טכנולוגיה זו מבוססת על-ידי קרינה פלואורסצנטית פיתח ' מאפשר ניטור לטווח ארוך של שעתוק של גנים שעון היממה העל-תצלובתי (SCN) לנוע בחופשיות עכברים בזמן אמת, ברזולוציה הטמפורלית גבוהה.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
טכנולוגיה זו מבוססת על-ידי קרינה פלואורסצנטית פיתח ' מאפשר ניטור לטווח ארוך של שעתוק של גנים שעון היממה העל-תצלובתי (SCN) לנוע בחופשיות עכברים בזמן אמת, ברזולוציה הטמפורלית גבוהה.
טכניקה זו משלבת סיב אופטי מתווכת הקלטות זריחה עם מסירה מדויקת של וירוס רקומביננטי adeno-הקשורים, המבוסס על ג'ין כתבים. חדש, קל לשימוש ויוו פלורסצנטיות ניטור מערכת זו פותחה להקליט את הקצב תעתיק של הגן השעון, Cry1, העל-תצלובתי (SCN) לנוע בחופשיות עכברים. לשם כך, כתב פלורסצנטיות שעתוק Cry1 היה מתוכנן ונארז לתוך וירוס Adeno-הקשורים. מזוכך, מרוכז וירוס היה מוזרק העכבר SCN ואחריו את ההוספה של סיבים אופטיים, שהיה אז מקובע על גבי המשטח של המוח. החיות היו חזר לכלובים הביתה והתירו את תקופת ההחלמה שלאחר הניתוח חודש להבטיח ביטוי עיתונאי מספיק. קרינה פלואורסצנטית נרשמה ואז לנוע בחופשיות עכברים באמצעות יישום ויוו ניטור המערכת אשר נבנה במוסד שלנו. עבור ה- ויוו למערכת ההקלטה, 488 ננומטר לייזר היה יחד עם 1 × 4 קרן-מפצל זה מחולק האור ארבע יציאות עירור לייזר של כוח שווה. תוכנית התקנה זו אפשרה לנו להקליט מתוך ארבע חיות בו זמנית. כל אחד האותות פלורסצנטיות הנפלט נאסף באמצעות צינור האופטיקה וכרטיס רכישת נתונים. לעומת זאת כדי הקודם ביולומינסנציה ויוו שעון היממה הקלטה הטכניקה, קרינה פלואורסצנטית זה ויוו למערכת ההקלטה מותר את ההקלטה של ביטוי גנים שעון היממה במהלך מחזור אור.
ביונקים, העל-תצלובתי (SCN) מושלת שעון ביולוגי בכל הגוף לתאם של הפרט בתגובה שינויים סביבתיים אקסוגני (למשל, אור, טמפרטורה, לחץ, וכו ')1. רכיבי שעון הליבה מורכבת Per1-3, Cry1-2, שעוןו- Bmal1, תפקיד מרכזי בוויסות השעון היממה של כל תא. כל תא ב- SCN מכיל activator תעתיק, שעון/BMAL1, אשר משמש heterodimer לזירוז הביטוי של פי ולבכות. פי / מתחם לבכות ואז מעכב את הפונקציה של השעון/BMAL1 ליצירת לולאת משוב תרגום תמלול שלוקח בערך 24 שעות כדי להשלים2,3.
מחקרים קודמים ב- SCN בעיקר המועסקים שמחוץ SCN פרוסה תרבות שיטה4,5,6 , ואילו גישה זו סיפקה מידע רב-ערך, המגבלות יש עכבות היכולת שלנו לקבל נתונים לגבי ההשפעה של אחרים גרעינים במוח ב- SCN, כמו גם השפעת גירויים אקסוגני (למשל, אור) על תאים המתגוררים באזור קריטי זה. בשנת 2001, הקבוצה של היטושי אוקמורה היה הראשון להשתמש למערכת ביולומינסנציה ויוו ביטוי גנים צג שעון היממה SCN במעבר בחופשיות עכברים7. הקבוצה של קן-איצ'י Honma בילה כמה שנים נוספות לפתח את ביולומינסנציה ויוו למערכת ההקלטה ב- SCN8,9,10. יחד, מחקרים אלה סיפקו לחוקרים את היכולת לנטר את שעון היממה בחשכה קבוע או אחרי דופק אור. עם זאת, מכיוון ביולומינסנציה מעומעם מדי כדי לאפשר ניטור רציף במהלך המחזור/כהה, בשילוב עם העובדה כי אור היא האות הדומיננטית הדרושות את entrainment בתיווך SCN של שעונים היממה11, יש הגדלת הביקוש לפיתוח שיטות נסיוניות אשר להתגבר על המגבלות הקשורות ביולומינסנציה הקלטה. הדו ח הנוכחי מתאר מערכת מבוססת פלורסצנטיות, אשר נבנה כדי לנטר את שעון היממה של ה SCN ויוו במעבר בחופשיות עכברים. שיטה זו קלה לשימוש מאפשר ניטור רציף במהלך המחזור/כהה ומאפשר התבוננות שעתוק של גנים שעון היממה SCN בזמן אמת, ברזולוציה הטמפורלית גבוהה לטווח ארוך.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לכל השגרות פרוטוקול זה נערכו עם האישור של טיפול בעלי חיים מוסדיים ושל שימוש הוועדה (IACUC) של הלאומית המכון הביולוגי למדעים, בייג'ינג, בהתאם לכללים ממשלתיים של סין.
1. בניית הכתב זריחה Cry1
הערה: מחקרים היממה הקודמת באמצעות ביולומינסנציה מערכת2,12,13 נתיך מקדם היממה עם destabilized לוציפראז (dLuc) כדי לעודד ביטוי אומנותית dLuc . כדי לפתח כתב פלורסצנטיות, גרם אולי לפגיעה ביציבות לוציפראז הוחלף עם פלורסצנטיות גרם אולי לפגיעה ביציבות חלבון (dVenus) כדי לעודד ביטוי אומנותית dVenus . הדור של P (Cry1)-כתבונוס d היא כמפורט להלן, הבונה של אשר כעת להיות מוגשים Addgene ויהיה זמין בקרוב לשימוש אקדמי.
2. הפקה של וירוס Adeno-הקשורים15
3. rAAV הזרקת והוספה סיבים אופטיים לתוך SCN למבוגרים העכבר
4. in vivo פלורסצנטיות אות ניטור של איסוף נתונים
5. נתונים ניתוח והצגת
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
קרינה פלואורסצנטית עיצוב הכתב של Cry1 היה מופע איור 1A. באמצעות הגישה שתוארו לעיל, 500 nL של rAAV-P (Cry1) - intron336 - ונוס-NLS-D2 היה מוזרק בהצלחה SCN עכבר למבוגרים, הציג ונוס חזקים ביטוי (איור 1B, 1c). קרינה פלואורסצנטית אותות שנרשם תחת h 12h 12/כהה (LD) ותנאי כהה/dark (DD) (איור 2) הניב חזקים שעון ביולוגי על שני התנאים. לבסוף, קרינה פלואורסצנטית אות הוקלט בתנאי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
לעומת שיטות שמחוץ , כגון פרוסה תרבות4,5, RT-PCR16 בחיי עיר הכלאה17, אשר דורשים כי חיות להרוג, ויוו הקלטה בשיטה מאפשר החוקרים ללמוד על ביטוי גנים היממה בחיים. ככזה, טכנולוגיה זו מספקת את היכולת להעריך את השפעת לפליטת פיזיים שונים (למשל, מניעת שינה, מתח, צריכת המזון, וכו ') על השעון היממה עצבית. בניגוד ויוו ביולומינסנציה7,
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים יש שאין ניגודי אינטרסים לחשוף.
אנו מודים לחברי במעבדה ג'אנג למתן גירוי חברים במעבדה Zhan ודיונים על מתן סיוע טכני. מחקר זה נתמך על ידי מענקים 31500860 (כדי C.Z.) של NSFC, 2012CB837700 (ל E.E.Z. ו- C.Z.) של התוכנית 973 מ M.O.S.T. של סין, על ידי מימון מהממשלה העירוני של בייג'ינג. E.E.Z. נתמך על ידי הסינים "גיוס תוכנית גלובלית הנוער המומחים".
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| KOD Plus Neo | TOYOBO | KOD-401 | מגיב |
| pVENUS-N1 | addgene | # 61854 | פלסמיד |
| pcDNA3.3_d2eGFP | addgene | # 26821 | פלסמיד |
| pAAV-EF1a-כפול floxed-hChR2 (H134R) -mCherry-WPRE-HGHpA | addgene | # 20297 | מגיב |
| פלסמיד MluI Thermo Scientific FD0564EcoRI | Thermo Scientific | FD0274 | Reagent |
| Gibson Assembly Mix | NEB | E2611s | Reagent |
| Lipofectamine 2000 | Thermo Scientific | 12566014 | |
| מסנן מזרק | EMD Millipore | SLHV033RS | 0.45 ומיקרו; מ |
| HiTrap עמודות הפרין | gelifesciences | 17-0406-01 | 1 מ"ל |
| פילטר צנטריפוגלי אולטרה 4 Amicon | EMD Millipore | UFC810024 | 100,000 MWCO |
| בנזונאז נוקלאז | סיגמא-אולדריץ' | E1014 | מגיב |
| נתרן דאוקסיכולט | סיגמא-אולדריץ' | D5670 | הכינו פתרון טרי לכל |
| מנגנון סטריאוטקסי של עכבר | B& E TEKSYSTEMS בע"מ | #SR-5M/6M | ציוד |
| פנטוברביטל | SigmaAldrich | #1507002 | מגיב |
| עכבר סטריאוטקסי מנגנון | B& E TEKSYSTEMS בע"מ | #SR-5M/6M | ציוד |
| תמיסת מי חמצן | SigmaAldrich | #216763 | ריאגנט |
| סיבים | אופטיים Thorlabs | FT200EMT | 0.39 NA, Ø 200 ומיקרו; |
| משאבת מיקרו-מזרק | מזרק ננוליטר 2000, ציוד WPI | ||
| טבעת קרמית | שנחאי Fiblaser | 230 μ m תעודת זהות, 2.5 מ"מ OD | |
| Gene Observer | BiolinkOptics | ציוד |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.