Hier präsentieren wir eine Zelle Dissoziation Protokoll für effizient bei geringen Fülle innerhalb des visuellen Systems der Drosophila durch Fluoreszenz aktiviert Zelle Sortieren (FACS) Zellen zu isolieren.
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Methodenartikel
Hier präsentieren wir eine Zelle Dissoziation Protokoll für effizient bei geringen Fülle innerhalb des visuellen Systems der Drosophila durch Fluoreszenz aktiviert Zelle Sortieren (FACS) Zellen zu isolieren.
Verbesserungen in der Empfindlichkeit der Sequenzierung der nächsten Generation haben die Anwendung von transkriptomischen und genomische Analysen auf eine kleine Anzahl von Zellen erleichtert. Nutzt diese Technologie, um die Entwicklung in dem visuellen System von Drosophila zu untersuchen, die eine Fülle von Zelle-spezifischen genetischen Werkzeuge bietet, liefert einen leistungsfähigen Ansatz für die Bewältigung der molekularen Grundlagen der Entwicklung mit genauen zellulären Auflösung. Für einen solchen Ansatz realisierbar ist es wichtig in der Lage, zuverlässig und effizient bei geringen Fülle im Gehirn Zellen zu reinigen. Hier präsentieren wir Ihnen eine Methode, die effiziente Reinigung von einzelnen zellklonen im genetischen Mosaik Experimente ermöglicht. Mit diesem Protokoll erreichen wir konsequent einen hohen zellulären Ertrag nach der Reinigung mit Fluoreszenz Zelle Sortieren (FACS) (~ 25 % aller markierten Zellen) aktiviert, und erfolgreich Transkriptom-Analysen auf einzelne zellklonen erzeugt durch Mosaik-Analyse mit einem tragen Zelle Marker (MARCM). Dieses Protokoll ist ideal für die Anwendung von transkriptomischen und genomische Analysen zu spezifischen Zelltypen im visuellen System in verschiedenen Stadien der Entwicklung und im Zusammenhang mit verschiedenen genetischen Manipulationen.
Das visuelle System von Drosophila ist ein hervorragendes Modell für die Erforschung der genetischen Grundlagen von Entwicklung und Verhalten. Es umfasst eine stereotype zellulären Architektur1 und eine erweiterte genetische Toolkit zur Bearbeitung von bestimmten Zelle Arten2,3. Die große Stärke dieses Systems ist die Fähigkeit, selbstständig zu verhören Genfunktion in Zelltypen des Interesses mit einzelligen Auflösung, mit genetischen Mosaik Methoden4,5. Wollten wir diese genetische Werkzeuge mit den jüngsten Fortschritten in der nächsten Generation Sequenzierung durchzuführen Zelle typspezifischen transkriptomischen kombinieren und genomische Analysen in einzelne Zelle Klone in genetischen Mosaik Experimente.
Um dies zu erreichen, ist es wichtig, eine robuste und effiziente Methode, um niedrige reichlich Zellpopulationen im Gehirn selektiv isolieren zu entwickeln. Zuvor haben wir ein Protokoll für bestimmte Zelltypen im visuellen System während pupal Entwicklung durch FACS zu isolieren und bestimmen ihre Transkriptom mittels RNA-Seq6entwickelt. In diesen Experimenten wurden die überwiegende Mehrheit der Zellen eines bestimmten Typs (z. B. R7 Photorezeptoren) eindringmittel beschriftet. Mit dieser Methode in genetischen Mosaik-Experimente, wobei nur eine Teilmenge von Zellen des gleichen Typs sind beschriftet, konnten wir genügend Zellen zur Sequenzierung Qualitätsdaten erhalten zu isolieren. Um dieses Problem anzugehen, haben wir versucht, den zellulären Ertrag zu steigern, durch die Verbesserung der Zelle Dissoziation Protokoll.
Unser Ansatz war es, die Gesamtlänge des Protokolls zum Maximieren der Gesundheit der dissoziierten Zellen, Verbesserung der zellulären Gesundheit durch Veränderung der Dissektion und Dissoziation Puffer zu verringern, und reduzieren die Menge der mechanischen Störung des sezierten Gewebes. Wir testeten die verbesserte Protokoll7 mit Mosaik-Analyse mit einem tragen Zelle Marker5 (MARCM), wodurch Generation Single eindringmittel beschriftet Klone von bestimmten Zelltypen, die Wildtyp oder Mutant für ein Gen des Interesses an einer Ansonsten heterozygot fliegen. Wo unter identischen Bedingungen unserer früheren Protokoll konnte nicht genügend Material für RNA-Seq generiert, war das verbesserte Protokoll erfolgreich. Wir reproduzierbar zellulären ertragreich (~ 25 % der markierten Zellen) und hohe Datenqualität RNA-Seq von weniger als 1.000 Zellen7erhalten.
Eine Reihe von Protokollen sind bisher beschrieben worden, um bestimmte Zelltypen in Drosophila6,8,9,10,11,12,13 isolieren , 14 , 15 , 16. diese Protokolle sind vor allem gedacht für die Isolierung von Zellen, die reichlich im Gehirn sind. Unser Protokoll ist optimiert für geringe reichlich Zell-Populationen (weniger als 100 Zellen pro Gehirn) im visuellen System mit FACS für nachfolgende transkriptomischen und genomische Analysen zu isolieren. Mit diesem Protokoll wollen wir bieten eine Möglichkeit, niedrige reichliche Zellen aus dem Fliegen visuelle System indem Sie FACS und hohe Datenqualität durch RNA-FF Transkriptom reproduzierbar zu isolieren
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1. Planung vor dem Experiment
2. fliegen Arbeit
Hinweis: Fliegen sind bei 25 ° C mit ca. 50 % Luftfeuchtigkeit ausgelöst, sofern nicht anders angegeben. Unterhalb der Genotyp der Weibchen ist als Genotyp F, und das Männchen als Genotyp M angegeben.
3. die Probenvorbereitung
Hinweis: Alle in diesem Protokoll verwendeten Reagenzien sind in der Tabelle der Materialienaufgeführt.
4. Vorbereitung cDNA-Bibliotheken und Sequenzierung von Smart-seq2
Hinweis: Zur Minimierung von technischen Variabilität machen die cDNA-Bibliotheken zur gleichen Zeit, und sie auf die gleichen Durchflusszelle Sequenz.
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Allgemeine Regelung
Ein allgemeines Schema des Protokolls ist in Abbildung 1dargestellt. Das Protokoll gliedert sich in drei Hauptteile: Arbeit, Probenvorbereitung, Sequenzierung und Analyse von Daten zu fliegen. Die "Planung vor dem Experiment" Sitzung des Protokolls ist nicht in das allgemeine Schema der Einfachheit halber enthalten.
Timeline
Ein Kalender de...
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Dieses Protokoll ist einfach und nicht technisch schwierig zu realisieren, aber es gibt einige wichtige Schritte, die wenn Sie übersehen wird dazu führen, dass eine erhebliche Reduzierung in zellulären Ausbeute. (Schritt 2.3.2.) Es ist entscheidend, dass Kreuze gesund sind, und dass das Essen nicht austrocknet. Regelmässige Bewässerung der Kreuze ist wichtig, die Anzahl der fliegen zur Dissektion zu maximieren, die von der richtigen Genotyp und in der richtigen Phase der Entwicklung. Wie oft kreuzen müssen gewässert werd...
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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessenkonflikte.
Diese Forschung wurde durch das NINDS von den National Institutes of Health unter prämiennummer K01NS094545, Andgrants von Lefler Mitte für die Studie von neurodegenerativen Erkrankungen finanziert. Wir erkennen Kalkung Tan und Jason McEwan für wertvolle Gespräche.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Liberase TM | Roche | 5401127001 | Proteolytische Enzymmischung |
| NaCl | Sigma-Aldrich | S3014 | |
| KCl | Sigma-Aldrich | P9541 | |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | S9638 | |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | S5761 | |
| Glukose | Sigma-Aldrich | G0350500 | |
| L-Glutathion | Sigma-Aldrich | G6013 | |
| Hitzeinaktiviertes Rinderserum | Sigma-Aldrich | F4135 | |
| Insulinlösung | Sigma-Aldrich | I0516 | |
| L-Glutamin | Sigma-Aldrich | G7513 | |
| Penicillin-Streptomycin Lösung | Sigma-Aldrich | P4458 | |
| Schneider's Nährmedium | Gibco | 21720024 | |
| Papain | Worthington | LK003178 | |
| 2-Mercaptoethanol | Sigma-Aldrich | M6250-100ML | |
| RNeasy Micro Kit | Qiagen | 74004 | RNA-Aufreinigungskit |
| RNase-freies DNase | Qiagen | 79254 | |
| SuperScript II Reverse Transkriptase | Life Technologies | 18064-014 | |
| dNTP Mix | Life Technologies | R0191 | |
| MgCl2 Lösung | Sigma-Aldrich | M1028-10X1ML | |
| Betainlösung | Sigma-Aldrich | B0300-1VL | |
| RNaseOUT | Life Technologies | 10777-019 | |
| Q5 High-Fidelity 2x Master Mix | New England Biolabs | M0492S | |
| MinElute PCR Aufreinigungskit | Qiagen | 28004 | |
| Nextera XT DNA-Bibliothek Vorbereitungskit | Illumina | FC-131-1024 | |
| Nextera XT Index Kit | Illumina | FC-131-1001 | |
| Reagenzglas mit Zellsieb Schnappverschluss | Falcon | 352235 | |
| Bottle-Top Vakuumfiltersysteme | Corning | CLS431153 | |
| ThermoMixer F1.5 | Eppendorf | 5384000020 | |
| FACSAria Durchflusszytometer | BD Biosciences | 656700 | |
| HiSeq 2500 Sequenziersystem | Illumina | SY– 401– Nr. 2501 |
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