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Article de méthode

À l’aide des ovocytes de souris pour évaluer la fonction du gène humain au cours de la méiose I

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DOI :

10.3791/57442

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10 avril 2018

* These authors contributed equally

Dans cet article

Résumé

Comme les variantes génétiques associées à des maladies humaines commencent à devenir non couvert, il devient de plus en plus important de développer des systèmes permettant d’évaluer rapidement l’importance biologique de ces variants identifiés. Ce protocole décrit les méthodes d’évaluation de la fonction du gène humain au cours de la méiose femelle j’ai utiliser les ovocytes de souris.

Résumé

Aneuploïdie embryonnaire est la principale cause génétique de la stérilité chez l’homme. La plupart de ces événements sont créés au cours de la méiose femelle, et quoique corrélés avec l’âge maternel, âge seul n’est pas toujours prédictive du risque de générer un embryon aneuploïde. Donc, les variantes génétiques pourraient expliquer pour la ségrégation des chromosomes incorrect au cours de l’ovogenèse. Étant donné que l’accès à des ovocytes humains est limitée à des fins de recherche, une série de tests ont été développés pour étudier la fonction du gène humain au cours de la méiose I à l’aide des ovocytes de souris. Tout d’abord, l’ARN messager (ARNm) du gène et variant du gène d’intérêt sont microinjected dans des ovocytes de souris que j’ai arrêté la prophase. Après avoir laissé le temps à l’expression, ovocytes sortent de façon synchrone en maturation méiotique pour compléter la méiose I. Par le marquage de l’ARNm avec une séquence d’un reporter fluorescent, tels que de la protéine fluorescente verte (Gfp), la localisation de la protéine humaine peut être évaluée en plus les altérations phénotypiques. Par exemple, gain ou perte de fonction peut être étudiée par l’établissement de conditions expérimentales qui remettent en question le produit du gène pour corriger les erreurs méiotiques. Bien que ce système est avantageux dans les enquêtes sur la fonction de protéine humaine durant l’ovogenèse, l’interprétation adéquate des résultats devrait être entreprise, étant donné que l’expression de la protéine n’est pas aux niveaux endogènes et, à moins que contrôlé (c'est-à-dire frappé out ou vers le bas), murins homologues sont également présents dans le système.

Introduction

L’infertilité est une maladie qui touche 10 à 15 % de la population humaine d’âge procréateur 1, d'où presque moitié cherche un traitement médical 2. Bien que l’étiologie de l’infertilité est diversifiée et une anomalie génétique la plus courante chez l’homme est souvent multifactorielle, aneuploïdie embryonnaire 3. Aneuploïdie est définie comme l’écart (gain ou perte) du bon nombre de chromosomes dans une cellule. Le phénomène de l’aneuploïdie sur les embryons humains est fréquent et augmente avec l’âge maternel avancé 4,5. Quatre essais ....

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Protocole

1. molecular Cloning

  1. Obtenir le DVD complet séquence codante du gène d’intérêt et le plasmide dans vitro transcription (pIVT) vecteur11.
    NOTE : Clones d’ADNc pleine longueur sont disponibles dans le commerce de différents fournisseurs ou peuvent être générés via la chaîne par polymérase transcription inverse (RT-PCR). Le Centre National de ressources en ligne Biotechnology Information (NCBI) fournit des séquences de la transcription des gènes de nucléotide et exprimés séquence étiqueté les bases de données (EST). Pour la facilité de la protéine, visualisation et l’analyse des niveaux d’expression, fusion de la protéine flu....

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Résultats

Après in vitro transcription haute qualité RNA aura un ratio A260/A280 (1,8 à 2,2) et un ≥1.7 de ratio A260/A230 lorsqu’elle est mesurée à l’aide d’un spectrophotomètre. L’image dans la Figure 1 montre la migration de in vitro-produit RNA sur un gel d’agarose dénaturation après électrophorèse. Un groupe qui est étalé dans le modèle ou un échantillon qui a plusieurs bandes de tailles peut indiquer la contamination ou la dégradation de l’échan.......

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Discussion

En raison de l’identification rapide et croissante des humains variantes génétiques associées à la maladie, il est essentiel que les systèmes sont établies afin d’évaluer leur importance biologique. Comprendre la fonction des protéines dans la méiose humain pose des défis particuliers car les ovocytes humains sont précieux et sperme rare et humaine ne se prêtent pas aux manipulations génétiques. Les ovocytes de souris sont un système modèle mammifère précieux pour l’évaluation humaine gène méiotique fonction

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par une subvention de recherche de l’American Society for Reproductive Medicine et du Charles et Johanna Busch Memorial Fund à l’Université Rutgers, The State University de NJ à K.S. est a été financée par une subvention de la N.I.H. (F31 HD0989597).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
0,2 mL Seal-Rite Tube PCRUSA Scientific1602-4300
1 kb Échelle d’ADNThermo ScientificSM0313
100 bp Échelle d’ADNThermo ScientificSM0243
6X Charge d’ADNColorant Thermo ScientificR0611
Plaque de point en verre à 9 puitsThomas Scientific7812G17
AgaroseSigma AldrichA9539
Albumine de sérum bovinSigma-AldrichA3294  ;
Alexa-fluor-568 conjugué anti-souris IgGThermo ScientificA21050dilution 1:200
Alexa-fluor-633 conjugué anti-humain IgGThermo ScientificA21091dilution 1:200
AmpicillineVWRAA0356
Table anti-vibrationTechnical Manufacturing Corptout modèle standard
Tubuline anti-acétylée anticorpsSigma AldrichT74511:100 diution
Anticorps anti-centromérique (CREST)Anticorps incorporés15-234dilution 1:30  ;
Barrière (Filtre) Embouts de pipetteThermo ScientificAM12635Assurez-vous qu’ils sont compatibles avec votre marque de pipettes. Ceux-ci sont compatibles avec les pipettes de la marque Eppendorf.
Milieux de culture déshydratés BD Difco : LB Agar, Miller (Luria Bertani)Fisher ScientificDF0445-07-6
Milieux de culture déshydratés BD Difco : LB Broth, Miller (Luria Bertani)Fisher ScientificDF0446-07-5
Tube capillaireSutterB100-75-10
Puits central Plat de culture d’organesVWR25381-141
RéservoirPour incubateur
Microscope confocalZeisstout modèle standard
Centrifugeuse (avec capacité de refroidissement)Thomas Scientifictout modèle standard  ;
Verre de protection 11 x 22 mmThomas Scientific6663F10
Lamelles ThomasScientific6663-F10L’épaisseur varie pour certains microscopes
DAPISigma AldrichD9542
DEPC H20Life TechnologiesAM9922
Bain sec numériqueThermo Scientific888700001
Easy A élevé enzyme de clonage de fidélitéAgilent600400Pour le clonage de l’ADN  ;
Des enzymes pour la linéarisation de pIVTNew England BiolabsNdeI ou KasI peuvent être utilisées
Bromure d’éthidiumThermo Scientific155585011
Microscope fluorescent.N’importe quel microscope fluorescent peut être utilisé
Formaldéhyde (37 %)Thermo Fisher Scientifc9311
Colorant de chargement d’ARN formaldéhydeAmbion8552
Lames de microscope givrées (non chargées) 25X75 mmFisher Scientific12-544-3
ClonesPeut être obtenu auprès de n’importe quel fournisseur qui fournit une lecture ouverte Clones de cadre
Appareil d’électrophorèse sur gelBio-Radtout modèle standard
Verre Pasteur PipetsFisher Scientific13-678-200
Globin Forward Primer for pIVT Construct5'- GAA GCT CAG AAT AAA CGC -3'.  ; Peut être acheté auprès de n’importe quelle entreprise qui génère des oligonucléotides personnalisés
Globin Reverse Primer for pIVT Construct5'- ATT CGG GTG TTC TTG AGG CTG G -3' Peut être acheté auprès de n’importe quelle entreprise qui génère des oligonucléotides personnalisés
Pipettes de maintienEppendorf930001015Vacutip
Humidified ChamberTupperware peut être utilisé
Illustra Ready-To-Go Perles RT-PCRIncubateur
tout modèle standard avec technologie CO2 et chemise d’eau
Microscope inverséInstrumentsTout modèle standard
Logiciel Image J (NIH)Logiciel d’analyse d’images
Couvercle de plaque à 96 puitsNalgene Nunc International263339
Tube microcentrifuge à faible adhérence de 0,5 mLUSA Scientific1405-2600
MacVector  ;MacVectorLogiciel d’analyse de séquences
MG132SelleckchemS2619
Lames de microscopeFisher Scientific12-544-3  ;
Marqueurs de l’ARN du millénaire-Formaldéhyde  ;AmbionAM7151
MilrinoneSigma-AldrichM4659Remise en suspension dans le DMSO à 2,5 mM
d’huile minéraleSigma-AldrichM5310Uniquement utilisé testé sur les embryons, filtré stérilement
MonastrolSigma-AldrichM8515Remise en suspension dans le DMSO à 100 mM
Embout buccalBiodisenoMP-001-Y
RéservoirN2pour vernis à ongles de table antivibratoire
 ; TransparentN’importe quel vernis à ongles transparent peut être utilisé
NanoDrop Microvolume Spectrophotomètre UV-VisThermo Scientificn’importe quel modèle standard
NorthernMax 10X Tampon de gel dénaturantLife TechnologiesAM8676
NorthernMax 10X Tampon de fonctionnementLife TechnologiesAM8671
NuPAGE MOPS SDS Tampon de fonctionnementThermo ScnentificNP0001
Boîte de culture d’organes 60x15mmLife Technologies08-772-12
ParaformaldéhydePolysciences, Inc.  ;
Thermocycleur PCRThermo Fisher Scientific4484075 Boîte de
Pétri 139 mmThermo Fisher Scientifc501V
Boîte de Pétri 35 mmThermo Fisher Scientifc121V
Boîte de Pétri 60 mmFalcon BD 351007
PicoinjecteurXenoWorks Digital Microinjecteurtout modèle standard
Extracteur de pipetteFlaming-Brown Extracteur de micropipetteModèle P-1000
pIVT PlasmideAddGene32374Vecteur vide adapté à l’expression des ovocytes.
Sérum de jument enceinte GonadotrophinLee BioSolutions493-10
QIAprep Spin Miniprep KitQiagen27104purification jusqu’à 20 μL d’ADN plasmidique
QIAquick PCR purification kitQiagen28104
Quikchange II site directed mutagenesiskit Agilent  ;200523kit de mutagénèse pour insertions et suppressions
Quikchange lightning kit de mutagénèse dirigée multi-sitesAgilent  ;210512kit de mutagénèse pour les changements de site unique
Ciseaux (pointe fine)Outils de sciences fines14393
Ciseaux (pointe moyenne)Outils de sciences finesWP114225
Seal-Rite 1,5 mL microcentrifugeusetube USA Scientific1615-5500
Chauffe-lamestout modèle standard
Spectrophotomètre (Nanodrop)Thermo Fisher ScientificND-ONE-W
Stéréomicroscopetout modèle standard
Efficacité de sous-clonage DH5a Cellules compétentes ThermoFisher Scientifc18265017
SeringueBD Bioscienes3096231 ml, 27G(1/2)
T4 ADN LigaseNew England BiolabsM0202L
T7 mMessage Machine à haut rendement kit de transcription d’ARN coifféLife TechnologiesAM1340
TritonX-100Sigma-Aldrichx-100
Tween-20Sigma-Aldrich274348
Pince à épiler (Pointe fine- Taille 5)Outils scientifiques finsSN.743.12.1
Eau distillée sans Dnase/Rnase UltraPure ThermoFisher Scientifc10977015
Bromure d’éthidium UltraPure 10mg/mLThermo Fisher Scientifc15585011
UVP UVP UV/White lite transilluminateurFisher ScientificUV95041501
Vectashield MontageMedium Vector LaboratoriesH-1000
de CO2 d’ADNc pleine longueur 27925901 GE Life Sciences Nikon NIH 577773

Références

  1. Thoma, M. E., et al. Prevalence of infertility in the United States as estimated by the current duration approach and a traditional constructed approach. Fertil Steril. 99 (5), 1324-1331 (2013).
  2. Boivin, J., Bunting, L., Collins, J. A., Nygren, K. G.

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