dsRNAは、Cで供給しながら、 エレガンスは、大規模な送り画面の現在のプロトコルは、可変ノックダウン効率をもたらす遺伝子機能を評価するための強力なツールである。我々は、遺伝子発現の非常に有効かつ再現性のノックダウンをもたらす大規模なRNAi送り画面を実行するための改良されたプロトコルを記載している。
方法論記事
dsRNAは、Cで供給しながら、 エレガンスは、大規模な送り画面の現在のプロトコルは、可変ノックダウン効率をもたらす遺伝子機能を評価するための強力なツールである。我々は、遺伝子発現の非常に有効かつ再現性のノックダウンをもたらす大規模なRNAi送り画面を実行するための改良されたプロトコルを記載している。
dsRNAを発現するワーム細菌を供給することにより、RNA干渉は、C.での遺伝子機能を評価するための有用なツールであった虫 。少数の遺伝子がノックダウンの標的とされるときにこの戦略はうまく機能するが、大規模な給電スクリーンはそれらの有用性を制限する、可変ノックダウン効率を示している。我々は、以前に公表されたRNAiノックダウンプロトコルを解体させ、ノックダウンの主な原因は、動物に与え細菌からのdsRNAをコードするプラスミドの喪失に起因し得ることを見出した。これらの観察に基づいて、我々は非常に効率的な、ハイスループットノックダウンを達成するために、プラスミド損失を低減または排除するのdsRNA給餌プロトコルを開発した。我々は、このプロトコルはCのダウン、堅牢で再現性のあるノックを生成することを実証ニューロンを含む複数の組織タイプで遺伝子を、 線虫 、および大規模なスクリーニングにおいて効率的なノックダウンを可能にする。このプロトコルは、市販のdsRNA送りを使用していますライブラリとライブラリを複製したdsRNAの画面を実行するために必要なすべての手順を説明します。プロトコルは任意の高度な機器の使用を必要としないので、任意C.によって行うことができるラボエレガンス 。
Cの歴史的には、遺伝子スクリーニングエレガンスは、DNA内にランダム突然変異を作成するために、例えば、エチルメタンスルホネートなどの化学変異原で動物を処理することによって行われている。変異誘発された動物の子孫またはgrandprogenyは、その展示を希望する異常な表現型を分離している。表現型を引き起こす原因となる変異は、次いで、労働集約的なマッピング手順を介して、または変異型ワームの全ゲノムを配列決定することによって同定される。そこに、彼らは両方のゲイン関数のと機能喪失型の表現型を引き起こすことができるワームゲノム内の恒久的な損傷を作成するような化学的突然変異誘発画面を実行するには多くの利点がありますが、マッピング手順が遅く、高価である。
二本鎖RNA干渉(dsRNAi)の重要な生物学的過程に関与する遺伝子を同定するための代替手段を提供する。この方法では、内因性遺伝子のコード配列に一致するdsRNAはウォームに導入される。dsRNAはガイドが破壊1のためにそれらを標的化、マッチング内因性mRNAを見つけて結合するように機能する小さな(21〜22ヌクレオチド)RNAを生成するために、 生体内で処理される。この手順は、比較的迅速であるが、dsRNAがmRNAのではなく、DNAを標的とするため、唯一の還元の機能表現型は、このアプローチを使用して観察される。
動物へのdsRNAの導入は、dsRNAの3匹の動物を浸漬することにより、またはdsRNA 4を発現する動物の細菌を供給することにより、2のdsRNAの直接注射により達成することができる。これらの送達方法はそれぞれの動物のほとんどの細胞は、SID-1は、dsRNA 5のインポートが可能な膜貫通チャネルを表現するなどの全身のノックダウン効果を引き起こす。当初の時点で、個々の遺伝子の発現のいずれかをノックダウンする逆遺伝学的アプローチとして用い、2つの給電ライブラリーの開発は、現在、大規模な遺伝子スクリーニングを可能にする。市販のdsRNAはライブラリはBAが含まれているすべてのCの 55パーセント以上87パーセントのどちらかを表現cterialクローン虫の遺伝子6、7。
残念ながら、大規模なdsRNAi送り画面は、多くの場合、変数のノックダウン効率8月10日になる。 RNAiによるノックダウンの絶対レベルは容易に測定されていないが、大規模な画面で観察減少ノックダウン効率は、RNAiによる分解を免れる残留遺伝子特異的なmRNAによって引き起こされている必要があります。これは、順番に、これらの画面で動物に供給される細菌からのdsRNAのプラスミドの損失の直接の結果であってもよい。ノックダウン効果を給餌した動物11を制御するために比較した場合、(もしあれば)は、この考えを支持する、動物は、細菌の50%のみが標的遺伝子に対するdsRNAを発現する細菌の混合物を供給し、劇的に減少を示す。 Cのほとんどの遺伝子としてdsRNAi画面を実行するときに遺伝子ノックダウンの程度は重大な関心事になるエレガンス haplosufficientであり、したがって、遺伝子発現は少なくとも50%のtだけ小さくしなければならないO機能喪失は12を表現型の原因。
我々は、大規模なスクリーニングを行うために以前に公開された給餌プロトコルを使用し、他の8〜10によって報告された同一の変数ノックダウン効果を見出した。考えられる原因の検索では、画面内の動物に与えた細菌の60%近くは、dsRNAのプラスミドを失っていたことがわかった。当社は、飛躍的に低減または排除するプラスミドの損失を大幅ノックダウン効率を改善し、ライブラリの重複やスクリーニングプロトコルを開発した。このプロトコルは、C.大規模スクリーニングを実施するのに適しているエレガンスとは、市販のdsRNAライブラリーのどれかをスクリーニングするために使用することができる。このプロトコルを使用して、我々は、画面中、動物に供給された細菌の本質的に100%がdsRNAをコードするプラスミドを保持し、試験した全ての組織における機能の表現型の堅牢で高度に浸透損失を引き起こすことを発見。
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注意:このプロトコルは、組織型の種々様々な生物学的プロセスに必要な遺伝子を同定するために使用することができる。画面の中の必要な品質対照として、動物は、標的組織におけるRNAi効果を実証するために、制御dsRNAを発現する細菌摂食の両方に正および負である。
他の公開給餌プロトコルは、50μg/ mlのアンピシリンまたは25μg/ mlのカルベニシリン8月10日のいずれかの存在下でdsRNAを発現する細菌を育てる。我々は、これらのいずれかの条件の下で成長した細菌は、高周波数でのdsRNAプラスミドを失うことを見出した。実際に、我々は、細菌をアンピシリン、非常に高い濃度(最大2 mg / ml)を、細菌の50%以上で一晩増殖させた場合であっても、もはやプラスミドを含まないことを見出した。カルベニシリンの成長は一般的に、プラスミドの高い保持をもたらしたが、25μg/ mlのプラスミドの損失を防止するのに十分ではなかった。その代わりに、我々はそのカルベニシリン濃度を発見した500μgの/ mlのtionsは、液体培養物中で成長中のプラスミドの損失を阻止するために必要とし、そして細菌を固体寒天基板上に成長したときに2 mg / mlのカルベニシリンを、プラスミド損失を阻止する必要があった。
プラスミド保持はノックダウンの成功に不可欠であるためのdsRNA細菌がこのプロトコルで培養すると、唯一のカルベニシリンが使用されます。我々は慎重に、プラスミドを含まない細菌がこれらの培養では増殖しないことを確認するには、このプロトコールに記載の細菌増殖培養において使用されるカルベニシリンの濃度を最適化しています。しかしながら、品質管理尺度として、プラスミド損失は、プロトコルのいくつかのステップで決定される。効率的なノックダウンを保証するために、これらの各ステップでの細菌の80%以上は、dsRNAプラスミドが含まれている必要があります。プロトコルのいずれかの段階での細菌の20%以上は、dsRNAのプラスミドを失った場合には、使用されるカルベニシリンの品質をチェック。カルベニシリンは、それが使用されている新鮮な一日に準備する必要があります。準備する新鮮カルベニシリンと文化を繰り返します。
1。プラスミド損失を決定する方法
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2。重複ライブラリ版の作製
概要:のdsRNAライブラリは、96ウェルプレートに10566細菌クローンとして、製造業者(OpenBiosystems)から到着します。 -80℃の冷凍庫にすぐにプレートを保管してください。元のライブラリプレートが複製され、すべての給紙画面は細菌の供給源として、重複するライブラリ版を使用します。これは、元を格納し、別々の冷凍庫でのライブラリのプレートを複製することをお勧めします。一日あたりわずか10ライブラリプレートを複製、取り扱いのしやすさが推奨されています。
注:我々は気づいていることは重要でP元のライブラリプレートの各ウェルで見つかった細菌のercentage、プラスミドが含まれていません。ライブラリ細菌は貴重な資源であるため、しかし、元のライブラリ培養でプラスミド損失をテストすることはお勧めしません。
3。 Omniplatesに図書館の一時的なコピーを作成する
概要:dsRNAの画面のための食糧を準備するために開始するには、重複したライブラリのプレートからの細菌を固形寒天omniplatesに移して、一晩増殖させる。固体培地上でのプラスミドの損失を防ぐために、omniplatesは2 mg / mlのカルベニシリンで含む。これらのプレート上の細菌の期間使用することができます一週間の、プラスミドず、損失を示さない。我々は1週間以上omniplates上に成長させた細菌中でプラスミド損失をテストしていません。
4。ワームを供給するための細菌の準備
Overview:給ウォームの細菌をomniplatesからの細菌を用いた(96ウェル形式)を1mlの液体培養物として調製される。これらの液体培養物を、飽和nonlogarithmic細菌培養を生成するために、一晩増殖させている。一晩成長はすべての文化が細菌の同様の濃度を含むことになるため、すべてのワームは、食品と同じ量を供給することが保証されます。この成長中のプラスミドなしの損失は観察されないはずである。
5。生成L1はC.を逮捕虫の幼虫
概要:L1-逮捕幼虫のdsRNA供給プレート上で同期ワーム培養を開始するために使用されています。これらの幼虫は、健康な卵を隔離するために妊娠成人の集団を漂白した後、卵は食べずに、S-完全培地中で孵化させることで生成されます。食べ物がない場合には孵化したL1幼虫は、L1幼虫の同期集団を生成する、開発を逮捕します。これらの飢えた動物が時間をかけて病気になり、廃棄しなければならないように、画面中に、毎週新鮮なL1〜逮捕幼虫を準備。 dsRNAを送り株において使用される動物の遺伝的背景の選択は、神経細胞の画面のえり-1のために、用途に応じて変更することができます。LIN-15B変異体を推奨します。
注意:Inは5.8から5.11ワームを段階的に説明し、卵は漂白液に晒されております。漂白剤は、ワームを破壊し、比較的無傷の卵を残す。卵が長すぎる漂白溶液中に残っている場合は、それらは破壊される。漂白剤は、卵は10分以上漂白剤に曝露残っていないことを確実にするために、ステップ5.8で追加されたときにタイマーを設定する。
逮捕されたL1幼虫は、画面中に毎週新鮮なされるべきである。最初のバッチが行われた後、後続のバッチは(OP50100μlの一晩培養を含む)4つの標準、播種6cmのプレートのそれぞれに(前の週のバッチから)500逮捕されたL1幼虫を追加することで開始し、20でインキュベートすることができます4日間、Cと°。 4日目にプレートが含まれている必要があります多くの卵や妊娠大人とは、より多くの同期化のL1幼虫のために新鮮な卵を準備するために漂白することができます。
6。摂食プレートに逮捕さL1幼虫を転送
概要:dsRNAの画面を実行するには、20〜30 L1幼虫を逮捕したdsRNA給電プレート上に転写される。動物は、2〜3日間、dsRNAを発現する細菌を摂食した後にこのような幼虫停止または致死性は早くもノックダウン効果が観察される。行っ画面によって、所望の表現型は、給紙板上に載置された原稿動物(P0動物)、またはその子孫(F1動物)のいずれかで観察することができる。表現型の提示は、その発現がノックダウンされており、開発中の時間は、目的の遺伝子が必要とされる遺伝子によりコードされるタンパク質のperdurance含む変数の数に依存するであろう。 20〜30匹の動物のdsRNA供給培養を開始する前に、P0とF1の両方の表現型の観察を可能にする必要がありますimalsは食料源を排出。
簡単に、給電プレートに20から30の動物を転送する最初の決定するために、L1の濃度は、逮捕されたL1文化の中で動物を逮捕した。
7。給餌画面を開始
概要:dsRNAの画面を開始するには、20から30逮捕のL1幼虫をdsRNAを発現する細菌の薄い芝生を含む12ウェル送りプレートの各ウェルに加える。給プレートを標準線虫成長培地(NGM)を含有し、500μg/ mlのカルベニシリン(プラスミドの損失を防ぐため)及び1mM IPTG(dsRNA発現を誘導する)を補充している。動物を、20℃で数日間餌を発達させているF1の画面を実行するときに、P0画面と6〜7日の実行時に、動物のための2つの典型的な給餌レジメンは3日です。給の持続時間は、しかしながら、画面に求められる特定の表現型に応じて変えることができる。
注記:ウォーム増殖の7日後に供給プレート上に残った細菌はプラスミドの損失について試験されており、ほぼ100%は、dsRNAプラスミドを保持した。
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P0ノックダウン表現型は、細菌を表現するdsRNA動物の飼育、2〜3日後に表示されるようになります。いくつかの初期の表現型は、幼虫の逮捕と致死性が含まれており、すべての給紙のウエル2〜3%で観察されるべきである。これらの同じ表現型はまた、F1世代の動物で観察されるであろう。孵化に失敗し、F1の卵の存在は、他の一般的なF1の表現型であり、一緒に、これらの3表現型は、F1の画面ですべてのウェルの約10%で観察されます。
我々は、P0とF1の表現型の両方の組織型の種々の発現のためのいくつかの遺伝子のノックダウン効果を調べるためにここに記載されたプロトコールを使用した。我々はまた、神経組織内のノックダウン効果をテストしたかったので、我々はえり-1を使用し、私達のスクリーンでのLIN-15B変異体。 えり-1およびLIN-15Bの変異は、RRF-3に変異を有するとともに、RNAiは8,13,14に対する感受性を引き起こした突然変異についてスクリーニングで同定され...
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我々はC.大規模スクリーニングを行うために、市販のdsRNAを送りライブラリを使用してプロトコルを記載した虫 。我々は、ライブラリを複製し、それを効果的に使用するようにすべての手順を説明します。我々は、このアプローチは、動物の異なる組織における異なる生物学的過程に関与する遺伝子を同定することができることを実証している。我々はここで説明した表現型が(UNC、EGL、およびDPY)は容易に観察可能であるが、このプロトコルは、ほとんどすべての生物学的プロセスに必要とされる遺伝子を検索するために適合させることができる。例えば、我々は、ウォーム25における神経伝達に必要な遺伝子を同定するためにこのプロトコルを使用している。動物はdsRNAを発現菌に供給した後(典型的には、P0画面、F1スクリーンのための6-7日間、3日間)は、それらが給電プレートから除去し、任意の行動表現型について試験することができる。
プラスミド損失:
我々は減少し、ノックダウン効率が中に観察されたことがわかった大規...
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著者は、彼らが競合する経済的利益を持っていないことを宣言します。
この作品は、健康MH097163の国立研究所からの資金によって支えられている。いくつかの株は、研究基盤プログラムのNIHのオフィス(P40-OD010440)によって資金を供給されるCGC、提供された。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 試薬/材料 | |||
| >96ウェルファルコンフラットボトムプレート | フィッシャーサイエンティフィック | 353072 | 滅菌 |
| 接着ホイル | USAサイエンティフィック | 2923-0100 | |
| ンクオムニプレート | フィッシャーサイエンティフィック | 267060 | |
| 2.0ml深さ96ウェルポリプロピレンマスターブロック | USAサイエンティフィック | 5678-0285 | ディープ |
| ウェルプレート用オート | USA Scientific | 5665-6101 | |
| 50 ml combitips | USA Scientific | 4796-5000 | 個別包装 |
| リザーバー | USA Scientific | 2977-8500 | オートクレーブ可能 |
| 12ウェルプレート | USA Scientific | CC7682-7512 | 個別包装 |
| dsRNA供給ライブラリ | OpenBiosystems | RCE1181 | 店舗 -80 °C |
| アンピシリン | フィッシャー サイエンティフィ | BP1760-5 | |
| テトラサイクリン | フィッシャー サイエンティフィック | BP912-100 | |
| カルベニシリン | 、分娩に 2-4 週間かかります www.biochemicaldirect.com | ||
| Bacteriolgical 寒天 超高純度グレード A | Affymetrix | 10906 | ウォームプレート |
| Equipment | |||
| Brayer | ローラーUSAサイエンティフィック | 9127-2940 | |
| B–kel 96ピンレプリケーター | フィッシャーサイエンティフィック | 05-450-9 | オートクレーブマイクロ |
| シェーカー | トーマスサイエンティフィック | 1231A93 | 3 mm 軌道 |
| 12 チャンネルマルチチャンネルピペット (0.5-10 μl) | USA Scientific | 7112-0510 | |
| 12チャンネルマルチチャンネルピペット(30-300 μl) | USAサイエンティフィック | 7112-3300 | |
| リピータープラス手動ピペ | ッターUSAサイエンティフィック | 4026-0201 | |
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