פרוטוקול זה מתאר כיצד להשיג תמונות על ידי שילוב הכלאה באתרו ואימונוהיסטוכימיה של חלקים עובריים של דגי זברה. הכלאה באתרו בוצעה לפני הקפאה, ואחריה הכתמת נוגדנים. כדאי לזהות את דפוסי הביטוי של שני גנים בדגי זברה אם יש מיעוט נוגדנים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר כיצד להשיג תמונות על ידי שילוב הכלאה באתרו ואימונוהיסטוכימיה של חלקים עובריים של דגי זברה. הכלאה באתרו בוצעה לפני הקפאה, ואחריה הכתמת נוגדנים. כדאי לזהות את דפוסי הביטוי של שני גנים בדגי זברה אם יש מיעוט נוגדנים.
כבעל חוליות, דג הזברה נמצא בשימוש נרחב במחקרים ביולוגיים. דגי זברה ובני אדם חולקים הומולוגיה גנטית גבוהה, המאפשרת את השימוש בה כמודל למחלות אנושיות. מחקר תפקוד גנים מבוסס על זיהוי דפוסי ביטוי גנים. למרות שאימונוהיסטוכימיה מציעה דרך רבת עוצמה להעריך ביטוי חלבונים, המספר המוגבל של נוגדנים זמינים מסחרית בדגי זברה מגביל את היישום של costaining. הכלאה באתרו נמצאת בשימוש נרחב בעוברים של דגי זברה כדי לזהות ביטוי mRNA. פרוטוקול זה מתאר כיצד להשיג תמונות על ידי שילוב הכלאה באתרו ואימונוהיסטוכימיה עבור קטעי עוברים של דגי זברה. הכלאה באתרו בוצעה לפני הקפאה, ואחריה הכתמת נוגדנים. אימונוהיסטוכימיה והדמיה של קריוסקציה יחידה בוצעו לאחר הכלאה באתר . הפרוטוקול עוזר לפענח את דפוס הביטוי של שני גנים, תחילה על ידי זיהוי תעתיק באתרו ולאחר מכן על ידי אימונוהיסטוכימיה כנגד חלבון באותו קטע.
דג הזברה הוא מודל רב עוצמה של בעלי חוליות לחקר התפתחות וגנטיקה 1,2. דגי זברה ובני אדם חולקים הומולוגיה גנטית גבוהה (70% מהגנים משותפים עם הגנום האנושי), המאפשרת את השימוש בה כמודל למחלות אנושיות3. בדגי זברה שכיח למדי לזהות את דפוסי הביטוי של שני גנים ואת הקשר המרחבי ביניהם. אימונוהיסטוכימיה שימשה לראשונה בשנת 1941 לזיהוי פתוגנים ברקמות נגועות על ידי יישום נוגדנים המסומנים בתווית FITC4. חלבון המטרה באזור הרקמה מסומן תחילה בנוגדן ראשוני, ולאחר מכן החלק מסומן בנוגדן משני כנגד המין המארח של הנוגדן הראשוני, אימונוגלובולין. צביעת נוגדנים היא גישה חזקה לזיהוי לוקליזציה של חלבונים, המציעה רזולוציה אופטית גבוהה ברמה התוך תאית. עם זאת, מספר הנוגדנים הזמינים מוגבל מאוד בדגי זברה. מחקר שנערך לאחרונה מראה כי כ -112,000 נוגדנים זמינים באופן מסחרי עבור עכברים; עם זאת, מעט מאוד נוגדנים הוכחו כאמינים בדגי זברה5.
במקום זאת, בדגי זברה, הכלאה באתרה יושמה באופן נרחב לניתוח דפוסי ביטוי גנים. שיטה זו שימשה לראשונה להערכת ביטוי גנים בעוברי דרוזופילה בשנות ה-80 6,7, ומאז טכנולוגיה זו פותחה ושוכללה ללא הרף. בתחילה, בדיקות DNA מסומנות רדיו שימשו כדי לזהות תעתיקי mRNA; עם זאת, הרזולוציה המרחבית הייתה נמוכה יחסית, והיו סיכונים בריאותיים פוטנציאליים שנגרמו על ידי הרדיואקטיביות. לאחר מכן, הכלאה באתרה מסתמכת על בדיקות RNA המסומנות עם digoxigenin (DIG) או fluorescein (Fluo), אשר מצומדות לפוספטאז אלקליין (AP) או מזוהות על ידי הגברת אות טירמיד פלואורסצנטי (TSA)8,9. למרות שנעשה שימוש ב-TSA כדי לזהות שניים או שלושה גנים, תיוג DIG של בדיקות RNA ונוגדנים מצומדים של antiDIG AP הם עדיין גישות רגישות מאוד, יציבות ובשימוש נרחב להכלאה באתר. לכן, נוגדנים ממוסחרים בשילוב עם בדיקות באתרן המסומנות ב-DIG שימושיים למתן תובנה לגבי לוקליזציה של חלבונים וביטוי של גן אחד.
עוברים שלמים אינם יכולים לחשוף את הקשר המרחבי בין גנים בשל הרזולוציה האופטית הנמוכה, למרות שעוברים של דגי זברה קטנים ושקופים10. לפיכך, חתך יש צורך לנתח את דפוסי הביטוי של גנים ברמה התאית. Cryosectioning כבר בשימוש נרחב בדגי זברה כפי שהוא קל לבצע יכול ביעילות לשמר את האנטיגן. לכן, הכלאה באתרו בשילוב עם אימונוהיסטוכימיה בקריוסקציות של דגי זברה מציעה דרך רבת עוצמה לניתוח דפוסי הביטוי של שני גנים. שילוב של הכלאה באתרו ואימונוהיסטוכימיה יושם על דגי זברה11. עם זאת, טיפול בפרוטאינאז K שימש לשיפור חדירת הבדיקה על חשבון שלמות האנטיגן. כדי להתגבר על מגבלה זו, פרוטוקול זה משתמש בחימום כדי לגרום לשליפת אנטיגן. פרוטוקול זה חל לא רק על עוברים בשלבים שונים וחלקי רקמות בעוביים שונים (קטעי ראש של 14 מיקרומטר וחלקי חוט שדרה של 20 מיקרומטר), אלא הוא אומת גם באמצעות גנים המבוטאים בשני איברים, כולל הראש וחוט השדרה.
מאמר זה יתאר כיצד לשלב הכלאה באתרו וצביעת נוגדנים בעוברים של דגי זברה בהקפאה. הרבגוניות של פרוטוקול זה מודגמת על ידי שימוש במספר שילובים של הכלאה באתרו-אימונוהיסטוכימיה, כולל בדיקות הכלאה באתרן עבור שני נוירונים שונים. שיטה זו מתאימה לאיתור mRNA וחלבון באזורים שונים ובעוברים בגילאים שונים, וכן לדפוסי ביטוי של שני גנים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כל הפרוטוקולים של בעלי חיים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של אוניברסיטת ננטונג (מס 'S20191210-402).
1. אוסף עוברים של דגי זברה
2. הכלאה באתרו
הערה: המים המשמשים לשלבים 2.1-2.11 הם מים מטופלים דיאתיל פירוקרבונט (DEPC) (ראה טבלת חומרים).
3. הטבעה
4. Cryosectioning
5. Immunostaining
הערה: צביעת GFP מבוצעת על הסעיפים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה יכול לשמש כדי לבחון בו זמנית את דפוס הביטוי של mRNA אחד וחלבון אחד. איור 1 מראה את זרימת העבודה הניסיונית. קולטן 5-HT2C הוא תת-סוג של קולטן 5-HT הקשור על ידי המוליך העצבי סרוטונין (5-hydroxytryptamine, 5-HT). הוא מופץ באופן נרחב במערכת העצבים המרכזית (CNS) ויכול לווסת באופן משמעותי מגוון תפקודי מוח, כולל תיאבון, מצב רוח, חרדה והתנהגות רבייה13. הביטוי של 5-HT2C במערכת העצבים המרכזית זוהה על ידי הקו המהונדס Tg (foxp2:egfp-caax), שבו נוירונים fox...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מציע שילוב של הכלאה באתרו ואימונוהיסטוכימיה, צעד חשוב בניסויי הקולוקליזציה בעוברים של דגי זברה. שיטה זו משמשת דרך קלה ויעילה לנתח בו זמנית mRNA אחד וחלבון אחד. הכלאה באתרו וצביעת נוגדנים בוצעו על עוברים של דגי זברה. בניגוד למספר פרוטוקולים שפורסמו בעבר14,15,16, אימונופלואורסצנטיות ואימונוהיסטוכימיה שימשו לחקר ביטוי חלבונים. מעט נוגדנים ספציפיים לדגי זברה אומתו כראוי לשימוש בסעיפים1...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין ניגודי עניינים לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי קרן המדע והטכנולוגיה של נאנטונג של סין (MS12019011), קרן המדע והטכנולוגיה של נאנטונג של סין (JC2021058), והקרן למדעי הטבע של מוסדות ההשכלה הגבוהה של ג'יאנגסו (21KJB180009).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| Alexa Fluor 488 נוגדן משני | Invitrogen | A21202 | |
| אנטי-דיגוקסיגנין AP שברי Fab | Roche | 11093274910 | |
| נוגדן נגד GFP | Millipore | MAB3580 | |
| מגיב חוסם | Roche | 11096176001 | |
| Blocking-1 תוצרת | N/A | ממיסים את המגיב החוסם ב-1X MAB לריכוז סופי של 10% (wt/vol). חיטוי וחנות ב-20 & #176; C לפני השימוש. | |
| תמיסת חסימה-2 | תוצרת מעבדה | N/A | 0.1% טריטון X-100, 3% BSA, 10% סרום עיזים ב-1x PBS |
| BM סגול | Roche | 11442074001 | |
| סרום בקר אלבומין (BSA) | Sigma | B2064 | |
| CaCl2 | Sigma | C5670 | |
| Citrate buffer | Leagene | IH0305 | |
| סיגמא חומצת לימון | C2404 | ||
| Cryomold לרקמות, 15 מ"מ x 15 מ"מ x 5 מ"מ | ראש ביוטכנולוגיה | H4566 | |
| DEPC | מטופלים סנגון ביוטק | B501005 | |
| מצלמה דיגיטלית, מיקרוסקופ פלואורסצנטי | Nikon | NI-SSR 931479 | |
| E3 מדיום עוברי | תוצרת מעבדה | N/A | 5 מ"מ NaCl, 0.17 מ"מ KCl, 0.33 מ"מ CaCl2, 0.33 mM MgSO4 |
| פורממיד | Invitrogen | AM9342 | |
| סרום עיזים | Sigma | G9023 | |
| מלח נתרן הפרין | J& K Scientific | 542858 | |
| HYB | מיוצר במעבדה | N/A | preHYB בתוספת 50 ומיקרו; גרם/מ"ל מלח נתרן הפרין, 100 ומיקרו; גרם/מ"ל חומצה ריבונוקלאית מלח דיאתילאמינואתנול |
| קופסה רטובה אימונוהיסטוכימית | Mkbio | MH10002 | |
| KCl | Sigma | P5405 | |
| להבי לייקה בפרופיל נמוך | Leica | 819 | |
| MABT (1x) | תוצרת מעבדה | N/A | 0.1 M חומצה מאלית, 0.15 M NaCl, 0.02% Tween-20, pH 7.5 |
| חומצה מאלית | Sigma | M0375 | |
| מתנול | J& K Scientific | 116481 | |
| מתילן כחול | מקלין M859248 | ||
| MgSO4 | Sigma | M2643 | |
| NaCl | Sigma | S5886 | |
| NTMT | תוצרת מעבדה | N/A | 0.1M Tris-HCl, 0.1M NaCl, 1% Tween-20 |
| OCT בינוני | Tissue-Tek | 4583 | |
| PAP עט | Enzo מדעי החיים | ADI-950-233 | |
| Paraformaldehyde, 4% | Abbexa | abx082483 | מיוצר במעבדה ב-1x PBS |
| PBST (1x) | מיוצר במעבדה | N/A | 1x PBS בתוספת 0.1% Tween-20 |
| Phenylthiourea | Merck | 103-85-5 | |
| תמיסת מלח חוצצת פוספט (10x) | Invitrogen | AM9624 | |
| preHYB | תוצרת מעבדה | N/A | 50% פורממיד, 5x SSC, 9.2 מ"מ חומצת לימון (pH 6.0), 0.1% טווין-20 |
| פרוטאינאז K | Roche | 1092766 | |
| חומצה ריבונוקלאית מלח דיאתילאמינואתנול מלח | Sigma | R3629 | |
| ללא RNase 1.5 מ"ל | אמביון | AM12400 | |
| SSC (20x) | Invitrogen | AM9770 | |
| SSCT (0.2x) | תוצרת מעבדה | N/A | 0.2x SSC פלוס 0.1% Tween-20 |
| SSCT (1x) | מיוצר במעבדה | N/A | 1x SSC בתוספת 0.1% Tween-20 |
| סוכרוז Invitrogen | 15503022 | ||
| Triton X-100 | Sigma | T9284 | |
| Tween-20 | Sigma | P1379 | |
| דג הזברה | המרכז לבעלי חיים של אוניברסיטת ננטונג | N/A |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.