Articolo metodologico

Placcatura dell'RNAi per l'alimentazione di C. elegans: una tecnica per indurre l'espressione del dsRNA bersaglio in E. coli

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30 aprile 2023

In questo articolo

Abstract

Fonte: Kolundzic, E., et al. Applicazione dell'RNAi e dell'espressione del fattore di trascrizione indotta dallo shock termico per riprogrammare le cellule germinali in neuroni in C. elegans.(2018).

Questo video descrive i principi alla base del trattamento con RNAi in C. elegans e dimostra un protocollo per abbattere il lin-35 in un ceppo di verme transgenico.

Protocollo

Questo protocollo è estratto da Kolundzic, et al, Applicazione dell'RNAi e dell'espressione del fattore di trascrizione indotta dallo shock termico per riprogrammare le cellule germinali in neuroni in C. elegans, J. Vis. Exp. (2018).

  1. Preparazione della soluzione
    1. Piastre NGM-Agar (1 L)
      1. Aggiungere 3 g di NaCl, 2,5 g di terreno peptonico (ad es. Bacto-Peptone) e 20 g di agar. Dopo la sterilizzazione in autoclave, aggiungere 1 mL di colesterolo (5 mg/mL in stock di EtOH al 95%), 1 mL di 1 M MgSO4, 1 mL di 1 M CaCl2, 25 mL di 1 M K2PO4 e 1 mL di amfotericina B (2,5 mg/mL stock).
    2. Piastre NGM-Agar RNAi (1 L)
      1. Aggiungere 3 g di NaCl, 2,5 g di peptone e 20 g di agar. Dopo la sterilizzazione in autoclave aggiungere 1 mL di colesterolo (5 mg/mL in 95% EtOH), 1 mL di 1 M MgSO4, 1 mL di 1 M CaCl2, 25 mL di 1 M K2PO4, 1 mL di amfotericina B (2,5 mg/mL stock), 1 mL di 1 M IPTG e 1 mL di carbenicillina (50 mg/mL).
    3. LB-Agar (1 L)
      1. Aggiungere 10 g di terreno peptonico, 5 g di estratto di lievito, 5 g di NaCl, 20 g di agar, 10 mL di 1 M Tris pH 8.0. Aggiungere H2O a 1 L. Dopo la sterilizzazione in autoclave, aggiungere 1 mL di 50 mg/mL di carbenicillina e 2,5 mL di 5 mg/mL di tetraciclina.
    4. LB Medio (1 L)
      1. Aggiungere 10 g di terreno peptone, 5 g di estratto di lievito, 5 g di NaCl e 10 ml di 1 M Tris pH 8.0. Aggiungere H2O a 1 L. Dopo la sterilizzazione in autoclave, aggiungere 1 mL di 50 mg/mL di carbenicillina.
    5. Tampone M9 (1 L)
      1. Aggiungere 6,0 g di Na2HPO4, 3 g di KH2PO4, 5 g di NaCl e 50 mg di gelatina. Prima dell'uso, aggiungere 1 mL di 1 M MgSO4.
    6. Soluzione sbiancante (10 mL)
      1. Aggiungere 1 mL di NaClO e 2 mL di 5 N NaOH. Aggiungere H2O a 10 ml.
  2. Preparazione di piastre RNAi
    NOTA: C. elegans viene tipicamente coltivato in laboratorio su piastre di Petri da 6 cm contenenti 7,5 ml di Nago Medium Agar (NGM-Agar). Questo protocollo è ottimizzato per i vermi mantenuti a 15 °C. Per preparare le piastre con NGM, utilizzare tecniche sterili standard per prevenire la contaminazione fungina e batterica. Quello che segue è il protocollo per preparare piastre NGM integrate con reagenti per RNAi.
    1. Preparare piastre NGM-Agar RNAi da 6 cm contenenti 1 mM di isopropil β-D-1-tiogalattopiranoside (IPTG) e 50 μg/mL di carbenicillina. Lasciateli asciugare per 24 – 48 ore a temperatura ambiente al buio12.
      1. Mantenere le piastre RNAi a 4 °C al buio. Non utilizzare se più vecchio di 14 giorni.
    2. Seleziona il clone del batterio RNAi (Escherichia coli HT115) contenente il plasmide L4440 con la sequenza di DNA del gene lin-53 dallo stock di glicerolo congelato dalla libreria RNAi disponibile su piastre LB-agar contenenti 50 μg/mL di carbenicillina e 12,5 μg/mL di tetraciclina utilizzando il pattern di striature trifase. Far crescere i batteri a 37 °C per una notte. Questo clone consente la produzione IPTG-dipendente di lin-53 dsRNA nei batteri.
      1. Inoltre, coltiva batteri RNAi che contengono il plasmide L4440 senza alcuna sequenza genica come controllo del vettore vuoto.
    3. Il giorno successivo, prelevare una singola colonia da piastre lin-53 o da piastre di agar LB-agar vettoriali vuote utilizzando un puntale per pipetta da 200 μL e inoculare ciascuna di esse in una provetta di coltura separata contenente 2 mL di terreno LB liquido integrato con 50 μg/mL di carbenicillina. Coltivare le colture durante la notte a 37 °C fino a raggiungere una densità ottica (OD) a 600 nm di 0,6 – 0,8. Misurare il diametro esterno utilizzando uno spettrofotometro.
      ATTENZIONE: Il terreno LB liquido non deve contenere tetraciclina a differenza della piastra LB-agar utilizzata per eliminare i batteri dallo stock di glicerolo, poiché l'inclusione di tetraciclina durante l'alimentazione porta a una diminuzione dell'efficienza dell'RNAi.
    4. Aggiungere 500 μL di ciascuna coltura batterica (lin-53 o vettore vuoto) a piastre NGM-Agar RNAi da 6 cm utilizzando una multipipetta. Incubare le piastre con il coperchio chiuso per una notte a temperatura ambiente al buio per asciugarle. Durante questo periodo, l'IPTG nelle piastre NGM indurrà la produzione di dsRNA nei batteri.
      1. Utilizzare almeno 3 piastre per coltura batterica per esperimento. Questo fornirà 3 repliche tecniche per ogni esperimento.
    • Conservare al buio al buio per un massimo di due settimane le piastre NGM-agar RNAi essiccate con batteri a 4 °C.
  3. Preparazione di C. elegans Ceppo BAT28
  4. Mantenere il ceppo di verme BAT28 contenente i transgeni otIs305 [hsp-16.2prom::che-1, rol-6(su1006)] e ntIs1 [gcy-5prom::gfp] sui batteri OP50 utilizzando piastre NGM-Agar standard a 15 °C.
    NOTA: Per un protocollo dettagliato sulla coltura dei nematodi, vedere. Il rol-6 (su1006) è un allele dominante e un marcatore di iniezione fenotipico16 comunemente usato che provoca il tipico movimento di rotolamento. Viene utilizzato nel transgene otIs305 per tracciare hsp-16.2prom::che-1.
    1. Mantenere il ceppo BAT28 a 15 °C in ogni momento per prevenire l'attivazione precauzionale del transgene hsp-16.2prom::che-1. Ridurre l'esposizione a temperature superiori a 15 °C gestendo il più possibile lo sforzo.
  5. Per sincronizzare l'età dei vermi, utilizzare la tecnica dello sbiancamento.
    1. Lavare le piastre NGM-Agar da 6 cm contenenti adulti e uova di BAT28 utilizzando 900 μL di tampone M9. Pellet di vermi mediante centrifugazione a 900 x g per 1 min. Rimuovere il surnatante.
    2. Aggiungere 0,5 – 1 ml di soluzione sbiancante e agitare la provetta per circa 1 minuto fino a quando i vermi adulti iniziano ad aprirsi. Monitorare utilizzando uno stereomicroscopio standard.
    3. Pellet i vermi centrifugando a 900 x g per 1 min. Rimuovere il surnatante.
    4. Lavare il pellet di vite senza fine 3 volte aggiungendo 800 μl di tampone M9 e centrifugando a 900 x g.
    5. Mettere le uova pulite su piastre NGM fresche seminate con batteri OP50. Far crescere una popolazione sbiancata su batteri OP50 a 15 °C fino a raggiungere lo stadio L4 (circa 4 giorni). Le larve L4 possono essere riconosciute da una macchia bianca a circa metà strada lungo il lato ventrale del verme utilizzando uno stereomicroscopio standard.
      NOTA: Per ottenere il fenotipo di conversione da cellula germinale a neurone dopo la deplezione di lin-53, è necessario che sia esaurito nella generazione parentale (P0). Il punteggio per il fenotipo di conversione viene effettuato nella generazione successiva (generazione filiale F1). Per ottenere l'esaurimento di lin-53 già nel P0, gli animali L4 sono sottoposti a RNAi.
  6. Trasferire manualmente 50 vermi dello stadio L4 per replica utilizzando un filo di platino su una piastra NGM che non contenga batteri e lasciare che i vermi si allontanino da qualsiasi batterio OP50 trasferito. Lasciare che i vermi si muovano sul piatto per circa 5 minuti. Utilizzare i batteri delle piastre NGM-Agar RNAi precedentemente seminate con batteri RNAi lin-53 (o controllo del vettore vuoto) per trasferire alle rispettive piastre RNAi.
    1. Evitare di trasferire i batteri OP50 alle piastre RNAi effettive. Lavorare velocemente per ridurre al minimo il tempo di esposizione della deformazione a temperature superiori a 15 °C.
  7. Incubare i vermi su piastre NGM-Agar RNAi a 15 °C per circa 7 giorni fino a quando la progenie F1 dei vermi raggiunge lo stadio L3 – L4. Possono essere chiaramente separati dagli animali P0 poiché sono più grandi e più spessi della progenie F1.
    1. Controllare visivamente con uno stereomicroscopio standard se i vermi progenie F1 mostrano il fenotipo della vulva sporgente (pvul) come mostrato nella Figura 1. L'RNAi contro la lin-53 ha effetti pleiotropici e provoca il fenotipo pvul che può essere utilizzato per valutare se l'RNAi contro la lin-53 ha avuto successo.
      NOTA: L'RNAi contro lin-53 può anche causare letalità degli embrioni F1. Questo effetto aumenta se le piastre vengono esposte a gradi superiori a 15 °C prima che gli animali raggiungano lo stadio L3 – L4. Gli embrioni morti possono essere riconosciuti dall'arresto dello sviluppo e dalla mancanza di schiusa.
    2. Incubare le piastre al buio poiché l'IPTG è sensibile alla luce.

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Risultati

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Figura 1: Fenotipo di Pvul causato da RNAi contro lin-53. (In alto) Immagine DIC di vermi progenie L4/giovani adulti allo stadio F1 derivati da madri trattate con RNAi di controllo o lin-53. Barre della scala = 20 μm. (In basso) Gli animali trattati con lin-53 RNAi mostrano il fenotipo della vulva sporgente (pvul) (punte di freccia nere). Il fenotipo pvul conferma che ...

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Chimica
Agar-Agar, Kobe IRothCodice 5210.1
Bactopeptone A. Hartenstein GmbHCodice: 211 677Peptone Media
Estratto di lievito AppliChemA1552,0100
Amfotericina BUSBiologicoCodice: A2220
CaCl2Merck BioscienzeCodice 208290
ColesteroloRoth8866.2
GelatinaRoth4275.3
IPTGsigmaCodice 15502-10G
K2PO4RothT875.2
KH2PO4Roth 3904.2
MgSO4VWR25.163.364
Na2HPO4RothP030.1
NaClRoth9265.1
NaClORoth9062.3
NaOH (5 N)Roth KK71.1
TrisRothAE15.2
CarbenicillinaRoth634412
TetraciclinaRothCodice 2371.2
Incubatori
Incubatrice Sanyo MIR-55534210per il mantenimento di ceppi di vermi a 15 °C o 25 °C
Microscopi
StereomicroscopioSMZ745Nikon
Ceppi batterici
Escherichia coli HT115F-, mcrA, mcrB, IN(rrnD-rrnE)1, rnc14::Tn10(DE3 lisosogeno: lavUV5promoter -T7 polimerasi) (T7 polimerasi inducibile da IPTG) (RNAseIII minus).
Escherichia coli OP50 Uracil auxotropo ceppo E. coli
Ceppi di vermi
BAT28: otIs305 (hsp16.2prom::che-1::3xHA) ntIs1 (gcy-5prom::gfp) V.derivato da OH9846 da 4 volte più incrocio posteriore con N2
Cloni >RNAi
lin-53FonteBioscienzeID I-4D14Libreria Ahringer 16B07 ChromI, K07A1.12
empty vetor: L4440Addgene #1654

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Trasformazione di E coliPlasmide L4440Batteri HT115Piastre di agar NGMInduzione con IPTGSelezione con carbenicillinaKnockdown del gene lin 53

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