המאמר מתאר את השיטות והריאגנטים הדרושים לביצוע הכלאה של תגובת שרשרת RNA, הכלאה פלואורסצנטית באתרה (HCR RNA, WM-FISH) כדי לחשוף תובנות לגבי הרזולוציה המרחבית והתאית של גנים קולטנים כימו-סנסוריים באנטנת היתושים ובמישוש המקסילרי.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
המאמר מתאר את השיטות והריאגנטים הדרושים לביצוע הכלאה של תגובת שרשרת RNA, הכלאה פלואורסצנטית באתרה (HCR RNA, WM-FISH) כדי לחשוף תובנות לגבי הרזולוציה המרחבית והתאית של גנים קולטנים כימו-סנסוריים באנטנת היתושים ובמישוש המקסילרי.
יתושים הם וקטורים יעילים של מחלות קטלניות ויכולים לנווט בסביבתם הכימית באמצעות קולטנים כימו-סנסוריים המתבטאים בתוספות הריח שלהם. הבנת האופן שבו קולטנים כימו-סנסוריים מאורגנים מרחבית בתוספות הריח ההיקפיות יכולה להציע תובנות לגבי האופן שבו ריח מקודד במערכת חוש הריח של יתושים ולספק דרכים חדשות להילחם בהתפשטות מחלות המועברות על ידי יתושים. הופעתה של תגובת שרשרת הכלאה מהדור השלישי RNA פלואורסצנטי באתרו (HCR RNA, WM-FISH) מאפשרת מיפוי מרחבי ופרופיל ביטוי סימולטני של גנים כימו-סנסוריים מרובים. כאן, אנו מתארים גישה מדורגת לביצוע HCR RNA WM-FISH על אנטנת יתוש אנופלס ומישוש מקסילרי. חקרנו את הרגישות של טכניקה זו על ידי בחינת פרופיל הביטוי של קולטני ריח יונוטרופיים. שאלנו אם טכניקת HCR WM-FISH שתוארה מתאימה למחקרים מרובים על ידי קשירת גשושיות RNA לשלושה פלואורופורים מובחנים ספקטרלית. התוצאות סיפקו ראיות לכך ש- HCR RNA WM-FISH רגיש מאוד לזיהוי בו זמנית של גנים כימו-סנסוריים מרובים באנטנה ובתוספות הריח של מישוש הריח המקסילרי. חקירות נוספות מעידות על התאמתו של HCR WM-FISH לפרופיל ביטוי משותף של מטרות RNA כפולות ומשולשות. טכניקה זו, כאשר מיושמת עם שינויים, יכולה להיות ניתנת להתאמה כדי למקם גנים בעלי עניין ברקמות הריח של מיני חרקים אחרים או בנספחים אחרים.
וקטורים של יתושים כגון אנופלס גמביה מסתמכים על רפרטואר עשיר של גנים כימו-סנסוריים המתבטאים בתוספות הריח ההיקפיות שלהם כדי לשגשג בעולם כימי מורכב ולזהות ריחות רלוונטיים התנהגותית הנובעים מפונדקאים אנושיים, לאתר מקורות צוף ולאתר אתרי אוביפוזיציה1. אנטנת היתוש והמישוש המקסילרי מועשרים בגנים כימו-סנסוריים המניעים זיהוי ריחות בתוספות חוש הריח הללו. שלוש קבוצות עיקריות של תעלות יונים מגודרות ליגנד מניעות זיהוי ריחות בתוספות הריח של יתושים: קולטני הריח (ORs), הפועלים עם קולטן אובלנטי אובלנטי (Orco); קולטנים יונוטרופיים (IRs), אשר אינטראקציה עם קולטן IR אחד או יותר (IR8a, IR25a ו- IR76b); קולטני המשב הכימו-סנסורי (GRs), המתפקדים כקומפלקס של שלושה חלבונים לזיהוי פחמן דו-חמצני (CO2)1,2.
RNA fluorescence in situ hybridization הוא כלי רב עוצמה לזיהוי ביטוי של mRNA אנדוגני3. באופן כללי, שיטה זו משתמשת בבדיקת חומצת גרעין חד-גדילית עם תיוג פלואורופור עם רצף משלים ל-mRNA מטרה. קשירה של גשושית הרנ"א הפלואורסצנטי לרנ"א המטרה מאפשרת זיהוי תאים המביעים תעתיק עניין. ההתקדמות האחרונה מאפשרת כעת זיהוי תמלילים ברקמות יתוש שלמות 4,5. הדור הראשון של טכנולוגיית תגובת שרשרת הכלאה (HCR) השתמש במגבר HCR מבוסס RNA; זה השתפר בשיטת הדור השני שבמקום זאת השתמשה בדנ"א מהונדס עבור מגבר HCR 6,7. שדרוג זה הביא לעלייה של פי 10 בסיגנל, ירידה דרמטית בעלות הייצור ושיפור משמעותי בעמידות של ריאגנטים 6,7.
בפרוטוקול אנו מתארים את השימוש בשיטת הדור השלישי של HCR להכלאה מלאה של RNA באתרו (HCR RNA WM-FISH) המיועדת לאיתור לוקליזציה מרחבית וביטוי של כל גן 8,9. שיטה דו-שלבית זו משתמשת תחילה בבדיקות חומצות גרעין ספציפיות ל-mRNA המעניין, אך מכילות גם רצף זיהוי יוזם; השלב השני משתמש בסיכות ראש עם תיוג פלואורופור שנקשרות לרצף היוזם כדי להגביר את האות הפלואורסצנטי (איור 1). שיטה זו מאפשרת גם ריבוב של שתי בדיקות RNA או יותר והגברת אותות בדיקה כדי להקל על זיהוי וכימות RNA8. הדמיה של שפע התעתיק ודפוסי לוקליזציה של RNA של גנים כימו-סנסוריים המתבטאים בתוספות הריח מציעה את הקו הראשון של תובנה לגבי תפקודי גנים כימו-סנסוריים וקידוד ריח.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. שיקולים והכנת חומרים
2. קיבוע מראש רקמות
3. דיסקציה של רקמות
4. רקמה לאחר קיבוע
5. הכלאה של בדיקה
6. הגברה של בדיקה
7. דגימת רקמה הרכבה
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
זיהוי חזק של גנים כימו-סנסוריים באנטנת אנופלס
חקרנו את הרגישות של שיטת HCR FISH (איור 1) כדי לזהות את הביטוי של קולטנים כימו-חושיים ברקמות ריח של יתושים. בהנחיית נתוני תעתיק RNA שדווחו מוקדם יותר על אנטנת יתוש אנופלס הנקבית, יצרנו גשושיות כדי להתמקד במגוון של IRs. ערכי התעתיק הממוצעים מארבעה מחקרי תעתיק אנטנה עצמאיים גילו כי Ir41t.1 (11 RPKM), Ir75d (12 RPKM) ו- Ir7t (13 RPKM) היו פחות נפוצים באנטנה בהשוואה לקולטני המשנה Ir25a (197 RPKM) ו- Ir76b (193 RP...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדור השלישי של תגובת שרשרת הכלאה (HCR) יוצא דופן ברגישותו ובחוסנו כדי לדמיין מספר מטרות RNA8. HCR WM-FISH שימש בהצלחה על עוברים של דרוזופילה, תרנגולות, עכברים ודגי זברה, כמו גם על זחלים של נמטודות ודגי זברה 10,16,17. אנטנות יתושים ומישושים מקסילריים נוטים בדרך כלל לחדירה אוטופלואורסצנטית גבוהה וחדירה חלשה של גשושיות, שהן מאתגרות במיוחד בעת ביצוע שיטות מסורתיות של הרכבה שלמה באתרן. החסרונ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
אנו מודים למרגו הררה ולמעבדת לסלי וושל על שיתוף פרוטוקול ההכלאה באתרם עבור נספחי ריח Aedes aegypti . עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מהמכונים הלאומיים לבריאות ל- C.J.P. (NIAID R01Al137078), מלגת HHMI חנה גריי ל- J.I.R, פרס מאיץ פוסט-דוקטורט של ג'ונס הופקינס ל- J.I.R, ומלגת פוסט-דוקטורט של מכון ג'ונס הופקינס לחקר המלריה ל- J.I.R. אנו מודים למכון לחקר המלריה בג'ונס הופקינס ולקרן בלומברג על תמיכתם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מאגר הגברה | מכשירים מולקולריים | מכשירים מולקולריים, בע"מ | הכלאה באתרה + אימונופלואורסצנציה | 50 מ"ל |
| סידן כלורי (CaCl2) 1M | סיגמא-אולדריץ' | 21115-100 מ"ל | |
| צ'יטינאז | סיגמא-אולדריץ' | C6137-50UN | |
| כימוטריפסין | סיגמא-אולדריץ' | CHY5S-10VL | |
| דימתיל סולפוקסיד (DMSO) | צינור סיגמא-אולדריץ' | 472301 | |
| אפנדורף | VWR | 20901-551 | 1.5 מ"ל |
| מלקחיים | Dumont | 11251 | מספר 5 |
| קצה טעינת ג'ל | Costar | 4853 | 1-200 ומיקרו; L |
| tip סיכות ראש | מכשירים מולקולריים | מכשירים מולקולריים, בע"מ | הכלאה באתרה + אימונופלואורסצנציה | h1 ו-h2 יוזם פיצולים |
| HEPES (1M) | Sigma-Aldrich | H0887 | |
| IR25a בדיקה | מכשירים מולקולריים | מזהה סט: PRK149 | AGAP010272 |
| בדיקה IR41t.1 | מכשירים מולקולריים | מזהה סט בדיקה: PRK978 | AGAP004432 |
| IR64a בדיקה | מולקולריים | מזהה סט בדיקה: PRK700 | AGAP004923 |
| בדיקה IR75d | מולקולריים | מזהה סט: PRK976 | AGAP004969 |
| IR76b בדיקה | מולקולריים | מזהה סט בדיקה: PRI998 | AGAP011968 |
| IR7t בדיקה | מולקולריים | מזהה סט: PRL355 | AGAP002763 |
| IR8a בדיקה | מולקולריים | מזהה בדיקה: PRK150 | AGAP010411 |
| צינורות LoBind | VWR | 80077-236 | 0.5 מ"ל DNA/RNA צינורות LoBind |
| מגנסיום כלוריד (MgCl2) 1M | תרמו פישר | AM9530G | |
| מתנול | פישר | A412-500 | |
| מים ללא נוקלאז | תרמו פישר | 43-879-36 | |
| Nutator | דנוויל סיינטיפיק | דגם 135 | תלת מימד מיני נדנדה |
| Orco בדיקה מכשירים | מולקולריים | סט בדיקה מזהה PRD954 | AGAP002560 |
| Paraformaldehyde (20%) | שירותי מיקרוסקופיה אלקטרונית | 15713-S | |
| פוספט חוצץ מלח (10X PBS) | Thermo Fisher | AM9625 | |
| מאגר הכלאה בדיקה | מכשירים מולקולריים https://www.molecularinstruments.com/ | 50 מ"ל | |
| מאגר שטיפת בדיקה | מכשירים מולקולריים | מכשירים מולקולריים, בע"מ | הכלאה באתרה + אימונופלואורסצנציה | 100 מ"ל |
| פרוטאינאז-K | תרמו פישר | AM2548 | |
| מי מלח-נתרן ציטראט (SSC) 20x | תרמו פישר | 15-557-044 | |
| SlowFade יהלום | תרמו פישר | פתרון הרכבה | S36972 |
| נתרן כלורי (NaCl) 5M | Invitrogen | AM9760G | |
| Triton X-100 (10%) | סיגמא-אולדריץ' | 93443 | |
| Tween-20 (10%) | Teknova | T0027 | |
| זכוכית שעון | קרולינה | 742300 | 1 5/8 אינץ' מרובע; שקוף |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.