Qui presentiamo un protocollo per iniettare uova di cricket, una tecnica che serve come metodo fondamentale in molti esperimenti nel cricket, tra cui, ma non solo, l'interferenza dell'RNA e la manipolazione genomica.
Articolo metodologico
Qui presentiamo un protocollo per iniettare uova di cricket, una tecnica che serve come metodo fondamentale in molti esperimenti nel cricket, tra cui, ma non solo, l'interferenza dell'RNA e la manipolazione genomica.
L'alterazione della funzione genica in un organismo in via di sviluppo è fondamentale per diversi tipi di esperimenti. Sebbene siano stati sviluppati strumenti genetici estremamente potenti nei sistemi modello tradizionali, è difficile manipolare i geni o l'RNA messaggero (mRNA) nella maggior parte degli altri organismi. Allo stesso tempo, gli approcci evolutivi e comparativi si basano su un'esplorazione della funzione genica in molte specie diverse, che richiede lo sviluppo e l'adattamento di tecniche per manipolare l'espressione al di fuori attualmente geneticamente trattabile specie. Questo protocollo descrive un metodo per iniettare reagenti nelle uova di cricket per esaminare gli effetti di una data manipolazione sullo sviluppo embrionale o larvale. Vengono descritte le istruzioni per la raccolta e l'iniezione di uova con aghi smussati. Questa tecnica relativamente semplice è flessibile e potenzialmente adattabile ad altri insetti. Si può raccogliere e iniettare decine di uova in un singolo esperimento, e i tassi di sopravvivenza per iniezioni tampone-solo migliorare con la pratica e può essere alto come 80%. Questa tecnica sosterrà diversi tipi di approcci sperimentali, tra cui l'iniezione di agenti farmacologici, l'mRNA in vitro con limite per esprimere geni di interesse, l'RNA a doppio filamento (dsRNA) per ottenere l'interferenza dell'RNA, l'uso di cluster regolarmente ripetizioni palindromiche brevi interspaziose (CRISPR) in concerto con reagenti di proteina 9 (Cas9) associati a CRISPR per la modifica genomica e elementi trasponibili per generare linee transgeniche transitorie o stabili.
La capacità di modificare il genoma o influenzare l'espressione genica negli organismi è la base per la progettazione di molti tipi di esperimenti che testano la causalità funzionale. È inoltre fondamentale per il lavoro comparativo ed evolutivamente rilevante che le tecniche di modifica genomica e non genomica siano disponibili negli organismi al di fuori dei tradizionali sistemi genetici del modello animale (ad esempio, Mus musculus, Danio rerio, Drosophila melanogaster, e Caenorhabditis elegans). Che si tratti del desiderio di comprendere la diversità dell'organismo1 o dell'adesione al principio di Krogh, che per ogni questione biologica c'è un organismo più adatto alla sua soluzione2,3,la capacità di modificare i genomi o influenzare l'espressione genica è essenziale per i moderni progetti sperimentali.
Il cricket Gryllus bimaculatus è un sistema modello emergente. Utilizzato per il secolo scorso in esperimenti neurologici4, gli ultimi due decenni hanno visto un crescente interesse sperimentale per il cricket, particolarmente focalizzato sull'evoluzione e lo sviluppo di questo organismo5. Il grillo è un insetto emimetabolo che si dirama a livello basaleto a insetti olometaboli ben studiati, come D. melanogaster e Tribonocastaneum6. A causa della sua posizione utile sull'albero evolutivo, gli scienziati sono interessati a porre domande sperimentali moderne e sofisticate in questo insetto, che ha portato a un crescente interesse nell'adattamento degli strumenti molecolari per l'uso in G. bimaculatus.
Le iniezioni di reagenti molecolari negli ovuli da cricket possono essere utilizzate per esperimenti di modificazione genomica e manipolazioni non genomiche dell'espressione genica negli embrioni. Ad esempio, sono stati creati transgenici G. bimaculatus che trasportano gli inserimenti eGFP utilizzando il piggyBac7,8. I ricercatori hanno creato con successo G. bimaculatus con nucleasi di dito di zinco (FN) e nuclee effettore (TAL) simili a istruzioni di trascrizione (TALEN) per introdurre rotture a doppio filamento in specifiche regioni genomiche9. Anche se le nomi di rete e i TALEN consentono il targeting specifico del sito in animali oltre i quattro grandi sistemi modello, questi reagenti sono stati rapidamente superati dal sistema CRISPR/Cas9, che è più semplice da usare, più efficiente e altamente flessibile10. CRISPR è stato utilizzato in G. bimaculatus per produrre knock-out11 così come knock-in linee12,13 Oltre alla modificazione genomica, dsRNA può essere iniettato nelle uova per abbattere l'espressione mRNA in sviluppo embrioni, consentendo ai ricercatori di comprendere il ruolo delle trascrizioni specifiche durante lo sviluppo14,15. Alcuni dettagli limitati su come iniettare uova di cricket sono stati pubblicati in precedenza12.
Qui, descriviamo un protocollo dettagliato per l'iniezione di uova di G. bimaculatus precoce. Questo protocollo è efficace e facilmente adattabile a varie impostazioni di laboratorio, materiali di iniezione ed eventualmente ad altri insetti. Sebbene siano stati pubblicati ulteriori dettagli per la progettazione e l'implementazione di esperimenti di modifica e knockdown, pubblicati altrove12,13, questi approcci alla fine si baseranno sul protocollo di iniezione descritto qui.
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1. Configurazione e preparazione dei materiali da parte dell'hardware
NOT: Consultare la Tabella 1 e la Tabella dei Materiali per la preparazione di soluzioni, reagenti e dettagli sulle attrezzature.
2. Fare aghi per l'iniezione
3. Raccolta e preparazione delle uova
4. Preparare il Microiniettore
5. Iniezioni
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I grilli depongono prontamente le uova nel materiale umido e forniscono materiale adeguato, come sabbia umida o sporcizia, li induce a deporre un gran numero di uova. Ciò è particolarmente efficace se i grilli vengono prima privati di materiale per la deposizione delle uova per 8-10 h. Le uova deposte nella sabbia pulita possono essere facilmente separate, raccolte (Figura 1B) e collocate in pozzi di uova progettati su misura per l'iniezione (
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Le due sfide principali con questa tecnica sono le questioni correlate di dimensioni ottimali dell'ago e sopravvivenza. Anche se gli aghi più piccoli migliorano la sopravvivenza, gli aghi con lumen più stretti hanno un maggior grado di forze capillari al lavoro, il che rende più probabile che il tuorlo si muova nell'ago causandone l'intasare. Nel migliore dei casi, i blocchi possono essere eliminati semplicemente iniettando un altro uovo o cancellando l'ago come descritto sopra. Si può anche tentare di aumentare la press...
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Gli autori non hanno nulla da rivelare.
La ricerca riportata in questo progetto è stata sostenuta da un Premio per lo Sviluppo Istituzionale (IDeA) dell'Istituto Nazionale di Scienze Mediche Generali degli Istituti Nazionali di Sanità con numero di sovvenzione P20GM10342 a HH3, e dal numero di premio NSF IOS-1257217 a Della CGE.
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Microscopio da dissezione a fluorescenza | Leica | M165 FC | Stereomicroscopio con fluorescenza |
| Sorgente di luce esterna per fluorescenza | Leica | EL 6000 | |
| Microiniettore | Narishige | IM-300-Gli | accessori possono includere il supporto per aghi di iniezione, il tubo di ingresso (con un connettore per tubo flessibile), il cavo di alimentazione CA, l'interruttore a pedale, la guarnizione in gomma siliconica-cubo |
| filtrante mCherryLeica | M205FA/M165FC | Cubo filtro per mCherry o colorante rosso simile funzionerà | |
| Micromanipulator | World Precision Instruments, Inc. | M3301R | utilizzato con supporto magnetico (Narishige, tipo GJ-8) |
| Supporto magnetico | Narishige | MMO-202ND | |
| Pipette Holder (supporto per ago) | Narishige | HD-21 | |
| Tubo per collegare la fonte d'aria al microiniettore | |||
| Timbro a pozzetto per uova | stampato in 3D | personalizzato | stampato in 3D su un Lulzbot Taz 5 utilizzando acido polilattico termoplastico |
| Microonde | vari | ||
| Incubatrice o camera a temperatura controllata | varie | Temperature di 23,5-26 gradi C sono necessari. | |
| Cibo per grilli | vari | alimenti per gatti o fiocchi di pesce sono alimenti appropriati. | |
| L'acqua del grillo | può | essere tenuta in fiale e presentata ai grilli attraverso batuffoli di cotone | |
| Rifugio per grilli | arioso | I materiali del rifugio possono includere tovaglioli di carta stropicciati o cartoni delle uova | |
| Tubi capillari di vetro | World Precision Instruments, Inc. | N. articolo 1B100F-4 | Kwik-Fil™ Capillari in vetro borosilicato, lunghezza 100 mm, diametro interno 0,58 mm, diametro esterno 1,0 mm, con filamento |
| Estrattore per micropipette | Flaming/Brown | Modello P-97 | Distribuito da Sutter Instrument Co. |
| Smussatrice / Micro macinatore | Narishige | Modello EG-45/EG-400 | EG-400 include una testa del microscopio |
| piastre di Petri | CellTreat | Codice prodotto | 229693 90 mm di diametro |
| Play Sand | Sandtastik Products Ltd. | B003U6QLVS | Sabbia bianca da gioco |
| Agarosio | American Bioanalytical | AB000972 | Agarosio GPG/LE colino per uova ultrapure |
| : Filtri conici in acciaio inossidabile a rete twill extra fine Forniture per | la cucina USA | Modello SS-C123 | La dimensione dei pori deve essere compresa tra 0,5 e 1,0 mm |
| Penicillina Streptomicina | Gibco di Life Technologies | Ref 15070-063 | Pinzette in plastica per streptococco a penna |
| Sipel Electronic SA | P3C-STD | Nero Statico Dissipativo, 118 mm | |
| Filtri per siringa, diametro 25 mm, 0.45 & micro; m | Nalgene | 725-2545 | Utilizzare con siringa da 1 mL siringa |
| 1 ml, con punta a slittamento Tubercolina | Becton Dickinson | 309602 | Utilizzare con filtro siringante per filtrare il tampone di iniezione, le siringhe con punta Luer-Lok funzionerebbero anche |
| Serbatoio d'aria (opzionale) | Prodotti Midwest | Air Works & reg; | Serbatoio d'aria portatile |
| Colorante rodamina | Thermofisher | D-1817 | destrano, tetrametilrodamina 10.000MW, |
| 20 mL punte di carico | Eppendorf | Codice 5242 956.003 | epT.I.P.S. 20 μ L Microloader |
| Microscopio composto | Zeiss | Axioskope 2 plus | |
| 20x obiettivo | Ziess | Plan-Apochromat 20x/0.75 M27 | |
| Fotocamera | Leica | DMC 5400 | |
| Leica Application Suite software | Leica | LAS | Versione 4.6.2 utilizzato qui |
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