Aquí presentamos un protocolo para inyectar huevos de cricket, una técnica que sirve como método fundamental en muchos experimentos en el cricket, incluyendo, pero no limitado a, interferencia de ARN y manipulación genómica.
Artículo de método
Aquí presentamos un protocolo para inyectar huevos de cricket, una técnica que sirve como método fundamental en muchos experimentos en el cricket, incluyendo, pero no limitado a, interferencia de ARN y manipulación genómica.
La alteración de la función génica en un organismo en desarrollo es fundamental para diferentes tipos de experimentos. Si bien se han desarrollado herramientas genéticas tremendamente poderosas en los sistemas de modelos tradicionales, es difícil manipular genes o ARN mensajero (ARNm) en la mayoría de los otros organismos. Al mismo tiempo, los enfoques evolutivos y comparativos se basan en una exploración de la función génica en muchas especies diferentes, lo que requiere el desarrollo y la adaptación de técnicas para manipular la expresión fuera actualmente tratable genéticamente Especies. Este protocolo describe un método para inyectar reactivos en huevos de grillo para analizar los efectos de una manipulación dada en el desarrollo embrionario o larvario. Se describen las instrucciones para recoger e inyectar óvulos con agujas biseladas. Esta técnica relativamente sencilla es flexible y potencialmente adaptable a otros insectos. Uno puede reunir e inyectar docenas de óvulos en un solo experimento, y las tasas de supervivencia para las inyecciones sólo de amortiguación mejoran con la práctica y pueden ser tan altas como 80%. Esta técnica apoyará varios tipos de enfoques experimentales, incluida la inyección de agentes farmacológicos, el ARNm tapado in vitro para expresar genes de interés, el ARN de doble cadena (dsRNA) para lograr la interferencia del ARN, el uso de Repeticiones palindrómicas cortas interespaciadas (CRISPR) en conjunto con reactivos de proteína 9 (Cas9) asociados a CRISPR para modificación genómica y elementos transposables para generar líneas transgénicas transitorias o estables.
La capacidad de modificar el genoma o influir en la expresión génica en los organismos es la base para el diseño de muchos tipos de experimentos que prueban la causalidad funcional. También es fundamental para el trabajo comparativo y evolutivo relevante que las técnicas de modificación genómica y no genómica estén disponibles en organismos fuera de los sistemas de modelos animales de laboratorio genético sin importancia (por ejemplo, Mus musculus, Danio rerio, Drosophila melanogaster, y Caenorhabditis elegans). Ya sea el deseo de entender la diversidad del organismo1 o la adhesión de uno al principio de Krogh, que para cada pregunta biológica hay un organismo más adecuado para su solución 2,3, la capacidad de modificar genomas o la expresión génica es esencial para los diseños experimentales modernos.
El grillo Gryllus bimaculatus es un sistema modelo emergente. Utilizado durante el siglo pasado en experimentos de neuroetología4, las últimas dos décadas han sido testigos de un mayor interés experimental en el cricket, particularmente centrado en la evolución y desarrollo de este organismo5. El grillo es un insecto hemimetabolous que se ramifica basalmente a los insectos holometabolosos bien estudiados, como D. melanogaster y Tribolium castaneum6. Debido a su posición útil sobre el árbol evolutivo, los científicos están interesados en hacer preguntas experimentales modernas y sofisticadas en este insecto, lo que ha llevado a un creciente interés en adaptar las herramientas moleculares para su uso en G. bimaculatus.
Las inyecciones de reactivos moleculares en huevos de grillo se pueden utilizar para experimentos de modificación genómica, así como manipulaciones no genómicas de la expresión génica en embriones. Por ejemplo, se han creado inserciones transgénicas G. bimaculatus que transportan eGFP utilizando la transposase piggyBac7,8. Los investigadores han creado con éxito noqueos G. bimaculatus utilizando nucleasas de zinc-dedo (ZFN) y nucleasas de efector de activador de tipo activador de transcripción (TAL) (TALENs) para introducir roturas de doble cadena en regiones genómicas específicas9. Aunque los ZFN y los TALENs permiten la segmentación específica del sitio en animales más allá de los cuatro grandes sistemas de modelos, estos reactivos han sido rápidamente superados por el sistema CRISPR/Cas9, que es más fácil de usar, más eficiente y altamente flexible10. CRISPR se ha utilizado en G. bimaculatus para producir knock-out11, así como las líneas de knock-in12,13 Además de la modificación genómica, dsRNA se puede inyectar en los huevos para derribar la expresión de ARNm en el desarrollo embriones, permitiendo a los investigadores comprender el papel de las transcripciones específicas a lo largo del desarrollo14,15. Algunos detalles limitados sobre cómo inyectar huevos de grillo se han publicado anteriormente12.
Aquí, describimos un protocolo detallado para inyectar los primeros huevos de G. bimaculatus. Este protocolo es eficaz y fácilmente adaptable a varios entornos de laboratorio, materiales de inyección, y posiblemente a otros insectos. Si bien se han publicado detalles adicionales para diseñar e implementar experimentos de modificación genómica y derribo en otros lugares12,13, estos enfoques se basarán en última instancia en el protocolo de inyección detallado aquí.
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1. Configuración de hardware y preparación de materiales
NOTA: Consulte la Tabla 1 y la Tabla de Materiales para la preparación de soluciones, reactivos y detalles del equipo.
2. Fabricación de agujas para inyección
3. Recogida y preparación de huevos
4. Prepare el microinyector
5. Inyecciones
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Los grillos ponen fácilmente los huevos en el material húmedo, y proporcionando material adecuado, como arena húmeda o suciedad, los induce a poner un gran número de huevos. Esto es especialmente eficaz si los grillos se ven privados primero de material de puesta de huevos durante 8-10 h. Los huevos colocados en arena limpia se pueden separar fácilmente, recoger (Figura1B)y colocarse en pozos de huevo sin cáscara de inyección diseñados a medida (Figura
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Los dos principales desafíos con esta técnica son los problemas relacionados con el tamaño óptimo de la aguja y la supervivencia. Aunque las agujas más pequeñas mejoran la supervivencia, las agujas con lúmenes más estrechos tienen un mayor grado de fuerzacapilar en el trabajo, lo que hace que sea más probable que la yema se mueva en la aguja haciendo que se obstruya. En el mejor de los casos, los bloqueos se pueden eliminar simplemente inyectando otro huevo o limpiando la aguja como se describió anteriormente. También se...
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Los autores no tienen nada que revelar.
La investigación reportada en este proyecto fue apoyada por un Premio de Desarrollo Institucional (IDeA) del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales de los Institutos Nacionales de Salud bajo el número de subvención P20GM10342 a HH3, y por el número de premio NSF IOS-1257217 a Cge.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Microscopio de disección fluorescente | Leica | M165 FC | Microscopio estereoscópico con fluorescencia |
| Fuente de luz externa para fluorescencia | Microinyector Leica | EL 6000 | |
| Narishige | IM-300-Los | accesorios pueden incluir soporte para agujas de inyección, manguera de entrada (con un conector de manguera), cable de alimentación de CA, interruptor de pie, junta de caucho de silicona-mCubo | |
| filtro de | cerezaLeica | M205FA/M165FC | Cubo de filtro para mCherry o tinte rojo similar funcionará |
| Micromanipulador | World Precision Instruments, Inc. | M3301R | Utilizado con soporte magnético (Narishige, tipo GJ-8) |
| Soporte magnético | Narishige | MMO-202ND | |
| Soporte de pipeta (soporte de aguja) | Narishige | HD-21 | |
| Tubo para conectar la fuente de aire al microinyector | |||
| Sello de pozo de huevo | impreso en 3D | personalizado | impreso en 3D en un Lulzbot Taz 5 con termoplástico |
| Microondas | varios | ||
| Incubadora o habitación con temperatura controlada | varias | Temperaturas de 23.5-26 ° C son necesarios. | |
| La comida para grillos | la comida | para gatos o las hojuelas de pescado son alimentos apropiados. | |
| El agua | se | puede contener en viales y se puede presentar a los grillos a través de bolas de algodón | |
| Refugio de grillo | arioso | Los materiales del refugio pueden incluir toallas de papel arrugadas o cartones de huevos | |
| Tubos capilares de vidrio | World Precision Instruments, Inc. | N.º de artículo 1B100F-4 | Kwik-Fil™ Capilares de vidrio de borosilicato, 100 mm de longitud, 0,58 mm de diámetro interior, 1,0 mm de diámetro exterior, con filamento |
| Extractor de micropipetas | Flaming/Brown | Modelo P-97 | Distribuido por Sutter Instrument Co. |
| Biseladora / Micro amoladora | Narishige | Modelo EG-45 / EG-400 | EG-400 incluye una cabeza de microscopio |
| Placas de Petri | CellTreat | Código de producto 229693 | 90 mm de diámetro |
| Play Sand | Sandtastik Products Ltd. | B003U6QLVS | Arena de juego blanca |
| Agarosa | Bioanalítica Americana | AB000972 | Agarosa GPG/LE ultrapura |
| Colador de huevos: Malla de sarga extrafina Coladores cónicos de acero inoxidable Suministros de | cocina de EE. UU | Modelo SS-C123 | tamaño de los poros debe estar entre 0,5 y 1,0 mm |
| Penicilina Estreptomicina | Gibco de Life Technologies | Ref 15070-063 | Pinzas de plástico Pen Strep |
| Sipel Electronic SA | P3C-STD | Disipador de estática negro, 118 mm | |
| Filtros de jeringa, 25 mm de diámetro, 0,45 y micro; m | Nalgene | 725-2545 | Úselo con jeringa de 1 mL Jeringa |
| 1 mL, con punta deslizante de tuberculina | Becton Dickinson | 309602 | Úselo con filtro de jeringa para filtrar el tampón de inyección, las jeringas de punta Luer-Lok también funcionarían |
| Tanque de aire (opcional) | Midwest Products | Air Works® | Tanque de aire portátil |
| Colorante de rodamina | Thermofisher | D-1817 | dextrano, tetrametilrodamina 10,000MW,20 |
| mL puntas de carga | Eppendorf | N° de pedido 5242 956.003 | epT.I.P.S. 20 μ L Microcargador |
| Microscopio compuesto | Zeiss | Axioskope 2 plus | |
| 20x objetivo | Ziess | Plan-Apochromat 20x/0.75 M27 | |
| Cámara | Leica | DMC 5400 | |
| Leica Application Suite software | Leica | LAS | Versión 4.6.2 utilizado aquí |
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