עכבר הביצים, העוברים בשלב מוקדם מוגנים על-ידי zona pellucida, מטריצה גליקופרוטאין המהווה מחסום נגד המסירה הגן. מאמר זה מתאר עבור לנקב את zona עם לייזר כדי מגלי תאים עובריים עם וקטורים lentiviral וכדי ליצור העכברים הטרנסגניים פרוטוקול.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
עכבר הביצים, העוברים בשלב מוקדם מוגנים על-ידי zona pellucida, מטריצה גליקופרוטאין המהווה מחסום נגד המסירה הגן. מאמר זה מתאר עבור לנקב את zona עם לייזר כדי מגלי תאים עובריים עם וקטורים lentiviral וכדי ליצור העכברים הטרנסגניים פרוטוקול.
Lentiviruses הם וקטורים יעיל למסירה גן בתרבית של תאים. בעקבות התמרה חושית, הגנום lentiviral stably הוא שולב כרומוזום המארח, מועברת אל רומא. לפיכך, הם וקטורים אידיאלי עבור יצירה של שורות תאים יציב, ויוו משלוח של אינדיקטורים, התמרה חושית של תא בודד מופרית ביצים כדי ליצור חיות מהונדס. עם זאת, העכבר מופרית ביצים, העוברים בשלב מוקדם מוגנים על-ידי zona pellucida, מטריצה גליקופרוטאין המהווה מחסום נגד המסירה הגן lentiviral. Lentiviruses גדולים מדי כדי לחדור את סונה, מועברים בדרך כלל על ידי microinjection של נגיפים לתוך החלל perivitelline, הרווח בין zona של תאים עובריים. הדרישה לבעיותיהם מיומנים וציוד מיוחדים יש למזער את השימוש lentiviruses למסירה גן העוברים העכבר. מאמר זה מתאר פרוטוקול עבור permeabilizing את הביצים העכבר מופרית על ידי לנקב את zona עם לייזר. לייזר-ניקוב לא לגרום כל נזק עוברי ומאפשר lentiviruses לקבל גישה לתאים עובריים למסירה גן. Transduced עוברי ניתן להתפתח הבלסטוציסט במבחנה, אם שהושתלו בעכברים pseudopregnant, להתפתח הטרנסגניים הגורים. הלייזר בשימוש פרוטוקול זה הוא יעיל, קל לשימוש. הגנים מועברים על ידי lentiviruses stably לשלב תאים עובריים בעכבר, germline שעוברת ביחסי. זה שיטה חלופית עבור יצירה של העכברים הטרנסגניים הדורשת אין המיקרומניפולציה ו- microinjection של הביצים.
בשיטה זו מספק הוראות מפורטות עבור permeabilizing את pellucida zona של העכבר מופרית ביצים כדי להפוך תאים עובריים לנגיש עבור המסירה הגן על-ידי lentiviruses. Lentiviruses תוכננו על ידי הטבע למסירה גן יעיל בתרבית של תאים. הם להדביק תאים החלוקה הלא-חלוקת ולשלב את הגנום lentiviral שלהם מארח כרומוזומים1. טווח התאים מארח lentiviral ברצון מורחבת מאת pseudotyping את lentivirus רקומביננטי עם גליקופרוטאין וירוס vesicular stomatitis (VSV-G), בשל tropism רחב של חלבון VSV-G2. בעקבות התמרה חושית, גנים lentiviral stably משולב, הביע כחלק בכרומוזומים המארח שלהם יצירת כלי אידיאלי ליצירת חיות מהונדס. אם תימסר לתאים עובריים בשלב מוקדם, הגנום lentiviral משוכפלת, שבאה לידי ביטוי בכל המנגנון. התמרה חושית lentiviral הוביל הייצור של עכברים, עכברושים, עוף, שליו, חזיר3,4,5,6,,7 , בין מינים אחרים של transgenics. השיטה טיפוסי של המסירה הגן lentiviral, עם זאת, דורשת טכנאים מיומנים וציוד מיוחדים כדי להתגבר על המכשול zona pellucida המכיל את העוברים בשלב מוקדם. המטרה הכוללת של שיטה זו הוא לתאר כיצד permeabilize את zona באמצעות לייזר כדי להקל על המסירה הגן lentiviral.
ביצים יונקים מוקפים את pellucida zona אשר מתקשה בעקבות הפריה להגן על הביצים מפני polyspermy וכדי להגביל את האינטראקציות סביבתיים8,9. Zona יוצרת מחסום שמונע lentiviruses מן התאים מתחלקים עד העוברים בוקעים כמו הבלסטוציסט. העכבר בתרבית מופרית ביצים הפתח לאחר 4 ימים, חייב להיות מושתלים לתוך עכברים pseudopregnant לפני הבקיעה להתפתחות הרגילה לתוך הגורים. לכן, עבור התמרה חושית, lentiviruses הן microinjected לפני הבקיעה מן zona לתוך החלל perivitelline, הרווח בין zona של תאים עובריים.
Pellucida zona יוסר לעיתים קרובות עבור הפריה במבחנה של ביצים אנושי כדי להגביר את קצב הפריה10. אולם, הסרת כימי של העכבר zona pellucida לרעה משפיעה על התפתחות העובר העכבר, מזיקה תאים עובריים11,12. שיטות נוספות המסירה הגן ביצים העכבר מופרית להתגבר על המכשול zona pellucida על ידי microinjection ישירה של ה-DNA לתוך גרעין התא13. Pronuclear microinjection הוא אמצעי יעיל של אספקת גנים העוברים. עם זאת, מאז כל העובר מתקיים במקום בנפרד עבור microinjection, התרגול ניתן מפרך וצורכת זמן למשתמש המתחיל.
שיטות אחרות כגון אלקטרופורציה photoporation שימושיים ארעי, המסירה הגן לטווח קצר העכבר מופרית ביצים14,15,16. שיטות אלה משמשים בהרחבה להעברת רכיבים CRISPR-Cas9 ו- recombinases. עם זאת, משלוח אלקטרופורציה ו- photoporation של גנים לא ניתן להשתמש ביעילות כדי ליצור transgenics. Spermatozoa הנאספות מן העכבר מנוקבת יותרת האשך יכול גם להיות transduced על ידי lentiviruses, שימוש עבור הפריה במבחנה להפקת חיות הטרנסגניים17,18,19, 20.
ב פרוטוקול זה, המסירה הגן lentiviral העכבר עוברי בהנחייתם permeabilizing את zona באמצעות לייזר. הלייזר XYClone פותחה ככלי סיוע עבור במבחנה הדישון21 וטיפוח של תאי גזע עובריים22. זה מנגנון קטן פשוט להתקנת וניתן קל לשימוש. פעם להתקין מיקרוסקופ, הנתפש המרחב של עדשת המטרה בתוכנה הנלווית מאפשר מכוון הלייזר תוך התבוננות דרך של עיניות מיקרוסקופ (ראה פרוטוקול: סעיף 3). ברגע סונה הוא מחורר על ידי לייזר XYClone, lentiviruses יכול להיות מוחדרים התקשורת תרבות עבור ג'ין משלוח23. ניתן להשתמש lentiviruses מרובים בו זמנית לספק מספר גנים של התאגדות כרומוזומלית.
פרוטוקול זה יתאר כיצד לבודד, תרבות העכבר מופרית ביצים, מדגים את השימוש בלייזר עבור ניקוב של pellucida zona, ממחישה את התמרה חושית של תאים עובריים בעכבר על-ידי lentiviruses.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל ההליכים בבעלי חיים וטיפולים בשימוש פרוטוקול זה היו בהתאם להנחיות NIH/NIEHS טיפול בבעלי חיים, אושרו על ידי טיפול בעלי חיים ועל שימוש הוועדה (ACUC) ב NIH/NIEHS, חיה פרוטוקול 2010-0004.
1. תכשירים
2. בידוד של העכבר מופרית ביצים
3. ניקוב של העכבר מופרית ביצים עם לייזר XYClone
4. התמרה חושית של העכבר מופרית ביצים בעקבות ניקוב לייזר XYClone
5. ניתוחי העברת העכבר Transduced עוברי עכברים מדומים בהריון
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פיתוח של ביצים מבודד/transduced העכבר מופרית ניתן לבדוק תחת מיקרוסקופ מדי יום (איור 1). העוברים בריאים להתפתח הבלסטוציסט תוך 3-4 ימים. ב פרוטוקול זה, 60-70% ללא טיפול עוברי להתפתח הבלסטוציסט23. מתוך 114 מחורר בלייזר transduced עוברי 54 התפתחה הבלסטוציסט (שיעור של 47%) 46 blastocysts והביע GFP (46/54 = 85%)23.
העוברים העכבר היו מחורר בלייזר ביום של קציר...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
היכולת של lentiviruses שילוב לתוך הגנום המארח שלהם גורם להם וקטור אידיאלי עבור המסירה הגן יציב. וקטורים lentiviral יכול לשאת kilobase עד 8.5 זוג (kbp) של חומר גנטי שיכול להכיל תאים ספציפיים או inducible היזמים, סמני הבחירה או moieties פלורסנט. החומר הגנומי incorporated יכולים לשכפל כחלק הגנום המארח שלהם, להיות מוסדרות כדי להביע או לבטל בנקודות הזמן הרצויים. וקטורים אלה מאפשרים שליטה ייתכן על ביטוי גנים בשלבים שונים של פיתוח, lentiviruses מותג כמו כלים רבי-עוצמה המסירה הגן.
לייזר בסיוע transgen...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי מגזר תוכנית המחקר של המכון הלאומי לבריאות (NIH), לאומי המכון למדעי בריאות הסביבה (NIEHS). . אנחנו אסירי תודה ד ר רוברט פטרוביץ, ד ר ג'ייסון ויליאמס על קריאה ביקורתית של כתב היד, עצות מועילות. אנחנו רוצים גם להכיר ולהודות ד ר ברנד מבריק, הליבה נוקאאוט, המתקן Cytometry זרימה, מיקרוסקופיה של זריחה, מרכז הדמיה ובמתקני ענף רפואה השוואתית NIEHS על תרומתם טכני. ברצוננו להודות מר דוד גולדינג מהענף רפואה השוואתית, גב' לויס Wyrick של מרכז הדמיה ב NIEHS סיפק לנו תצלומים ואיורים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| CD510B-1 מערכת פלסמיד | Biosciences | CD510B-1 | המשמש לאריזת וירוס הלנטי המבטא EF1a-copGFP |
| דימתילפוליסילוקסן | סיגמא | DMPS5X | עוברים מתרבות |
| היאלורונידאז | סיגמא | H3506 | המשמש להסרת תאי קומולוס |
| XYClone לייזר | המילטון ת'ורן ביוסיינסס | ניקוב ביציות | |
| מופרות עכבריםמכשיר העברת עוברים לא כירורגי (NSET) | ParaTechs | 60010 | NSET של עוברים |
| <חזקים>KSOM בינוני | Millipore | MR-020P-5F | עוברי תרבית |
| <חזקים>הרכב של KSOM: | <חזק>מ"ג/100 מ"ל | ||
| NaCl | 555 | ||
| KCl | 18.5 | ||
| KH2PO4 | 4.75 | ||
| MgSO4 7H2O | 4.95 | ||
| CaCl2 2H2O | 25 | ||
| NaHCO3 | 210 | ||
| גלוקוז | 3.6 | ||
| Na-Pyruvate | 2.2 | ||
| DL-חומצה לקטית, מלח | 0.174 מ"ל | ||
| 10 מ"מ EDTA | 100&מיקרו; L | ||
| סטרפטומיצין | 5 | ||
| פניצילין | 6.3 | ||
| 0.5% פנול אדום | 0.1 מ"ל | ||
| L-גלוטמין | 14.6 | ||
| MEM חומצות | 1 מ"ל | ||
| MEM לא חיוני AA | 0.5 מ"ל | ||
| BSA | 100 | ||
| <חזק>M2 בינוני | Millipore | MR-015-D | עוברי תרבית |
| <חזקים>הרכב M2: | <חזק>מ"ג/100 מ"ל | ||
| סידן כלורי | חזק 25.1 | ||
| מגנזיום גופרתי (נטול מים) | 16.5 | ||
| אשלגן כלורי | 35.6 | ||
| אשלגן פוספט, מונוביסיק | 16.2 | ||
| נתרן ביקרבונט | 35 | ||
| נתרן כלורי | 553.2 | ||
| אלבומין, חלק | 400 | ||
| D-גלוקוז | 100 | ||
| ו-HEPES | 54.3 | ||
| פנול אדום | 1.1 | ||
| חומצה | 3.6 | ||
| DL-חומצה | 295 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.