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Methodenartikel

Verwendung von einzelnen Molekül Fluoreszenz In Situ Hybridisierung (SM-Fisch), Quantify und Localize mRNAs in murinen Eizellen

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DOI:

10.3791/59414

24. April 2019

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Um die Zahl der mRNAs in einzelnen Eizellen, einzelnes Molekül RNA Fluoreszenz in-situ reproduzierbar zu zählen war Hybridisierung (RNA-Fisch) für nicht-anhaftende Zellen optimiert. Eizellen wurden gesammelt, mit der Abschrift spezifische Sonden hybridisiert und quantifiziert, mit einem Bild Quantifizierung Software.

Zusammenfassung

Aktuelle Methoden routinemäßig verwendet, um mRNA in Eizellen und Embryonen zu quantifizieren sind digitale Reverse Transkription Polymerase-Kettenreaktion (dPCR), quantitative, Real-Time RT-PCR (RT-qPCR) und RNA Sequenzierung. Wenn diese Techniken durchgeführt werden, mit einer einzigen Eizelle oder Embryo sind niedrig-Kopie mRNAs nicht zuverlässig erkannt. Um dieses Problem zu überwinden, können Eizellen oder Embryonen für die Analyse zusammengefasst werden; Allerdings führt dies oft zu hohe Variabilität unter den Proben. In diesem Protokoll beschreiben wir die Verwendung der Fluoreszenz in Situ Hybridisierung (FISH) mit verzweigten DNA-Chemie. Diese Technik identifiziert das räumliche Muster der mRNAs in einzelnen Zellen. Wenn die Technik mit dem Ort zu finden und Tracking-Computer-Software gekoppelt ist, kann die Fülle der mRNAs in der Zelle auch quantifiziert werden. Mit dieser Technik gibt es geringere Variabilität innerhalb einer experimentellen Gruppe und weniger Eizellen und Embryonen sind erforderlich, um signifikante Unterschiede zwischen den experimentellen Gruppen erkennen. Handelsübliche verzweigte DNA SM-Fisch-Kits zur Erkennung von mRNAs in geschnittenen Gewebe oder adhärente Zellen auf Folien optimiert worden. Jedoch Eizellen haften nicht effektiv auf Folien und einige Reagenzien im Kit waren zu hart, was zu Eizelle Lyse. Um diese Zerstörung zu verhindern, wurden einige Modifikationen an das Fisch-Kit vorgenommen. Insbesondere ersetzt Eizelle Permeabilisierung und waschen Puffer für die Immunfluoreszenz von Eizellen und Embryonen entwickelt die proprietäre Puffer. Die Permeabilisierung, Waschungen und Inkubationen mit Sonden und Verstärker wurden in 6-Well Platten durchgeführt und Eizellen wurden auf Folien am Ende des Protokolls mit Montage Media platziert. Diese Änderungen konnten die Einschränkungen des kommerziell erhältlichen Kit, insbesondere die Eizelle Lyse zu überwinden. Um präzise und reproduzierbar mRNAs in einzelnen Eizellen zählen, wurde Computer-Software verwendet. Dieses Protokoll ist zusammen, eine Alternative zur PCR und Sequenzierung den Ausdruck der spezifischen Transkripte in Einzelzellen zu vergleichen.

Einleitung

Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (PCR) wurde der Goldstandard für die mRNA Quantifizierung. Derzeit werden zwei Assays, digitale PCR (dPCR)1 und quantitative, real Time PCR (qPCR)2 verwendet. Die zwei PCR-Techniken hat dPCR höhere Empfindlichkeit als qPCR darauf hindeutet, dass es verwendet werden, könnte um mRNA Fülle in einzelnen Zellen zu messen. Aber in unseren Händen produziert dPCR Analyse der niedrigen Fülle mRNAs in Pools von 5 bis 10 Eizellen pro jede experimentelle Probe Daten mit geringen Reproduzierbarkeit und hohe Variation3. Dies ist wahrscheinlich auf die experimentel....

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Protokoll

Tierische Verfahren wurden geprüft und durch die institutionelle Animal Care and Use Committee an der University of Nebraska-Lincoln genehmigt und alle Methoden wurden im Einklang mit geltenden Richtlinien und Vorschriften durchgeführt. Für diese Studie CD-1 fremd-Mäuse hatten ad libitum Zugang zu normalen Nagetier Chow und Wasser; Sie waren in einem 12:12 dunkle gepflegt: Licht-Zyklus.

1. Vorbereitung der erforderlichen Medien

  1. Fügen Sie für base Medien (OMM) 100 mM NaCl, 5 mM KCl, 0,5 mM KH2PO4und 1,7 mM CaCl2-2 H2O 100 mL sterilem Wasser hinzu.
    Hinweis: OMM Medium kann bis zu 1 Mona....

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Ergebnisse

Nach dem Abschluss des Protokolls, das Ergebnis wird Einzelbilder aus der konfokalen Z-Serie (Abbildung 4A und Abbildung 5), Zusammengeheftete Bilder (Abbildung 4), und mRNA zählt (Abbildung 4 b). Beim Multiplexen durchgeführt wird, wird auch sein zusammengeführten Bilder zeigen die Bezeichnung für zwei verschiedene mRNA.......

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Diskussion

Eine Reihe von kleinen Schritten während des Protokolls gewährleisten die erfolgreiche Fluoreszenz und genaue Grafen von mRNAs. Erstens muss das Protokoll unmittelbar nach Sammlung und Fixierung der Eizellen erfolgen. Beachten Sie, dass die 4 % Paraformaldehyd Fixierung Puffer zu verhindern, dass Eizellen aneinander kleben PVP hinzugefügt wird. Wir fanden, dass es unmittelbar nach der Sammlung und Fixierung der die Eizellen das Experiment durchführen muss. Jede Verzögerung führt zu einer viel niedrigeren Fluoreszenzsigna.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu verzollen

Danksagungen

Wir danken Dr. Daniel R. Larson für seine großzügige Unterstützung bei der Installation und Verwendung von Spot zu finden und Tracking-Programm 13 und die technische Unterstützung von der University of Nebraska Lincoln Mikroskopie Kern für die konfokale Mikroskopie-Bildgebung. Diese Studie ist ein Beitrag von der University of Nebraska Agricultural Research Division, Lincoln, Nebraska und wurde unterstützt von UNL Luke Mittel (NEB-26-206/Accession Number-232435 und NEB-26-231/Zbl-Nummer-1013511).

....

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
(±)-α-LiponsäureSigma-AldrichT1395Alpha-Liponsäure
Albumin, Rinderserum, niedrige FettsäureMP Biomedicals, LLC199899FAF BSA
BD 10mL TB SpritzeBecton, Dickinson and Company30965910 mL Spritze
BD PrecisionGlide NadelBecton, Dickinson and Company30510927 1/2 Gauge
Nadel Calciumchlorid-DihydratSigma-AldrichC7902CaCl2-2H2O
ZitronensäureSigma-AldrichC2404Citrat
D-(+)-GlukoseSigma-AldrichG6152
Na2HPO4
Easy Grip PetrischaleFalcon Corning35100835 mm
Schale Edetat DinatriumAvantor8994-01EDTA
Extra Fine Bonn SchereFine Science Tools14084-08Gerade, Scharf/Scharf, nicht gezahnt, 13mm Schneideschere
Fötales RinderserumAtlanta BiologicalsS10250FBS
Gentamicin Reagenz Lösunggibco15710-064Gentamicin
GlutaMAX-I (100X)gibco35050-061Glutamax
Gold Seal Micro ObjektträgerGold Seal303925 x 75mm Objektträger
Gonadotropin, aus dem Serum trächtiger StutenSigmaG4877eCG
hCG rekombinantNHPPAFP8456AhCG
Hyaluronidase, Typ IV-S: aus RinderhodenSigma-AldrichH3884Hyaluronidase
Jewelers Style PinzetteIntegra17-305XPinzette 4-3/8", Style 5F, Straight, Micro Fine Jaw
L-(+)-Milchsäure, freie Säure MP Biomedicals, LLC190228L-Lactat
Magnesiumsulfat HeptahydratSigma-AldrichM2773MgSO4-7H2O
MEM Nichtessentielle AminosäurenCorning 25-025-ClNEAA
Mikroskop DeckglasFisher Scientific12-542-C25 x 25x 0,15 mm Deckgläser
Mm-Nanog-O2-C2 RNAscope SondeAdvanced Cell Diagnostics501891-C2Nanog Sonde
Mm-Pou5f1-O1-C3 RNAscope SondeAdvanced Cell Diagnostics501611-C3Pou5f1 Sonde
MOPSSigma-AldrichM3183
ParaformaldehydSigma-AldrichP6148Paraformaldehyd
PES 0,22 μm Membran -sterilMillex-GPSLGP033RS0,22 μm Filter
PolyvinylpyrrolidonSigma-AldrichP0930PVP
KaliumchloridSigma-Aldrich60128KCl
Kaliumphosphat monobasischSigma-Aldrich60218KH2PO4
Prolong Gold Antifade-ReagenzInvitrogenP36934Antifade-Reagenz ohne DAPI
RNAscope DAPIAdvanced Cell Diagnostics320858DAPI
RNAscope FL AMP 1Advanced Cell Diagnostics320852Amplifier 1
RNAscope FL AMP 2Advanced Cell Diagnostics320853Amplifier 2
RNAscope FL AMP 3Advanced Cell Diagnostics320854Amplifier 3
RNAscope FL AMP 4 ALT AAdvanced Cell Diagnostics320855Amplifier 4 ALT A
RNAscope FL AMP 4 ALT BAdvanced Cell Diagnostics320856Amplifier 4 ALT B
RNAscope FL AMP 4 ALT CAdvanced Cell Diagnostics320857Amplifier 4 ALT C
RNAscope Fluoreszierendes Multiplex-Detektionsreagenzien-KitErweiterte ZelldiagnostikFISH-Reagenzkit
RNAscope-Sonde 3-Plex-NegativkontrollsondeErweiterte Zelldiagnostik320871Negativkontrolle
RNAscope-Sonde 3-Plex-PositivkontrolleErweiterte Zelldiagnostik320881
VerdünnungsmittelErweiterte Zelldiagnostik300041Sonde Diluent
RNAscope Protease IIIAdvanced Cell Diagnositics322337Protease III
RNAscope Protease III & IV Reagenzien-KitAdvanced Cell Diagnostics322340FISH Protease-Kit
RNAscope Protease IVAdvanced Cell Diagnostics322336Protease
IV S/S Nadel mit Luer Hub 30GComponent Supply Co.NE-301PL-50stumpfe 30-Gauge-Nadel
NatriumbikarbonatSigma-AldrichS6297NaHCO3
NatriumchloridSigma-AldrichS6191NaCl
NatriumhydroxidSigma-Aldrich306576NaOH
Natriumpyruvat, >= 99% Sigma-AldrichP5280Pyruvatlösung
6 Well DishAgtechincD186-Well-Schale
TaurinSigma-AldrichT8691Taurin
GewebekulturschaleFalcon Corning35300260 mm Schale
Triton X-100Sigma-AldrichX100Triton X-100
Glukose-Dinatriumphosphat 320851 Positivkontroll-RNAscope-Sonde

Referenzen

  1. Vogelstein, B., Kinzler, K. W. Digital PCR. Proceedings of the National Academy of Sciences. 96 (16), 9236-9241 (1999).
  2. MacK, E. M., Smith, J. E., Kurz, S. G., Wood, J. R. CAMP-dependent regulation of ovulatory resp....

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Nachdrucke und Genehmigungen

Schlagwörter

Einzelmolek l FISHmRNA QuantifizierungFluoreszenz in situ HybridisierungSpot Finding TrackingKonfokalmikroskopiePermeabilisierung von OozytenProtease Puffer Verd nnungmRNA LokalisierungKolokalisationsanalyse