Hier stellen wir ein Protokoll zur Injektion von Cricket-Eiern vor, eine Technik, die als grundlegende Methode in vielen Experimenten im Cricket dient, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, RNA-Interferenz und genomische Manipulation.
Methodenartikel
Hier stellen wir ein Protokoll zur Injektion von Cricket-Eiern vor, eine Technik, die als grundlegende Methode in vielen Experimenten im Cricket dient, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, RNA-Interferenz und genomische Manipulation.
Die Veränderung der Genfunktion in einem sich entwickelnden Organismus ist für verschiedene Arten von Experimenten von zentraler Bedeutung. Während in traditionellen Modellsystemen enorm leistungsfähige genetische Werkzeuge entwickelt wurden, ist es in den meisten anderen Organismen schwierig, Gene oder Boten-RNA (mRNA) zu manipulieren. Gleichzeitig basieren evolutionäre und vergleichende Ansätze auf einer Erforschung der Genfunktion bei vielen verschiedenen Arten, was die Entwicklung und Anpassung von Techniken zur Manipulation von Expressionen außerhalb der derzeit genetisch behördlichen Spezies. Dieses Protokoll beschreibt eine Methode zur Injektion von Reagenzien in Cricket-Eier, um die Auswirkungen einer bestimmten Manipulation auf die embryonale oder Larvenentwicklung zu testen. Anweisungen zum Sammeln und Injizieren von Eiern mit abgeschrägten Nadeln werden beschrieben. Diese relativ einfache Technik ist flexibel und potenziell an andere Insekten anpassbar. Man kann Dutzende von Eiern in einem einzigen Experiment sammeln und injizieren, und die Überlebensraten für Pufferinjektionen verbessern sich mit der Praxis und können bis zu 80% betragen. Diese Technik unterstützt verschiedene Arten von experimentellen Ansätzen, einschließlich der Injektion von pharmakologischen Wirkstoffen, in vitro capped mRNA, um Gene von Interesse auszudrücken, doppelsträngige RNA (dsRNA), um RNA-Interferenzen zu erreichen, die Verwendung von clusterierten regelmäßig kurze palindromische Wiederholungen (CRISPR) in Abstimmung mit CRISPR-assoziierten Protein-9 (Cas9)-Reagenzien zur genomischen Modifikation und transposierbaren Elementen zur Erzeugung transienter oder stabiler transgener Linien.
Die Fähigkeit, das Genom zu modifizieren oder die Genexpression in Organismen zu beeinflussen, ist die Grundlage für die Entwicklung vieler Arten von Experimenten, die funktionelle Kausalität testen. Entscheidend für die vergleichende und evolutionär relevante Arbeit ist auch, dass genomische und nicht-genomische Modifikationstechniken in Organismen außerhalb traditioneller genetischer Labortiermodellsysteme (z. B. Mus musculus, Danio) verfügbar sind. rerio, Drosophila melanogasterund Caenorhabditis elegans). Ob es der Wunsch ist, die Vielfalt des Organismus zu verstehen1 oder die Einhaltung des Krogh-Prinzips, dass es für jede biologische Frage einen Organismus gibt, der am besten zu seinerLösung2,3, der Fähigkeit, Genome zu modifizieren oder Einfluss auf die Genexpression ist für moderne Experimentelle Designs unerlässlich.
Der Cricket Gryllus bimaculatus ist ein aufstrebendes Modellsystem. Verwendet für das letzte Jahrhundert in neuroethologischen Experimenten4, die letzten zwei Jahrzehnte haben ein erhöhtes experimentelles Interesse an der Cricket erlebt, vor allem auf die Entwicklung und Entwicklung dieses Organismuskonzentriert 5. Die Cricket ist ein hemimetabolous Insekt, das basal zu gut untersuchten holometabolen Insekten, wie D. melanogaster und Tribolium castaneum6. Aufgrund seiner nützlichen Position auf dem Evolutionsbaum sind Wissenschaftler daran interessiert, moderne, anspruchsvolle experimentelle Fragen an diesem Insekt zu stellen, was zu einem wachsenden Interesse an der Anpassung molekularer Werkzeuge für den Einsatz in G. bimaculatusgeführt hat.
Injektionen molekularer Reagenzien in Cricket-Eier können für genomische Modifikationsexperimente sowie nicht-genomische Manipulationen der Genexpression in Embryonen verwendet werden. Zum Beispiel wurden transgene G. bimaculatus tragen degfP Insertionen wurden mit der Transposase piggyBac7,8erstellt. Die Forscher haben erfolgreich Knockout G. bimaculatus mit Zink-Finger-Nukleasen (ZFNs) und Transkriptionsaktivator-ähnlichen (TAL) Effektornukleasen (TALENs) erstellt, um doppelsträngige Brüche in bestimmten Genomregionen einzuführen9. Obwohl ZFNs und TALENs ortsspezifisches Targeting bei Tieren über die großen vier Modellsysteme hinaus ermöglichen, wurden diese Reagenzien schnell durch das CRISPR/Cas9-System übertroffen, das einfacher zu bedienen, effizienter und hochflexiblerist 10. CRISPR wurde in G. bimaculatus zur Herstellung von Knock-out11 sowie Knock-in-Linien12,13 Zusätzlich zur genomischen Modifikation kann dsRNA in Eier injiziert werden, um die mRNA-Expression bei der Entwicklung Embryonen, so dass die Forscher die Rolle der spezifischen Transkripte während der Entwicklung verstehen14,15. Einige begrenzte Details über die Injektion von Cricket-Eiern wurden bereits veröffentlicht12.
Hier beschreiben wir ein detailliertes Protokoll zur Injektion früher G. bimaculatus Eier. Dieses Protokoll ist effektiv und leicht an verschiedene Laboreinstellungen, Injektionsmaterialien und möglicherweise an andere Insekten anpassbar. Während zusätzliche Details für die Gestaltung und Umsetzung von Genommodifikations- und Knockdown-Experimenten an anderer Stelle veröffentlicht wurden12,13, werden diese Ansätze letztlich auf das hier beschriebene Injektionsprotokoll angewiesen sein.
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1. Hardware-Einrichtung und -Vorbereitung von Materialien
HINWEIS: Zur Vorbereitung von Lösungen, Reagenz und Ausstattungsdetails finden Sie in Tabelle 1 und Materialtabelle.
2. Herstellung von Nadeln für die Injektion
3. Eiersammlung und -zubereitung
4. Bereiten Sie den Mikroinjektor vor
5. Injektionen
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Grillen legen leicht Eier in das feuchte Material, und die Bereitstellung von ausreichendem Material, wie feuchter Sand oder Schmutz, veranlasst sie, eine große Anzahl von Eiern zu legen. Dies ist besonders wirksam, wenn Grillen zuerst eilegendes Material für 8–10 h vorenthalten werden. Eier, die in sauberen Sand gelegt werden, können leicht getrennt, gesammelt (Abbildung 1B) und in maßgeschneiderte Eibrunnen zur Injektion gelegt werden (...
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Die beiden größten Herausforderungen bei dieser Technik sind die damit verbundenen Fragen der optimalen Nadelgröße und Überlebensfähigkeit. Obwohl kleinere Nadeln die Überlebensfähigkeit verbessern, haben Nadeln mit schmaleren Lumen ein höheres Maß an Kapillarkräften bei der Arbeit, was es wahrscheinlicher macht, dass sich Dasgelb in die Nadel bewegt, wodurch es verstopft wird. Im besten Fall können Verstopfungen einfach durch Injektion eines anderen Eis oder durch Löschen der Nadel wie oben beschrieben beseitigt werden....
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Die Autoren haben nichts zu verraten.
Die in diesem Projekt berichtete Forschung wurde durch einen Institutional Development Award (IDeA) des National Institute of General Medical Sciences der National Institutes of Health unter der Fördernummer P20GM10342 bis HH3 und durch die NSF-Vergabenummer IOS-1257217 an Cge.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Fluoreszenz-Präpariermikroskop | Leica | M165 FC | Stereomikroskop mit Fluoreszenz |
| Externe Lichtquelle für Fluoreszenz | Leica | EL 6000 | |
| Mikroinjektor | Narishige | IM-300-Zubehör | kann enthalten Injektionsnadelhalter, Eingangsschlauch (mit Schlauchanschluss), Netzkabel, Fußschalter, Silikonkautschukdichtung-mCherry |
| Filterwürfel | Leica | M205FA/M165FC | Filterwürfel für mCherry oder einen ähnlichen roten Farbstoff funktioniert |
| Micromanipulator | World Precision Instruments, Inc. | M3301R | Verwendet mit magnetischem Ständer (Narishige, Typ GJ-8) |
| Magnetischer Ständer | Narishige | MMO-202ND | |
| Pipettenhalter (Nadelhalter) | Narishige | HD-21 | |
| Schlauch zum Verbinden der Luftquelle mit dem Mikroinjektor | |||
| Eibehälterstempel | 3D-gedruckter | benutzerdefinierter | 3D-Druck auf einem Lulzbot Taz 5 unter Verwendung von Polymilchsäure-Thermoplast |
| Mikrowelle | verschiedene | ||
| Inkubatoren oder klimatisierte Räume | verschiedene | Temperaturen von 23,5-26 &°; C benötigt werden. | |
| Grillenfutter | verschiedenes | Katzenfutter oder Fischflocken sind geeignete Lebensmittel. | |
| Grillenwasser | Wasser | kann in Fläschchen aufbewahrt und den Grillen durch Wattebäusche präsentiert werden | |
| Grillenschutz | arious | Shelter-Materialien können zerknüllte Papiertücher oder Eierkartons sein | |
| Kapillarrohre aus Glas Kapillarrohre | World Precision Instruments, Inc. | Artikelnr.: 1B100F-4 | Kwik-Fil™ Borosilikatglas Kapillaren, 100 mm Länge, 0,58 mm Innendurchmesser, 1,0 mm Außendurchmesser, mit Filament |
| Mikropipettenabzieher | Flaming/Braun | Modell P-97 | Vertrieben von Sutter Instrument Co. |
| Anfas-/Mikroschleifer | Narishige | Modell EG-45/EG-400 | EG-400 enthält einen Mikroskopkopf |
| Petrischalen | CellTreat | Produktcode 229693 | 90 mm Durchmesser |
| Play Sand | Sandtastik Products Ltd. | B003U6QLVS | Weißer Spielsand |
| Agarose | American Bioanalytical | AB000972 | Agarose GPG/LE ultrareines |
| Eiersieb: Extra feines Köpernetz aus konischem Edelstahl Konische Siebe | Kitchen Supply | Modell SS-C123 | Die Porengröße sollte zwischen 0,5 und 1,0 mm |
| liegen Penicillin Streptomycin | Gibco von Life Technologies | Ref 15070-063 | Pen Strep |
| Kunststoffpinzette | Sipel Electronic SA | P3C-STD | Schwarz Statisch ableitend, 118 mm |
| Spritzenvorsatzfilter, 25 mm Durchmesser, 0,45 & Mikro; m | Nalgene | 725-2545 | Zur Verwendung mit einer 1-ml-Spritze |
| 1 ml-Spritze mit Tuberkulin-Aufsteckspitze | Becton Dickinson | 309602 | Zur Verwendung mit einem Spritzenfilter zum Filtern von Injektionspuffer, Luer-Lok-Spitzenspritzen funktionieren auch |
| Lufttank (optional) | Midwest Products | Air Works® | Tragbarer Lufttank |
| Rhodamin Farbstoff | Thermofisher | D-1817 | dextran, Tetramethylrhodamin 10.000MW,20 |
| mL Ladespitzen | Eppendorf | Best.-Nr. 5242 956.003 | epT.I.P.S. 20 μ L Microloader |
| Zusammengesetztes Mikroskop | Zeiss | Axioskope 2 plus | |
| 20x Objektiv | Ziess | Plan-Apochromat 20x/0,75 M27 | |
| Kamera | Leica | DMC 5400 | |
| Leica Application Suite Software | Leica | LAS | Version 4.6.2 hier verwendet |
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