私たちは、有能な外胚葉で応答を誘発することができる遺伝子の発現クローニングのためのXenopus卵子と動物キャップシステムについて説明し、そのような遺伝子のその後の解析技術について議論します。このシステムは、幅広い遺伝子産物の機能同定に役立ちます。
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私たちは、有能な外胚葉で応答を誘発することができる遺伝子の発現クローニングのためのXenopus卵子と動物キャップシステムについて説明し、そのような遺伝子のその後の解析技術について議論します。このシステムは、幅広い遺伝子産物の機能同定に役立ちます。
胚の誘導に関与する遺伝子の同定は、多くの課題を提起します。いくつか例を挙げると、目的の分泌された分子は存在量が少ないか、分泌されずにシグナル伝達細胞につながれているかもしれません、または結合パートナーや上流の調節分子の存在を必要とするかもしれません。したがって、コンピテントエクトダームにおける初期のレンズ誘導応答を誘発できる遺伝子産物の探索において、パラクリン因子またはジャクスタクリン因子、ならびに転写タンパク質またはその他の調節タンパク質の同定を可能にする発現クローニングシステムを利用しました。mRNAのプールをXenopus卵子に注入し、応答組織を卵子に直接配置して共培養しました。レンズコンピテント動物キャップ外胚葉における初期のレンズプラコードマーカーfoxe3の発現を誘発する能力に基づいて、神経プレートステージのcDNAライブラリーからldb1の機能的クローニングを行った後、mRNA発現パターンを特徴付け、ldb1の過剰発現またはノックダウン後の発生進行を分析しました.このシステムは、コンピテント組織における機能的応答を用いてインデューサーまたはその上流の調節分子の同定が求められる非常に幅広い状況に適しています。
機能喪失を通じて関心のある遺伝子を特定するための前方遺伝学的アプローチは、発生における複雑なパターン形成イベントを理解するための不可欠な部分です。 ますます拡大するシステムや研究者3-5が利用できる強力なリバースジェネティック技術と組み合わせることで、パスウェイで重要な機能的役割を果たす遺伝子を特定し、その機能を細胞レベルで、また他の遺伝子産物と相互作用して解明することが可能になりました。 過去に多くの重要な発見をもたらした目的の遺伝子を機能的に同定するための1つのアプローチは、発現クローニング6,7です。
私たちの最近の目的8は、脊椎動物の水晶体誘導プロセスの最初のステップが原腸期の早い段階で発生することが実証されているため、初期の水晶体誘導因子を特定することでした。 そのために、Xenopus胚の一過性のレンズコンピテント9動物キャップ外胚葉(ステージ11-11.510)を誘導の応答組織として使用し、ステージVIのXenopus卵子を誘導因子の産生源として使用しました。
次のプロトコルは、Smith and Harland6,7の発現クローニングとsib選択プロトコルに基づいており、他の11-13でも成功裏に使用されています。 私たちの卵子発現システム(LustigとKirschnerによる誘導因子の産生に最初に利用された14)では、直接的または間接的に卵子に動物キャップ外胚葉のレンズ誘導応答を誘発する因子を産生させることができる注入された転写産物のプールが選択され、同定されます。 このシステムは、分泌誘導分子を直接発現するのに有用であるため(卵子注入されたINHBB mRNAは、中胚葉コンピテント動物外胚葉8で中胚葉誘導を引き起こします)、当初、スクリーニング手順は主にパラクリン因子の同定に役立つと期待していました。 しかし、私たちのスクリーニングで核因子を同定した(ldb18)ことから、転写または翻訳調節因子、miRNA、補因子、ジャクスタクリン因子など、さまざまな分子を同定するためにこのシステムを使用できることが明らかになりました。
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全ての実験手順は、バージニア州制度動物実験委員会の大学によって承認されました。
注: 図1は、実験手順の概略を示しています。
卵母細胞の調製
図書館転写物の2注入
3.アニマルキャップアッセイ
in situハイブリダイゼーション (ISH) ではにより外胚葉における応答の解析4。
5.兄妹の選択およびクローニング
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mRNAの発現に応答して、卵母細胞に注入し、応答動物キャップ組織は、in situハイブリダイゼーション ( 図2および表1)によってOTX2の発現についてアッセイした。OTX2、レンズプラコードを介して神経管閉鎖の推定レンズ外胚葉(PLE)で表され肥厚19。 OTX2も PLE外側前方神経外胚葉ならびに非神経外胚葉ヘッドで表現されているのでしかし、それは神経とplacodal応答の両方に関連付けられています。 foxe3は神経板からPLEで発現されるのでfoxe3の使用は、発現クローニングの目的に、より具体的なアプローチを可能にしたレンズコンピテント動物キャップ外胚葉におけるレンズ誘導応答を産生することができる遺伝子産物のためのライブラリーをスクリーニングします隣接placodal領域に存在するが、neuroectoder欠席ステージとレンズの小胞形成20を通して、メートル...
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コンピテント外胚葉における応答を誘導することができる遺伝子の機能的クローニングのためにここに記載された方法は、遺伝子産物の広い範囲を同定することができます。この方法は、発現クローニング技術と組織誘導のアッセイを組み合わせることにより、過去の作品を発展させ。我々は、RNA注入後、直接的または間接的に、誘導因子の産生の供給源としてアフリカツメガエル卵母細胞の代謝経路を利用します。これ、cDNAライブラリーまたはクローンの他のコレクションから生成された転写物の発現を用いて目的6,7の遺伝子をクローニングするための確立された方法の使用と組み合わせて、胚に関わる新たな関心の遺伝子を同定するために求める人々のための貴重なアプローチを提供誘導。新しい遺伝子の機能同定にこの方法の広範な適用は、エキサイティングな新しい逆遺伝学的アプローチに便利な補完であり、また高THRを使用して同定された試験転写物を機能的にするために使用することができます(例えば、RNA-seqのような)oughput法21。
コントロールは、キャップアッセイで使用した...
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著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。
この作業は、シェパード大学財団からのC.Z.P.への専門能力開発助成金によって支援されました。 著者は、プロトコルに関する有益な議論をしてくれたBrett Zirkle氏とMalia Deshotel氏、そして寛大な支援を提供してくれたCarol Hurney博士に感謝したいと思います。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 12/101 抗体 | 開発研究 ハイブリドーマバンク | 12/101 | モノクローナル抗体 筋肉組織検出用 |
| 20x SSC バッファー | Sigma | S6639 | ISH |
| 水酢酸 | Sigma | A6404 | ISH |
| Anti-Dig-AP | ロシュ | 11093274910 ISH | |
| Aurum プラスミド ミニキット | Bio-Rad | 732-6400 | プラスミドDNA精製 |
| 試薬 | ロシュ | 11096176001 | ISH |
| BM パープル | ロシュ | 11442074001 | ISH |
| Boekel ハイブリダイゼーション オーブン | フィッシャー サイエンティフィック | 13-245-121 | ISH |
| ブインの溶液 | 用 シグマ | HT10132 | ISH |
| BSA | シグマ | A9647 | OCM |
| CHAPS | シグマ | C3023 | ISHの場合 |
| コラゲナーゼ A | ロシュ | 10103578001 | 卵母細胞の脱毛 |
| システイン | シグマ | C121800 | デゼリー胚 |
| DEPC-H2O | フィッシャーサイエンティフィック | BP5611 | ISH |
| Dig-RNA ラベリングミックス | ロシュ | 11277073910 | ISH プローブ用 |
| デュモン #5 鉗子 | ワールド プレシジョン | 500233 | ビテリン エンベロープ用除去 |
| エチル 3-アミノ安息香酸 | シグマ | A5040 | MS222 麻酔薬 |
| フィコール PM 400 | シグマ | F4375 | 注射剤用 |
| ホルムアミド | シグマ | F9037 | 用 |
| ゲンタマイシン硫酸塩 | シグマ | G1914 | OCM |
| 用 ガラス毛細血管 | ワールド・プレシジョン・インスツルメンツ | 4878 | 3.5インチ 長さ、I,D、0.530 mm |
| ガラスサンプルバイアル | フィッシャーサイエンティフィック | 06-408B | ISH |
| 用 ヘアループ | パスツールピペットに貼られた髪 組織操作用 | ||
| ヘパリンナトリウム塩 | シグマ | H4784 | ISH |
| インジェクター用 ナノリットル 2010 | ワールド精密機器 | ナノリットル 2010 | マイクロプロセッサ制御マイクロインジェクター |
| インスタントオーシャン | カロライナ | 972433 | 水族館 カエルの回復のための塩 |
| IRBG XGC Xenopus 検証済み 全長カム cDNA | ソース バイオサイエンス | 989_IRBG | cDNA ライブラリ |
| LB寒天プレート、100&マイクロ;g/ml アンピシリン | テクノバ | L5004 | 150 mm 注入済み LB-Amp プレート シブ選択用 |
| LB ルリアブロス | テクノバ | L8650 | LB シブのコロニーを採取するためのプレート選択と培養液の希釈 |
| 磁気 mRNA アイソキット | ニューイングランド バイオラボ | S1550S | ポリ(A)濃縮 RNA の単離用 |
| マレイン酸 | シグマ | M0375 | ISH用 |
| 手動マイクロフィルマイクロマニピュレーター | ワールド精密機器 | M3310R | 手動マイクロマニピュレーター |
| ニューティングミキサー | フィッシャーサイエンティフィック | 22-363-152 | ISH用ロッカー |
| パーモプラスト | ナスコ | SB33495M | 注射および解剖皿用粘土 |
| リン酸緩衝生理食塩水 | P5368 | ISH | |
| PMSG | 用シグマ | G4877 | 卵子の発達を刺激する |
| ポリビニルピロリドン | ΣPVP40 | ISH | |
| プログラマブルプーラー | ワールド精密機器用 | PUL-1000 | マイクロピペット ニードルプーラー |
| プロテイナーゼ K | Σ | P6556 | ISH |
| pTnT用 ベクター | Promega | L5610 | cDNA ライブラリ構築 |
| リボプローブ コンビネーションシステム | Promega | P1450 | in vitro転写 |
| 上付き文字 全長cDNAライブラリ構築キット | Life Technologies | 18248013 | キット cDNAライブラリ構築用 |
| 縫合糸、3-0シルク | フィッシャーサイエンティフィック | 19-037-516 | 卵子除去後のための縫合糸と針 |
| トルラ RNA | Sigma | R3629 | ISH用 |
| トリエタノールアミン | ΣT1502 | 用 | |
| Tween 20 | Sigma | P9416 | for ISH |
| Universal RiboClone cDNA Synthesis System | Promega | C4360 | alternative kit for cDNA library construction |
| Xenopus Full ORF Entry Clones - ORFeome Collaboration | Source Bioscience | 5055_XenORFeome | ORFeome Clones |
| XL2-Blue Ultracompetent Cells | Agilent Technologies | 200150 | cells for transformation of cDNA図書館 |
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