חלבונים משמשים לעתים קרובות לסימון פרוקי רגליים למחקר פיזור. מודגמות שיטות למתן סימני חלבון פנימיים וחיצוניים על פרוקי רגליים. טכניקות זיהוי סימני חלבון, באמצעות בדיקות אימונוסורבנט עקיפות או סנדוויץ' מקושרות לאנזים (ELISAs), מומחשות גם כן.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
חלבונים משמשים לעתים קרובות לסימון פרוקי רגליים למחקר פיזור. מודגמות שיטות למתן סימני חלבון פנימיים וחיצוניים על פרוקי רגליים. טכניקות זיהוי סימני חלבון, באמצעות בדיקות אימונוסורבנט עקיפות או סנדוויץ' מקושרות לאנזים (ELISAs), מומחשות גם כן.
תנועת פרוקי רגלי ניטור נדרשה לעתים קרובות כדי להבין טוב יותר את הדינמיקה הקשורים האוכלוסייה, דפוסי פיזור, העדפות צמח מארח, ואינטראקציות אקולוגיות אחרות. פרוקי רגליים בדרך כלל במעקב בטבע על ידי תיוגם עם סימן ייחודי ולאחר מכן לאורך זמן ובמרחבם כדי לקבוע את יכולות פיזורם באיסוף מחדש. בנוסף לתגים פיזיים ממשיים, כגון אבק או צבע צבעוניים, סוגים שונים של חלבונים הוכחו כיעילות מאוד לסימון פרוקי רגליים למחקר אקולוגי. יכולים להינתן חלבונים פנימיים ו / או חיצוני. אז יכולים להיות שזוהו החלבונים על פרוקי רגליים וכבשו עם assay חלבון ספציפי צמוד אנזים immunosorbent (ELISA). כאן אנו מתארים פרוטוקולים לחוץ וכלפי פן תיוג פרוקי רגליים עם חלבון. שתי דוגמאות ניסיוניות פשוטות הם הפגינו: (1) סימן חלבון פנימי הציג לחרקים על ידי מתן תזונה מועשר בחלבון ו- (2) סימן חלבון חיצוני topicallypplied לחרקים באמצעות nebulizer רפואי. לאחר מכן, אנו מתייחסים מדריך צעד-אחר-צעד של הכריך ושיטות ELISA עקיפים משמשות לאיתור סימני חלבון בחרקים. בהפגנה זו, היבטים שונים של הרכישה והגילוי של סמני חלבון על פרוקי רגליים לסימן-שחרור-לכבוש מחדש, סימן-ללכוד, וסוגים-סימן-לכידה העצמית של מחקר הם דנו, יחד עם הדרכים השונות כי הליך immunomarking היה מותאם כך שיתאים למגוון רחב של מטרות מחקר.
מעקב התנועה של מזיקי פרוקי רגליים, אויבים טבעיים (טפילים וטורפים), ומאביקים בטבע הוא חיוני להבנה טובה יותר כיצד לשפר את שירותי מערכת אקולוגית. המרכיב המרכזי במרבית הסוגים של מחקר הוא שיש פיזור שיטה אמינה כדי לתייג את פרוקי הרגליים (ים) של עניין. מגוון רחב של חומרים (לדוגמא, צבעים, צבעים, אבקות צבעוניות, תגים, אלמנטים נדירים, חלבונים) שימשו כדי לסמן פרוקי רגליים להעריך דינמיקת האוכלוסייה שלהם, יכולות פיזור, האכלת התנהגויות, ואינטראקציות אקולוגיות אחרות 1,2.
נאותות סמן המשמש לכל מחקר פיזור נתון תהיה תלויים בסוג של מחקר שנערך. ישנם שלושה סיווגים רחבים לסימון פרוקי רגליים: (1) סימן-שחרור-לכבוש מחדש (MRR), (2) סימן-ללכוד, ו- (3) סימן-לכידה עצמית. למחקר סימן-שחרור-לכבוש מחדש, החוקר בדרך כלל מסמן את פרוקי הרגליים קולקטיבי בlaboratoר"י ומשחרר אותם בנקודה מרכזית בתחום. אז פרוקי רגליהם כבשו במרווחי מרחב ובזמן שונים באמצעות מכשירי אוסף שונים (בניכוי למשל, לטאטא, ואקום, מלכודת דביקה) 3,4,5. אז הדגימות כבשו נבחנות לסימן הספציפי להבחין שוחררו מאנשים מקומיים. למחקר סימן-ללכוד, החוקר בדרך כלל חל הסימן ישירות בציוד השדה באמצעות תרסיס (למשל, מרסס תרמיל, בום ומרסס זרבובית). הסמנים הטובים ביותר עבור מחקר סימן-לכידה זולים ובקלות להחיל בית הגידול של פרוקי הרגליים. למחקר-סימן-לכידה עצמית, החוקר בדרך כלל חל סימנים לכניסה פיתיון פרוקי רגליים 6,7 או 8 קן. בתורו, פרוקי הרגליים מסמנת את עצמו באופן פנימי על ידי טורף את הפיתיון המסומן או חיצוני על ידי "צחצוח" נגד סימן יציאתו לקן.
כפי שצוין לעיל, סוגים רבים של סמנים היואד לתייג מגוון מיני פרוקי רגליים. עם זאת, מעט מאוד שימושיים לכל שלושת קטגוריות מחקר פיזור אלה. הפיתוח של הליך immunomarking החלבון היה פריצת דרך משמעותית עבור סימון חרקים. Immunomarking מעמיד תווית חלבון על פרוקי רגליים פנימיים או חיצוני אשר, בתורו, הוא זוהה על ידי assay נגד חלבון מסוים צמוד אנזים immunosorbent (ELISA). סמני החלבון הראשונים מסוג המשמשים היו אימונוגלובולינים ארנב (IgG) וIgG עוף / IgY 9,10. הם הוכיחו להיות יעילים מאוד סימנים לMRR ומחקר-סימן-לכידה עצמית (ראה דיון). למרבה הצער, חלבוני IgG / IgY הם יקרים ולכן אינם מעשיים למחקר סימן-לכידה ורוב הסוגים של מחקר-סימן-לכידה עצמית. בהמשך לכך, ELISAs זיהוי חלבון הדור השני פותחו עבור חלבונים כלולים בחלבוני ביצת עוף (אלבומין), חלב פרה (קזאין) וחלב סויה (חלבון מעכב טריפסין). כל assay הוא רגיש מאוד, ספציפי, והכיחשוב מכך, משתמש בחלבונים שהם הרבה פחות יקרים מאשר חלבוני IgG / IgY 11. חלבונים אלה הוכחו כיעילים לMRR, סימן-ללכוד, ומחקר-סימן-לכידה עצמית (ראה דיון).
במאמר זה, אנו מתארים ומדגימים כיצד לבצע מחקרי שימור המעבדה סימן חלבון. מחקרים כאלה הם השלב הראשון של המחקר הדרוש לכל סוג של מחקר פיזור שדה. באופן ספציפי, זה קריטי, כי חוקרים יודעים כמה זמן הסימן יישמר על מיני פרוקי רגליים הממוקדים לפני היציאה ללימודי פיזור שדה. כאן אנו מתארים ומדגימים כיצד פנימיים והן חיצוניים כדי לסמן חרקים לMRR, סימן-ללכוד, ומחקרי שדה הסוג-סימן-לכידה עצמית. לאחר מכן, אנו מדגימים כיצד לזהות הנוכחות של הסימנים עם ELISAs העקיף וכריך.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הפנימי מארק, שמירה, וזיהוי נוהל

איור 1. תרשים סכמטי המציג את הכינויים גם תקניים המשמשים ל96 טיפוסי גם microplate ELISA. כל צלחת מכילה 7 בארות מוקדשים לבקרה שלילית שנאגרו מלוחה-טריס (TBS), גם ייעודיות לשליטת חלבון חיובית (POS Ctrl), 80 בארות בודדות מוקדשת לחרקים כבשו מחדש (לדוגמא 1 ... 80), ו -8 בארות מוקדשים לבקרת חרקים לא מסומן (שלילית) (נג Ctrl 1 ... 8). אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.
2. החיצוני מארק, שמירה, וזיהוי נוהל
ניתוח 3. נתונים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פנימי לציון:
תוצאות בדיקת שימור סימן הפנימית מוצגות באיור 2 א. ערך הסף המחושב ELISA הקריטי היה 0.054. בסך הכל (כל ארבעת תאריכי המדגם משולבים), החרקים טופלו ללא חלבון הניבו ערכים נמוכים באופן עקבי ELISA (x = 0.038 ± 0.002, n = 80). לעומת זאת, כל החרקים האכילו את הדיאטה העשירה החלבון הניבה ערכים חזקים באופן ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הליך immunomarking חלבון פרוקי רגליים תואר לראשונה כמעט רבע מאה לפני 9. מאז, ההליך הותאם ללמוד את דפוסי הפיזור של מגוון רחב של פרוקי רגליים באמצעות IgG / IgYs מנוהל פנימי וחיצוני. חלבונים אלה הוכיחו סמנים איתנים למגוון הרחב של מיני חרקים נבדקו עד כה. עם זאת, כאמור לעיל, המגבלה העיקרית לשימוש בIgG / IgYs היא שהם יקרים מאוד. כתוצאה מכך, IgG / IgYs הם שימושי רק עבור MRR ומחקרי סוג סימון עצמי שבו קבוצות גדולות של חרקים יכולות להיות מסומנות בחלל קטן או יכולים להיות משולבות ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אזכור של שמות מסחריים או מוצרים מסחריים בפרסום זה הוא אך ורק לצורך מתן מידע ספציפי ואינו מעיד על המלצה או אישור על ידי משרד החקלאות האמריקאי. משרד החקלאות האמריקאי הוא ספק הזדמנות שווה ומעביד.
מימון ניתן על ידי משרד החקלאות האמריקאי כריס 5347-22620-021-00D ו, בחלקו, על ידי החקלאות ומזון מענק המחקר תחרותי היוזמה לא. 2011-67009-30141 מהמכון הלאומי USDA של מזון וחקלאות. אנחנו אסירי תודה על התמיכה הטכנית של יוהנה Nassif. אנו מודים גם פול בייקר, דוד הורטון, דייגו Nieto, ופרנסס Sivakoff למתן חלק מהתמונות השתמשו באיור 3.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מיכל אחסון מזון (לגידול חרקים) | Rubbermaid/Tupperware | בגדלים שונים | יצרנים וספקים שונים. בד רשת מודבק בחלון |
| נבולייזר בנפח קטן (מיקרו ערפל) | Teleflex-Hudson RCI | 1881 | זמין באינטרנט ובחנויות לציוד רפואי. מותגים אחרים יעבדו גם כן. |
| צינורות מיקרוצנטריפוגה, 1.6 מ"ל עם פקק | מוצרי מעבדה קונטיננטל | 4445.X | כל סוג דומה יעבוד. אנו מעדיפים מותגים שיש להם מכסים קלים לפתיחה. |
| קופסת אחסון קלקר לצינורות מיקרוצנטריפוגה (רשת 5x20) | RPI Corp. | 145746 | עיצוב זה נחמד מכיוון שהוא לא גודש את הצינורות. |
| מתקן, משחזר | אפנדורף | 4982000322 | כל דבר דומה יעזור להאיץ את החלוקה. |
| Pestles, מטחנות טישו חד פעמיות מפלסטיק, 1.5 מ"ל | Kimble Chase | 749521-1500 | זמין אצל ספקים שונים. ניתן לנקות עליים ולבצע חיטוי לשימוש חוזר. |
| צלחות BD Falcon ELISA, 96 בארות (תחתית שטוחה) | BD | 351172 | |
| Ovation פיפטה, ידנית (20-200 ומיקרו; l) | VistaLab | 1057-0200 או 1070-0200 | כל סוג דומה יעבוד. דגם זה ארגונומי. |
| מאגרים, מגיב סטרילי | VistaLab | 4054-1000 | כל דבר דומה יעבוד. |
| פיפטה אלקטרונית, 8 ערוצים (50-1,200 ומיקרו; l) (Biohit eLine) | Sartorius | 730391 | אם היית צריך לבחור דגם אלקטרוני אחד, הגודל הזה הוא השימושי ביותר. |
| פיפטה אלקטרונית, 8 ערוצים (10-300 ומיקרו; l) (Biohit eLine) | Sartorius | 730361 | כל דבר דומה יעבוד. |
| סעפת, מכונת כביסה מרובת צלחות (8 מצבים, ישר) | סיגמא-אולדריץ' | Z369802 | כל דבר דומה יעבוד לשטיפת צלחות ידנית. |
| קורא מיקרו-פלטות עם זיהוי ספיגה | מכשירים מולקולריים | SpectraMax 250 | כל דבר דומה יעבוד. |
| עוף IgG / IgY | ארצות הברית ביולוגי | I1903-15R | זמין גם ממקורות אחרים |
| חנות מכולת חלבוני ביצה | " כל הלבנים", " מקצפי ביצים", etc. | מערבבים 5 מ"ל עם 95 מ"ל dH2O לתמיסה של 5% | |
| Tris (Trizma Base) | Sigma-Aldrich | T1503 | 2.42 גרם/ליטר להכנת TBS |
| נתרן כלורי (NaCl) | Sigma-Aldrich | S9888 | 29.22 גרם/ליטר להכנת TBS ו-8.0 g/ L עבור PBS |
| נתרן פוספט דו-בסיסי (Na2HPO4) | Sigma-Aldrich | S0876 | 1.14 גרם/ליטר עבור PBS |
| אשלגן פוספט מונו-בסיסי (KH2PO4) | Sigma-Aldrich | P5655 | 0.2 גרם/ליטר עבור PBS |
| אשלגן כלורי (KCl) | Sigma-Aldrich | P9541 | 0.2 גרם/ליטר עבור PBS |
| Tween 20, | סיגמא-אולדריץ' | P1379 | הוסף 0.5 מ"ל לליטר ל-PBS לאחר המסת מלחים. |
| PBS עם 1% BSA | Sigma-Aldrich | P3688 | מערבבים שקיק 1 ב-1 ליטר dH2O |
| נוגדן נגד עוף IgY (IgG) (מולקולה שלמה) המיוצר בארנב (1:500) | Sigma-Aldrich | C6409 | ערבוב 100 ומיקרו; l ב-50 מ"ל כף |
| חלב יבש, אבקת חלב או חלב טרי (1%) | מכולת | מערבבים 10 גרם עם 1 ליטר dH2O לתמיסה של 1% | |
| נוגדן נגד עוף IgY (IgG) (מולקולה שלמה)-פרוקסידאז המיוצר בארנב (1:10,000) | Sigma-Aldrich | A9046 | Mix 100 & l ב -1 ליטר של חלב 1% |
| נוגדן אלבומין ביצת עוף המיוצר בארנב (1: 8,000) | Sigma-Aldrich | C6534 | מדולל 125 ומיקרו; l ב-1 ליטר PBS-BSA |
| עיזים נגד ארנב IgG Peroxidase מצומד (1:2,000) | Sigma-Aldrich | A6154 | מדלל 0.5 מ"ל ב-1 ליטר PBS-BSA, ואז מוסיפים 1.3 מ"ל Silwet |
| Vac-In-Stuff (Silwet L-77) קופולימר סיליקון-פוליאתר | זרעי Lehle | VIS-01 | הוסף כמרכיב אחרון |
| TMB Microwell רכיב אחד מצע פרוקסידאז | SurModics | TMBW-1000-01 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.