טכניקות מיקרו-ג'ק-קציה חיוניות כדי להכניס גנים אקסוגניים לגנומים של יתושים. פרוטוקול זה מסביר שיטה המשמשת את מעבדת ג'יימס למיקרו-המצאת מבני DNA לעוברי אנופלס גמביה כדי ליצור יתושים שעברו טרנספורמציה.
מאמר שיטה
טכניקות מיקרו-ג'ק-קציה חיוניות כדי להכניס גנים אקסוגניים לגנומים של יתושים. פרוטוקול זה מסביר שיטה המשמשת את מעבדת ג'יימס למיקרו-המצאת מבני DNA לעוברי אנופלס גמביה כדי ליצור יתושים שעברו טרנספורמציה.
טכניקות מיקרו-הנדסה עובריות חיוניות למחקרים מולקולריים וגנטיים רבים של מיני חרקים. הם מספקים אמצעי להכניס שברי DNA אקסוגניים קידוד גנים של עניין, כמו גם תכונות חיוביות לתוך נבט חרקים בצורה יציבה תורשתית. זנים מהונדסים וכתוצאה מכך ניתן ללמוד עבור שינויים פנוטיפיים הנובעים הביטוי של ה- DNA המשולב כדי לענות על שאלות בסיסיות או בשימוש ביישומים מעשיים. למרות שהטכנולוגיה פשוטה, היא דורשת מהחוקר סבלנות ותרגול כדי להשיג רמה של מיומנות שממקסמת את היעילות. מוצג כאן שיטה למיקרו-ג'ק-קציה של עוברים של יתוש המלריה האפריקאי, אנופלס גמביה. המטרה היא לספק על ידי DNA אקסוגניים מיקרו-אינטג'ק לעובר, כך שניתן יהיה לקחת אותו בתאי הנבט המתפתחים (מוט). ביטוי מהדנ"א המוזרק של טרנספוזות, integrases, רקומבינות או גרעינים אחרים (לדוגמה חלבונים הקשורים CRISPR, Cas) יכול לעורר אירועים שמובילים להכנסה קוולנטית שלה לכרומוזומים. גמביה מהונדסת שנוצרה מטכנולוגיות אלה שימשה למחקרים בסיסיים של רכיבי מערכת החיסון, גנים המעורבים בהאכלת דם ואלמנטים של מערכת הריח. בנוסף, טכניקות אלה שימשו לייצור זני An. gambiae עם תכונות שעשויות לעזור לשלוט בהעברת טפילים מלריה.
טכניקות מיקרו-ג'ק-קציה שימשו לתפעול ניסיוני של אורגניזמים מאז תחילת המאהה-20 . Microinjection שימש כדי ללמוד הן פונקציות ביולוגיות בסיסיות ו /או להציג שינויים חשובים בביולוגיה של אורגניזם הרצוי. טכניקת המיקרו-שיתוף הייתה מעניינת במיוחד ביולוגים וקטורים, והיא נמצאת בשימוש נרחב לתפעול גנומים וקטוריים2-11. ניסויי Transgenesis בווקטורים פרוקי רגליים לעתים קרובות שואפים להפוך וקטורים פחות יעילים בהעברת פתוגנים על ידי חקיקת שינויים שמקטינים את הכושר של וקטור או מגבירים את השחלה לפתוגנים שהם משדרים. יתושים מעבירים מגוון פתוגנים אנושיים ויש להם השפעה משמעותית על התחלואה והתמותה ברחבי העולם. סוג אנופלס של יתושים מעביר את הפתוגנים טפילים מלריה האנושית, פלסמודיום spp. ניסויים בהנדסה גנטית עם אנופלים נועדו להבין טוב יותר את הביולוגיה ולהפחית את היכולת הווקטורית של יתושים אלה במאמצים לפתח אסטרטגיות לחיסול מלריה חדשניות.
וקטורים יתושים התורמים ביותר זיהומים מלריה ברחבי העולם הם במתחם מינים אנופלס גמביה. עם זאת, רוב הניסויים הטרנסגנזה המוצלחים בוצעו על וקטור המלריה של תת היבשת ההודית, אנופלס סטיבנסי. בעוד שפע של זני אנופלס גמביה מותאמי מעבדה קיימים, מספר הקווים המהותניים של אנופלס גמביה spp. שדווחו בספרות אינו משתווה לזה של אנופלס סטיבנסי. הוא חשב כי אנופלס גמביה עובר קשה יותר להזריק ולהשיג טרנסגנזה מוצלחת מאשר אנופלס stephensi, אם כי הסיבות להבדלים אלה אינם ידועים. פרוטוקול זה מתאר שיטה שהוכח כי היא מצליחה בעקביות בהשגת טרנסגנזה של עוברים אנופלס גמביה באמצעות מיקרו-ינון. הפרוטוקול מבוסס על שיטה שפותחה בעבר על ידי הרה בוסין ומארק בנדיקט12 עם כמה פרטים נוספים ושינויים שנוספו שנמצאו כמגבירים את היעילות של transgenesis.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הכנת יתושים למיקרו-ינון
2. הכנת עוברים
3. יישור עובר
4. הכנת DNA
5. הכנת מחט
6. מיקרו-נסיגה עוברית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דוגמה מייצגת ליישום פרוטוקול המיקרו-בייג'ן המתואר ניתן למצוא ב Carballar-Lejarazú et al5. הכוונה כאן הייתה להכניס מערכת הנעת גנים אוטונומית לתוך הנבט של זן מעבדה, G3, של An. gambiae. המערכת תוכננה למקד את הלוקוס האורתולוגי הקרדינל (Agcd)על הכרומוזום השלישי במין זה, המקודד heme peroxidase המזרז את ההמרה של 3-הידרוקסיקינורנין לקסנתוממטין, השלב האחרון בביוסינתזה של אומוכרום(איור 11). יתושים המכילים כונן גנים הומוזיגוס הם מוטנטים קרדינל
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
עם הזמינות המוגברת של טכנולוגיות הנדסה גנטית מדויקות וגמישות כגון CRISPR/Cas9, ניתן לפתח אורגניזמים מהונדסים בצורה פשוטה ויציבה יותר ממה שאפשר בעבר. כלים אלה אפשרו לחוקרים ליצור זנים מהונדסים של וקטורים יתושים שקרובים מאוד להשגת התכונות הרצויות של השחלה לפתוגנים (שינוי אוכלוסין) או סטריליות תורשתית (דיכוי האוכלוסייה). עם זאת, כדי לפתח את היתושים הבטוחים והיציבים ביותר האפשריים, יש ליצור ולהעריך קווים מהונדסים נוספים כך שייבחרו קווים אופטימליים למחקרי שטח. הפרוטוקול המתואר יכול להגביר את היעילות של יצירת מהונדסים אנופ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים לדרוסילה סטילינג'ר, קיונה פרקר, פאריש פאוול ומדלין נוטולי על גידול יתושים. המימון ניתן על ידי אוניברסיטת קליפורניה, יוזמת מלריה אירוויין. AAJ הוא פרופסור דונלד ברן באוניברסיטת קליפורניה, אירווין.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 10x מאגר מיקרו-הזרקה | - | 1 מ"מ NaHPO4 buffer, pH 6.8, 50 מ"מ KCl | |
| ממברנת ספיגה (Zeta-Probe GT Genomic Blotting Membrane) | Bio-Rad | חתוך בצורה מסודרת וישרה לחתיכה בגודל 2x1 ס"מ | |
| צינורות חרוטיים 50 מ"ל (צינור צנטריפוגה חד פעמי, פוליפרופילן) | Fisher | ||
| Brand Endsמים נטולי יונים או מזוקקים כפולים (ddH20) | מילי-קיו | בבקבוק כביסה | |
| מיקרוסקופ ניתוח | לייקה | Leica MZ12 | ליישור עוברים |
| מלקחיים | מידה מס' 5 | ||
| מיכל זכוכית | פיירקס | מס' 3140 | 125 x 65 |
| שקופית זכוכית | מותג פישר | מס' 12-549-3 | 75x26 מ"מ |
| חממה | Barnsted Lab-line | דגם מס' 150 | 28 ° C |
| KCl | 50 מ"מ | ||
| סרט שיניים לטקס | Crosstex International | מס' 19302 | |
| סאטר | מיקרו-מזרק | XenoWorks מיקרו-מזרק דיגיטלי | |
| מיקרו-מעמיס קצות פיפטה | אפנדורף | 20 ומיקרו; L microloader epT.I.P.S. | |
| מכשיר מיקרומניפולטור | סאטר | XenoWorks מיקרומניפולטור | |
| מיקרופיפטה | ריינין | 20 ומיקרו; | |
| L חולץ מיקרופיפטה | Sutter Instrument | Sutter P-2000 חולץ | |
| מיקרוסקופ | Leica | DM 1000 LED או M165 FC | עבור מיקרו הזרקה |
| מינימום סיבים סינון נייר | מותג פישר | מס' 05-714-4 | נייר כרומטוגרפיה, עבה |
| יתושים | MR4, BEI Resources | Anopheles gambiae, נקבות בוגרות מזווגות, מוזנות בדם 4-5 ימים לאחר האקלוזיה | |
| NaHPO4 buffer | 1 מ"מ, pH 6.8 | ||
| ניילון | |||
| מברשת צבע | בליק | , מס' 05831-7040 | עדין, גודל 4/0 |
| צלחת | פלסטיק, (60x15 מ"מ, 90x15 מ"מ) | ||
| נתרן אצטט | 3M | ||
| נימי זכוכית קוורץ | מכשיר סאטר | מס' QF100-70-10 | עם נימה, 1 מ"מ OD, מזהה 0.7 אורך 10 ס"מ |
| דרגת PCR מים | רוש | מס' 03315843001 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה