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Article de méthode

Déploiement AAV de constructions d’expression basées sur des amplificateurs in vivo dans le cerveau de souris

2.7K vues

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DOI :

10.3791/62650

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31 mars 2022

Dans cet article

Résumé

Ce protocole décrit un nouveau test d’amplificateur-rapporteur transitoire basé sur le rAAV. Ce test peut être utilisé pour induire une expression pilotée par l’amplificateur in vivo dans le cerveau de la souris.

Résumé

Les amplificateurs sont des plates-formes de liaison pour un large éventail de facteurs de transcription qui conduisent à des modèles d’expression spécifiques de gènes spécifiques aux tissus et aux types cellulaires. De multiples moyens d’évaluer l’ADN non codant et divers états de chromatine se sont révélés utiles pour prédire la présence de séquences d’amplificateurs dans le génome, mais valider l’activité de ces séquences et trouver les organes et les stades de développement dans lesquels elles sont actives est un processus à forte intensité de main-d’œuvre. Les progrès récents dans les vecteurs de virus adéno-associés (AAV) ont permis la livraison généralisée de transgènes aux tissus de souris, permettant des tests d’amplificateur in vivo sans nécessiter un animal transgénique. Ce protocole montre comment une construction rapporteur qui exprime l’EGFP sous le contrôle d’un promoteur minimal, qui ne conduit pas d’expression significative par elle-même, peut être utilisée pour étudier les modèles d’activité des séquences d’amplificateurs candidats dans le cerveau de la souris. Une construction de rapporteur emballée AAV est livrée au cerveau de la souris et incubée pendant 1 à 4 semaines, après quoi l’animal est sacrifié et des sections de cerveau sont observées au microscope. L’EGFP apparaît dans les cellules dans lesquelles l’amplificateur testé est suffisant pour initier l’expression génique, en localisant l’emplacement et le stade de développement dans lequel l’amplificateur est actif dans le cerveau. Les méthodes de clonage standard, l’emballage AAV à faible coût, les sérotypes AAV en expansion et les méthodes d’administration in vivo et de lecture d’imagerie standard en font une approche accessible pour l’étude de la régulation de l’expression génique dans le cerveau.

Introduction

Les amplificateurs sont des éléments cis-régulateurs génomiques qui servent de sites de liaison au facteur de transcription et peuvent conduire l’expression d’un gène cible d’une manière spatio-temporellement spécifique 1,2. Ils sont différentiellement actifs dans différents types de cellules, tissus et stades de développement et peuvent être des substrats de variation génomique liée au risque de maladie 3,4. Ainsi, la nécessité de comprendre la dynamique de la fonction de l’amplificateur est essentielle pour progresser dans les applications scientifiq....

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Protocole

Ce protocole a été approuvé par le comité institutionnel de soin et d’utilisation des animaux de UC Davis (protocole #22339) et le comité de biosécurité institutionnel de UC Davis (BUA-R1903). Ce protocole a été testé sur des souris C57BL/6J des deux sexes au jour postnatal 0-1.

1. Cloner la séquence candidate amplificateur dans le plasmide vecteur AAV.

REMARQUE : Les protocoles représentatifs sont donnés, mais la stratégie de clonage a un degré élevé de flexibilité.

  1. Sélectionnez ou concevez une construction de rapporteur. Ici, le candidat amplificateur est inséré dans la région 3' non ....

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Résultats

En utilisant ces méthodes, une séquence de 915 pb dans le troisième intron associé au risque psychiatrique du gène CACNA1C19,49,50 a été testée pour l’activité d’amplificateur dans le cerveau postnatal de la souris. Cette séquence a été découverte dans un MPRA de 345 séquences d’amplificateurs candidats centrées sur les SNP de risque psychiatrique et neurologique12 et les expériences de caractéri.......

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Discussion

Ce protocole décrit une méthode basée sur rAAV pour le déploiement de transgènes pilotés par amplificateur dans le cerveau postnatal de la souris. Dans ce protocole généralisé, un amplificateur candidat, un promoteur minimal, un gène rapporteur et une séquence de codes-barres optionnelle sont clonés dans un squelette plasmidique AAV. Ces expériences peuvent être réalisées avec une seule séquence d’amplificateur candidat ou avec plusieurs séquences en parallèle. Le plasmide est emballé dans un rAAV et livré au cerveau pos.......

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Déclarations de divulgation

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt financier concurrent.

Remerciements

Le séquençage a été effectué à l’UC Davis DNA Technologies Core. Nous remercions le laboratoire de Lin Tian à UC Davis pour la formation sur l’emballage rAAV et pour nous avoir généreusement offert des plasmides d’aide AAV et de rep/capuchon. Ce travail a été soutenu par NIH/NIGMS R35GM119831.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
10x Tampon de citrateSigma-AldrichC9999-1000ML
5'-gatcactctcggcatggac-3'IntegratedDNA TechnologiesN/A : Amorce Forward conçue sur mesurepour la vérification des clones après transformation. Ces amorces sont spécifiques au vecteur utilisé et ont été conçues pour le vecteur spécifique utilisé dans nos expériences.
5'-gatggctggcaactagaagg-3'IntegratedDNA TechnologiesN/A :Amorce inversée conçue sur mesure pour la vérification des clones après transformation. Ces amorces sont spécifiques au vecteur utilisé et ont été conçues pour le vecteur spécifique utilisé dans nos expériences.
AgaroseVWRVWRVN605-500G
Assemblages de tubes d’aspirateurSigma-AldrichA5177-5EApour l’administration par voie orale de rAAV
Boîtes de Pétri bactériologiquesThermo Fisher Scientific08-757-100D
CarbenicillineSigma-AldrichC1389-5G
Chicken IgY anti-GFPThermo Fisher ScientificA10262
Microscope confocalZeissLSM900Les images ont été prises sur le modèle LSM800, mais Zeiss a lancé le modèle LSM900 ces dernières années pour remplacer le LSM800.
Tubes à centrifuger coniques 15 mLThermo Fisher Scientific12-565-269
CryomoulesThermo Fisher ScientificNC9806558Ces moules sont adaptés au cerveau de souris P28. D’autres tailles peuvent être plus appropriées pour des tissus plus grands ou plus petits.
DAPISigma-AldrichD9542-10MG
Ciseaux de dissection, 4.5"VWR82027-578
Âne anti-poulet AlexaFlour-488Jackson ImmunoResearch703-545-155
Dulbecco’s PBS 1xThermo Fisher ScientificMT21031CV
Eppendorf Microcentrifugeuses tubes 2.0 mLThermo Fisher Scientific
Falcon tubes à fond rond 14 mLThermo Fisher Scientific352059
Colorant vert rapideGraingerF0099-1G
Set de pinceaux à détails finsArtbrush TowerB014GWCLFO
Gibson Assembly Master MixNEBE2611S Tubes capillaires
en verreDrummond Scientific Company5-000-2005
HiSpeed Plasmid Maxi KitQIAGEN12663Kit de préparation maxi de plasmide commercial
HyClone HyPure Molecular Biology Grade EauVWRSH30538.03
IV Set de perfusion papillon avec tube 12" et aiguille 25GThermo Fisher Scientific26708
KimwipesKimberly Clark34155Lingette non pelucheuse
LB AgarThermo Fisher ScientificBP1425-500LB Prémélange de gélose pour milieux sélectifs
McPherson Vannas ciseaux à irisIntegra LifeSciences360-215
Huile minéraleSigma Life Science69794-500ML
NEB Stable Competent E. coliNEBC3040I
NucleoSpin Gel et nettoyage PCRTakara740609.5Kit pour réaction enzymatique nettoyage et extraction de gel
OCT moyenVWR25608-930
Agitateur orbitalCole Parmer60-100
ParaformaldéhydeSigma-Aldrich158127-500G
Tubes de bandelettes PCR 0,2 mLVWR490003-692
Pompe péristaltiqueGilsonF155005
Saline tamponnée au phosphate (PBS) 10xThermo Fisher Scientific70011044
Phusion Hot Start II ADN polymérase haute fidélitéThermo Fisher ScientificF549L
Lait en poudreSunny Select
ProLong Gold Antifade MountantThermo Fisher ScientificP36934
QIAquick Kit de purification PCRQIAGEN28106
rCutSmart TamponNEBB6004STampon pour la digestion de restriction avec PacI, AscI et XmaI
Enzyme de restriction : AscINEBR0558L
Enzyme de restriction : PacINEBR0547L
Enzyme de restriction : XmaINEBR0180L
Milieu de croissance SOCNEBB0920SMilieu de récupération après transformation
Saccharose ( RNase/DNase free)Millipore Sigma033522.5KG
TAE bufferApex20-194
Tubulure de transfertGilsonF1179941Pour pompe péristaltique
Triton X100Sigma-AldrichX100-100ML
Wizard Plus SV Minipreps Système de purification d’ADNThermo Fisher ScientificA1460Plasmid mini prep kit
22431048

Références

  1. Pennacchio, L. A., et al. In vivo enhancer analysis of human conserved non-coding sequences. Nature. 444 (7118), 499-502 (2006).
  2. Nord, A. S., et al. Rapid and pervasive changes in genome-wide enhancer usage during mammalian development. Cell.

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Réimpressions et autorisations

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