anwendung dieser Methode hat das Potential, die Anzahl von Entdeckungen nach einem einzigen Versuch stark erhöhen und somit eine große Menge von Daten für nachfolgende Untersuchungen.
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1. elektroporieren das Konstrukt von Interesse in der Neural Tuben HH12-13 Hühnerembryonen in ovo
Verwenden Sie einen fluoreszierenden Reporter, vorzugsweise in einem bicistronischen Transkript oder mit einem interkalierenden viralen 2a Peptid 11 an das Protein von Interesse fusioniert, um eine schnelle Identifizierung von Personen mit zufriedenstellenden Niveaus der Transfektion zu ermöglichen. Anmerkung: Typische Inkubationszeit für diese Stufe ist etwa 48 Stunden bei 37,8 ° C.
2. Ernte erfolgreich transfizierter Embryonen und sezieren die elektroporiertem Spinal Cord Halbiert
HINWEIS: Dieser Vorgang dauert 2-3 Stunden für jeweils 10 Embryonen und Erträge 1-2 Ug Gesamt-RNA pro Embryo. Die Präparation der Neuralrohren erfordert feinen Bewegungen und einige Trainingseinheiten können, bevor sie auf experimentellen Proben notwendig sein.
3. Entschlacken RNA und Planen Bibliotheken für Illumina Sequenzierung
4. Vergleichen RNA-Seq Datasets in der Galaxy Public Server 10.
ANMERKUNG: Server Speicherplatz ist begrenzt und Experimente zu vergleichen viele Proben eine vollständige Löschung des Zwischendateien in den Filterschritte generiert erfordern.
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Um die beschriebene Methode zu validieren, wurden zwei Kontrollproben aus Embryonen mit dem leeren Vektor Pmes 7 und eine Probe von Embryonen mit dem gleichen Vektor, der die Einlage zu konstruieren SCRT2-ZNF, die die Zinkfinger-Domänen von Hühner SCRT2 18 kodiert, transfiziert elektroporiert erzeugt. Proben ergab 11-22 ug Gesamt-RNA wurden jeweils aus Pools von 8 bis 12 Embryonen. Alle drei Proben erzielt eine optimale RIN-Wert von 10 in einer Qualitätsprüfung mit dem Bioanalyzer Gerät an ...
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Hier bieten wir Richtlinien zur Analyse Wirkungen nach der Elektroporation des Huhns Rückenmark. Obwohl Elektroporation von DNA-Vektoren wird häufiger verwendet, um ein Gen von Interesse überexprimieren, kann man auch Konstrukte dominant Negativen quimeric Proteine oder Vorstufen Codierung verwenden für siRNAs zur Genfunktion knock-down Bedingungen 19-21 erzeugen. In der Tat kann den Vergleich der Transkriptom Profile sowohl Verstärkungs- und Verlust der Funktionsanalyse resultierenden darauf hin Gene diffe...
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Die Autoren haben nichts offenzulegen.
CYIY wird unterstützt von FAPESP (2012/14421-5) und FMV wird von einem Stipendium von FAPESP (2009/53695-0) unterstützt. Wir danken dem DNA Technologies Core an der University of California, Davis, für die Vorbereitung und Sequenzierung der RNA-Seq-Bibliotheken, die in dieser Arbeit verwendet werden, dem Galaxy-Team für die Bereitstellung einer hervorragenden und kostenlosen Schnittstelle für Tools zur Analyse von Hochdurchsatz-Sequenzierungsdaten und Dr. Marianne Bronner für die Erlaubnis, in ihrem Laborraum zu filmen.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Tusche | Jeder Lieferant | ||
| 18G x 1 1/2 Nadel | BD | 305196 | |
| 3 ml Spritze | BD | 309657 | |
| Tris | MP Biomedicals | 819620 | |
| F D & C Blau 1 | Spectra Colors Corporation | 5.FC.0010P0 | Lebensmittelfarbstoff zur Visualisierung der DNA-Injektion |
| Ringer's Solution (1 L) | |||
| - 7,2 g NaCl | Sigma-Aldrich | S-9888 | |
| - 0,37 g KCl | Sigma-Aldrich | P-4504 | |
| - 0,225 g CaCl2• 2H2O | Fisher Scientific | 10043-52-4 | |
| - 0,217 g Na2HPO4.7H2O | Sigma-Aldrich | S-9390 | |
| - 0,02 g KH2PO4 | Sigma-Aldrich | P-5379 | |
| - ddH2O auf 800 ml und pH-Wert auf 7,4 | |||
| nbsp; - ddH2O bis 1 L | |||
| - Filter und Autoklav | |||
| PBS (Phosphate Buffered Solution) (1 L) | |||
| - 8 g NaCl | Sigma-Aldrich | S-9888 | |
| - 0,2 g KCl | Sigma-Aldrich | P-4504 | |
| - 1,15 g Na2HPO4• 7H2O | Sigma-Aldrich | S-9390 | |
| - 0,2 g KH2PO4 | Sigma-Aldrich | P-5379 | |
| - ddH2O auf 800 ml und pH-Wert auf 7,2 | |||
| nbsp; - ddH2O bis 1 L und Filter | |||
| - 1 ml DEPC (Diethylpyrocarbonat) | Sigma-Aldrich | D-5758 | |
| - Kräftig schütteln und über Nacht bei Raumtemperatur | |||
| - Autoklav | |||
| Sieblöffel | Beliebiger Lieferant | ||
| Sterile 60 x 15 mm Petrischalen aus Polystyrol | Corning Life Sciences | 351007 | |
| RNaseZap RNase-Dekontaminationslösung | Life Technologies | AM9780 | |
| Chirurgische Feinspitzschere | Beliebig | ||
| Lieferant Gerade Pinzette mit feiner Spitze | Beliebig Lieferant | ||
| Gezogene Glasnadel aus 1,1 x 75 mm Glaskapillarröhrchen | Kimble Chase | 40A502 | |
| 9'' Glas Pasteurpipette | Beliebiger Lieferant | ||
| Manuelle Pipettenpumpe | Beliebiger Lieferant | ||
| Durchsichtige 1,5 ml Mikrozentrifuge Polypropylen-Röhrchen | Corning Life Sciences | MCT-150-C | |
| Mikrozentrifuge | Jeder Lieferant | ||
| RNAlater Lösung für die RNA-Stabilisierung | Life Technologies | AM7020 | |
| RNAwässriges Gesamt-RNA-Isolierungskit | Life Technologies | AM1912 | |
| Molekularbiologisches Ethanol | Jeder Lieferant | ||
| RNA 6000 Nano Kit | Agilent Technologies | 5067-1511 | |
| 2100 Elektrophorese Bioanalysegerät | Agilent Technologies | G2939AA | |
| Truseq RNA-Probenvorbereitungskit v2 | Illumina | RS-122-2001/RS-122-2002 |
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