פרוטוקול זה מראה כיצד לבצע מיקרו-הזרקה ציטופלזמית בזיגוטות של חיות משק. ניתן להשתמש בטכניקה זו כדי לספק כל פתרון לעובר של תא אחד, כגון כלי עריכת גנום ליצירת בעלי חיים נוקאאוט.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מראה כיצד לבצע מיקרו-הזרקה ציטופלזמית בזיגוטות של חיות משק. ניתן להשתמש בטכניקה זו כדי לספק כל פתרון לעובר של תא אחד, כגון כלי עריכת גנום ליצירת בעלי חיים נוקאאוט.
מיקרו-הזרקה ציטופלזמית לעוברים חד-תאיים היא טכניקה חזקה מאוד. כדוגמה, הוא מאפשר העברת כלים לעריכת גנום שיכולים ליצור שינויים גנטיים שיהיו נוכחים בכל תא של אורגניזם בוגר. זה יכול לשמש גם להעברת siRNA, mRNA או נוגדנים חוסמים לחקר תפקוד גנים בעוברים טרום השרשה. הטכניקה המקובלת להזרקת מיקרו עוברים המשמשת במכרסמים מורכבת ממיקרופיפטה דקה מאוד החודרת ישירות לקרום הפלזמה כאשר היא מתקדמת לעובר. כאשר טכניקה זו מיושמת על בעלי חיים היא בדרך כלל מביאה ליעילות נמוכה. הסיבה העיקרית לכך היא שבניגוד לעכברים וחולדות, לזיגוטות בקר, בקר וחזיר יש ציטופלזמה כהה מאוד וממברנת פלזמה אלסטית מאוד המקשה על הדמיה במהלך הזרקה וחדירה של קרום הפלזמה. בפרוטוקול זה אנו מתארים שיטת מיקרו-הזרקה מתאימה להעברת תמיסות לציטופלזמה של זיגוטות בקר שהוכחה כמוצלחת גם עבור עוברי כבשים וחזירים. ראשית, לייזר משמש ליצירת חור ב-zona pellucida. לאחר מכן מוחדר מיקרופיפט זכוכית קהה דרך החור ומתקדם עד שקצה המחט מגיע לכ-3/4 לתוך העובר. לאחר מכן, קרום הפלזמה נשבר על ידי שאיבת תוכן ציטופלזמי בתוך המחט. לבסוף, התוכן הציטופלזמי הנשאף ואחריו תמיסת העניין מוזרק בחזרה לציטופלזמה העוברית. פרוטוקול זה שימש בהצלחה לאספקת פתרונות שונים לזיגוטות בקר ובקר עם יעילות של 100%, ליזה מינימלית ושיעורי התפתחות בלסטוציסטים תקינים.
microinjection cytoplasmic של עוברי 1 תאים היא טכניקה רבת עוצמה. זה יכול לשמש להעברת כל פתרון לתוך העובר, למשל, לייצר הגן לדפוק-outs ללמוד תפקוד הגן או כדי ליצור חיות הגן בעריכה. רוב חקלאי-רלוונטי zygotes חוות חיות יש רכב חומצות שומן מאוד גבוה שגורם הציטופלסמה שלהם אטום וחשוך 1. יש להם גם קרום פלזמה אלסטי למדי (PM). תכונות אלו הופכות את microinjection באמצעות pronuclear קונבנציונלי / הזרקת ציטופלסמית כפי שמוצגת במינים מכרסמים מאתגרים ולעתים קרובות לא מדויקים.
יש microinjection cytoplasmic יתרונות על פני microinjection pronuclear שכן הוא קל יותר לבצע וגם גורם פחות נזק את העוברים מוזרק, וכתוצאה מכך כדאיות גבוהה 2. המטרה הכללית של פרוטוקול זה היא להדגים שיטה מוצלחת לאספקת פתרונות לתוך הציטופלסמה של zygotes חיות משק. כדי להיות מסוגל לבצעmicroinjection cytoplasmic עם יעילות גבוהה על עוברי בעלי חיים, לייזר משמש כדי ליצור חור המעטפת השקופה (ZP) ולאחר מכן מחט זכוכית קהה-end משמש microinjection. אסטרטגיה זו שואפת להקטין את נזק מכני המוטבע על העובר במהלך ההזרקה. לאחר מכן, שאיפה של תוכן ציטופלסמית בתוך המזרק מאפשרת שבירה יעילה ובטוחה של ראש הממשלה להבטיח כי הפתרון מועבר לתוך הציטופלסמה של העובר.
טכניקה זו כבר נוצלה בהצלחה בעוברי שור לספק siRNA לתוך הציטופלסמה zygotic 3,4 וליצור מוטציות באמצעות חזרות palindromic קצרות interspaced התקבצו באופן קבוע (CRISPR) / קשור CRISPR מערכת 9 (Cas9) מערכה 5. זה גם מתאים (עם שינויים קלים) להזרקת ביציות קומולוס סגורה שור 6. כאן אנו מתארים פרוטוקול ההזרקה שלנו ומספק צבע, שיכול לחול על הזרקת כל desפתרון IRED לתוך הזיגוטה, ולהראות כי באמצעות טכניקה זו גורמת תמוגה מינימלי ואינו להשפיע על התפתחות העובר המוקדם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. ייצור Micropipette
3. הכנת צלחת הזרקה (איור 2)
4. Microinjection
5. שחזור העובר תוצאות הזרקה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ליזר בסיוע microinjection cytoplasmic הוא פרוטוקול חזק ואמין כדי לספק פתרונות לתוך הציטופלסמה של zygotes בעלי החיים. איור 3 מראה בקווים כלליים את zygotes לפני ואחרי ההזרקה כמו גם את קווי המתאר הכלליים של הטכניקה. Dextran-אדום משמש הזרקת פתרון ולאפשר לאתר מעקב של יעילות הזרקת הזרקת ודיוק. משלוח מוצלח של הפתרון מתואר באיור 4 מראה עובר מוזרק לאחרונה שבה לצבוע מופץ בצורה הומוגנית בציטופלסמה. באמצעות טכניקה זו 100% מן ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
Microinjection של zygotes הוא שיטה מבוססת היטב מציגים פתרונות לעוברי יונקים. עם כמה וריאציות תלויות המין ואת מטרת הניסוי, טכניקה זו יכולה להיות בשימוש נרחב. אנו מראים כיצד לבצע microinjection intracytoplasmic באמצעות לייזר כדי לסייע בכניסה של micropipette בוטה לקצה. Zygotes של כמה מיני בעלי חיים (כמו בקר, כבשים, חזירים) יש הציטופלסמה כהה, שימנע את להדמיה של פיפטה בזריקה אחת בתוך העובר. כמו כן, ממברנות הפלזמה שלהם הן מאוד אלסטי, מה שהופכים החדירה שלהם עם מחט משופע ממוסמר (בדרך כלל ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה הקשורה לטכניקה זו נתמכת על ידי NIH/NICHD RO1 HD070044 ו-USDA/NIFA Hatch פרויקטים W-3171 ו-W-2112.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| חולץ מיקרופיפטות | מכשיר סאטר | P-97 | |
| מכשירי סאטר | נימי זכוכית | B100-75-10 | נימים אלו משמשים לייצור פיפטות האחיזה וההזרקה. ניתן להשתמש בכל צינורות בורוסיליקט בקיר עבה/סטנדרטי ללא נימה. |
| Microforge | Narishige | MF-9 | מצויד בעדשת הגדלה פי 10. |
| מיקרומניפולטור | Nikon / Narishige | NT88-V3 | |
| מיקרוסקופ הפוך | Nikon | TE2000-U | מצויד בעדשות 4X, 20X ובמערכת לייזר. |
| מכשירי מחקר | לייזר | 7-47-500 | שבתאי 5 לייזר פעיל. |
| מיקרו-דיספנסר | דראמונד | 3-000-105 | המיקרו-דיספנסר משמש להזזת העוברים. ניתן להשתמש גם בפיפטה p10 אך לטעון נפח מינימלי ככל האפשר. |
| צלחת תרבית 100 על 15 מ"מ | פלקון | 351029 | השתמש במכסה הכלי כדי ליצור את צלחת ההזרקה מכיוון שיש להם קירות נמוכים יותר ויקלו על המיקום וההזזה של המיקרומניפולטור. ניתן להשתמש גם במכסה של צלחת תרבות 60 מ"מ. |
| צלחת תרבית 35 מ"מ | קורנינג | 430165 | כלים אלה משמשים לתרבית העוברים ב-50 μ l טיפות מכוסות בשמן מינרלי. לחלופין, ניתן להשתמש גם בצלחת 4 בארות. ללא קשר למנה שנבחרה לתרבית העוברים, הם תמיד צריכים להיות מאוזנים באינקובטור לפחות 4 שעות לפני העברת העוברים אליהם. |
| חממה | Sanyo | MCO-19AIC | כל חממה שניתן להגדיר ל-38.5 מעלות; C, 5% CO2 ניתן להשתמש בתנאי פחמן. |
| סטריאומיקרוסקופ | ניקון | SMZ800 | משמש להדמיית העוברים בטיפות התרבית ובמהלך שטיפות. ניתן להשתמש בכל סטריאומיקרוסקופ עם הגדלה פי 10. |
| יחידת בקרה HT | Minitube | 12055/0400 | מערכת חימום מחוברת לסטריאומיקרוסקופ. |
| מיקרוסקופ מחומם שלב | Minitube | 12055/0003 | מערכת חימום מחוברת לסטריאומיקרוסקופ. |
| Dextran-Red | Thermo Scientific | D1828 | תמיסה סטרילית של 10 מ"ג/מ"ל משמשת להזרקה. |
| שמן מינרלי | סיגמא | M8410 | שמור את השמן המינרלי בטמפרטורת החדר ומוגן מפני אור באמצעות נייר נייר כסף. |
| KSOMaa Evolve Bovine | Zenit | ZEBV-100 | בתוספת של 4 מ"ג/מ"ל BSA. יש לאזן את צלחות KSOM לתרבית עוברים בחממה למשך 4 שעות לפחות לפני השימוש. |
| FBS | Gemini-Bio | 100-525 | השתמש ב-FBS מוסמך לתאי גזע. |
| זיגוטות זיגוטות | מוזרקות 17 - 20 hpf וניתן להפיק אותן in-vitro- או in-vivo. | ||
| NaCl | Sigma | S5886 | ריכוז סופי: 107.7 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| KCl | Sigma | P5405 | ריכוז סופי: 7.16 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| KH2PO4 | Sigma | P5655 | ריכוז סופי: 1.19 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| MgCl2 6H2O | Sigma | M2393 | ריכוז סופי: 0.49 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| נתרן DL-לקטט | סיגמא | L4263 | ריכוז סופי: 5.3 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| CaCl2-2H2O | סיגמא | C7902 | ריכוז סופי: 1.71 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| D-(&מינוס;)-פרוקטוז | סיגמא | F3510 | ריכוז סופי: 0.5 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| HEPES | סיגמא | H4034 | ריכוז סופי: 21 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| MEM-NEAA | Sigma | M7145 | ריכוז סופי: 1x. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| BME-EAA | Sigma | B6766 | ריכוז סופי: 1x. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| NaHCO3 | Sigma | S5761 | ריכוז סופי: 4 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| נתרן פירובט | סיגמא | P4562 | ריכוז סופי: 0.33 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| Glutamax | Gibco | 35050 | ריכוז סופי: 1 מ"מ. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| BSA | Sigma | A-3311 | ריכוז סופי: 1 מ"ג/מ"ל. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| Gentamicin | Sigma | G-1397 | ריכוז סופי: 5 μ גרם/מ"ל. רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| מים להעברת עוברים | Sigma | W1503 | רכיב של מדיום SOF-HEPES. |
| מדיום SOF-HEPES | מיוצר במעבדה | pH 7.3 - 7.4, 280 ו-plusmn; 10 mOs. מסנן מעוקר דרך 22 μ ניתן לאחסן מסנן M במקרר בטמפרטורה של 4 מעלות; C למשך חודש. חם ב-37 מעלות; C אמבט מים לפני השימוש. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.