$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Aquí, describimos la aplicación práctica de la tubería para la cuantificación de imágenes y el genotipado de embriones tal como se publicó en otros lugares3. El flujo de trabajo del método se muestra en la Figura 1. Para ilustrar cómo utilizar este método, ish se realizó para dnmt3bb.1 en embriones de 33 hpf de un runx1W84X/+22 incross(Figura 2). Se crearon 130 embriones utilizando las mismas condiciones de iluminación que se detallan en el protocolo y los etiquetaron con un número único. Después de la toma de imágenes, cada embrión fue transferido a un tubo de PCR para el genotipado. En este punto, el análisis de imagen se realizó para atribuir un valor de intensidad de píxel a cada imagen. El genotipo se asignó entonces a su imagen correspondiente y los valores de intensidad de píxeles agrupados según su genotipo para el análisis estadístico. Se detectó una disminución en la expresión dnmt3bb.1 en mutantes runx1W84X/W84X (Figura 2A,B)3, de acuerdo con observaciones anteriores5. Curiosamente, los embriones heterocigotos runx1W84X/+ no mostraron diferencias significativas en la expresión dnmt3bb.1 (Figura 2A,B)en comparación con sus hermanos de tipo salvaje, lo que sugiere que una copia de Runx1 es suficiente para mantener la expresión dnmt3bb.1 en los niveles adecuados.
Muchos mutantes de peces cebra no muestran un fenotipo embrionario que de otro modo se puede detectar utilizando otras tecnologías de pérdida de función como los oligonucleótidos morfomorfos (MO). Esta discrepancia puede atribuirse a una serie de causas como los efectos fuera del objetivo, la compensación de proteínas maternas, un alelos hipomórfico23 o el fenómeno recientemente descubierto de compensación genética24,25,26,27. En este ejemplo, preguntamos si la expresión runx1 se redujo o se perdió en lmo4auob100 mutantes ya que los datos publicados anteriormente con un MO de lmo4a sugirieron que runx1 se reduce en los morfos lmo4a 28. Aquí, el análisis no reveló diferencias significativas en la expresión de runx1 entre el tipo salvaje y lmo4auob100 mutantes homocigotos3 (Figura 3A,B). Un análisis adicional por un solo embrión qPCR mostró que había una pequeña pero significativa disminución en la expresión de runx1 en lmo4auob100 mutantes(Figura 3C). Por lo tanto, es posible que la cuantificación de imágenes no pueda detectar pequeñas diferencias en los niveles de expresión. Alternativamente, la falta de diferencia entre los genotipos que detectamos es real y los experimentos qPCR están detectando cambios en la expresión de runx1 en otros tejidos como el telenchephalon donde se expresan lmo4a y runx1. Los investigadores siempre deben verificar sus resultados con un método independiente como qPCR, pero idealmente enriquecedor para el tejido de interés por citometría de flujo, por ejemplo.
En raras ocasiones, cuando la ISH tiene un fondo alto(Figura 3D),el valor de intensidad de píxeles de esta área es tan alto que la resta del valor de la señal produce un número negativo y, en tales casos, esos embriones serían excluidos del análisis. En nuestra experiencia, esto ocurrió en aproximadamente el 0,4% de los embriones sondeados con runx13, pero puede variar entre experimentos, sondas o lotes de reactivos. Aunque eso podría ser una limitación del método, es muy poco probable que la baja frecuencia de fondo alto influya en los resultados generales.
Para probar el efecto de seleccionar diferentes áreas para correcciones de fondo, primero medimos la intensidad de píxeles de la señal IS de runx1 en embriones de 28 hpf, utilizando diferentes regiones para correcciones de fondo(Figura 4). Se seleccionaron cuatro regiones diferentes: dos en la región troncal (R1 y R2), una en la región de la yema (sin manchas, pero que probablemente acumulen tinción de fondo) y un área más pequeña anterior al ROI (R4, Figura 4B). La medición de la intensidad de los píxeles en estas regiones mostró una diferencia de intensidad relativamente estable entre el ROI y cualquier área de fondo(Figura 4C). Sin embargo, R3 siempre mostró valores muy altos (por encima de los del ROI). Después de la inversión y conversión a 8 bits, la región de la yema parece muy brillante y por lo tanto no es adecuado para su uso como corrección de fondo. R2 estaba más cerca del ROI, pero contenía alguna señal ISH, y usarlo para la corrección disminuyó la intensidad media del píxel en comparación con R1 (situado más dorsalmente, lejos de la señal ISH) o R4. Por lo tanto, R1 o R4 son áreas apropiadas que se pueden utilizar para la corrección de fondo (a pesar de que el área de R4 es menor que la de R1). A continuación, queríamos comparar cómo el uso de R1 o R4 afectaba a los resultados al comparar la expresión runx1. Para ello, hemos cruzado dll4+/- heterozygotes29 y analizamos la expresión runx1 en embriones de tipo salvaje seleccionados aleatoriamente y dll4-/-(Figura 4E). Aunque el uso de R1 o R4 para la corrección de fondo afectaba a valores individuales, las intensidades medias de píxeles dentro del mismo genotipo no eran significativamente diferentes(Figura 4E). Por otra parte, la comparación de la expresión runx1 todavía produce valores de intensidad media similares entre los genotipos utilizando áreas R1 o R4 como corrección de fondo (-R1-16.3 yR4-18.2,respectivamente). En conjunto, llegamos a la conclusión de que aunque la elección del área de fondo es importante, el criterio principal es que no incluye las regiones de yema (propensas a la acumulación de tinción de fondo) y que no debe contener ninguna tinción (específica) que pueda sesgar los valores de intensidad de píxeles del fondo.

Figura 1: Flujo de trabajo del protocolo paralelo de cuantificación y genotipado de imágenes. Los embriones recogidos de un cruce de peces heterocigotos para un alelo mutante son sondeados para el gen medido con un protocolo ISH estándar. Después de la toma de imágenes, el ADN genómico se extrae utilizando el protocolo HotSHOT añadiendo el tampón de lisis directamente al embrión en un tubo de PCR de 0,2 ml, seguido de una incubación de 30 minutos a 95 oC. Este ADN se utiliza para el genotipado de embriones por PCR, PCR y polimorfismo de longitud de fragmento de restricción (RFLP), ensayos KASP o cualquier otro método apropiado. Paralelamente, las imágenes de cada embrión se invierten y se convierten a escala de grises de 8 bits. Los ROI de forma y tamaño idénticos que contienen la señal ISH (amarillo) y el fondo (azul) se seleccionan y miden manualmente. Las mediciones, asignadas a los genotipos correspondientes, se analizan estadísticamente. Figura adaptada de Dobrzycki et al.3Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2: La cuantificación de imágenes en mutantes runx1 revela niveles reducidos de expresión dnmt3bb.1 por ISH. (A) Ejemplo de imágenes de ISH en 33 hpf tipo salvaje (azul), runx1+/W84X (verde) y runx1W84X/W84X (naranja) embriones, mostrando la expresión dnmt3bb.1 en la aorta dorsal. (B) Los valores de intensidad de píxeles de dnmt3bb.1 mRNA en embriones runx1W84X/W84X(n-36) se reducen significativamente en comparación con los tipos silvestres (n-32) y los heterocigotos (n-62) (ANOVA, p < 0,001). Los coeficientes de variación son 24%, 22% y 21% para los grupos de tipo salvaje, heterocigoto y mutante, respectivamente. El punto de datos azul, verde y naranja corresponde a las imágenes de ejemplo del panel A. Las barras representan la media de la letra s.d. ***p<0.001 (prueba post-hoc de Games-Howell). Figura adaptada de Dobrzycki et al.3Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 3: Medición de los niveles de expresión de runx1 por ISH en lmo4auob100mutantes. (A) Imágenes representativas de ISH para runx1 en 28 hpf tipo salvaje (azul), heterocigoto (verde) y lmo4auob100/uob100 (naranja) embriones, mostrando la expresión en la aorta dorsal. (B) Cuantificación de la señal mRNA runx1, detectado por ISH, de 28 hpf de tipo salvaje (n-15), lmo4aheterocigoto+/- (het) (n-34) y lmo4auob100/uob100 embrión mutante (n-18) de un embrague no muestra ninguna diferencia significativa en la intensidad de píxeles runx1 entre los diferentes genotipos (ANOVA,> p 0.6). El punto de datos azul, verde y naranja corresponde a las imágenes de ejemplo del panel A. Las barras representan la media de los embriones de la mitad de la letra s.d. (C) que muestran los niveles normalizados de arnm de runx1 (2- Ct) en un solo tipo salvaje (azul; n-12) y lmo4auob100/uob100 (mut, naranja; n-12), medidos por qRT-PCR, mostrando niveles reducidos de runx1 en los mutantes en comparación con el tipo salvaje. *p < 0.05 (pruebat). (D) Ejemplo de un experimento de ISH en un embrión de 28 hpf (teñido para runx1, puntas de flecha amarillas) que muestra fondo alto. Figura adaptada de Dobrzycki et al.3Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4: Efecto de la corrección de la intensidad de fondo en los resultados de la medición. (A) Imagen representativa de la tinción isla de runx1 en un embrión de tipo salvaje a 28 hpf. (B) La misma imagen después de la inversión y la conversión a 8 bits. La región de interés (ROI) se resalta en verde y cuatro áreas diferentes utilizadas para la corrección de fondo (R1-R4) se resaltan en amarillo. (C) Mediciones de intensidad de píxeles sin procesar en todas las regiones mostradas en el panel B. Tenga en cuenta que la intensidad en R3 (yema) es consistentemente mayor que la señal ISH real en el ROI (n-11). (D) niveles de expresión Runx1 en el ROI mediante áreas de fondo R1, R2 y R4. Zonas para ROI, R1, R2 y R3-28500 píxeles; R4 a 8500 píxeles. Tenga en cuenta que el fondo R3 no se utilizó para esta comparación, ya que la corrección de fondo (ROI-R3) produjo consistentemente valores negativos. (E) Niveles de expresión Runx1 en tipo salvaje y dll4-/- mutantes utilizando R1 o R4 para la corrección en segundo plano (n-10 para cada muestra). El análisis estadístico en los paneles D y E se realizó utilizando una prueba kruskal-Wallis no paramétrica, suponiendo que los valores de intensidad de píxeles no se distribuyen normalmente. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.